饲粮中添加牛至香酚对泰迪犬血清免疫、抗氧化及粪便菌群的影响
2022-12-20唐爱民冀少波
王 莎 唐爱民 冀少波
(华兴宠物食品有限公司,河北 邢台 054000)
抗菌素耐药性的出现是人类和动物面临的一个重大世界性医学问题。据报告,这一全球性问题每年造成约70 万人死亡,预计到2050 年将增加到1 000 万人,代价将超过450 万亿元。长期以来,抗生素一直被用于家禽饲料中,以减少或预防孵后腹泻等一系列疾病,提高家禽的生长和生产力,并提高家禽业的整体产量。各种不同来源的饲料添加剂,如有机酸、芳香植物精油、硅酸盐矿物等,经常被提出作为首选剂。牛至香酚预混剂是通过蒸馏提取工艺生产的饲料添加剂,具有特殊的芳香气味和抗菌、抗氧化、助消化功效,可以作为一种绿色、天然、高效的植物源性添加剂用于动物生产中[1]。大量试验研究表明,植物精油在增强动物机体免疫、发挥抗氧化特性、抗菌性、提高营养物质消化并诱导有益菌的生长等方面发挥着重要作用[2]。在饲料禁抗的情况下探索绿色、安全、高效的添加剂来改善宠物的健康和生活质量。我们假设犬食用含有牛至香酚的饲粮会改善抗氧化、抗炎等的效果,类似于提高鸡和羊健康的效果。因此本试验目的是食用这种含牛至香酚的饲料是否会改善犬的健康并减少粪便细菌数量,旨在为植物精油在泰迪犬中的应用提供技术支持。
1 材料
1.1 实验设计
1.2 试验动物:选用40 只发育良好,平均体重为(2.5±0.2)kg 的12 月龄的健康泰迪成年犬。分为4 组,分别饲喂在基础饲粮中添加0(对照组)、0.1(I 组)、0.2(Ⅱ组)、0.4%(Ⅲ组) 牛至香酚的试验饲粮。牛至香酚添加剂成分≥10%,自购山东某公司,依据成犬AAFCO 营养标准需要,设计以干物质计各个营养水平分别为粗蛋白质26%,粗脂肪18%,粗灰分6%,粗纤维2.5%,钙1.2%,总磷1%,赖氨酸1.4%;试验期60 天。
1.2 饲养管理
试验犬随机分4 组,饲养于同一动物舍,由专人采取相同的饲养管理方式,单笼饲养。试验前进行驱虫,并按常规免疫注射疫苗,试验预饲期7 天,正试期60 天。每天饲喂2 次,投料时间为早上8∶00,下午4∶00 定时饲喂,自由饮水,每天打扫舍内卫生,清理笼内粪便,每隔2 天用高压水枪冲洗整个圈舍,保持舍内干净卫生,且控制好温度、湿度及通风良好。
1.3 血液指标的测定
正式试验期结束时,清晨空腹用针或注射器对动物进行物理约束后进行颈静脉穿刺采血,血液被放置在含有EDTA 的试管中,并被冷藏在装有冰的聚苯乙烯盒子中,直到到达实验室,并使用离心机3 000 r/min,离心5 min 或将血清分装于1.5 mlRP 管,于-20 ℃存放,用于测定血清免疫和抗氧化指标。
采用酶联免疫吸附测定法测定血清免疫(免疫球蛋白G,免疫球蛋白M,免疫球蛋白A)和抗氧化指标(总抗氧化能力、丙二醛含量)。上述指标测定所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
1.4 粪便菌群测定
试验结束时,对每个动物进行采集新鲜粪便,共计40 个粪样。装于50 mL 无菌离心管中,放置于冰盒中,运回实验室后立即处理,用于测定粪便菌群数量。
称一克粪便,用9 mL 缓冲蛋白胨水稀释粪便。然后,1 毫升105稀释液进行接种。采用平板琼脂菌落计数法测定粪样的细菌总数量。其中,乳酸杆菌用改良MRS 培养基、大肠杆菌用伊红美蓝培养基、37 ℃培养48 小时后进行菌落计数。菌群数量结果表示为菌落/g (CFU/g)。
1.5 数据分析
用Mircosoft Excel 进行数据录入,SPSS22.0软件进行单因素方差分析,用Duncan 法进行多重比较。结果用平均值±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 牛至香酚对泰迪血清免疫及抗氧化功能的影响
饲粮中添加牛至香酚对泰迪犬血清中免疫及抗氧化指标的影响,见表1。
表1 牛至香酚对泰迪犬血清中免疫及抗氧化指标的影响
从表3 可以看出,Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组泰迪犬血清中的总抗氧化含量显著高于对照组(P<0.05);Ⅰ组、Ⅱ组泰迪犬血清中的丙二醛(MDA)含量显著低于对照组(P<0.05);Ⅱ组、Ⅲ组泰迪犬血清中免疫球蛋白G(IgG) 含量显著高于对照组(P<0.05)。
2.2 牛至香酚对泰迪犬粪便菌群数量的影响
饲粮中添加牛至香酚对泰迪犬粪便菌群数量的影响,见表2。
表2 牛至香酚对泰迪犬粪便菌群数量的影响(CFU/g)
从表4 可以看出,Ⅲ组泰迪犬粪便中的细菌菌总数显著高于对照组(P<0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组犬粪便中的大肠杆菌的数量显著低于对照组(P<0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组泰迪犬粪便中的乳酸杆菌显著高于对照组(P<0.05)。
3 讨论
3.1 饲粮中添加牛至香酚对泰迪犬血清免疫和抗氧化的影响
研究发现对其他动物物种的精油试验中,可以明显提高免疫细胞(主要是淋巴细胞)和改善疾病反应的球蛋白增加[3][4]。免疫球蛋白A、免疫球蛋白G、免疫球蛋白M 是机体内重要的非特异免疫因子,他们是由动物免疫系统淋巴细胞产生的蛋白质,经过一系列的转化可以转化为抗体。这三者可以代表血清中的免疫球蛋白的整体水平。植物精油内部含有能显著提高白细胞吞噬力的酚类物质,增加了免疫球蛋白的释放量,通过调节细胞因子的表达,提高血清中抗体的表达,增强了动物机体的免疫能力[5]。在鱼饲料中添加百里香对鱼的淋巴细胞增殖和免疫功能有积极的影响,释放IgA 和IgM 免疫球蛋白进入血液循环[6]。
本实验中增加牛至香酚后不同程度上增加了血液中的球蛋白水平,免疫球蛋白(γ 球蛋白)主要由激活的B 淋巴细胞在刺激下产生,以抗原为介导,中和并消除抗原[7][8]。然后动物机体的免疫与抗氧化系统是相辅相成的,其中AOC 是一个全面反映皮肤组织抗氧化能力的良好指标。MDA是生物体内过氧化脂质的代谢产物,其含量的高低可反映组织细胞受自由基损伤的程度。植物精油具有很强的抗氧化作用,主要分为两种:直接机制和间接机制,直接机制是针对自由基而言,有清除或抑制作用;间接机制是针对动物体内的脂质过氧化具有抑制作用。主要功能来自物质中的酚类物质,它可以与过氧自由基结合降低自由基的活性,可以与过渡金属离子螯合阻断生物氧化的过程,降低了金属离子诱导自由基的生成,从而发挥其抗氧化的能力[9]。
3.2 饲粮中添加牛至香酚对泰迪犬粪便菌群数量的影响
一般情况下,饮食、衰老、药物、压力或感染的变化都会导致小肠中厌氧菌和大肠杆菌数量增加,结肠中大肠杆菌数量增加,双歧杆菌数量减少。有研究确定了植物提取精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌细胞膜的渗透性发生改变导致死亡[10]。本试验看出,在犬粮中添加牛至香酚对犬有积极改善的作用,减少了粪便的致病菌,减少对环境的污染。
植物精油在体外实验中具有抗菌、抗真菌和抗病毒的作用[11]。类似的体内研究也发现精油对产气荚膜杆菌、大肠杆菌或艾美耳球虫等病原体有抑制作用[12]。
植物活性化合物与宿主生物的相互作用机制可能与抗氧化保护等肠道作用有关,或者主要与肠道菌群和肠道完整性有关的肠内作用有关。肠道结构、黏膜功能和细胞增殖可能受到饲料中的营养成分相互作用的影响,牛至香酚中具有代表性的化合物是香芹酚,香芹酚的作用方式与酚环上的羟基及其疏水性有关;香芹酚与细胞质膜的脂质双分子层相互作用,导致细胞物质(如离子、三磷酸腺苷和核酸) 的完整性丧失和泄漏,其作用于与细菌能量代谢相关的生物合成机制,绝大多数为革兰氏阴性菌[13],且发现含有芳香族化合物(主要是香芹酚)的混合物在与酸化剂混合对肠道乳酸杆菌有促进作用[14][15],增加了菌种数。然而也有报道植物精油对鸡或者小猪的肠道或者粪便中的微生物菌种数及组成未发生改变[16][17]。
使用安全、绿色、高效的添加剂不但改善宠物的健康,预防宠物疾病,还可降低粪便的致病菌减少环境的污染,拉近人与宠物的亲密关系。
4 结论
本试验条件下,饲粮添加牛至香酚能够提高犬机体的免疫功能、抗氧化功能,并且能改善犬的肠道菌群组成和肠道健康。添加高剂量的0.4%的牛至香酚更有利于泰迪犬的生长,促进健康。