复合微生态制剂对断奶前犊牛生长性能、腹泻率及血清生化、抗氧化和免疫指标的影响

2023-03-07管晓轩宋利文兰儒冰孙满吉胡红莲

动物营养学报 2023年2期

管晓轩高民赵濛宋利文王典兰儒冰孙满吉* 胡红莲*

(1.东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨150000；2.内蒙古自治区农牧业科学院动物营养与饲料研究所，呼和浩特010031；3.内蒙古优然牧业有限责任公司，呼和浩特010080)

犊牛腹泻频发是目前奶牛产业中突出的一个现实问题，腹泻导致犊牛死亡率不断攀升，后备牛源不足，给奶牛产业带来重创，严重影响了整个畜牧产业的高效健康发展。以往大多数采用抗生素来治疗犊牛腹泻，然而大量使用抗生素严重威胁到了动物的健康和生态环境的良性循环，甚至对人类健康也存在着巨大的潜在危害[1]。随着无抗时代的到来和“防重于治”理念的转变，微生态制剂因其具有作用效果好、无毒副作用、无残留、不污染环境等优点已逐渐成为绿色饲用抗生素代替品的新选择，具有广阔的应用前景和开发潜力[2]。近年来，在猪、鸡、鸭、牛、羊上的众多研究表明，微生态制剂在提高动物的生长、生产性能，改善机体抗氧化、免疫功能，提升畜产品品质，改善健康状况等方面发挥着巨大作用，尤其在幼龄动物促生长和抗病力上起着正向作用。Kawakami等[3]研究表明，给犊牛饲喂含酵母和乳酸菌的代乳品，其平均日增重(average daily gain，ADG)和饲料转化率显著提高，腹泻率显著降低，生长发育明显加快。Guo等[4]也发现，添加以双歧杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌和酿酒芽孢杆菌组成的复合微生态制剂，可以降低犊牛腹泻率和粪便评分，腹泻率由70%降至10%，具有替代抗生素的潜力。犊牛出生后4周龄以内是其腹泻高发期，犊牛腹泻是目前生产中面临的重大难题和技术瓶颈。因此，本试验以新生至断奶前犊牛为试验动物，研究复合微生态制剂对犊牛生长性能、腹泻率及血清生化、免疫和抗氧化指标的影响，旨在为复合微生态制剂作为抗生素替代品在犊牛抗腹泻中科学、合理的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选取犊泄克(Bimulac extra)和犊益康(Calf protector)2种复合微生态制剂，其中犊泄克主要有效成分及含量为：地衣芽孢杆菌≥5.7×1010CFU/kg，枯草芽孢杆菌≥5.7×1010CFU/kg，免疫球蛋白G(IgG)≥5%。犊益康主要有效成分及含量为：地衣芽孢杆菌≥3.7×1010CFU/kg，枯草芽孢杆菌≥3.7×1010CFU/kg，屎肠球菌≥6.0×1010CFU/kg，IgG≥5%，维生素A 8×105～12×105IU/kg，维生素C≥12 000 mg/kg。

1.2 试验地点与时间

试验在内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗科丰牧场进行，试验时间为2021年9月至2021年11月，试验期为60 d。

1.3 试验设计

选取健康状况良好的新生荷斯坦犊牛30头，采用单因素随机分组设计，按体重[(42.67±1.07) kg]相近原则分为3组，每组10头牛。对照组(C组)按照牧场饲养管理模式进行，于出生后4 h之内饲喂初乳4 L。犊泄克组(B组)在C组饲喂模式基础上，2～11日龄每天将10 g犊泄克添加到牛乳饲喂。犊泄克+犊益康组(BP组)在C组饲喂模式基础上，犊牛摄入初乳后立刻灌服犊益康30 mL，2～11日龄每天将10 g犊泄克添加到牛乳饲喂。12～60日龄所有试验犊牛每天饲喂牛乳和开食料。

1.4 饲养管理

试验期共60 d，每日于07:00和17:00饲喂牛乳，自由饮水。为了促进犊牛瘤胃尽早发育，于7日龄时引导所有试验犊牛采食易消化、易吸收的颗粒型开食料，让其自由采食，按照剩余料不超过饲喂量10%的原则调整饲喂量。整个试验期间，犊牛按照牧场常规犊牛岛饲养管理，每周对犊牛岛进行1次消毒，每天保持牛舍干燥卫生。开食料由内蒙古牧泉元兴饲料有限公司提供，其组成及营养水平见表1。

表1 开食料组成及营养水平(干物质基础)

1.5 样品采集与指标测定

1.5.1 生长性能

试验期间每天准确记录犊牛开食料的投料量和剩料量，计算犊牛平均日采食量(average daily feed intake，ADFI)。分别于犊牛1、30、60日龄晨饲前称量犊牛体重，计算犊牛ADG。根据ADFI和ADG计算饲料效率(feed efficiency，FE)。

1.5.2 腹泻率

从犊牛出生1日龄开始每天拍照并记录各组犊牛的粪便情况，据粪便评分标准，评分大于3分的判断为发生腹泻，粪便评分标准详见表2。同时记录犊牛腹泻天数、腹泻头数和腹泻持续时间，以首次观察到犊牛腹泻和随后首次观察到无腹泻时间的间隔作为腹泻持续时间，在腹泻期间使用硫酸庆大霉素治疗。腹泻率计算公式如下：

腹泻率(%)=[(腹泻犊牛数量×腹泻天数)/
(试验犊牛数量×试验天数)]×100。

表2 粪便评分标准

1.5.3 血液采集与测定

分别于犊牛1、30和60日龄时，从每组动物中随机选取5头，于晨饲前空腹颈静脉采血20 mL，室温静置后3 000 r/min离心15 min，分离血清，将血清分装于离心管中置于液氮中冷冻保存。

血清生化指标包括总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TC)、肌酐(CRE)、尿素氮(UN)含量和碱性磷酸酶(ALP)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性，血清抗氧化指标包括总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化酶(CAT)活性，血清免疫指标包括白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-4(IL-4)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、IgG含量，均采用上海优选生物科技有限公司提供的试剂盒测定。

1.6 数据统计分析

试验数据采用Excel 2019软件初步处理，用SPSS 26.0软件对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，若差异显著，则用最小显著性差异法(LSD)检验组间差异。结果以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 复合微生态制剂对断奶前犊牛生长性能及腹泻率的影响

从表3可以看出，与C组相比，1～30日龄，B组和BP组的ADG分别提高了13.51%(P>0.05)和35.13%(P<0.05)；1～60日龄，B组和BP组的ADG分别提高了7.94%(P>0.05)和17.46%(P<0.05)。各组之间ADFI和FE无显著差异(P>0.05)。

表3 复合微生态制剂对断奶前犊牛生长性能和腹泻率的影响

续表3项目Items组别 GroupsC BBP SEMP值P-value腹泻率 Diarrhea rate/%1～30日龄 1 to 30 days of age12.49.45.31～60日龄 1 to 60 days of age7.45.03.1腹泻持续时间 Diarrhea duration time/d1.861.671.60

与C组相比，1～30日龄，B组和BP组的腹泻率分别降低了24.2%和57.3%；1～60日龄，B组和BP组的腹泻率分别降低了32.4%和58.1%；B组和BP组的腹泻持续时间分别降低了10.2%和14.0%。

2.2 复合微生态制剂对断奶前犊牛血清生化指标的影响

从表4可以看出，与C组相比，BP组的30日龄血清TG含量和60日龄血清UN含量显著降低(P<0.05)。各组之间血清TP、ALB、GLB、GLU、HDL-C、LDL-C、TC、CRE含量及ALP、ALT、AST活性无显著差异(P>0.05)。

表4 复合微生态制剂对断奶前犊牛血清生化指标的影响

续表4项目Items日龄Days of age组别 GroupsCBBPSEMP值P-value碱性磷酸酶ALP/(U/L)10.340.310.350.030.216300.220.220.250.010.070600.260.270.320.010.058谷丙转氨酶ALT/(U/L)12.972.612.910.150.642302.753.253.240.240.702602.282.492.650.080.180谷草转氨酶AST/(U/L)136.6834.7235.210.850.6813032.1034.2333.771.050.7426035.5836.0936.490.650.881肌酐CRE/(nmol/L)131.2931.5729.800.400.1493027.3427.1026.270.310.3586023.7323.4123.810.510.951尿素氮UN/(mg/mL)10.180.170.200.020.889300.250.230.220.020.869600.28a0.23ab0.21b0.040.032

2.3 复合微生态制剂对断奶前犊牛血清抗氧化指标的影响

从表5可以看出，与C组相比，BP组的30和60日龄血清T-AOC、SOD和GSH-Px含量显著提高(P<0.05)。各组之间血清MDA含量和CAT活性无显著差异(P>0.05)。

表5 复合微生态制剂对断奶前犊牛血清抗氧化指标的影响

2.4 复合微生态制剂对断奶前犊牛血清免疫指标的影响

如表6可以看出，与C组相比，BP组的30、60日龄血清IgA含量分别提高了16.5%(P<0.05)和9.7%(P<0.05)，B组的30和60日龄血清IgA含量分别提高了9.2%(P<0.05)和2.9%(P>0.05)。BP组的30日龄血清IgG含量显著高于C组和B组(P<0.05)。

表6 复合微生态制剂对断奶前犊牛血清免疫指标的影响

与C组相比，B组和BP组的30日龄血清IL-4含量分别提高了14.3%(P>0.05)和21.8%(P<0.05)，60日龄血清TNF-α含量分别降低了9.6%(P>0.05)和11.5%(P<0.05)。各组之间血清IL-2和IL-1β含量差异不显著(P>0.05)。

3 讨论

3.1 复合微生态制剂对断奶前犊牛生长性能和腹泻率的影响

ADG、ADFI和FE最能够体现犊牛生长性能情况，犊牛时期是奶牛一生中的关键阶段，这个时期的生长性能对其成年后产奶潜力的发挥至关重要。然而犊牛出生后由母体子宫环境到体外自然环境，由依赖母乳生存到采食植物性为主的饲料生存，由不反刍到反刍发生了巨大变化，而其身体生理机能发育却尚未完善，极易引发多种疾病，腹泻是其常发病之一。以往研究表明，微生态制剂可以明显提高动物的生长性能，降低腹泻率。例如含有枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌和酿酒酵母的复合菌发酵稻草可以提高安格斯牛的ADG和ADFI，降低料重比[5]；复合益生菌可以显著降低犊牛的腹泻率[6]；含有双歧杆菌、芽孢杆菌、乳酸菌的复合微生态制剂可以显著提高断奶犊牛的ADG和ADFI，降低料重比，改善其生长性能[7]。与前人研究结果相似，本试验中，BP组犊牛的ADG显著提高，FE较C组和B组提高，并且B组和BP组腹泻率较对照组1～30日龄分别降低了24.2%和57.3%，1～60日龄分别降低了32.4%和58.1%，这可能是因为复合微生态制剂中大量含有枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌、免疫球蛋白等活性物质，这些营养活性物质不仅能够提高犊牛免疫力，还可以提高饲料在胃肠道中的消化率，有助于降低其腹泻率；本试验中，复合微生态制剂增加胃肠道有益菌的定植，免疫球蛋白和维生素作为营养物质，促进有益菌生长，同时抑制致病菌的繁殖，维持体内环境稳定。同时这些营养活性物质在消化代谢过程中可能会产生酶类物质和一些促生长化合物，可以促进犊牛生长。本试验中，BP组的抗腹泻效果要优于B组，这可能是由于犊益康中还含有丰富的维生素A和维生素C等，这些活性物质对犊牛健康生长发挥着重要作用，同时犊泄克与犊益康中的活性成分可能产生了协同叠加作用，共同作用提高了犊牛降腹泻能力。

3.2 复合微生态制剂对断奶前犊牛血清生化指标的影响

血清生化指标是评价动物机体代谢情况及健康状况的重要指标。在本试验中，与C组相比，B组和BP组犊牛血清TP、ALB、GLB、GLU、HDL-C、LDL-C、TC、CRE含量及ALP、ALT、AST活性无显著差异，说明添加复合微生态制剂对犊牛肝脏、肾脏等脏器功能及血糖、血脂等营养物质代谢没有产生不良影响。TG可以反映机体的脂代谢情况，TG值越高，表示机体脂肪利用率越低[8]。本试验发现添加复合微生态制剂降低了犊牛血清TG含量，30和60日龄时B组和BP组血清TG含量均低于C组，且30日龄时，BP组的TG含量显著低于C组，说明补饲复合微生态制剂能够促进犊牛对脂肪的吸收。血清UN含量可反映机体对饲粮蛋白质的利用率，血清UN含量下降，说明动物对饲粮中的蛋白质利用率提高。本试验中，B组和BP组的血清UN含量在30日龄和60日龄时均低于C组，并且60日龄时BP组的血清UN含量显著低于C组，说明添加复合微生态制剂可以改善犊牛对蛋白质的利用率，有利于促进蛋白质的吸收，提升犊牛的生长性能。

3.3 复合微生态制剂对断奶前犊牛血清抗氧化和免疫指标的影响

动物体内可以持续分泌大量的抗氧化物质，以清除体内过剩的自由基，从而维持机体的动态平衡，保持健康，防止氧化损伤。提高动物的抗氧化能力也是提高动物生长、生产性能的一个重要途径。血清T-AOC、SOD、MAD、GSH-Px等指标能够反映机体的抗氧化能力。前人在牛、马羊、猪、鸡研究表明，微生态制剂可显著提高血清T-AOC和SOD、GSH-Px活性，降低MDA含量，具有改善机体抗氧化系统，减轻氧化应激造成损害的能力[9-13]。另外，白雪等[14]研究也再次证实，复合微生态制剂联合寡聚糖可提高断奶犊牛血清中SOD和CAT活性，并显著降低血清MDA含量。本试验中，与C组相比，B组犊牛血清T-AOC和SOD、GSH-Px活性提高；BP组犊牛血清T-AOC和SOD、GSH-Px活性提高，且血清MDA含量降低，结果与上述研究相一致，表明复合微生态制剂具有提高犊牛血清抗氧化能力的作用，且犊泄克+犊益康2种微生态制剂联合添加其抗氧化能力更强，更有利于促进犊牛的生长性能。

犊牛血清免疫指标主要是免疫球蛋白和细胞因子。免疫球蛋白是评价动物体液免疫的重要指标，是机体免疫功能的直接体现。细胞因子是由免疫细胞合成和分泌的小分子多肽，具有调节免疫应答、参与炎症反应等多种功能。微生态制剂对动物机体免疫功能的影响在猪、鸡、牛上已有许多报道，结果大体一致但也有略微差异，例如添加复合微生态制剂可显著提高仔猪血清IgM、IgG、IL-2、干扰素-γ(IFN-γ)含量[15-16]，显著提高肉鸡血清IgA、IgG含量[17]，显著提高肉牛血清IgA、IgM、IgG含量[18]，显著提高奶牛血清IgA、IgG、IL-2、IFN-γ含量。也有研究表明，添加复合微生态制剂可降低断奶羔羊血清TNF-α、IL-4含量[19]。本试验中，添加复合微生态制剂可提高犊牛血清IgA、IgG、IL-4含量，降低血清TNF-α含量，尤其BP组可显著提高犊牛血清IgA含量(30、60日龄)、IgG含量(30日龄)、IL-4含量(30日龄)，并显著降低血清TNF-α含量(60日龄)，表明复合微生态制剂可提高免疫球蛋白和炎性细胞因子含量，调节免疫应答反应，增强犊牛机体免疫力和抗病力。同时在本试验条件下，犊泄克+犊益康2种微生态制剂联合添加对提高犊牛免疫力有更好的促进作用，究其原因，可能是因为2种复合微生态制剂均可以促进犊牛免疫球蛋白和细胞因子的分泌合成，提高机体免疫功能，而且犊益康中含有大量IgG，提高了犊牛自身的防御能力。