包被迷迭香精油对断奶仔猪生长性能、养分表观消化率及血清免疫、抗氧化指标的影响

2022-01-10马嘉瑜龙沈飞朴香淑

动物营养学报 2021年12期

马红马嘉瑜龙沈飞朴香淑

(中国农业大学动物科学技术学院，动物营养学国家重点实验室，北京 100193)

随着消费者对畜禽质量产品的需求不断提高以及对抗生素弊端的担忧，养殖企业迫切需要建立一套完善和成熟的动物营养体系来迎接无抗时代的到来。2020年7月1日之后，国内饲料企业禁止生产添加抗生素类的产品，这对畜禽养殖企业来说无疑是一种巨大挑战[1]。因此，开发具有潜在的替代抗生素功能的新型绿色添加剂成为了饲料行业的共同目标。通过学者们不断地探索和实践，发现益生菌、植物精油、有机酸等作为功能性添加剂，具有提高动物生长性能、改善动物肠道健康的作用，并具备类似抗生素的作用，对畜禽养殖行业意义重大[2-3]。

迷迭香(Rosmarinusofficinalis)是一种多年生唇形科草本植物，含有树脂、单宁和少量皂苷，主要包含迷迭香酚、熊果酸、迷迭香酸、鼠尾草酚等使迷迭香具有较强的抗菌和抗氧化活性的成分[4-7]，能够改善鸡肉的抗氧化性能[8]。研究表明，添加迷迭香精油能够抑制香肠中乳酸菌的繁殖，延长香肠保质期[9]。在肉鸡饲粮中添加迷迭香精油可以显著改善肉鸡生产性能，提高肉鸡免疫、抗氧化性能并改善鸡肉品质[10]。同样，饲粮中添加迷迭香精油在鹌鹑的生长性能和蛋品质方面也有改善[11]。然而，Loetscher等[12]研究结果表明，饲粮中添加迷迭香精油对肉鸡生长性能和屠宰性能均无显著差异。这可能与肉鸡的饲粮组成、迷迭香精油的浓度和成分以及饲养环境有关[13]。然而，关于迷迭香的研究结果多以禽类为主[14-16]，在猪生产上的应用效果却鲜有报道。因此，本试验旨在探究包被迷迭香精油对断奶仔猪生长性能、养分表观消化率以及血清免疫、抗氧化指标的影响，为包被迷迭香精油在断奶仔猪上的合理应用提供数据支持，并为断奶仔猪的健康养殖提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验样品

本试验使用的包被迷迭香精油由南阳某生物工程有限公司提供，其主要成分为：迷迭香精油10%、大蒜精油1%和牛至精油1%，抗结剂为采用糊精包被的二氧化硅。

1.2 试验动物、饲粮和试验设计

本试验在中国农业大学丰宁农业农村部饲料工业中心动物试验基地进行，所有动物程序均获得中国农业大学动物保护与伦理委员会的批准。试验选用64头初重为(7.80±1.57) kg的28日龄健康、断奶仔猪(杜×长×大)，按照体重和性别，完全随机区组分为2组，每组4个重复，每个重复8头猪(公母各占1/2)。其中对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮，迷迭香精油组在基础饲粮中添加300 mg/kg包被迷迭香精油。预试期3 d，分别按照教槽料∶试验饲粮=3∶1、2∶2和1∶3的比例进行过渡，正试期21 d。基础饲粮组成及营养水平的制定参考NRC(2012)，试验饲粮均为粉料。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

续表1项目 Items含量 Content乳清粉 Whey powder10.00豆粕 Soybean meal13.90发酵豆粕 Fermented soybean meal5.00酵母 Yeast3.00鱼粉 Fish meal3.00豆油 Soybean oil1.00食盐 NaCl0.40磷酸二氢钙 Ca(H2PO4)20.54石粉 Limestone0.28L-赖氨酸盐酸盐 L-Lys·HCl0.71L-蛋氨酸 L-Met0.33苏氨酸 Thr0.33色氨酸 Try0.11缬氨酸 Val0.18氧化锌 ZnO0.20植酸酶 Phytase0.03三氧化二铬 Cr2O30.25无抗预混料 Non-antibiotic premix1)0.50合计 Total100.00营养水平 Nutrient levels2)总能 GE/(MJ/kg)16.18粗蛋白质 CP18.42粗脂肪 EE4.41干物质 DM87.46有机物 OM94.81钠 Na0.31乳糖 Lactose8.00钙 Ca0.52总磷 TP0.48可消化赖氨酸 DLys1.54可消化蛋氨酸 DMet0.56可消化苏氨酸 DThr0.83可消化色氨酸 DTry0.27

试验前对保育舍进行彻底消毒并清洗料槽，采用自动控制系统对保育舍中空气的温度(第1周28～30 ℃，之后每周降低1～2 ℃，直到22～24 ℃)、湿度(60%～70%)以及二氧化碳浓度(低于0.15%)进行控制。试验期间仔猪自由采食与饮水，并按照猪场标准流程对仔猪进行常规疫苗接种和驱虫，定期清扫圈舍，随时观察和记录仔猪采食及健康状况。

1.3 样品采集与处理

1.3.1 生长性能和腹泻率

以圈为单位，记录仔猪每日投料量和剩料量。在试验开始和结束时分别对仔猪称重和剩料量的统计，并计算平均日增重(g/d)、平均日采食量(g/d)和饲料转化效率(平均日采食量/平均日增重)。此外，以猪个体为单位，试验期每天09:00和15:00对仔猪肛门进行检查，观察记录并统计仔猪腹泻数目，计算仔猪腹泻率，公式如下：

腹泻率(%)=100×腹泻头数/(试验猪
头数×试验天数)。

1.3.2 饲粮及粪便样品采集与处理

正试期第19～21天每天用干净样品袋采集各组饲粮样品和每个重复的新鲜粪便样品，粪便样品分析前需在4 ℃解冻并置于烘箱，于65 ℃下干燥72 h并过40目筛子研磨。饲粮和粪便中的干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分含量分别按照GB/T 6435—2006、GB/T 6432—1994、GB/T 6433—2006、GB/T 6438—2007方法进行测定[17-20]；中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量参照Van Soest等[21]的方法进行测定(ANKOM200纤维分析仪)。总能由PARR-6400型自动等代谢氧弹式测热仪(Calorimeter，美国)进行测定。此外，根据Williams等[22]的方法，采用原子吸收分光光度计(Z-5000，Hitachi,日本)测定饲粮和粪便中的铬含量并计算养分表观消化率，有机物含量计算公式和养分表观消化率计算公式如下：

式中：M1为饲粮中铬含量；N1为饲粮中营养物质含量；M2为粪便中铬含量；N2为粪便中的营养物质含量。

1.3.3 血清样品采集与处理

试验第21天，每圈挑选1只平均体重的猪，前腔静脉采血10 mL，于室温下静置30 min，并在4 ℃下3 000×g离心10 min制备血清，置于-20 ℃保存待检。

采用Multiskan Ascent酶标仪(Thermo，美国)及试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定血清中丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和总抗氧化能力(T-AOC)。采用酶联免疫吸附法(ELISA)试剂盒测定血清免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-10(IL-10)、干扰素-γ(IFN-γ)以及D-乳酸(D-LA)含量及二胺氧化酶(DAO)活性。所有检测步骤均按照试剂盒使用说明进行。

1.4 统计分析

使用SAS 9.2软件采用非配对t检验(Student’st)检验进行数据统计分析。以圈为单位分析生长性能、养分表观消化率、腹泻率。腹泻率数据采用卡方检验。以猪个体为单位分析血清免疫、抗氧化指标数据。使用LSMEANS计算处理平均值和标准误。差异显著以P≤0.05判定，显著差异趋势以0.05

2 结果与分析

2.1 包被迷迭香精油对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响

由表2可知，与对照组相比，迷迭香精油组趋于提高仔猪平均日增重(P=0.10)，改善仔猪饲料转化效率(P≤0.05)。然而，仔猪平均日采食量与腹泻率无统计学差异(P>0.05)。

表2 包被迷迭香精油对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响Table 2 Effects of encapsulated rosemary essential oil on growth performance and diarrhea rate in weaning piglets

2.2 包被迷迭香精油对断奶仔猪养分表观消化率的影响

由表3可知，与对照组相比，添加包被迷迭香精油显著改善断奶仔猪粗脂肪和中性洗涤纤维表观消化率(P<0.05)，分别提高21.6%和6.0%。然而，迷迭香精油组仔猪有机物和粗蛋白质表观消化率趋于降低，分别降低2.0%(P=0.09)和2.8%(P=0.06)。仔猪干物质、总能和酸性洗涤纤维表观消化率未观察到统计学差异(P>0.05)。

2.3 包被迷迭香精油对断奶仔猪血清免疫指标的影响

由表4可知，与对照组相比，迷迭香精油组断奶仔猪各血清免疫指标无显著差异(P>0.05)。

表4 包被迷迭香精油对断奶仔猪血清免疫指标的影响Table 4 Effects of encapsulated rosemary essential oil on serum immune indexes in weaning piglets

2.4 包被迷迭香精油对断奶仔猪血清抗氧化指标的影响

由表5可知，与对照组相比，迷迭香精油组仔猪血清SOD活性提高23.2%(P<0.05)，GSH-Px活性提高40.5%(P<0.05)，仔猪血清T-AOC和MDA含量无统计学差异(P>0.05)。

表5 包被迷迭香精油对断奶仔猪血清抗氧化指标的影响Table 5 Effects of encapsulated rosemary essential oil on serum antioxidant indexes in weaning piglets

3 讨论

3.1 包被迷迭香精油对断奶仔猪生长性能的影响

植物精油是当代改善动物健康状况的有效措施，也是解决药用抗生素替代的首选资源。研究表明，迷迭香精油是一种药物，能够治疗泌尿系统疾病、慢性虚弱、神经疾病、脱发和血管疾病。此外，迷迭香是传统的收敛剂，可作为镇痉药、消炎药、祛痰药以及催眠药来使用[23]。近年来，迷迭香因其抗氧化以及抗菌性能强等优势而广受饲料企业青睐，并作为新型的绿色添加剂应用于养殖业(以禽类为主)。Karata等[24]研究表明，饲料中分别添加0.4、0.7、1.0和3.0 g/kg迷迭香精油能够改善虹鳟鱼平均日增重、增长率以及饲料转化效率，改善效果随迷迭香添加剂量的增加而增长。Al-Kassie等[25]研究表明，饲粮中添加0.5%和1.0%的迷迭香提取物可以显著改善42日龄肉鸡的生长性能，该研究与Ghazalah等[26]的研究结果相似。肉鸡生长性能改善一方面可能是由于迷迭香精油改善肉鸡养分表观消化率，提高肠道吸收养分的利用率。另一方面，迷迭香精油发挥抗菌特性，通过降低微生物活性并调节动物胃肠道中病原菌的数量，改善肠道内环境，从而提高动物生长性能[27]。然而，Ghozlan等[28]的研究结果表明，饲粮中添加0.5%、1.0%和1.5%的迷迭香精油对肉鸡的平均日增重、饲料转化效率均无统计学差异。Abd El-Latif等[29]在肉鸡饲粮中添加不同水平迷迭香和大蒜精油复合物，各试验组与对照组相比均未观察到肉鸡生长性能的改善作用。Cardinali等[30]发现，肉兔饲粮中添加0.1%的牛至精油和0.1%的迷迭香精油复合物提高肉兔平均日增重以及第80天的末重，但平均日采食量和饲料转化率无显著影响。在本试验中，添加300 mg/kg的包被迷迭香精油能够改善断奶仔猪饲料转化效率，对仔猪腹泻也有一定程度的缓解。此外，Souza等[31]研究结果也表明，添加迷迭香精油降低内罗尔小母牛的干物质采食量和饲料转化效率。因此，试验对象的差异性以及迷迭香精油的组合方式可能是造成迷迭香精油作用效果参差不齐的主要原因。

3.2 包被迷迭香精油对断奶仔猪养分表观消化率的影响

目前国内外缺乏迷迭香精油对断奶仔猪养分表观消化率的影响研究。因此，本试验通过探讨饲粮添加300 mg/kg迷迭香精油对断奶仔猪养分表观消化率的影响，以阐明迷迭香精油对断奶仔猪养分消化的作用。本研究结果表明，添加包被迷迭香精油有效提高断奶仔猪粗脂肪和中性洗涤纤维表观消化率。这可能是由于饲粮中的脂肪在肠道脂肪酶的作用下分解为游离脂肪酸和甘油，并以乳糜微粒的形式进入血液[32]。研究表明，迷迭香精油可以改善虹鳟鱼脂肪酶和淀粉酶的活性，这可能与迷迭香中含有类黄酮和酚类物质刺激所致[33]。仔猪中性洗涤纤维表观消化率的改善可能是由于迷迭香精油组分改变肠道菌群结构，将不易消化的养分转变为易消化的养分。此外，迷迭香精油组分参与机体抗氧化酶体系，保护机体消化器官免受损害，进而影响机体消化酶活性，从而提高机体养分的消化率[34-35]。然而，有机物和粗蛋白质表观消化率的降低可能与仔猪采食量下降有关，其具体机理尚不明晰，需要进一步验证。

3.3 包被迷迭香精油对断奶仔猪血清免疫指标的影响

IgA、IgG和IgM可以与相应的抗原特异性结合，是体液免疫的主要物质。血清中IL-1β、IL-10以及IFN-γ参与多种细胞的机体免疫反应，其含量可以判断机体炎症情况。免疫球蛋白的含量可以作为评价断奶仔猪免疫功能的指标[36]。近年来，关于迷迭香精油对畜禽血清免疫参数的研究报告较少，有研究表明，迷迭香能够加速黏膜上皮修复，改善大鼠口腔溃疡症状，这可能与迷迭香提取物减少固有炎症细胞IL-1β、IL-18的含量，发挥抗炎作用有关[37]。Ghozlan等[28]研究结果表明，在第3和5周时，肉鸡饲粮中添加1.0%和1.5%的迷迭香精油可以改善血清IgM、IgG、INF-γ和IL-10的含量。El-Kelawy等[38]在肉鸡饲粮中分别添加0.25%、0.50%、0.75%和1.00%的迷迭香精油均提高了血清IgM、IgA、免疫球蛋白Y(IgY)、INF-γ和IL-10的含量。本试验研究结果发现，迷迭香精油组肉鸡血清免疫指标与对照组相比均无显著差异。这可能是由迷迭香精油的成分、含量以及试验对象的差异造成的。然而，最近的一项研究表明，迷迭香提取物具有免疫抑制作用，主要是由于迷迭香提取物的主要成分之一反式咖啡酸通过抑制信号转导与转录激活因子3(STAT3)的活性，从而抑制T淋巴细胞的增殖[39]。因此，关于迷迭香提取物对机体免疫参数的影响应进行进一步的研究，解析迷迭香精油具体成分及其分子结构，确定其生物利用度和药代动力学。