Chinese Journal of Animal Nutrition >

2026 , Vol. 38 >Issue 4: 2623 - 2635

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2026.211

RESEARCH PAPER

Effects of β-Mannanase Supplementation in Low-Energy Diet on Performance, Nutrient Apparent Utilization Rate, Intestinal Health and Egg Quality of Laying Hens during Late Laying Period

  • YANG Zirui , 1 ,
  • WEI Chengzhao 1 ,
  • ZHANG Keying 1 ,
  • WANG Jianping 1 ,
  • BAI Shiping 1 ,
  • ZENG Qiufeng 1 ,
  • PENG Huanwei 1 ,
  • LIU Yan 1 ,
  • WANG Haidong 2 ,
  • DING Xuemei , 1, *
Expand
  • 1 Key Laboratory of Animal Disease-Resistant Nutrition of Ministry of Education, Key Laboratory of Animal Disease-Resistant Nutrition and Feed of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Key Laboratory of Animal Disease-Resistant Nutrition of Sichuan Province, Institute of Animal Nutrition, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China
  • 2 Ruipu High-Tech (Tianjin) Biotechnology Co., Ltd., Tianjin 300380, China
*professor, E-mail:

Received date: 2025-09-09

  Online published: 2026-04-14

Fold

Abstract

This experiment aimed to investigate the effects of β-mannanase (BM) supplementation in low-energy diet on performance, nutrient apparent utilization rate, intestinal health and egg quality of laying hens during late laying period. A total of 672 Lohmann pink laying hens of 46-week-old with similar laying rate and body weight were selected and randomly divided into 4 groups, with 8 replicates in each group and 21 hens in each replicate. The positive control group (PC group) was fed a basal diet, while the negative control group (NC group) was fed a low-energy diet with 0.12 MJ/kg reduction in metabolic energy (ME) from the basal diet (achieved by reducing the addition of soybean oil), and the experimental groups were fed the low-energy diet supplemented with 100 (NC+100 group) and 150 g/t (NC+150 group) BM, respectively. The experiment lasted for 12 weeks after a 2-week pre-experiment. The results showed as follows: 1) compared with NC group, the qualified egg rate in NC+150 group was significantly increased from weeks 1 to 12 (P<0.05), the feed-to-egg ratio was significantly decreased (P<0.05), and the laying rate showed an increasing trend (P=0.079). 2) Compared with PC group and NC group, the egg yolk color in NC+150 group was significantly increased at week 12 (P<0.05). 3) Compared with NC group, the apparent utilization rates of gross energy, crude protein, total phosphorus, threonine, valine, histidine, glycine, alanine and proline in NC+150 group were significantly increased (P<0.05). 4) BM supplementation in low-energy diet had no significant effect on intestinal indices and morphological structure (P>0.05). Compared with PC group and NC group, the jejunal secretory immunoglobulin A content in NC+150 group was significantly increased (P<0.05). Compared with NC group, the mRNA relative expression levels of jejunal Occludin, Claudin1 and zona occludens-1 (ZO-1) in NC+150 group were significantly increased (P<0.05). In conclusion, 150 g/t BM supplementation in low-energy diet can improve the performance of laying hens during late laying period by enhancing the nutrient apparent utilization rate and improving the intestinal immunity and barrier functions.

Key words： β-mannanase; laying hens; late laying period; low-energy diet; performance; intestinal health

Cite this article

YANG Zirui , WEI Chengzhao , ZHANG Keying , WANG Jianping , BAI Shiping , ZENG Qiufeng , PENG Huanwei , LIU Yan , WANG Haidong , DING Xuemei . Effects of β-Mannanase Supplementation in Low-Energy Diet on Performance, Nutrient Apparent Utilization Rate, Intestinal Health and Egg Quality of Laying Hens during Late Laying Period[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2026 , 38(4) : 2623 -2635 . DOI: 10.12418/CJAN2026.211

β-甘露聚糖作为一种可溶性的非淀粉多糖(NSP),常见于玉米、豆粕、棕榈粕和菜籽粕等饲料原料中。研究表明,在豆粕中通常含有1.1%~1.7%的β-甘露聚糖,β-甘露聚糖的存在会影响肠道中消化酶的活性,增加家禽肠道中食糜的黏性,从而影响肠道对营养物质的消化吸收[1-2]。此外,β-甘露聚糖是多种病原体的表面成分,肠道中的先天免疫系统会识别这些病原体上的抗原并产生免疫反应。饲粮中的β-甘露聚糖可以刺激先天免疫系统导致非生产的能量消耗[3]。因此,在饲粮中添加能够降解β-甘露聚糖的外源酶是降低饲粮中甘露聚糖所带来的负面影响的有效方案。
为了降低饲料成本、提高养殖经济效益,饲粮配方的科学性和经济性是家禽业关注的核心点[4]。能量是家禽饲粮重要的组成部分。研究表明,饲粮能量水平低于家禽能量需求时会导致家禽免疫功能下降、肠道微生物菌群紊乱和肠道损伤[5-7]。在饲粮中添加β-甘露聚糖酶(β-mannanase,BM)是为了靶向降解饲粮中的β-甘露聚糖。在国内外的研究中,关于BM在肉鸡养殖上面的益处已经得到了充分的证明。肉鸡饲粮添加BM还可以提高氮校正表观代谢能(AMEn),从而提高饲料转化率并增加出栏重[8-9]。对28项研究进行荟萃(Meta)分析表明,饲粮添加BM可以将肉鸡代谢能(ME)提高196.6 kJ/kg[10]。目前,国外仅有少量关于BM对蛋鸡生产性能和肠道形态结构影响的应用研究[11-13],关于BM在降能饲粮中对蛋鸡肠道屏障、肠道免疫方面的研究较少。因此,本试验旨在研究BM对产蛋后期蛋鸡生产性能、蛋品质和肠道健康的影响,并从养分表观利用率、免疫和肠道屏障功能等方面来揭示BM对产蛋后期蛋鸡生产性能的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

BM由某公司提供(活性为6 000 U/g,基因源于黑曲霉,由基因工程重组菌毕赤酵母发酵)。1 U定义为在pH为5.5的条件下,每分钟从浓度为3 mg/mL的甘露聚糖溶液中释放1 pmol还原糖所需要的酶量。

1.2 试验设计和饲养管理

本动物试验经四川农业大学动物伦理与福利委员会审核,符合动物保护和动物福利原理以及国家动物福利伦理的相关规定,批准号:SICAU-AWC-2024-724。
选取672羽产蛋率和体重接近、处于产蛋后期(46周龄)的罗曼粉蛋鸡,随机分为4组,每组8个重复,每个重复21羽鸡。正对照组(PC组)饲喂基础饲粮,负对照组(NC组)饲喂基础饲粮ME降低0.12 MJ/kg的降能饲粮(通过降低大豆油添加量实现),试验组分别在饲喂降能饲粮的基础上添加100(NC+100组)和150 g/t(NC+150组)BM。各组饲粮中β-甘露聚糖含量均为0.55%。预试期2周,正试期12周。
饲养试验于四川省绵阳市某养殖公司养殖基地开展,按照常规饲养管理和免疫程序进行。试验期间每日维持16 h的恒定光照,试验鸡全程自由采食和饮水。

1.3 试验饲粮

本试验所用饲粮参照《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)推荐的营养水平,并结合罗曼商品蛋鸡养殖手册和实际生产进行配制,全期使用粉料。饲粮组成及营养水平见表1。
表1 饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) %

项目
Items		 组别Groups
PC NC
原料Ingredients
玉米Corn 62.68 63.38
豆粕Soybean meal (43% CP) 22.77 22.66
大豆油Soybean oil 0.85 0.26
玉米蛋白粉Corn protein powder 0.60 0.60
玉米干酒糟及其可溶物
Corn DDGS		 1.80 1.80
细颗粒石粉Powdery limestone 2.20 2.20
粗颗粒石粉Grainy limestone 6.85 6.85
磷酸氢钙CaHPO4 1.15 1.15
L-赖氨酸盐酸盐L-Lys·HCl 0.12 0.12
DL-蛋氨酸DL-Met 0.18 0.18
食盐NaCl 0.30 0.30
氯化胆碱Choline chloride(60%) 0.10 0.10
维生素预混料Vitamin premix1) 0.15 0.15
矿物质预混料Mineral premix2) 0.15 0.15
色素Pigment 0.10 0.10
合计Total 100.00 100.00
营养水平Nutrient levels3)
代谢能ME/(MJ/kg) 14.60 14.48
粗蛋白质CP 14.82 14.68
钙Ca 3.75 3.71
总磷TP 0.51 0.49
赖氨酸Lys 0.83 0.79
蛋氨酸Met 0.44 0.41
苏氨酸Thr 0.62 0.60
色氨酸Trp 0.17 0.16

1)维生素预混料为每千克饲粮提供 The vitamin premix provided the following per kg of diets:VA 9 900 IU,VD3 4 950 IU,VE 69 mg,VB1 2.4 mg,VB2 6.3 mg,VB6 4.2 mg,VB12 0.025 mg,VK3 2.4 mg,泛酸 pantothenic acid 10 mg,生物素 biotin 0.05 mg,叶酸 folic acid 0.5 mg,烟酸 niacin 30 mg。
3)营养水平为实测值。Nutrient levels were all measured values.

2)矿物质预混料为每千克饲粮提供 The mineral premix provided the following per kg of diets:Cu (CuSO4) 15 mg,Fe (FeSO4) 120 mg,Mn (MnSO4) 150 mg,Zn (ZnSO4) 120 mg,Se (Na2SeO3) 0.3 mg。

1.4 检测指标及方法

1.4.1 生产性能

试验期间,每日以重复为单位记录产蛋数、总蛋重、合格蛋数以及蛋鸡死亡情况。每周统计采食量,并根据《家禽生产性能名词术语和度量计算方法》(NY/T 823—2020)对蛋鸡生产性能指标进行系统计算评估,具体公式如下:
产蛋率(%)=100×产蛋总数/(试验鸡数×试验天数);
合格蛋率(%)=100×合格蛋总数/(试验鸡数×试验天数);
平均蛋重(g)=总蛋重/产蛋总数;
日均产蛋量(g/d)=总蛋重/(试验鸡数×试验天数);
平均日采食量(g/d)=耗料量/(试验鸡数×试验天数);
料蛋比=耗料量/总产蛋重。

1.4.2 蛋品质

分别于正试期第6和12周,每个重复随机收集3枚合格鸡蛋并标号,采用全自动蛋品分析仪(EMT-5200,Robotmation,日本)进行蛋黄颜色、蛋白高度和哈氏单位等指标的测定。采用电子称称量蛋黄重量,精确到0.01 g。此外,采用蛋壳强度测定仪(ETG-1601A, Robotmation,日本)测定蛋壳强度;采用螺旋测微仪分别测量除去内外壳膜的蛋壳钝端、中部和锐端3个部位的厚度,取平均值,精确到0.01 mm,即为蛋壳厚度。

1.4.3 养分表观利用率

饲养试验结束时,每个重复挑选1只健康状况良好的试验蛋鸡,采用二氧化钛(TiO2)指示剂法收集排泄物样品,各组饲粮均添加0.5% TiO2。预试期3 d,正试期4 d。代谢试验采用部分收粪法,正试期排泄物样品收集后于-20 ℃冰箱保存待测。待测排泄物样品收集完成后,统一取出,经65 ℃恒温烘箱烘干48 h,于室温回潮24 h。饲粮和排泄物样品均粉碎过40目筛(0.425 mm),TiO2含量测定参考邓雪娟等[14]。
饲粮和排泄物样品中总能(GE)参照ISO 9831:1998采用氧弹式能量仪(C 200,IKA,德国)测定,粗蛋白质(CP)含量参照GB/T 6432—2018中的凯氏定氮法测定,干物质(DM)、钙、总磷(TP)和氨基酸含量分别按照GB/T 6435—2014、GB/T 6436—2018、GB/T 6437—2018和GB/T 18246—2019中方法进行测定。养分表观利用率测定方法及计算公式参考李笑樱等[15]。计算公式如下:
某养分表观利用率(%)=100×[1-(饲粮中指示剂含量/排泄物中指示剂含量)×(排泄物中该养分含量/饲粮中该养分含量)]。

1.4.4 肠道指数和形态结构

饲养试验结束时,每个重复选择1只蛋鸡称重,采血后进行屠宰,剖解分离肠道。
肠道指数:测定十二指肠、空肠和回肠重量及长度,并计算相对重量和相对长度。
肠道形态结构:取空肠和回肠中段约3 cm,使用注射器抽取0.9%生理盐水小心冲洗肠道内容物,随后用细绳扎紧肠段2端,置于4%多聚甲醛溶液中固定。肠段用蒸馏水冲洗后,经梯度乙醇脱水,然后包埋组织块于石蜡中,采用Leica RM2235切片机将组织切成5 μm厚的薄片,使用苏木精-伊红(HE)进行常规染色。利用显微成像系统对组织样品进行拍照,采用Image-Pro Plus图像分析软件测量肠道绒毛高度和隐窝深度,并计算绒毛高度与隐窝深度的比值(绒隐比)。

1.4.5 肠道免疫和屏障功能相关基因表达

蛋鸡采血后处死,分离空肠,用载玻片轻轻刮取空肠黏膜,置于EP管中,于-80 ℃保存待测。测定空肠黏膜紧密连接蛋白[闭锁小带蛋白-1(ZO-1)、闭合蛋白(Occludin)、密封蛋白1(Claudin1)]、肿瘤坏死因子-α诱导蛋白3(TNFAIP3)、核因子-κB p65(NF-κB p65)、白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA相对表达量。总RNA采用RNAiso试剂盒(TaKaRa,大连)提取,cDNA采用PrimeScript RT试剂盒(TaKaRa,大连)合成,PCR采用Prime Ex Taq(TaKaRa,大连)进行,操作方法均按照试剂盒说明进行。选用β-肌动蛋白(β-actin)作为内参基因,目的基因mRNA相对表达量采用2-△△Ct法进行计算,引物序列见表2。
表2 引物序列

Table 2 Primer sequences

基因
Genes		 引物序列
Primer sequences (5'—3')		 登录号
Accession No.
β-肌动蛋白
β-actin		 F:GAGAAATTGTGCGTGACATCA
R:CCTGAACCTCTCATTGCCA		 NM_205518.2
白细胞介素-1β
IL-1β		 F:CACCAAGCACGGTATCAAGG
R:TGGGTTGGCTGTCCTCATAG		 NM_204524.2
肿瘤坏死因子-α
TNF-α		 F:GCTGAACCTCAGCTCCGATA
R:CGGGTTTGCTACAACATGGA		 NM_204267.2
核因子-κB p65
NF-κB p65		 F:AGGCAGAGGGTGATGGAGTT
R:CCTGGCTCAGGGTCTGTCTT		 NM_205129.2
肿瘤坏死因子-α诱导蛋白3
TNFAIP3		 F:CAGCTGGGACCTGAACACAT
R:GTCCTGGGTGTCCTTGTTGT		 NM_001199487.2
闭合蛋白
Occludin		 F:ACGGCAGCACCTACCTCAA
R:GGGCGAAGAAGCAGATGAG		 NM_205128.1
密封蛋白1
Claudin1		 F:GTGTGTTTGTTGCTGTGA
R:ACTCTGTTGCCATACCAT		 NM_001013611.2
闭锁小带蛋白-1
ZO-1		 F:TTCAGGTGTTTCTCTTCCTCCTC
R:CTGTGGTTTCATGGCTGGATC		 NM_204918.1

1.4.6 空肠分泌型免疫球蛋白A(sIgA)含量

空肠sIgA含量采用酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒(南京建成生物工程研究所)结合酶标仪(MS-352,LabSystems,芬兰)测定,测定步骤按照试剂盒说明书进行。

1.4.7 经济效益

以每组蛋鸡为单位,根据整个试验期的饲粮成本和总消耗量结合总蛋重、鸡蛋价格等计算试验期内蛋鸡生产的经济效益。计算公式如下:
利润=(总蛋重×鸡蛋单价)-(饲粮总消耗量×饲粮单价)-(添加剂用量×添加剂单价)。

1.5 数据统计和分析

采用SPSS 27.0软件对试验数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA),效应显著时,采用Duncan氏法进行多重比较,结果数据以平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05表示差异显著,0.05≤P<0.10表示差异有显著趋势。

2 结果与分析

2.1 降能饲粮添加BM对蛋鸡生产性能的影响

由表3可知,在产蛋率方面,与NC组相比,2个BM添加组第5~8周产蛋率均显著提高(P<0.05),NC+150组第1~12周产蛋率有提高趋势(P=0.079);在合格蛋率方面,与NC组相比,PC组、NC+100组和NC+150组第1~4周合格蛋率显著提高(P<0.05),2个BM添加组第5~8周和第1~12周合格蛋率显著提高(P<0.05);在平均日采食量方面,与NC组相比,NC+150组第9~12周平均日采食量有降低趋势(P=0.055);在料蛋比方面,与NC组相比,2个BM添加组第5~8周料蛋比显著降低(P<0.05),NC+150组第9~12周料蛋比有降低趋势(P=0.055),NC+150组第1~12周料蛋比显著降低(P<0.05);在日均产蛋量方面,与NC组相比,2个BM添加组第5~8周日均产蛋量显著提高(P<0.05);此外,降能饲粮添加BM对平均蛋重无显著影响(P>0.05)。
表3 降能饲粮添加BM对蛋鸡生产性能的影响

Table 3 Effects of BM supplementation in low-energy diet on performance of laying hens

项目
Items		 组别Groups 均值标准误
SEM		 P值
P-value
PC NC NC+100 NC+150
产蛋率Laying rate/%
第1~4周Weeks 1 to 4 95.75 94.66 95.84 95.75 0.621 0.205
第5~8周Weeks 5 to 8 93.73ab 92.37b 95.50a 95.03a 1.018 0.021
第9~12周Weeks 9 to 12 93.34 91.88 92.53 94.22 1.320 0.335
第1~12周Weeks 1 to 12 94.28 92.97 94.63 95.00 0.789 0.079
合格蛋率Qualified egg rate/%
第1~4周Weeks 1 to 4 99.71a 99.42b 99.89a 99.71a 0.097 <0.001
第5~8周Weeks 5 to 8 93.37ab 91.67b 95.37a 94.92a 1.043 0.006
第9~12周Weeks 9 to 12 92.98 91.41 92.47 94.20 1.374 0.257
第1~12周Weeks 1 to 12 93.94ab 92.39b 94.53a 94.86a 0.805 0.023
平均蛋重Average egg weight/g
第1~4周Weeks 1 to 4 60.35 60.03 60.04 60.21 0.417 0.851
第5~8周Weeks 5 to 8 61.09 60.68 60.64 60.92 0.414 0.672
第9~12周Weeks 9 to 12 62.18 61.61 61.38 61.25 0.459 0.208
第1~12周Weeks 1 to 12 61.19 60.76 60.68 60.79 0.400 0.580
平均日采食量ADFI/(g/d)
第1~4周Weeks 1 to 4 113.83 113.69 113.98 113.37 0.383 0.435
第5~8周Weeks 5 to 8 115.79 115.64 115.96 114.95 0.766 0.577
第9~12周Weeks 9 to 12 116.87 114.05 115.30 112.94 1.412 0.055
第1~12周Weeks 1 to 12 115.49 114.45 115.08 113.75 0.755 0.134
料蛋比F/E
第1~4周Weeks 1 to 4 1.97 2.00 1.98 1.97 0.017 0.178
第5~8周Weeks 5 to 8 2.02ab 2.06a 2.00b 1.97b 0.024 0.018
第9~12周Weeks 9 to 12 2.02 2.02 2.03 1.96 0.027 0.055
第1~12周Weeks 1 to 12 2.00ab 2.03a 2.00ab 1.97b 0.019 0.046
日均产蛋量Average daily egg production/(g/d)
第1~4周Weeks 1 to 4 57.78 56.82 57.55 57.65 0.500 0.243
第5~8周Weeks 5 to 8 57.26ab 56.05b 57.91a 57.88a 0.667 0.031
第9~12周Weeks 9 to 12 58.03 56.60 56.80 57.71 0.931 0.367
第1~12周Weeks 1 to 12 57.69 56.49 57.42 57.75 0.586 0.141

同行数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05)。表4至表8同。

In the same row, values with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same letter or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as Table 4 to Table 8.

2.2 降能饲粮添加BM对蛋鸡蛋品质的影响

由表4可知,第6周,与PC组相比,NC组蛋壳红度(a*)值(P=0.077)和黄度(b*)值(P=0.066)有提高趋势,蛋形指数(P=0.060)和蛋黄颜色(P=0.088)有降低趋势;同时,NC组蛋重显著低于PC组和BM添加组(P<0.05)。第12周,与PC组相比,NC+100组蛋壳强度有降低趋势(P=0.085),NC组蛋黄颜色显著降低(P<0.05),但NC+150组蛋黄颜色显著提高(P<0.05);同时,与NC组相比,2个BM添加组蛋黄颜色显著提高(P<0.05)。此外,降能饲粮添加BM对蛋壳亮度(L*)值、哈氏单位、蛋白高度、蛋黄重量、蛋壳重量以及蛋壳厚度均无显著影响(P>0.05)。
表4 降能饲粮添加BM对蛋鸡蛋品质的影响

Table 4 Effects of BM supplementation in low-energy diet on egg quality of laying hens

项目
Items		 组别Groups 均值标准误
SEM		 P值
P-value
PC NC NC+100 NC+150
蛋壳亮度L* of eggshell
第6周Week 6 81.48 80.13 81.59 81.10 0.829 0.285
第12周Week 12 78.90 78.12 78.65 78.93 0.747 0.679
蛋壳红度a* of eggshell
第6周Week 6 4.93 5.71 4.70 5.04 0.401 0.077
第12周Week 12 4.12 4.49 4.08 4.24 0.365 0.675
蛋壳黄度b* of eggshell
第6周Week 6 17.92 20.05 17.00 18.68 1.159 0.066
第12周Week 12 14.14 14.13 13.63 14.36 0.520 0.553
蛋形指数Egg shape index
第6周Week 6 1.33 1.31 1.33 1.31 0.009 0.060
第12周Week 12 1.30 1.31 1.31 1.29 0.010 0.313
蛋重Egg weight/g
第6周Week 6 62.92a 59.86b 62.05a 63.26a 0.834 <0.001
第12周Week 12 62.72 62.08 62.22 62.44 0.915 0.906
蛋壳强度Eggshell strength/(kg/cm2)
第6周Week 6 4.76 4.81 4.59 4.87 0.165 0.362
第12周Week 12 4.65 4.63 4.15 4.49 0.214 0.085
哈氏单位Haugh unit
第6周Week 6 87.75 87.41 85.68 88.44 1.605 0.364
第12周Week 12 86.67 84.85 84.80 85.87 1.552 0.577
蛋黄颜色Yolk color
第6周Week 6 14.18 13.80 13.53 13.64 0.267 0.088
第12周Week 12 14.08b 13.41c 14.04b 14.71a 0.292 <0.001
蛋白高度Albumen height/mm
第6周Week 6 7.87 7.65 7.50 7.98 0.261 0.261
第12周Week 12 7.68 7.32 7.37 7.50 0.252 0.491
蛋黄重量Yolk weight/g
第6周Week 6 17.73 17.44 17.38 17.92 0.339 0.342
第12周Week 12 18.05 18.52 17.89 18.32 0.394 0.395
蛋壳重量Eggshell weight/g
第6周Week 6 6.87 6.79 6.90 7.02 0.131 0.356
第12周Week 12 6.96 6.91 6.88 6.94 0.129 0.931
蛋壳厚度Eggshell thickness/mm
第6周Week 6 0.44 0.43 0.43 0.44 0.006 0.866
第12周Week 12 0.44 0.44 0.44 0.43 0.006 0.935

2.3 降能饲粮添加BM对蛋鸡养分表观利用率的影响

由表5可知,与NC组相比,NC+150组蛋鸡GE、CP和TP表观利用率显著提高(P<0.05),DM表观利用率有提高趋势(P=0.060);NC+100组TP表观利用率显著提高(P<0.05)。降能饲粮添加BM对钙表观利用率无显著影响(P>0.05)。
表5 降能饲粮添加BM对蛋鸡养分表观利用率的影响

Table 5 Effects of BM supplementation in low-energy diet on nutrient apparent utilization rate of laying hens %

项目
Items		 组别Groups 均值标准误
SEM		 P值
P-value
PC NC NC+100 NC+150
总能GE 75.93ab 72.45b 74.24b 80.18a 0.023 0.014
粗蛋白质CP 36.29ab 35.74bc 38.00ab 39.01a 0.010 0.012
干物质DM 92.26 89.13 91.06 92.61 0.013 0.060
钙Ca 55.65 51.73 59.33 57.86 0.032 0.113
总磷TP 39.09ab 36.24b 43.45a 45.81a 0.033 0.032
必需氨基酸Essential amino acids
赖氨酸Lys 88.58 85.33 88.11 88.42 0.013 0.053
苯丙氨酸Phe 89.12 87.08 87.24 87.36 0.013 0.389
蛋氨酸Met 83.79 82.32 84.50 85.59 0.029 0.719
苏氨酸Thr 84.33b 82.71b 83.66b 87.36a 0.011 0.002
异亮氨酸Ile 84.73 83.29 85.81 86.71 0.016 0.208
亮氨酸Leu 89.13 87.86 88.39 88.53 0.013 0.798
缬氨酸Val 85.39a 81.94b 84.30ab 86.34a 0.015 0.037
组氨酸His 89.17a 86.50b 89.05a 90.43a 0.010 0.005
非必需氨基酸Non-essential amino acids
天冬氨酸Asp 86.93 85.11 85.82 87.66 0.011 0.143
丝氨酸Ser 88.39 86.60 86.99 87.57 0.013 0.541
谷氨酸Glu 91.13 89.75 89.46 90.22 0.012 0.500
甘氨酸Gly 60.81a 54.27b 64.50a 67.57a 0.032 0.002
丙氨酸Ala 84.50a 80.11b 82.44ab 85.58a 0.020 0.046
精氨酸Arg 93.48 92.99 94.46 93.96 0.009 0.420
半胱氨酸Cys 87.28 86.43 86.90 89.36 0.018 0.413
酪氨酸Tyr 87.26 85.00 86.86 87.22 0.012 0.225
脯氨酸Pro 88.96b 89.13b 90.46b 93.32a 0.012 0.005
与PC组相比,NC组蛋鸡缬氨酸、组氨酸、甘氨酸和丙氨酸表观利用率显著降低(P<0.05);与NC组相比,NC+150组苏氨酸、缬氨酸、组氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸表观利用率显著提高(P<0.05),NC+100组组氨酸和甘氨酸表观利用率显著提高(P<0.05),2个BM添加组赖氨酸表观利用率有提高趋势(P=0.053)。降能饲粮添加BM对其他氨基酸表观利用率均无显著影响(P>0.05)。

2.4 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道健康的影响

2.4.1 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道指数的影响

由表6可知,降能饲粮添加BM对蛋鸡十二指肠、空肠和回肠重量、长度、相对重量以及相对长度均无显著影响(P>0.05)。
表6 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道指数的影响

Table 6 Effects of BM supplementation in low-energy diet on intestinal indices of laying hens

项目
Items		 组别Groups 均值标准误
SEM		 P值
P-value
PC NC NC+100 NC+150
重量Weight/g
十二指肠Duodenum 12.77 11.84 13.02 12.41 0.660 0.327
空肠Jejunum 17.46 17.30 18.23 16.67 1.458 0.764
回肠Ileum 12.22 10.11 11.07 10.12 1.097 0.200
长度Length/cm
十二指肠Duodenum 29.15 30.36 28.61 28.13 1.061 0.203
空肠Jejunum 56.93 53.79 57.40 59.44 2.835 0.276
回肠Ileum 46.38 49.63 52.90 51.13 2.966 0.182
相对重量Relative weight/%
十二指肠Duodenum 0.68 0.64 0.71 0.67 0.042 0.437
空肠Jejunum 0.93 0.93 0.99 0.90 0.075 0.668
回肠Ileum 0.65 0.55 0.60 0.54 0.061 0.242
相对长度Relative length/(cm/g)
十二指肠Duodenum 0.02 0.02 0.02 0.02 0.001 0.361
空肠Jejunum 0.03 0.03 0.03 0.03 0.002 0.443
回肠Ileum 0.02 0.03 0.03 0.03 0.002 0.228

2.4.2 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道形态结构的影响

由表7和图1可知,降能饲粮添加BM对蛋鸡空肠和回肠绒毛高度、隐窝深度和绒隐比均无显著影响(P>0.05)。
表7 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道形态结构的影响

Table 7 Effects of BM supplementation in low-energy diet on intestinal morphological structure of laying hens

项目
Items		 组别Groups 均值标准误
SEM		 P值
P-value
PC NC NC+100 NC+150
空肠Jejunum
绒毛高度Villus height/μm 1 178.23 1 328.21 1 366.87 1 323.06 102.661 0.292
隐窝深度Crypt depth/μm 251.47 260.90 236.95 239.14 20.120 0.609
绒隐比V/C 4.82 5.17 5.88 5.54 0.500 0.194
回肠Ileum
绒毛高度Villus height/μm 906.57 868.72 823.61 838.51 63.758 0.583
隐窝深度Crypt depth/μm 194.05 185.10 191.88 168.93 14.638 0.326
绒隐比V/C 4.83 4.71 4.38 4.99 0.444 0.566
图1 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道形态结构的影响

Fig.1 Effects of BM supplementation in low-energy diet on intestinal morphological structure of laying hens (40×)

2.4.3 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道免疫和屏障功能的影响

由表8可知,与PC组和NC组相比,NC+150组蛋鸡空肠sIgA含量显著提高(P<0.05);同时,与NC组相比,NC+100组和NC+150组空肠IL-1β、Occludin和Claudin1 mRNA相对表达量显著提高(P<0.05),NC+150组空肠TNF-α、NF-κB p65和ZO-1 mRNA相对表达量显著提高(P<0.05)。此外,NC+150组空肠TNF-α和ZO-1 mRNA相对表达量显著高于NC+100组(P<0.05),空肠IL-1β、NF-κB p65和Occludin mRNA相对表达量显著高于PC组(P<0.05)。各组间空肠TNFAIP3 mRNA相对表达量无显著差异(P>0.05)。
表8 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道免疫和屏障功能的影响

Table 8 Effects of BM supplementation in low-energy diet on intestinal immunity and barrier function of laying hens

项目
Items		 组别Groups 均值标准误
SEM		 P值
P-value
PC NC NC+100 NC+150
分泌型免疫球蛋白A sIgA/(μg/g) 2 629.89b 2 630.11b 2 635.46ab 2 638.49a 2.655 0.006
白细胞介素-1β IL-1β 1.00bc 0.99c 1.02ab 1.03a 0.010 0.002
肿瘤坏死因子-α TNF-α 1.00ab 0.97b 0.98b 1.02a 0.017 0.027
核因子-κB p65 NF-κB p65 1.00b 0.99b 1.02ab 1.03a 0.012 0.019
肿瘤坏死因子-α诱导蛋白3 TNFAIP3 1.00 0.99 1.00 1.01 0.013 0.627
闭合蛋白Occludin 1.00bc 0.98c 1.02ab 1.03a 0.012 0.002
密封蛋白1 Claudin1 1.00ab 0.98b 1.02a 1.03a 0.014 0.008
闭锁小带蛋白-1 ZO-1 1.00ab 0.96c 0.97bc 1.02a 0.017 0.014

2.5 降能饲粮添加BM对蛋鸡养殖经济效益的影响

由表9可知,试验期鸡蛋平均单价按照9.8元/kg计算,PC组利润为3 533.90元,NC组利润为3 455.88元,NC+100组利润为3 553.49元,NC+150组利润为3 669.42元。与PC组相比,NC组、NC+100组和NC+150组相对利润分别为-78.02、19.59元和135.52元。结果表明,降低饲粮能量水平会降低蛋鸡养殖利润,而在降能饲粮中添加不同水平BM均可提高养殖利润,且优于基础饲粮,并以添加150 g/t BM利润更高。
表9 降能饲粮添加BM对蛋鸡养殖经济效益的影响

Table 9 Effects of BM supplementation in low-energy diet on farming economic benefits of laying hens

项目
Items		 组别Groups
PC NC NC+100 NC+150
饲粮单价Diet unit price/(元/t) 2 700 2 660 2 660 2 660
平均蛋重Average egg weight/g 61.20 60.76 60.68 60.79
总蛋重Total egg weight/kg1) 807.97 789.22 801.35 813.83
平均日采食量ADFI/(g/d) 115.49 114.45 115.08 113.75
饲粮总消耗量Total diet consumption/kg2) 1 623.78 1 608.45 1 607.38 1 605.26
添加剂用量Additive amount/g 160.74 240.79
利润Profit/元 3 533.90 3 455.88 3 553.49 3 669.42
相对利润Relative profit/元 -78.02 +19.59 +135.52

1)计算方式为每组各重复合格蛋重之和。The calculation method was the sum of weights of qualified eggs in each replicate of each group.
2)饲粮总消耗量为实际试验鸡所消耗饲粮量,计算方式为每组各重复耗料量之和。Total diet consumption was the amount of diet consumed by actual experimental chickens, and the calculation method was the sum of diet consumption in each replicate of each group.

3 讨论

3.1 降能饲粮添加BM对蛋鸡生产性能的影响

在蛋鸡饲粮中添加外源酶以改善蛋鸡生产性能是生产中的常用方法。β-甘露聚糖常见于各类家禽的饲料原料中,如豆粕、棕榈粕和芝麻粕等[3]。本试验结果表明,饲粮ME降低0.12 MJ/kg导致蛋鸡产蛋性能(如合格蛋率)降低;而在降能饲粮中添加150 g/t BM抵消了降能带来的负面影响,并进一步提高了合格蛋率以及降低了料蛋比,且较正常饲粮组在数值上提高了蛋鸡的产蛋率和合格蛋率,降低了平均日采食量和料蛋比。与之前的研究结果相似,在降能饲粮中添加BM能够改善肉鸡生长性能,从而抵消饲粮能量降低对肉鸡生长性能产生的影响[16]。White等[11]研究也表明,在蛋鸡降能饲粮中添加BM改善了料蛋比。β-甘露聚糖会增加家禽肠道食糜黏性,影响营养物质的消化吸收。BM能够消化细胞壁上的甘露聚糖进而破坏细胞壁,释放出被细胞壁包被的营养成分,从而提高饲粮的消化率。例如在肉仔鸡玉米-豆粕型饲粮中添加一定剂量的BM不仅可以降解饲粮中的β-甘露聚糖,使得饲粮中的营养物质得以释放,还可以提高胃肠道内消化酶活性,提高饲料转化效率;同时,BM会减轻β-甘露聚糖在消化道中的免疫应激效应,减少能量的消耗,进而提高饲粮的能量利用效率,最终提高肉仔鸡生长性能[1-3]。因此,本试验中,BM对蛋鸡生产性能的提升作用,可能与其提高营养物质的消化吸收,降低过度的免疫反应有关。

3.2 降能饲粮添加BM对蛋鸡蛋品质的影响

本试验结果表明,饲粮添加150 g/t BM可提高第12周蛋黄颜色。李海英等[17]研究也表明,BM对蛋黄颜色有改善作用,本研究结果与之相似。蛋黄颜色是评价蛋品质的重要指标之一。据报道,鸡群的年龄及健康状况会影响肠道对类胡萝卜素的吸收利用能力。此外,饲粮中的抗营养因子也会影响蛋黄颜色[18],其原因可能是由于β-甘露聚糖的吸水性增加了肠道内容物的黏性,损伤了肠道紧密连接屏障功能,从而影响了肠道对叶黄素的吸收利用。而饲粮BM消除了β-甘露聚糖所带来的负面影响,从而改善了蛋鸡肠道对色素的吸收功能。

3.3 降能饲粮添加BM对蛋鸡养分表观利用率的影响

甘露聚糖属于半纤维素,主要存在于植物的细胞壁中。此外,甘露聚糖还存在于豆科植物种子的胚乳中,有助于保证细胞壁的结构刚性和细胞中水分储存[19-20]。单胃动物自身无法分泌该BM,从而使得被细胞壁包被的淀粉、蛋白质等养分无法与肠道内的消化酶充分接触。本研究结果显示,在降能饲粮中添加150 g/t BM能够显著提高蛋鸡对GE、CP、TP以及苏氨酸、缬氨酸、组氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸等氨基酸的表观利用率。郭永胜等[21]研究表明,在30周龄海兰褐壳蛋鸡饲粮中添加BM提高了GE、CP、钙和TP表观利用率,本研究结果与之相似。这表明饲粮添加BM能够将甘露聚糖分解为寡糖,降低肠道内容物的黏度,提高消化酶与营养物质的有效接触,从而促进养分的消化利用。

3.4 降能饲粮添加BM对蛋鸡肠道健康的影响

肠道绒毛高度、隐窝深度和绒隐比是反映肠道形态结构完整性的关键指标[22]。本试验结果表明,饲粮ME的降低以及BM的添加并未影响蛋鸡肠道形态结构。但是在肠道紧密连接结构中,BM展现了有益影响。紧密连接是肠道上皮细胞之间的连接结构之一,紧密连接结构的存在是为了限制肠道内容物进入更深层的肠道组织[23]。肠道紧密连接结构主要由密封蛋白(Claudin)、Occludin和闭锁小带蛋白(ZO)等组成。其中Claudin和Occludin是2种调节肠道通透性并建立肠道屏障的四重跨膜蛋白,ZO的功能是将跨膜蛋白与肌动蛋白细胞骨架结合[24]。肠道炎症反应会导致肠道紧密连接功能损伤,使得肠腔中的有害分子更容易入侵到更深层的组织中,从而干扰肠道免疫系统[25]。甘露聚糖的降解产物为甘露寡糖,甘露寡糖可以作为以双歧杆菌为代表的有益菌的营养底物进而显著促进其增殖,同时也可以减少病原菌在消化道的定植,调节动物体内的免疫反应,增强肠道黏膜的完整性,进而提高畜禽的生长性能。研究表明,在肉鸡饲粮中添加BM可以提高肉鸡粪便中益生菌乳酸杆菌数量[26]。BM水解β-甘露聚糖后生成的甘露寡糖益生元是一种有机物质,能够通过选择性促进体内有益菌的代谢与增殖,进而对宿主的健康产生积极影响,而机体肠道微生态的平衡离不开肠道益生菌的调节,因此益生元对肠道微生物稳态也具有调节作用[27]。本研究结果显示,在降能饲粮中添加150 g/t BM能够提高蛋鸡空肠Occludin、Claudin1和ZO-1 mRNA相对表达量,说明BM能够改善肠道屏障功能。
sIgA是维护肠道上皮屏障功能所必需的,sIgA由B淋巴细胞分泌,主要作为肠道的免疫屏障抵抗外源性毒素和病原[28]。研究表明,饲粮ME与肉鸡免疫功能之间存在着很强的相关性,高能饲粮还会提高肉鸡血浆免疫球蛋白含量[5,14]。此外,大豆油含有亚油酸,在肉鸡免疫功能中也起着一定的调节作用[29-30]。Zou等[31]研究表明,在玉米-豆粕型饲粮中添加BM可以提高肉鸡血清免疫球蛋白M含量。Liu等[12]研究也表明,降能饲粮添加BM能够改善肠道功能,减轻炎症,提高盲肠有益菌丰度,从而提高蛋鸡生产性能。本试验结果显示,降能饲粮添加150 g/t BM能够显著提高蛋鸡空肠sIgA含量,说明BM对肠道免疫功能也有一定的提高作用。其原因可能是由于BM是一种内切水解酶,可作用于甘露聚糖和异甘露聚糖(半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖和半乳糖葡甘露聚糖)的β-1,4-D-甘露糖苷键,在降解甘露聚糖的同时,产生的甘露寡糖有增强肉鸡免疫功能的作用[32-34]。不过,本研究中饲粮降能后添加150 g/t BM,蛋鸡空肠IL-1β和NF-κB p65 mRNA相对表达量也显著提高,这与前人的研究结果[12]不完全相同,其原因可能与饲粮降低能量的水平以及BM的添加量不同有关,具体原因有待进一步的研究。

4 结论

在本试验条件下,饲粮ME降低0.12 MJ/kg,产蛋后期蛋鸡生产性能、养分表观利用率和肠道功能降低;而降能(降脂)后添加150 g/t BM可通过提高养分表观利用率以及改善肠道免疫和屏障功能,从而提高蛋鸡生产性能。

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