饲粮中添加发酵压片玉米对育成期肉鹅生长性能、血清生化指标与免疫水平以及肠道形态的影响

王贤泽,李光全,龚绍明,刘 毅,杨云周,王 翠,王惠影,何大乾

(上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海 201106)

玉米是畜禽的主要能量饲料原料,淀粉含量约为70%,由于其紧密排列在玉米胚乳中并被醇溶性蛋白质包被,所以消化利用率较低[1]。 蒸汽压片玉米技术是目前一种重要的玉米加工技术,通过高温和挤压的物理方式破坏玉米中淀粉与醇溶性蛋白质分子之间的氢键,使其糊化度升高暴露淀粉颗粒,可提高养分消化的利用率[2]。 但在实际生产中,蒸汽压片玉米的淀粉回升值相比于膨化玉米和烘焙玉米更高,糊化后的淀粉颗粒分子间氢键更容易重新结合形成有序状态,难以被重新糊化,使其难以被动物尤其是单胃动物消化吸收[3],降低饲料的营养价值。 发酵饲料是使用国家规定的微生物原料,通过人工控制发酵条件,得到的富含大量活菌和功能性代谢产物的生物饲料[4]。 考虑到鹅消化系统的特异性,为了克服蒸汽压片玉米长久保存会降低营养价值和利用率的缺点,本试验将蒸汽压片玉米与乳酸杆菌、酵母杆菌和枯草芽孢杆菌等多种益生菌混合发酵,以压片玉米为底物利用微生物的代谢活动将其中的大分子营养物质降解为多肽和有机酸等小分子营养物质,以期提高鹅对其的消化利用率。 近年来,压片玉米普遍应用于反刍动物研究,对肉鹅的饲喂效果鲜有报道,鹅的消化系统较为特殊,食物在胃肠道内存留的时间较短,对普通的饲料难以充分吸收,发酵饲料通过有益菌的代谢使得其中的营养成分更易被消化吸收,能充分提高鹅对饲料的消化利用率。 因此,本试验以霍杂肉鹅为研究对象,探讨发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅生长性能、生化指标、免疫指标和肠道形态的影响,以期为发酵压片玉米在肉鹅上的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验霍杂肉鹅由江苏桂柳牧业集团提供,为霍尔多巴吉鹅父本与泰州鹅母本杂交繁育的后代,霍杂肉鹅与霍尔多巴吉鹅的体态相似,70 日龄的平均体重可达5—6 kg,其抗病力强,生长速度快。 日粮发酵压片玉米由江苏桂柳牧业集团生产,发酵菌主成分为乳酸杆菌和枯草芽孢杆菌。

1.2 试验设计及日粮

饲养试验在安徽省蚌埠市桂柳食品有限公司鹅业分公司进行,选取同批养殖、体重相近的2 周龄霍杂肉鹅640 只,随机分为2 个处理组,每个处理8 个重复,每个重复40 只鹅(公母各半)。 对照组饲喂育成期基础日粮,试验组饲喂发酵压片玉米日粮,两个处理组的日粮参照NRC(1994)[5]建议的鹅营养需要量配制,日粮营养水平见表1。

1.3 试验管理

试验鹅采取地面垫料平养,自由采食与饮水,人工控制光照强度,定期更换垫料,接种疫苗,保持鹅舍通风。

1.4 样品采集

试验期第8 周时,每个重复选取体重接近的公鹅母鹅各一只,禁食12 h 后,翅静脉采血5 mL 后屠宰,称取肝脏、肾脏、脾脏和心脏质量,计算器官指数。 采集十二指肠、空肠、回肠3 个肠段的中间部分约1 cm长度放入多聚甲醛固定液中于常温放置,每隔24 h 换一次固定液直至液体清澈,留备切片用。 血液经3 000 r∕min 离心10 min 后吸取上清于-20 ℃保存,用于检测生化指标、二胺氧化酶(Diamine oxidase,DAO)、D乳酸(D-lactic acid,D-LA)和免疫指标。

1.5 试验指标测定

1.5.1 生长性能

在试验开始第1 天、第2 周、第4 周、第6 周和第8 周的早晨空腹记录每只鹅的初重(IBW)、末重(FBW),记录每个重复栏饲料消耗量,计算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)、料重比(F∕G)。 记录试验全期每个重复栏鹅的死淘率和试验后期每个重复栏鹅的翻翅率。

生长性能指标计算方法:平均日增重=(末重-初重)∕天数;料重比=饲料消耗量∕总增重;平均日采食量=料重比×平均日增重;死淘率=(每个重复栏死亡鹅+淘汰鹅)∕每个重复栏总鹅数;翻翅率=每个重复栏翻翅鹅数∕每个重复栏总鹅数;器官指数=器官质量(g)∕体质量(kg)。

1.5.2 血清生化指标

取离心后-80 ℃保存的血清用于生化指标检测,血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、尿素氮(BUN)、葡萄糖(GLU)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)使用相应的试剂盒(南京建成科技有限公司),利用全自动生化分析仪(cobas c 311,F.Hoffmann-La Roche 有限责任公司,瑞士)上机分析。

1.5.3 血清DAO 和D-LA

DAO 和D-LA 的血清浓度采用相应的试剂盒(南京建成科技有限公司),根据说明书步骤,并通过UV-2450 可见光分光光度计[岛津仪器(苏州)有限公司]检测。

1.5.4 血清细胞因子指标

血清白介素-6(IL-6)、IL-10、免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)使用相应的酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(南京建成科技有限公司),按试剂盒说明书操作,并通过UV-2450 可见光分光光度计检测。

1.5.5 肠道HE 染色和形态观察

组织石蜡包埋与HE 染色(苏木素染色,伊红染色)参考蒙兆年等[6]的方法。 采用BX51 正置荧光显微镜[奥林巴斯(深圳)工业有限公司]观察组织切片并拍照。 随机选取每只鹅十二指肠、空肠、回肠各3张切片,使用医学图像分析软件Digimizer(北京环中睿驰科技有限公司)测量绒毛高度、隐窝深度、肠壁厚度、黏膜厚度、绒毛宽度和绒毛面积,并计算绒隐比,结果以像素(pixels)表示。

1.6 统计分析

试验数据使用Excel 2007 软件整理后采用SPSS 20.0 软件进行独立样本t检验,所有指标的检测结果均采用平均值±标准差表示,P＜0.05 表示差异显著,P＜0.01 表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅生长性能的影响

如表2 所示,2 个处理组的霍杂肉鹅初体重无显著差异,符合试验要求。 2 个处理组霍杂肉鹅末体重、平均日增重和死淘率无显著差异。 与对照组相比,饲粮中添加发酵压片玉米极显著降低了霍杂肉鹅的平均日采食量和料重比,并显著降低了霍杂鹅的翻翅率,表明饲粮中添加发酵压片玉米能显著提霍杂肉鹅的饲料转换率,在不影响生长的情况下,减少对饲料的采食,降低饲养成本。

表2 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅生长性能的影响Table 2 Effects of adding fermented flaked maize to the diet on the growth performance of Ho-za meat geese during breeding period

2.2 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅血清指标的影响

2.2.1 对育成期霍杂肉鹅血清生化指标的影响

如表3 所示,与对照组相比,饲粮中添加发酵压片玉米显著降低了霍杂肉鹅血清的TC 水平,极显著降低了HDL 和LDL 水平,有提高TG 水平的趋势(0.05 ＜P＜0.10),其他生化指标无显著差异,表明饲粮中添加发酵压片玉米可改善霍杂肉鹅的脂质代谢,提高饲料中脂肪的利用率。

表3 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅血清生化指标的影响Table 3 Effects of adding fermented flaked maize to the diet on serum biochemical indexes of Ho-za meat geese during breeding period

2.2.2 对育成期霍杂肉鹅血清细胞因子的影响

如表4 所示,与对照组相比,饲粮中添加发酵压片玉米极显著提高了霍杂肉鹅血清IgM 的水平,对其他指标无显著影响,表明饲粮中添加发酵压片玉米能提高霍杂肉鹅免疫水平。

表4 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅血清免疫指标的影响Table 4 Effects of adding fermented flaked maize to the diet on serum immune indexes of Ho-za meat geese during breeding period

2.3 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅肠道形态和器官指数的影响

2.3.1 对育成期霍杂肉鹅血清DAO、D-LA 和肠道形态的影响

如表5 所示,2 个处理组的霍杂肉鹅血清DAO 和D-LA 水平无显著差异,表明2 个处理组鹅的肠道功能和菌群平衡性良好,处于较为健康的状态。 如表6 所示,与对照组相比,饲粮中添加发酵压片玉米极显著提高了霍杂肉鹅空肠和回肠的黏膜厚度,极显著降低了霍杂肉鹅空肠隐窝深度,并极显著提高了霍杂肉鹅回肠的绒毛高度、绒毛面积和绒隐比,表明饲粮中添加发酵压片玉米可改善霍杂肉鹅的肠道形态,肠道形态的改善有助于其对营养物质的消化吸收。 如图1 所示,与对照组相比,5%发酵压片玉米日粮组霍杂肉鹅的空肠和回肠具有更好的肠道形态以及较高的绒毛高度和绒毛密度。

图1 育成期霍杂肉鹅肠道形态切片Fig.1 Morphological sections of the intestine of Ho-za meat geese during breeding period

表5 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅血清DAO、D-LA 的影响Table 5 Effects of adding fermented flaked maize to the diet on serum DAO and D-LA of Ho-za meat geese during breeding period

表6 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅肠道形态指标的影响Table 6 Effects of adding fermented flaked maize to the diet on intestinal morphological indexes of Ho-za meat geese during breeding period

2.3.2 对育成期霍杂肉鹅器官指数的影响

如表7 所示,2 个处理组间的器官指数无显著差异,表明饲粮中添加发酵压片玉米对霍杂肉鹅器官生长发育无明显影响。

表7 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅器官指数的影响Table 7 Effects of adding fermented flaked maize to the diet on organ indexes of Ho-za meat geese during breeding period

3 讨论

3.1 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅生长性能的影响

平均日采食量指畜禽24 h 内对饲料采食的总量,反映了动物的食欲和饲料的适口性,采食量高动物食欲旺盛,饲料适口性好,反之则饲料适口性较差,动物食欲较低。 料重比指畜禽体重增加值与采食的饲料量之比,是评价饲料报酬的重要指标。 料重比越大,动物的饲料消化吸收能力越低,反之则动物的饲料消化吸收能力越高[7]。 Antonio 等[8]研究发现,使用压片玉米饲喂会降低内诺尔公牛的采食量,并提高其饲料转换率。 张亚伟等[9]研究发现,在日粮中添加压片玉米会降低蛋鸡的采食量。 本试验显示,与对照组相比,饲粮中添加发酵压片玉米极显著降低了霍杂肉鹅的平均日采食量和料重比,表明在不影响霍杂肉鹅出栏重的前提下,发酵压片玉米能显著提高其饲料转换率,降低采食量。 可能的原因是,玉米在高温高湿的情况下淀粉结构由β-淀粉转化为α-淀粉,挤压使得玉米种皮破坏,里面的营养物质与鹅的腺胃消化酶和肠道微生物接触更充分,利用率变高[10]。 此外,发酵后的压片玉米中的营养物质被有益菌代谢为更易被吸收的乙酸、丙酸和小分子多肽,可以直接被鹅利用,但可能发酵后的压片玉米气味较大,会影响饲料的适口性,所以发酵压片玉米能够极显著降低鹅的平均日采食量和料重比。 鹅翻翅是由于日粮中蛋白质和糖水平过高、维生素E 和锰过低引起的水禽疾病,集中在水禽的育成期发生,翻翅会影响鹅的整体美观程度,进而影响售出价格[11]。 本试验表明,饲喂发酵压片玉米可以显著降低霍杂肉鹅的翻翅率,可能是发酵后的压片玉米中的部分蛋白质和糖类被微生物代谢为有机酸和小分子多肽,挤压和微生物的活动使得玉米中的维生素E 和锰充分释放,鹅对蛋白质和糖的直接摄入减少,减少了翻翅的发生。

3.2 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅血清生化与免疫指标的影响

HDL 和LDL 与机体脂肪沉积和利用相关,含量的高低反映了肝脏对脂肪的代谢利用,水平越低表明对脂肪的利用率越高[12]。 水禽的脂肪合成代谢途径较为复杂,通过摄入日粮由肝脏细胞在脂肪酸合成酶(FAS)的作用下合成脂肪酸,合成的脂肪酸通过线粒体氧化产生TG 与载体蛋白合成LDL 释放到血液中,当脂肪酸合成速度大于分解速度时,会导致血清中HDL 和LDL 的水平上升,肝脏合成和重吸收的TG 增加,血清中TG 减少,TC 增多[13]。 本试验表明,与对照相比,发酵压片玉米显著降低了霍杂肉鹅血清TC、HDL 和LDL 的水平,有提高TG 的趋势。 压片玉米经微生物发酵后,合成丰富的可直接被鹅利用的植物脂肪和内外源消化酶,提高了鹅对脂肪的利用率,导致血清中的TG 水平增加,这与徐辉等[14]研究结果一致。 此外,对照组的采食量较多,摄入了过量的能量饲料导致肝脏合成的脂肪酸和TC 增加,血清中的LDL 和HDL 水平增加。

免疫球蛋白是浆细胞分泌的一种能与特异性抗原结合的抗体蛋白,IgM 是血清免疫球蛋白的主要成分,具有强大的杀菌、激活补体、免疫调理和凝集作用,免疫球蛋白水平的升高表明机体的免疫能力增强[15]。 解祥学等[16]研究发现,饲喂压片玉米可降低犊牛的腹泻率并提高血清白细胞水平,增强犊牛免疫能力。 袁汝喜等[17]研究发现,饲喂发酵玉米能显著提高三黄鸡的血清免疫球蛋白水平。 廖云琼等[18]研究发现,饲喂发酵饲料可以显著提高白羽肉鸡血清中的IgG 和IgM 水平。 本试验表明,发酵压片玉米能显著提高霍杂肉鹅血清中的IgM 水平。 本试验中的发酵菌主要是乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌和酵母杆菌,这些菌可以维持肠道正常菌群的平衡,并抑制有害菌的滋生,同时可以刺激机体的免疫应答能力,提高动物免疫力。

3.3 饲粮中添加发酵压片玉米对育成期霍杂肉鹅肠道形态的影响

肉鹅的小肠绒毛高度、隐窝深度、绒毛面积和绒隐比是评价肉鹅肠道发育和吸收功能的重要指标。绒毛高度越长、面积越大,吸收营养物质的功能越好。 隐窝深度越浅细胞成熟度越好,分泌功能越好,绒毛高度与隐窝深度的比值越小,肠上皮细胞的新陈代谢功能越好[19]。 Missotten 等[20]研究发现,饲喂发酵饲料可以显著提高肉鸡小肠绒毛高度和绒隐比,显著降低隐窝深度。 刘莹露等[21]研究发现,饲喂发酵饲料可以显著提高蛋鸡空肠绒隐比,降低空肠隐窝深度。 本试验表明,饲喂发酵玉米压片可以极显著降低霍杂肉鹅空肠隐窝深度,并极显著提高霍杂肉鹅回肠的绒毛高度、绒毛面积和绒隐比。 发酵压片玉米对霍杂肉鹅肠道形态的改善可能归因于压片玉米特有的、易消化的淀粉-蛋白质结构和发酵后产生的有益菌及其代谢产物对肠道菌群平衡的保护作用。 此外,压片玉米发酵后抗营养因子的减少也可能是霍杂肉鹅肠道形态改善的原因之一[22]。 肠黏膜免疫屏障由集合淋巴小节、固有层淋巴细胞和上皮内淋巴细胞组成,具有保护机体免受外源致病物侵袭的功能,固有层淋巴细胞分泌的免疫球蛋白是肠道免疫应答的主要场所[23]。 肠黏膜的完整程度也反映了机体的免疫能力,肠黏膜的完整程度越好发挥的免疫功能越好。本试验表明,与对照组相比,发酵压片玉米极显著提高了霍杂肉鹅空肠和回肠的黏膜厚度。 这可能与发酵压片玉米中益生菌及其代谢产物丁酸盐对肠黏膜的保护有关。 此外,固有层分泌的免疫球蛋白调节肠上皮细胞凋亡,维护肠黏膜功能,提高机体免疫力,这与血清的生化检测结果一致。

综上,饲粮中添加发酵压片玉米可提高霍杂肉鹅的饲料利用率,降低饲养成本,调节鹅的肝脏脂肪代谢,增强免疫功能,改善肠道形态。 在未来肉鹅产业中,提高肉鹅对饲料的消化利用率是降低养殖成本,提高效益的主要手段。 发酵压片玉米既改善了传统饲料玉米不易被消化的结构特性,又通过有益菌的发酵提高了其营养物质的利用率。 在无抗、替抗养殖模式的背景下,发酵玉米压片可替代部分玉米作为肉鹅的理想饲粮。