木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡生产性能、蛋品质和血清免疫指标的影响
2022-09-01赵亚鹏张斌斌赵祥民秦士贞孙丽坤石学刚唐德富
■赵亚鹏 年 芳,2 张斌斌 赵祥民 秦士贞 孙丽坤 石学刚 唐德富*
(1.甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃兰州 730070;2.甘肃农业大学理学院,甘肃兰州 730070;3.AB Vista Asia Pte Ltd.,新加坡 329682)
随着我国畜牧业的转型升级,自2020年7月1日起,我国全面禁止饲料企业生产含有除中药类外的促生长类药物饲料添加剂的商品饲料[1]。因此,寻找安全有效的饲用抗生素替代品已成为当前动物营养研究的热点。
近些年的研究表明,酶制剂、益生菌和寡糖等均有改善畜禽生产性能并起到替抗的作用[2-4]。酶制剂可补充或促进内源酶的分泌,降低畜禽肠道内食糜的黏度,消除日粮中的抗营养因子,进而提高动物对饲粮的消化和利用,改善动物的生产性能[5-6]。已有研究表明,饲粮中添加木聚糖酶能够提高肉鸡的生产性能,增加盲肠的短链脂肪酸含量和有益菌群的数量[7];玉米-豆粕型饲粮中添加木聚糖酶能够提高仔猪的生产性能、促进肠道健康、改善肠道免疫功能[8];Abdollahi等[9]研究表明,添加纤维源和木聚糖酶能够改善老龄产蛋鸡的生产性能,提高干物质和粗蛋白的表观消化率,改善肠道形态结构。寡糖又称低聚糖,主要包括果寡糖、寡乳糖、甘露寡糖、低聚木糖、半乳甘露寡糖等,具有改善动物肠道健康、提高机体免疫力、促进动物生长的作用[10]。研究显示,饲粮中添加400 mg/kg低聚木糖能够改善产蛋后期蛋鸡的蛋品质、肠道形态结构[11];Xu等[12]研究表明,肉鸡日粮中添加4.0 g/kg果寡糖可显著提高肉鸡的平均日增重,降低料重比,促进小肠和盲肠中双歧杆菌和乳酸杆菌的生长,抑制大肠杆菌的生长,提高小肠蛋白酶和淀粉酶活性,改善肠道形态结构。目前,木聚糖酶和寡糖单独使用的相关研究报道较多,但关于两者在蛋鸡饲粮中的联合应用研究鲜有报道。因此,试验旨在研究饲粮添加木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡生产性能、蛋品质、食糜黏度和血清免疫指标的影响,为木聚糖酶和寡糖复合物在蛋鸡生产中的应用提供理论依据和指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验所用木聚糖酶和寡糖复合物由商业公司提供,其中复合物中木聚糖酶活性为160 000 BXU/g,寡糖含量为17.45%(主要成分为低聚木糖)。
1.2 试验动物及设计
试验选取42 周龄产蛋率相近、健康状况良好的海兰褐蛋鸡450 只,随机分为5 组,每组6 个重复,每个重复15 只鸡。分别饲喂基础饲粮(对照组)、基础饲粮分别添加25(Ⅰ组)、50(Ⅱ组)、75 g/t(Ⅲ组)和100 g/t(Ⅳ组)木聚糖酶和寡糖复合物的试验饲粮。预试期7 d,正试期56 d。试验期间蛋鸡的基础饲粮参考我国农业行业标准《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)配制,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)
1.3 饲养管理
蛋鸡饲养试验在甘肃省兰州市榆中县某养殖场完成,采用3 层全阶梯式笼养,每笼3 只鸡,连续相邻的5个笼子设为一个重复,处理间重复地安排考虑位置效应。试验全期采用粉料饲喂,自由采食和饮水,每天光照16 h,鸡舍温度在(30±2)℃。每日饲喂2次(7:00 和17:00),每日下午15:30 拣蛋并统计产蛋数和蛋重。试验期间,试验用蛋鸡按照常规免疫程序免疫接种,定期对鸡舍消毒并打扫卫生,保持鸡舍清洁。
1.4 样品采集
于正试期第56天从每个重复随机选取1只蛋鸡,翅下静脉采血5 mL,静置1 h 后于4 000 r/min 离心10 min,分离血清,于-20 ℃冰箱中保存备测。然后屠宰蛋鸡,剖开腹腔,分离出十二指肠、空肠、回肠,并采集十二指肠、空肠和回肠的食糜用于pH和黏度的测定。
1.5 测定指标与方法
1.5.1 蛋鸡生产性能
试验期间以重复为单位统计每日的产蛋数、产蛋重和饲料采食量,分别计算1~28、29~56 d 和1~56 d三个时期内各处理组的平均产蛋率、平均日采食量、平均蛋重和料蛋比。
1.5.2 蛋品质
分别于正试期第28天和第56天从每个重复随机选取5枚鸡蛋用于蛋重、蛋形指数、蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋黄颜色、蛋白高度、哈夫单位等指标的测定。
蛋重:用托盘天平测定。
蛋形指数:用游标卡尺测量鸡蛋的横径与纵径并计算蛋形指数。
蛋形指数=纵径/横径
蛋壳强度:用蛋壳强度测定仪(日本岛津)测定蛋壳强度。
蛋壳厚度:用蛋壳厚度仪(日本岛津)分别测量鸡蛋蛋壳大头、中间、小头部位的厚度,以“均值”表示。
蛋黄颜色:打破蛋后,用罗氏比色扇测定蛋黄颜色。
蛋白高度:用蛋白高度测定仪测定蛋白高度,打破蛋后,从间隔相等的3个蛋白蛋黄交接位置测定蛋白高度,以“均值”表示。
哈夫单位=100×log(H-1.7×W0.37+7.6)
式中:H——蛋白高度(mm);
W——蛋重(g)。
1.5.3 小肠食糜黏度和pH
从冰箱取出小肠各部位的食糜样解冻,准确称取(1.50±0.01)g 的食糜,按照1∶9 的比例加入去离子水,使用涡旋仪振荡混匀,冷冻离心机3 000 r/min 离心20 min,取上清液,一部分上清液用于测定食糜pH,另一部分上清液用DVS+黏度计测定食糜黏度(单位:cps)。
1.5.4 血清免疫指标
血清免疫球蛋白A(Immunoglobulin A, IgA)、免疫球蛋白G(Immunoglobulin G, IgG)和免疫球蛋白M(Immunoglobulin M, IgM)的测定采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法,试剂盒购于南京建成生物工程研究所有限公司。
1.6 统计分析
试验数据采用Excel 2010 进行处理,使用SPSS 20.0软件one-way ANOVA程序进行方差分析,差异显著时,采用Duncan’s法进行多重比较,结果用“平均值±标准差”表示,以P<0.05作为差异显著的判断标准。
2 结果与分析
2.1 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡生产性能的影响(见表2)
表2 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡生产性能的影响
由表2可知,饲粮添加木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡各个时期的平均日采食量、平均蛋重、料蛋比和产蛋率无显著影响(P>0.05)。
2.2 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡蛋品质的影响(见表3)
由表3可以看出,饲粮中添加木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡第28 天和第56 天所产鸡蛋的蛋重、蛋形指数、蛋白高度、蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋黄颜色、哈夫单位等蛋品质指标无显著影响(P>0.05)。
表3 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡蛋品质的影响
2.3 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡小肠食糜pH 和黏度的影响(见表4)
由表4 可知,与对照组相比,Ⅳ组能显著降低蛋鸡十二指肠的pH(P<0.05),添加木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡空肠和回肠食糜的pH 无显著影响(P>0.05);Ⅱ、Ⅲ组和Ⅳ组能显著降低蛋鸡十二指肠和空肠食糜的黏度(P<0.05),添加木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡回肠食糜的黏度无显著影响(P>0.05)。
表4 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡小肠食糜pH和黏度的影响
2.4 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡血清免疫指标的影响(见表5)
由表5可知,与对照组相比,Ⅱ、Ⅲ组和Ⅳ组能显著提高血清中IgA 的含量(P<0.05),Ⅳ组能显著提高血清中IgG 的含量(P<0.05),Ⅲ组和Ⅳ组能显著提高血清中IgM的含量(P<0.05)。
表5 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡血清免疫指标的影响(g/L)
3 讨论
3.1 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡生产性能的影响
在家禽日粮中添加酶制剂和寡糖能够促进家禽的生长和代谢,提高饲料利用率[13-15]。王修启等[16]研究发现,小麦基础日粮中添加0.1%的木聚糖酶能够显著提高蛋鸡的平均蛋重和产蛋率,降低料蛋比;Bederska-Łojewska 等[17]研究结果表明,饲粮中添加不同水平的杂交黑麦和木聚糖酶对蛋鸡的生产性能无显著影响;陈程等[18]在玉米-豆粕型蛋鸡日粮中添加500 g/t的复合非淀粉多糖酶(纤维素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶)对蛋鸡的生产性能影响差异不显著。有研究表明,蛋鸡日粮中添加低聚木糖对蛋鸡的生产性能无显著影响[19]。王瑛等[20]研究发现,蛋鸡日粮中添加0.025%的低聚木糖可显著提高产蛋率,降低料蛋比,提高生产性能。本试验的研究发现,在玉米-豆粕型饲粮中添加木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡的生产性能无显著提高作用,这与Bederska-Łojewska等[17]、陈程等[18]和周建民[19]的研究结果基本一致,而与王修启等[16]和王瑛等[20]的研究结果不同,出现这种情况的原因可能与试验蛋鸡的品种、日粮类型和营养水平、添加剂量和饲养环境有一定的关系,具体原因有待进一步研究。
3.2 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡蛋品质的影响
蛋重、蛋形指数、蛋白高度、蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋黄颜色及哈夫单位是衡量蛋品质的重要指标[21]。朱虹等[22]研究结果显示不同类型日粮添加木聚糖酶对蛋鸡的蛋品质无显著影响。黄晨轩等[23]研究结果表明,饲粮中添加枯草芽孢杆菌和木聚糖酶复合物对蛋鸡后期的蛋品质影响差异不显著。本试验的研究发现,在玉米-豆粕型饲粮中添加木聚糖酶和寡糖复合物对鸡蛋蛋白高度、蛋壳强度、蛋壳厚度和哈夫单位等指标无显著影响,与上述研究结果相同。但也有研究表明,饲粮中添加低聚木糖能显著提高蛋壳的品质[24],在产蛋后期蛋鸡饲粮中添加400 mg/kg的低聚木糖可显著提高蛋黄质量、蛋白高度和哈夫单位[11];饲粮中添加果寡糖在一定程度上能提高试验后期的蛋黄颜色[25]。这均与本试验的研究结果不一致,其原因可能是试验蛋鸡处于产蛋高峰期,机体的代谢和免疫状态良好,蛋品质受木聚糖酶和寡糖复合物的影响较小,虽然木聚糖酶破坏了细胞壁,使得养分释放出来,提高了对饲料养分的消化,且寡糖改善了机体的免疫力,对蛋品质的改善具有一定的促进作用,但是没有达到显著作用,或与试验蛋鸡的品种、日粮类型、添加剂量和饲养环境有关系。
3.3 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡小肠食糜pH 和黏度的影响
肠道pH 是影响畜禽健康的重要因素,适宜的肠道pH 能够有效促进有益菌的生长,抑制有害菌的增殖,提高畜禽对饲料的消化和吸收[26]。然而关于木聚糖酶和寡糖复合物对畜禽肠道pH 影响的研究较少。有研究发现,在以小麦和大麦为基础的肉鸡饲料中添加木聚糖酶和β-葡聚糖酶,可溶性非淀粉多糖被降解后产生的挥发性脂肪酸能有效降低肠道的pH[27],在肉仔鸡日粮中添加大豆寡糖,能显著降低盲肠食糜的pH[28],与本试验的研究结果相同。本试验研究表明,与对照组相比,在玉米-豆粕型饲粮中添加100 g/t 木聚糖酶和寡糖复合物能显著降低十二指肠的pH,说明木聚糖酶和寡糖复合物能够促进十二指肠有益菌(乳酸杆菌和双歧杆菌等)的增殖,产生短链挥发性脂肪酸(SCFA)[29],进而降低十二指肠的pH。
食糜黏度增加使得其通过消化道的时间延长,同时采食量降低,增加胃肠的代谢消耗,而饲粮中添加酶制剂,能够降低食糜的黏度,提高动物对饲粮的消化和利用[30-31]。有研究发现,在黑麦饲粮中添加木聚糖酶能降低空肠和回肠的食糜黏度[32],在玉米-豆粕型饲粮中添加α-半乳糖苷酶和木聚糖酶可显著降低生长猪回肠食糜的黏度[33]。朱沛霁等[34]研究发现,饲粮中添加枯草芽孢杆菌和果寡糖能显著降低雪山草鸡小肠的食糜黏度。本研究发现,与对照组相比,在玉米-豆粕型饲粮中添加木聚糖酶和寡糖复合物能降低小肠食糜的黏度,并且在十二指肠和空肠达到显著水平,说明木聚糖酶可将木聚糖分解,使食糜失去亲水性,导致消化道食糜黏度降低,从而利于机体对营养物质的消化吸收[35]。
3.4 木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡血清免疫指标的影响
血清IgA、IgG 和IgM 广泛存在于畜禽机体中,是机体免疫系统的重要组成部分,血清免疫球蛋白的含量是反映畜禽机体免疫功能强弱的重要标志[36]。吕秋凤等[37]研究发现,在玉米-小麦型饲粮中添加不同来源的木聚糖酶能显著提高肉仔鸡血清中的血清IgA、IgG和IgM。徐丽萍等[38]研究发现,雏鸡日粮中添加低聚木糖能显著提高血清IgA、IgG、IgM 的含量,提高雏鸡的免疫机能。李东东[39]的研究发现,饲粮中添加低聚木糖能够显著增加蛋鸡血浆中IgM、白细胞介素(IL-2)和α肿瘤坏死因子(TNF-α)的含量,对蛋鸡的免疫状况具有积极作用。本试验研究结果再次表明,与对照组相比,在玉米-豆粕型饲粮中添加100 g/t木聚糖酶和寡糖复合物能显著提高血清IgA、IgG 和IgM的含量,提高蛋鸡机体的免疫能力,可能与复合物的寡糖及木聚糖酶将木聚糖降解为低聚木糖,并能促进动物肠道内有益菌(乳酸杆菌和双歧杆菌等)的增殖有关,有益菌可激活体内吞噬细胞的活性,提高机体的抗体水平,增强机体的免疫功能,具体作用机理不明。
4 结论
①饲粮添加木聚糖酶和寡糖复合物对蛋鸡的生产性能和蛋品质没有显著影响;②饲粮添加100 g/t的木聚糖酶和寡糖复合物能显著降低蛋鸡十二指肠的pH,降低十二指肠和空肠的食糜黏度;③饲粮添加100 g/t 的木聚糖酶和寡糖复合物能显著提高蛋鸡血清IgA、IgG和IgM的含量,提高蛋鸡机体的免疫能力。
综上所述,饲粮添加100 g/t的木聚糖酶和寡糖复合物能降低蛋鸡小肠食糜的黏度和pH,增强机体的免疫机能。