辣椒提取物对母猪繁殖性能、血清生化指标和初乳成分的影响

2022-02-20郭衍新黄世猛马秋刚赵丽红张建云陈家钊李峰娟简勇军

动物营养学报 2022年1期

郭衍新黄世猛马秋刚* 赵丽红张建云计成陈家钊李峰娟陈径简勇军

(1.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；2.福建丰泽农牧饲料有限公司，福州 350011；3.福清市丰泽农牧科技开发有限公司，福清 350323)

当前，我国各大养殖场母猪正处于规模化、集约化的高强度生产状态之中，这致使母猪机体出现过多自由基以及代谢紊乱和免疫失调等多种疾病。辣椒中含有多种有效成分，如色素、辣椒碱、维生素、有机酸、蛋白质、糖和矿物质等[1]，其主要辣味成分是辣椒素类物质[2]，具有显著的抑菌和抗菌[3-5]、抗肿瘤[6]、抗氧化[7]、缓解机体炎症[8-9]和镇痛[10]的作用。此外，辣椒碱还可作为健胃剂促进食欲，改善消化功能。由此可见，辣椒具有多种生物学功能，探究辣椒提取物在母畜生产中的实际应用，对提高母畜的繁殖性能和改善血清生化状态具有重要意义。因此，十分有必要去探究辣椒提取物是否存在剂量效应以改善母猪的繁殖性能，缓解机体氧化应激，增强机体免疫能力，提高母乳营养成分含量，以及研究辣椒提取物在母猪饲粮中的适宜添加剂量等。在前人的研究报道中，辣椒提取物在猪饲养试验中的研究都是集中于育肥猪[11-12]，关于其对母猪繁殖性能和初乳成分的影响未见报道。鉴于此，本研究选择妊娠后期母猪作为试验猪，在饲粮中添加不同水平辣椒提取物，探讨其对母猪繁殖性能、血清生化指标和初乳成分的影响，研究辣椒提取物在母猪饲粮中的适宜添加剂量并阐明其作用效果，以期为提高母猪繁殖性能、改善机体抗氧化应激能力等提供科学的数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验采用的北京红辣椒采购自河北省沧州荣业食品有限公司，粉碎后过60目筛，得到辣椒粗提物。

1.2 试验设计

选择配种时间和体况相近的妊娠85 d“大白”一元母猪27头，随机分为3组，每组9个重复，每个重复1头母猪。Ⅰ组为对照组，饲喂玉米-豆粕型基础饲粮，其组成及营养水平见表1；Ⅱ组和Ⅲ组分别饲喂在基础饲粮中添加0.5%和1.0%辣椒提取物的饲粮。试验从母猪妊娠85 d开始，至产完挤奶后结束。试验期内饲喂哺乳期干粉料，母猪于分娩前5天转入分娩舍，饲喂料水比为2∶3的湿拌料。分娩过程中或产后3 h内，收集母猪初乳(50 mL/头)；母猪产完后，以重复为单位，统计每头母猪的繁殖产仔情况。

表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) %

1.3 饲养管理

妊娠母猪在定位栏进行限制饲喂和管理，猪只采食量为3.2 kg/d，自由饮水，相关消毒和免疫工作按照猪场常规程序进行。舍内采用白色升降纱窗于每日05:00—17:00进行通风采光，舍内温度控制在(20±2) ℃，相对湿度为50%～70%。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 母猪繁殖性能

以重复为单位，在母猪分娩完成后，统计每窝的总产仔数、活仔数、弱仔数、健仔数、木乃伊胎数、死胎数、初生窝重和平均个体重。其中，总产仔数为同一窝分娩的包括活仔数、死胎数和木乃伊胎数等所有类型仔猪的总和；活仔数为母猪一窝所产全部活仔猪数；弱仔数为母猪一窝所产体重小于1.0 kg的活仔猪数；健仔数为母猪一窝所产体重大于1.0 kg的活仔猪数；木乃伊胎数为母猪一窝所产死亡已脱水、颜色为黑色或褐色的死仔猪数；死胎数为母猪一窝所产已死亡、颜色为白色的死仔猪数；初生窝重(kg)为母猪所产一窝所有活仔猪的重量；平均个体重(kg)为初生窝重除以同窝活仔数。

1.4.2 血清指标

以重复为单位，在母猪妊娠110 d时，前腔静脉采血10 mL，3 000 r/min离心15 min，制备血清样品，存于-20 ℃冰箱。血清生化指标[谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)活性以及总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量]和抗氧化指标[总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、总抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)含量]均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定；血清白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-10(IL-10)含量采用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒测定；血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-1β(IL-1β)含量采用酶标仪进行测定；血清促乳素(PRL)和生长激素(GH)含量使用免疫计数器采用放射免疫分析法测定。

1.4.3 母猪初乳营养成分含量和免疫指标

以重复为单位，在母猪分娩过程中或产后3 h内，通过乳房按摩来收集母猪初乳(50 mL/头)，初乳样品置于-20 ℃保存。初乳中乳糖、乳蛋白、乳脂和非脂固形物含量采用乳成分体细胞分析仪进行测定，初乳中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM)含量采用ELISA试剂盒测定。

1.5 数据统计分析

试验数据使用Excel2010进行整理汇总，采用SPSS 19.0软件对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法多重比较，试验结果用平均值和均值标准误(SEM)表示，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 辣椒提取物对母猪繁殖性能的影响

由表2可知，与对照组(Ⅰ组)相比，饲粮添加辣椒提取物对母猪各项繁殖性能指标均无显著影响(P>0.05)。

表2 辣椒提取物对母猪繁殖性能的影响Table 2 Effects of pepper extract on reproductive performance of sows

2.2 辣椒提取物对母猪血清生化指标的影响

由表3可知，Ⅱ组母猪血清TP含量有高于对照组的趋势(P>0.05)，且显著高于Ⅲ组(P<0.05)；Ⅱ组母猪血清ALT、AST活性低于对照组和Ⅲ组，血清ALB含量高于对照组和Ⅲ组，但差异均不显著(P>0.05)。

表3 辣椒提取物对母猪血清生化指标的影响Table 3 Effects of pepper extract on serum biochemical indices of sows

2.3 辣椒提取物对母猪血清抗氧化指标的影响

由表4可知，Ⅲ组母猪血清T-AOC有高于对照组的趋势(P>0.05)，且显著高于Ⅱ组(P<0.05)；各组母猪其他血清抗氧化指标无显著差异(P>0.05)。

图3表明了两种样品的重量变化曲线,一种是有碳纤维织物,另一种是没有碳纤维织物的。测试的结果显示,用石墨复合材料制成的具有碳纤维织物和无碳纤维织物的样品在试验开始时显示出高的吸水率。没有碳纤维织物的石墨复合材料的吸收率比具有碳纤维织物的石墨复合材料高约1.5倍。

表4 辣椒提取物对母猪血清抗氧化指标的影响Table 4 Effects of pepper extract on serum antioxidant indices of sows

2.4 辣椒提取物对母猪血清细胞因子和激素含量的影响

由表5可知，辣椒提取物对母猪血清TNF-α、IL-1β、IL-10、PRL和GH含量均具有显著影响(P<0.05)。其中，Ⅱ组母猪血清TNF-α含量显著低于对照组和Ⅲ组(P<0.05)，且对照组显著低于Ⅲ组(P<0.05)；对照组和Ⅱ组母猪血清IL-1β含量显著低于Ⅲ组(P<0.05)；Ⅱ组和Ⅲ组母猪血清IL-10含量显著低于对照组(P<0.05)；Ⅱ组母猪血清PRL含量显著高于对照组(P<0.05)，血清GH含量显著高于对照组和Ⅲ组(P<0.05)。

表5 辣椒提取物对母猪血清细胞因子和激素含量的影响Table 5 Effects of pepper extract on serum contents of cytokine and hormone of sows

2.5 辣椒提取物对母猪初乳营养成分含量和免疫指标的影响

由表6可知，与对照组相比，辣椒提取物对母猪初乳营养成分含量和免疫指标无显著影响(P>0.05)。其中，Ⅱ组母猪初乳IgG含量高于对照组和Ⅲ组，但无显著差异(P>0.05)。

表6 辣椒提取物对母猪初乳营养成分含量和免疫指标的影响Table 6 Effects of pepper extract on nutrient contents and immune indices in colostrum of sows

3 讨论

3.1 辣椒提取物对母猪繁殖性能的影响

研究表明，辣椒提取物对21日龄仔猪具有促进生长发育、提高饲料利用率的作用；在45日龄仔猪饲粮中添加适宜辣椒提取物，对仔猪生长和饲料利用率具有显著促进效果[11-12]；辣椒碱对仔猪生长性能如平均日增重具有显著影响[13]。辣椒具有广泛的药理作用，如开胃、促进血液循环、降血压、降糖和调节血脂等[14]。此外，辣椒素能够通过调节小鼠细胞内炎症因子表达水平来发挥神经保护作用[9]。本试验中，辣椒提取物对母猪繁殖性能无显著影响，其具体作用效果，还需扩大规模，采取进一步的母猪大群试验进行验证。

本试验中，辣椒提取物有降低仔猪初生窝重和平均个体重的趋势。研究发现，辣椒素对人具有减肥、促进脂肪新陈代谢的作用[15]，由此推测，辣椒对仔猪初生重的影响可能与辣椒对脂肪代谢具有类似作用有关，但具体作用机制还需要进一步研究。

3.2 辣椒提取物对母猪血清生化和抗氧化指标的影响

ALB在肝脏中合成，在结合和转运其他分子以及维持血浆胶体渗透压方面起着重要的作用。其主要参与机体的免疫应答，抵抗细菌、病毒等病原体的入侵。血清TP含量升高，说明随着循环抗体水平的升高，球蛋白含量也随之提高，从而增强机体免疫功能。本试验中，0.5%辣椒提取物添加组母猪血清TP含量有高于对照组的趋势，其血清ALB含量也有提高的趋势，这说明0.5%辣椒提取物能够显著改善母猪对蛋白质的代谢转运速率，增强机体对氮的合成利用能力，改善机体的免疫功能。

T-AOC是衡量机体抗氧化系统功能状态的综合性指标，反映了机体总的抗氧化能力。MDA是自由基作用于脂质后发生过氧化反应的终产物，是脂质过氧化强度和机体细胞膜系统受损伤程度的重要指标。本试验中，1.0%辣椒提取物添加组母猪血清T-AOC有高于对照组的趋势，血清MDA含量也低于对照组，这说明辣椒提取物能够提高母猪整体的抗氧化功能，对母猪体内超氧阴离子自由基、脂质自由基和过氧化氢物具有较好的清除能力，减少脂质过氧化物的产生。研究发现，辣椒对羟基自由基和超氧阴离子自由基具有较强的清除能力[16]。另外，辣椒素对氧化应激豚鼠、小鼠具有显著的抗氧化效果[17-18]。此外，辣椒中还含有维生素C和槲皮素等，它们可能是作为一个整体参与到了机体的抗氧化过程，从而对机体的整体抗氧化系统功能状态起到显著的改善效果。

3.3 辣椒提取物对母猪血清细胞因子和激素含量的影响

IL-10是免疫系统中重要的抑炎因子，在血清中水平升高，有利于抗炎症细胞的发育和抑制机体的炎症反应，维持机体免疫反应的平衡。白细胞介素-1(IL-1)是机体炎症早期最具影响的细胞因子，IL-1分为白细胞介素-1α(IL-1α)和IL-1β，主要由巨噬细胞分泌，能诱导一系列的全身炎症反应。本试验中，与对照组相比，辣椒提取物添加组母猪血清抗炎因子IL-10含量显著降低，1.0%辣椒提取物添加组母猪血清TNF-α和促炎因子IL-1β含量显著提高，以上结果表明不适宜的辣椒提取物添加剂量可能会引起母猪炎症的发生，这可能是当母猪受到过量辣椒素刺激时，辣椒素类物质通过激活核调节细胞因子-核转录因子-κB(NF-κB)信号通路，来直接表达一氧化氮合酶(NOS)、免疫球蛋白基因，进而合成免疫球蛋白及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)，调控一氧化氮(NO)的合成及释放。而NF-κB信号通路活化又可以产生大量的IL-1、白细胞介素-2(IL-2)、IL-6和TNF-α等细胞炎症因子[19]。研究表明，给小鼠服用一段时间高剂量的辣椒素后，小鼠血清中促炎因子TNF-α、IL-1β等炎症标志物水平提高2倍以上[8]。研究同时表明，辣椒素能够加重缺血/再灌注小鼠脑神经细胞损伤[9]。

GH是腺垂体细胞分泌的一类蛋白质激素，可促进乳腺发育和维持泌乳等。PRL是维持乳腺细胞新陈代谢所必需的激素，作为泌乳过程中的一个“综合信号”，参与到泌乳的多个方面。Kleinberg等[20]发现GH可以刺激牛乳腺上皮细胞的大量增殖；Bauman等[21]利用垂体或重组牛GH可以提高牛的产奶量。本试验中，与对照组相比，0.5%辣椒提取物添加组母猪血清PRL和GH含量显著升高，说明饲粮添加0.5%辣椒提取物对母猪血清PRL和GH含量具有显著改善效果。

3.4 辣椒提取物对母猪初乳营养成分含量和免疫指标的影响

仔猪出生后，充足的营养物质和免疫球蛋白摄入是确保其快速生长的先决条件[22]。本研究结果显示，辣椒提取物对母猪初乳中的乳脂、乳蛋白、乳糖和非脂固形物含量没有显著影响。陈忠法等[11]、马黎明等[12]研究表明，辣椒提取物对仔猪生长性能具有显著促进作用；辣椒对人、小鼠均具有多种生物学功效，由此推断辣椒提取物对母猪初乳营养成分含量具有潜在的作用效果，但是其具体作用效果还有待进一步采取母猪大群试验进行验证。

初乳对仔猪至关重要[23]，研究表明，辣椒素能够提高应激反应小鼠的免疫功能[24]和豚鼠的细胞免疫水平[17]。本研究中，与对照组相比，辣椒提取物添加组母猪初乳IgG含量有所提高，血清IgM和IgA含量有所降低，这可能与母猪初乳IgG含量相对升高有关。此外，0.5%辣椒提取物添加组母猪分娩时血清PRL含量较对照组显著升高，提示母猪初乳分泌量要高于对照组，而较高的初乳分泌量可能稀释了母猪初乳IgM和IgA含量。