岩藻多糖对断奶羔羊生长性能、器官指数及血清生化、抗氧化和免疫指标的影响

2022-06-10郭广振杨伟光陈佳怡王胜男尹福泉冯钰晴高振华

动物营养学报 2022年5期

郭广振杨伟光刘娟陈佳怡王胜男尹福泉冯钰晴高振华

(广东海洋大学滨海农业学院，湛江524088)

近年来我国羔羊肉产量逐年上升，羊产业转向以产肉为主，肉羊产业快速兴起，肥羔肉和优质小羊肉的生产成为肉羊产业的发展趋势。为提高母羊繁殖效率和缩短产羔间隔，多采用人工代乳粉替代母乳进行羔羊早期断奶。早期断奶技术对于我国肉羊产业体系发展具有重要意义，是农区舍饲养殖和规模化、集约化养殖的重要手段。然而，断奶后羔羊健康状况对其后期的生长发育有着重要影响，饲料“禁抗”前，为提高肉羊生长性能和抗病力，代乳粉中添加抗生素以达到降低断奶应激和促进生长的目的。随着我国饲料“禁抗”法律的实施等，找寻代乳粉中的替抗产品成为目前行业关注的重点。

在早期研究中，传统上认为多糖仅充当能量物质，但随着研究的不断深入，越来越多研究表明多糖具有广泛的生物学功能。岩藻多糖是从海藻中提取的、具有复杂化学组成和独特结构的天然糖聚合物，其核心成分是岩藻糖和硫酸基。我国沿海从北到南均有海藻养殖，品种丰富，是我国海洋水产行业中的支柱产业。据《中国渔业统计年鉴2018》显示，2017年我国海水养殖海藻产量约为222.78万t，其中产量最高的是海带，其次是江蓠；其中福建省和广东省的江蓠产量最多[1]。岩藻多糖具有增强机体免疫和抗氧化能力[2]、抑制肠道有害菌[4-5]、改善肠道屏障[6]、提高动物生长性能[4,7-8]等作用。目前，有关岩藻多糖的研究多集中在体外细胞试验以及单胃动物上。在仔猪上，岩藻多糖可替代抗生素，提高抗氧化能力和免疫力，缓解断奶应激[4,9-11]。鉴于岩藻多糖在单胃动物上的积极作用，本研究提出假设，代乳粉中添加岩藻多糖对早期断奶羔羊的健康也具有一定的影响。因此，本试验以30日龄断奶川中黑山羊为试验动物，研究代乳粉中添加岩藻多糖对早期断奶羔羊生长性能、器官指数及血清生化、抗氧化和免疫指标的影响，为幼龄反刍动物健康养殖中抗生素替换提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选取体重相近、健康状况良好的30日龄去势川中黑山羊公羔24只，平均初始体重(7.32±0.37) kg。采用单因素试验设计，按照同质原则将试验羔羊随机分为4组，每组6个重复，每个重复1只。4组试验羔羊分别饲喂代乳粉(Ⅰ组，作为对照组)、代乳粉+0.1%岩藻多糖(Ⅱ组)、代乳粉+0.3%岩藻多糖(Ⅲ组)、代乳粉+0.6%岩藻多糖(Ⅳ组)，自由采食开食料。预试期7 d，正试期30 d。岩藻多糖来源于某公司，生产日期为2021年1月5日，淡黄色粉末，具有海藻气味，纯度为98%，水分含量为7.87%，总糖含量为66.3%，岩藻糖含量为24.9%，硫酸基含量为28.9%。

1.2 试验饲粮组成及营养水平

代乳粉购自北京精准动物营养研究中心，营养水平(干物质基础)：粗蛋白质23%，粗脂肪12%，粗纤维3%，粗灰分10%，钙1.5%，磷1.2%。开食料配方根据《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)设计，其组成及营养水平见表1，精粗比为80∶20。

表1 开食料组成及营养水平(干物质基础)

1.3 饲养管理

试验地点在广东省雷州市某养殖场，时间为2021年4月至2021年6月。29日龄前的羔羊随母羊哺乳，30日龄进行强制断奶，并单笼饲养。根据体重的1.2%饲喂代乳粉，代乳粉和温开水按照重量与体积1∶6比例进行稀释冲调，搅拌摇匀至充分溶解后，室温晾至40 ℃使用奶瓶(250 mL)进行饲喂。每天分4次等量饲喂，饲喂时间分别为08:00、11:00、14:00、17:00。羊圈卫生按照养殖场管理措施，进行定期打扫与消毒。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生长性能

在正式试验第1天、第10天和第30天早晨测定羔羊空腹体重，并计算第1～10天、第11～30天和第1～30天平均日增重。

1.4.2 器官指数

羔羊颈静脉采血后立即屠宰，采集羔羊肝脏和脾脏，用滤纸擦拭血液，称取湿重，计算器官指数。

器官指数(g/kg)=器官湿重/羔羊活体重。

1.4.3 血清生化、抗氧化和免疫指标

样品采集：在正式试验第30天，将羔羊(空腹状态)保定后，通过颈静脉采集羔羊血液10 mL，分装成2管，将采血管在常温下倾斜60°静置20 min后，4 ℃、1 789×g离心10 min，将上清液分装至1.5 mL Ep管中，置于-20 ℃冰箱保存，待测。

血清生化指标：血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素氮(UN)含量及碱性磷酸酶(ALP)活性采用试剂盒测定。

血清抗氧化指标：血清总抗氧化能力(T-AOC)和过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及丙二醛(MDA)含量采用试剂盒测定。

血清免疫指标：血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)含量采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定，血清促炎因子白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(IFN-γ)和抑炎因子白细胞介素-10(IL-10)含量采用试剂盒测定。

以上测定指标所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所，具体操作步骤按试剂盒说明书进行。

1.5 数据处理与统计分析

试验数据采用Excel 2019进行整理和计算，用SPSS 23.0软件中的ANOVA程序进行单因素方差分析，并采用Duncan氏法进行多重比较，数据用平均值和均值标准误(SEM)表示，P<0.05为差异显著。

2 结果

2.1 岩藻多糖对断奶羔羊生长性能的影响

由表2可知，各组之间第1天和第10天体重差异不显著(P>0.05)。Ⅲ组和Ⅳ组的第30天体重显著高于Ⅱ组(P<0.05)，Ⅰ组与Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的第30天体重差异不显著(P>0.05)。

表2 岩藻多糖对断奶羔羊生长性能的影响

羔羊断奶后，第1～10天，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的平均日增重显著高于Ⅰ组(P<0.05)，但Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组之间平均日增重差异不显著(P>0.05)。第11～30天，Ⅲ组的平均日增重显著高于Ⅰ组(P<0.05)，但其他各组之间平均日增重差异不显著(P>0.05)。第1～30天，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的平均日增重显著高于Ⅰ组(P<0.05)，Ⅱ组和Ⅳ组的平均日增重显著低于Ⅲ组(P<0.05)，Ⅱ组与Ⅳ组之间平均日增重差异不显著(P>0.05)。

第1～10天，各组之间开食料采食量差异不显著(P>0.05)。第11～30天，Ⅲ组和Ⅳ组的开食料采食量显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P<0.05)，但Ⅰ组与Ⅱ组之间、Ⅲ组与Ⅳ组之间开食料采食量差异不显著(P>0.05)。第1～30天，Ⅲ组的开食料采食量显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P<0.05)，其他各组之间开食料采食量差异不显著(P>0.05)；各组之间代乳粉采食量差异不显著(P>0.05)。

2.2 岩藻多糖对断奶羔羊器官指数的影响

由表3可知，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的脾脏指数显著高于Ⅰ组(P<0.05)。各组之间肝脏指数差异不显著(P>0.05)。

表3 岩藻多糖对断奶羔羊器官指数的影响

2.3 岩藻多糖对断奶羔羊血清生化指标的影响

由表4可知，各组之间血清TP、ALB、UN含量和白球比(A/G)差异不显著(P>0.05)。Ⅳ组的血清GLB含量显著高于Ⅰ组(P<0.05)，其他各组之间血清GLB含量差异不显著(P>0.05)。Ⅲ组和Ⅳ组的血清AKP活性显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P<0.05)，且Ⅲ组的血清AKP活性显著高于Ⅳ组(P<0.05)。

表4 岩藻多糖对断奶羔羊血清生化指标的影响

2.4 岩藻多糖对断奶羔羊血清抗氧化指标的影响

由表5可知，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的血清T-AOC显著高于Ⅰ组(P<0.05)，且Ⅱ组的血清T-AOC显著高于Ⅲ组和Ⅳ组(P<0.05)。Ⅲ组和Ⅳ组的血清CAT活性显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P<0.05)，且Ⅳ组的血清CAT活性显著高于Ⅲ组(P<0.05)。Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的血清GSH-Px活性显著高于Ⅰ组(P<0.05)，且Ⅲ组的血清GSH-Px活性显著高于Ⅱ组(P<0.05)。Ⅲ组的血清SOD活性显著高于Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅳ组(P<0.05)，Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅳ组之间血清SOD活性差异不显著(P>0.05)。Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的血清MDA含量显著低于Ⅰ组(P<0.05)，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组之间血清MDA含量差异不显著(P>0.05)。

表5 岩藻多糖对断奶羔羊血清抗氧化指标的影响

2.5 岩藻多糖对断奶羔羊血清免疫指标的影响

由表6可知，各组之间血清IgA和IFN-γ含量差异不显著(P>0.05)。Ⅲ组的血清IgG含量显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P<0.05)，其他各组之间血清IgG含量差异不显著(P>0.05)。Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的血清IgM含量显著低于Ⅰ组(P<0.05)，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组之间血清IgM含量差异不显著(P>0.05)。Ⅲ组和Ⅳ组的血清IL-1β含量显著低于Ⅰ组和Ⅱ组(P<0.05)，且Ⅲ组的血清IL-1β含量显著低于Ⅳ组(P<0.05)。Ⅲ组和Ⅳ组的血清IL-10含量显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P<0.05)，Ⅲ组和Ⅳ组的血清TNF-α含量显著低于Ⅰ组和Ⅱ组(P<0.05)；Ⅰ组和Ⅱ组之间、Ⅲ组和Ⅳ组之间血清IL-10、TNF-α含量差异不显著(P>0.05)。

表6 岩藻多糖对断奶羔羊血清免疫指标的影响

3 讨论

3.1 岩藻多糖对断奶羔羊生长性能的影响

断奶是幼龄动物生长发育的关键时期，对幼龄动物生理和心理产生巨大的应激，影响其生长发育和健康状况，其中体重下降、腹泻率和死亡率升高等在断奶早期表现较为明显，且存在长期效应[12-17]。在养殖业中，抗生素能显著降低动物患病率和死亡率，增加饲料利用率，加快了畜禽生长[10,18-19]。但抗生素滥用及其在畜禽体内残留引发各种副作用，如动物源细菌耐药性等，进而产生严重的食品安全等问题[20]。因此，我国也进一步规范了抗生素的使用，停止生产含有促生长类药物饲料添加剂(中药类除外)的商品饲料[21]。目前，常见的畜禽抗生素替代物种类有抗菌肽、酶制剂、微生态制剂、植物提取物、功能性寡糖等。岩藻多糖核心成分为岩藻糖和硫酸酯，少量半乳糖、鼠李糖等其他成分，可被肠道微生物降解发酵为短链脂肪酸，降低pH，阻止病原菌定植，改善肠道稳态，减少饲料消耗，降低料重比，从而提高生长性能[2-8,22]。本研究中发现，第1～10天，各组羔之间的体重和开食料采食量无显著差异，但平均日增重显著提高；而在第11～30天，Ⅲ组和Ⅳ组的开食料采食量显著增提高，其中Ⅲ组的平均日增重最高，其第30天的体重也最高。这与朱新产等[8]、Mcalpine等[22]的研究结果一致，表明岩藻多糖可降低断奶幼龄动物料重比，提高营养物质消化率，提高肠道菌群的丰富度和多样性，稳定肠道健康[8,22]。

3.2 岩藻多糖对断奶羔羊血清生化指标的影响

TP由ALB和GLB组成，具有维持机体血液正常胶体渗透压和pH、参与机体新陈代谢等作用，反映机体的营养与免疫状况。饲料蛋白质被动物消化吸收，新陈代谢后终末产物为UN，血清UN含量降低表明氮在体内沉积增加，从而提高了饲料蛋白质利用率。ALP广泛分布于机体骨骼和肠等组织，是经肝脏向胆外排出的一种内源性蛋白质，在成骨过程中通过去磷酸化形成磷酸钙矿化物沉积于骨中，有利于骨的形成[23]。有研究表明，血清ALP活性能反映动物生长发育状况，动物平均日增重随血清ALP活性增加而增大[24]；但幼龄动物断奶后1周内，其血清ALP活性明显低于哺乳期幼龄动物[25-26]，同时，早期断奶降低了动物胃肠道的消化能力和蛋白质利用率，导致血清TP含量降低，而血清UN含量上升[27-30]。可见断奶对幼龄动物产生了免疫和营养性应激。本研究结果显示，代乳粉中添加0.3%和0.6%岩藻多糖可显著提高断奶羔羊血清ALP活性，有降低血清A/G的趋势，且可显著提高断奶羔羊第1～10天的平均日增重。由此可见，代乳粉中添加岩藻多糖能提高断奶羔羊血清GLB含量和ALP活性，在一定程度提高机体体液免疫，缓解断奶应激。

3.3 岩藻多糖对断奶羔羊血清抗氧化指标的影响

在畜禽生产过程中，常受到各种应激刺激而产生过量活性氧，打破了抗氧化系统的平衡，造成脂质过氧化，损伤DNA和细胞完整性，从而降低畜禽抗病能力和饲料利用率，最终导致生长性能的下降和生产成本的增加，不利于畜牧业发展。目前，关于岩藻多糖对早期断奶羔羊血清抗氧化指标的研究鲜有报道，岩藻多糖的抗氧化作用多集中大鼠和小鼠模型，不管以何种给药方式，都能增强抗氧化酶和非酶抗氧化酶的活性，从而增强机体的抗氧化能力。研究发现，岩藻多糖具有良好的抗氧化作用，其作用程度取决于岩藻多糖分子质量和硫酸基的含量，通过抑制丝裂原活化蛋白激酶和基质金属蛋白酶等信号传导，从而减缓机体氧化应激[9,31]。其中岩藻多糖硫酸基含量越高，血清和肝脏抗氧化酶活性越强；而高分子质量的岩藻多糖具有更好的羟自由基和超氧化物的清除能力，在抑制低密度脂蛋白氧化效果中优于高硫酸基含量[32-34]。杨晋[10]研究发现，饲粮中添加400 mg/kg海藻多糖提高了断奶仔猪抗氧化能力，且血清MDA含量呈下降趋势，可见海藻多糖可有效减缓仔猪断奶应激。本研究结果显示，代乳粉中添加岩藻多糖可提高断奶羔羊血清T-AOC及CAT、GSH-Px及SOD活性，并且降低血清MDA含量，这与上述研究结果所得的结论一致，说明岩藻多糖具有提高机体抗氧化能力的作用。

3.4 岩藻多糖对断奶羔羊血清免疫指标的影响

羔羊早期断奶虽然有利于提高母羊繁殖率和生产效率，但是也切断了羔羊的营养和被动免疫来源，易出现生长延滞与健康等问题。因此，如何缓解断奶应激、提高机体免疫力，成为早期断奶的关键。有研究表明，植物多糖具有免疫调节作用，可提高免疫器官指数，可激活各种免疫细胞、分泌多种细胞因子以及促进抗体生成等，增强机体免疫功能，是天然免疫调节剂。研究发现，添加100、500 μg/mL艾叶多糖与黑灵芝多糖可增强吞噬细胞的吞噬活性；在机体免疫和炎症反应过程中，添加蝉拟青霉多糖和牛膝多糖明显促进了吞噬细胞分泌的IL-1β、TNF-α等细胞因子的基因表达量，调节巨噬细胞功能，即吞噬和消化病原体，并激活淋巴球或其他免疫细胞，令其对病原体作出免疫反应[35-38]。肝脏是机体内代谢和解毒的重要器官，脾脏是机体最大的免疫器官。本研究结果中，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的脾脏指数显著高于Ⅰ组，这与罗强等[39]、秦兰芳等[11]的研究结果一致。脾脏中栖居着大量免疫细胞，一旦抗原进入脾脏即可诱导T细胞和B细胞的活化和增殖，从而产生致敏T细胞和浆细胞。浆细胞分泌的免疫球蛋白(imunoglobulin，Ig)是机体抗感染免疫的重要物质，主要有IgM、IgG、IgA。IgM是个体发育过程中最早合成和分泌的、相对分子质量最大的Ig，其含量增加提示了机体近期受到感染，可作为临床早期诊断手段之一。初次应答产生的IgM在几天内达到高峰，如果抗原剂量少，可能仅产生IgM；反之则接着产生IgG。血清中IgG是机体再次免疫应答的主要抗体，在新生儿抗感染免疫中发挥重要作用。IgA的产生最迟，一般在IgG产生后2周至1～2个月才能从血液中检出。新生动物可从母乳中获得分泌型IgA，对幼龄动物的呼吸道和消化道感染具有重要意义。本研究结果显示，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的血清IgM含量显著低于Ⅰ组；各组之间的血清IgA含量无显著差异。这是由于代乳粉缺少母乳中特有的免疫活性物质，易受到致病菌的侵袭，增加了疾病的发生率。而Ⅲ组的血清IgG含量比Ⅰ组高出23.5%，说明岩藻多糖能在一定程度上缓解断奶应激，对抗原再次入侵能迅速启动免疫应答反应。

细胞因子是由免疫细胞合成分泌的信号蛋白，是免疫应答反应中重要介质。可分为Th1细胞因子和Th2细胞因子，前者主要包括IL-1β、TNF-α等促炎因子，主要介导细胞免疫，对细胞内病原体具有抗感染作用；后者主要是抗炎因子，如IL-10，辅助B细胞分化、成熟，介导体液免疫。Th1细胞因子和Th2细胞因子之间是相互拮抗关系。羔羊断奶过程中，促炎因子IL-1β、TNF-α等基因表达量显著上调[40]。Walsh等[41]研究发现，断奶仔猪饲粮中添加岩藻多糖及昆布多糖可显著降低促炎因子IL-1β等基因表达量。本研究中，与Ⅰ组相比，Ⅲ组和Ⅳ组血清IL-1β、TNF-α含量显著降低，血清IL-10含量显著升高，且血清INF-γ含量有降低趋势。由此可见，代乳粉中添加0.3%岩藻多糖可通过Th2细胞大量增殖及释放抗炎因子IL-10，刺激T细胞，提高B细胞增殖，抑制免疫细胞激活和促炎因子的生成来调控机体炎症反应，从而增强断奶羔羊的体液免疫功能。