藤茶黄酮及吐温80饲用于肉羊生产的研究进展

刘兴能,吕念词,程 月,保志鹏,曹国春,和晓明,岳 丹,陆 颖,席冬梅,刘万红,邓卫东*

(1.云南农业职业技术学院 畜牧兽医学院,云南 昆明650000;2.云南农业大学 动物科学技术学院,云南 昆明 650000;3.云南省曲靖市会泽县农业农村局,云南 会泽 654200)

莫能菌素等抗生素因具有良好的促生长效果而成为畜禽养殖中生长促进剂的“黄金标准”,但长期使用会造成细菌耐药性[1]。伴随着中国2020年7月1日禁止饲料生产企业生产含有促生长类药物饲料添加剂(中药类除外)的商品饲料公告的全面实施[2],开发绿色、安全、无公害的抗生素替代品成为畜禽养殖发展的当务之急。本文综述了莫能菌素、藤茶黄酮和吐温80在肉羊或畜禽上的研究及应用,为探寻抗生素类饲料添加剂的绿色替代品提供参考。

1 莫能菌素饲用于肉羊的研究

莫能菌素(Monensin)又叫瘤胃素,于1976年从肉地链霉菌发酵液中分离得到,属于聚醚类离子抗生素,常被作为离子载体添加剂用于反刍动物饲料中[3]。其作用机理[4]:一是调节瘤胃微生物区系,抑制革兰氏阳性厌氧菌的活性;二是提高丙酸比例,降低甲烷产量;三是降低瘤胃内蛋白质的降解,有利于营养物质的吸收。一般,莫能菌素以饲料添加剂的形式直接均匀拌入饲料投喂,肉羊每千克日粮推荐添加量为25～30 mg[5]。

长期以来,莫能菌素在反刍动物上的应用研究主要集中在牛生产上,而关于羊的报道较少,本文收集国内近10年关于莫能菌素应用于羊生产的文献仅4篇,试验结果表明:(1)日粮中添加莫能菌素对羊的生长性能有一定的影响,杨华明等[6](添加剂量15 mg/d)、孔繁云等[7](添加剂量0.5 g/d)研究表明,莫能菌素的添加能提高试验羊只的日增重,增加幅度为11.13%、24.25%(P<0.05),但武斌等[8](添加剂量90 mg/d)报道肉羊饲粮中添加莫能菌素的肉羊日增重降低了0.12%,这有可能是因为添加的剂量不同导致的;(2)提高羊只屠宰性能,其中添加莫能菌素后净肉率增加幅度最为明显,可提高5.11%(P<0.05);(3)莫能菌素的添加虽然对羊血清的抗氧化指标无显著影响,但莫能菌素能显著的提高氮沉积,总氮利用率分别为59.70%、59.81%(P<0.05),同时,显著降低12.04%甲烷产量(P<0.05)。然而,针对莫能菌素作为添加剂对瘤胃微生物的影响,在羊生产中尚未有报道,而在犊牛上柏妍等[9]进行了研究,试验表明在犊牛的开食料中添加3.6 g/kg的莫能菌素对瘤胃有如下影响:(1)瘤胃发酵参数:降低了瘤胃液中26.45%的氨态氮(P<0.05)和14.56%的乙酸,显著提高了27.63%的丙酸(P<0.05);(2)瘤胃微生物多样性:在门水平上,添加莫能菌素能极显著的降低63.30%变形菌门的相对丰度(P<0.01);在属水平上,提高犊牛瘤胃液中47.85%的普雷沃氏菌属相对丰度,降低73.99%的奥尔森菌属(P<0.05)、瘤胃球菌属(67.77%)和丁酸弧菌属(60.85%)相对丰度。

综上所述,莫能菌素可以作为添加剂应用于肉羊生产中。目前相关的文献研究表明,添加莫能菌素(综合考虑相关试验结果,选用莫能菌素添加于肉羊饲粮的最佳剂量为25 mg/kg)能提高羊只日增重和改善饲料转化率,但莫能菌素作为反刍动物载体型添加剂开发应用得较晚,其作用特点及适宜添加量尚无定论,未进行对瘤胃微生物的种类、数量、活性的影响及其在瘤胃生态中相互作用关系系统地研究,对不同种类动物和生理阶段、不同饲料组成和饲养方式的适宜添加量的相关报道较少,加之2019年7月10日《中华人民共和国农业农村部公告 第194号》[10]禁抗的公布,作为抗生素类的莫能菌素必将被新型无公害添加剂替代。

2 藤茶黄酮饲用于家畜生产的研究

藤茶(显齿蛇葡萄)生长有明显的地域性,其主要生长在中国部分省份(湖南、湖北、贵州和广西),在中国瑶族、土家族、苗族、侗族有近六百年的饮用历史[11]。《中药汇编》[12]和《广西药用植物名录》[13]等记载,藤茶是典型的药食两用植物[14-15],具有非常重要的开发利用价值。而藤茶黄酮(Ampelopsis grossedentata flavonoids , AGF)是从藤茶中提取的一种含量为43.4%～44.0%的天然植物添加剂[15-16]。王婉莹等[17]研究发现,AGF中可分离出近20个黄酮类成分,其中二氢杨梅素(Dihydromyricetin,DMY)是含量最高的一种黄酮物质,含量高达25%～38.5%[18-19]。因此,大多数对藤茶黄酮的报道直接以DMY作为研究对象,DMY化学名为3,5,7,3′,4′,5′-六羟基-2,3-二氢黄酮,分子质量为320 ku,其分子结构式见图1[20]。

图1 藤茶黄酮分子结构示意图[20]Fig. 1 Molecular structure of Ampelopsis[20] grossedentata flavonoids

之前,AGF因藤茶生长的地域性和提取技术的限制导致量的稀缺(国外基本上没有相关文献报道),报道多侧重于人或小鼠的药理研究上。近年来,随着AGF的提取技术不断优化,其成本降低、提取率升高、品质稳定性增加,加之畜牧业对“禁抗”的大力实施,新型绿色无公害饲料添加剂的开发是目前的研究热点,而AGF具有抗氧化[21-22]、抑菌[23-24]、保肝[25-26]、降血脂[27]、降血糖[28]、抗肿瘤等[29]作用使其作为新型饲料添加剂在畜牧业中的应用逐渐增多。鉴于此,本文全面收集与整理了国内外该领域的研究,结果显示,AGF应用于畜禽生产中具有提高畜禽生产性能和提高免疫力的功效。

首先,添加0.05%的AGF能够增加肉仔鸡(0～42 d)生产性能、加强代谢能力、增强免疫力;还能增加肉仔鸡的平均采食量(ADFI)、日增重(ADG),平均增加幅度分别为2.63%～6.34%[30-31]、2.03%～13.79%[31-32];降低料重比,平均降低幅度为0%～6.59%[30-31]。韩爱云等[32]和戴青等[33]研究发现,添加AGF能一定程度的提高肉仔鸡血清ALB(1.05%～2.46%)、TP(3.06%～6.25%)的含量并且降低GOT(10.20%～46.27%)、GPT(8.40%～15.78%)的含量,从而表明AGF的添加加强了仔鸡代谢能力、且不会损伤肉鸡的肝脏组织,对肉鸡肝脏无毒副作用。关于肉仔鸡的5篇文献指出,AGF能增加胸腺、脾脏及法氏囊指数,但与梁萌等[30]与戴青等[33]对血清SOD、MDA及CAT的研究结果相悖,这可能与肉仔鸡试验日龄有关,具体原因需要进一步的科学验证。此外,冯孟等[34]研究表明,在蛋鸡饲粮中添加AGF较对照组能提高7.09%的产蛋率(P<0.05)、死亡率降低36.3%,这一结果与崔志英等[35]研究结果一致。其次,在猪的日粮中添加一定量的AGF能增加猪的生长性能、提高抗病力,其中,日增重(ADG)平均增幅为20.32%～31.03%、且有降低腹泻率、咳喘率的趋势[36-37],但杨茂林等[37]在育肥猪的饲粮中添加AGF增加了2.59%的料重比(P<0.05),这一结果和武书庚等[36]、杨家军等[38]及候翔等[39]结果相反,分析可能是与AGF的添加量、猪的品种、日粮种类、日龄有关。雷仙荷等[40]在不同肉牛中添加5%的AGF能极显著增加肉牛的平均体尺(P<0.01);张乃锋等[41]在育肥羊上添加0.2%的AGF,育肥羊增重提高13.81%(P<0.05),疾病发生率减少19.36%。此外,相关药理试验证明,AGF具有广谱抗菌作用[25]。谢鹏等[42]添加一定量的(5 mg/mL、0.1%)藤茶黄酮表现出较强的抑菌(金黄色葡葡球菌、大肠杆菌、沙门氏菌)效果,且适量的藤茶黄酮量可以替代一定量的抗生素(青霉素V钾溶液)。郭航等[43]发现,添加 0.025%～0.05%的DMY可显著提高小肠绒毛高度和黏膜厚度,降低小肠隐窝深度(P<0.05),且短期灌服DMY可修复大肠杆菌损伤的肉仔鸡肠道黏膜。

总之,AGF在畜禽上应用能提高畜禽生产性能、改善肠道健康、提高免疫力、改善屠宰性能和肉质等,具有良好的应用前景。目前,已有单位(中国农业科学院饲料研究所饲料生物化工研究室)依据藤茶黄酮的药理特性和作用机理,将其研制成绿色新型饲料添加剂。但现阶段,藤茶黄酮在畜禽上的应用主要集中在肉仔鸡、猪上,而在肉羊上的研究报道仅有张乃锋等[41]对生长性能及抗病做了初步的研究。关于瘤胃添加AGF对瘤胃微生物是否有影响,国内外未有报道,对于藤茶黄酮应用于育肥羊的最佳剂量需要进一步的试验验证。

3 吐温80在肉羊中的应用研究

吐温80(Tween 80)为非离子型表面活性剂(NIS),化学名称为聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯,为淡黄色至橙黄色的黏稠液体,有臭味,味微苦涩,在水、乙醇、甲醇或醋酸乙酯中易溶,最大酸值2 mg(以KOH计)、皂化值45～60 mg(以KOH计)、亲水亲油平衡值(HLB)15.6[44];因其能增加酶的释放量和提高酶的活性,促进酶和底物之间的相互作用,且能作为乳化剂安全的添加到食品中而被广泛认识[45]。自莫能菌素等离子载体类抗生素的安全问题受到质疑并禁用以来,食品级的吐温80作为饲料添加剂被研究人员加以研究[46]。研究表明,吐温80的LD50(半致死剂量)为25 g/kg时,添加在动物饲料中被认为是安全的[47]。

迄今为止,吐温80在畜牧上的研究大部分是在体外对瘤胃微生物菌群影响培养的基础上进行。相关试验表明,吐温80对瘤胃微生物有一定的调控作用(增加微生物的总数、瘤胃细菌产量)[48-49],刺激革兰氏阴性菌(白色瘤胃球菌和黄化瘤胃球菌)生长比阳性菌效果好,促进非纤维分解菌生长比纤维分解菌好[50-51]。一定剂量的吐温80对真菌(单中心真菌、多中心真菌)有促进营养作用,但剂量过高则会有抑制作用[52];添加吐温80对原虫的数量没有影响[53]。然而,只有少数的研究验证了吐温80在反刍动物体内的作用效果,特别是吐温80在肉羊生产中的应用研究鲜有报道,本文全面收集了国内2007年以来吐温80应用于肉羊养殖的文献报道。研究表明,添加吐温80能增加羊只的采食量,增加幅度在2.09%～3.18%[54-55];吐温80饲喂羊能提高日增重,尤其后期增重幅度达40.20%,此外,吐温80还能显著降低肉骨比(8.55%,P<0.05),但屠宰率、净肉率分别降低3.96%、1.93%[27];吐温80应用于羊只日粮可以改善瘤胃发酵,降低瘤胃pH(0.99%～3.31%)[54,56],减少17.14%甲烷生成,同时对蛋白质消化率有一定影响,但增加了乙酸(6.69%～34.75%)[55-56]、丙酸(6.98%～14.23%)[54-55]和丁酸(3.57%～15.59%)[55-56]的产出比例。

综上所述,添加吐温80对羊只生长性能、屠宰性能、瘤胃液消化指标、日粮消化率、能量代谢和气体排放有一定的影响,但相关报道较少,未能提供精确的试验数据使其在实际推广应用中提供的理论依据不足。

4 小 结

在畜禽养殖上应用藤茶黄酮能提高畜禽生产性能、改善肠道健康、提高免疫力、改善屠宰性能和肉质等,作为植物提取类添加剂具有广阔的前景。同时,吐温80在一定程度上能改善羊只生长性能、屠宰性能、瘤胃液消化、日粮消化率、能量代谢和气体排放等相关指标;鉴于此,评估藤茶黄酮、吐温80应用于肉羊改善生产性能的作用及机理,值得深入研究,以替代莫能菌素等抗生素在肉羊上的应用。