2. 江苏科技大学生物与化学工程学院, 镇江 212018
2. School of Biological and Chemical Engineering, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212018, China
通过改变饲粮的组分或营养组成可影响水貂的生长性能、毛皮质量、健康状况等[1, 2]。益生菌是一种可通过改变肠道菌群平衡而对动物产生有益作用的活微生物饲料添加剂,可以通过多种作用机理提高动物生产性能,激活体液和细胞免疫功能,从而对动物产生益生效果[3]。研究发现源于宿主本身的微生物制剂较外源菌种制剂对机体更有益[4]。近年来,国内外的益生菌制剂大部分是分离自健康动物肠道内的正常微生物,尤其是优势种群,制成活菌制剂,使其可抵制胃液及酸性环境进入小肠发挥作用。乳酸杆菌添加剂在猪、鸡和反刍动物中应用广泛,研究报道较多,饲喂乳酸杆菌可以显著提高小肠中淀粉酶活性,改善雏鸡的生长性能[5];乳酸杆菌还能分解食物中的蛋白质和糖类,使之更有利于肠道的吸收,还可合成某些机体必需的B族维生素,直接促进动物的生长[6]。饲粮中添加芽孢杆菌(Bacillus)、酵母菌(Saccharomycetes)、乳酸杆菌(Lactobacillus)能够提高雏鸡呼吸道和消化道局部黏膜免疫组织的抗体生成数量[7],乳酸杆菌制剂还可提高雏鸡生长性能[8]。乳酸杆菌在水貂、蓝狐等毛皮动物中应用的研究始于20世纪80年代,Gugole等[9]发现益生菌能改变白狐消化道菌群,减少肝肾组织损伤,增加动物体重和提高毛皮质量。李新红等[10]研究发现,微生态制剂EM(含光合细菌、酵母菌、乳酸杆菌等80多种细菌)能预防和治疗幼狐的腹泻和便血病,提高幼狐的免疫机能和成活率。但是有关同源乳酸杆菌对水貂生长性能影响方面的报道较少,本试验旨在研究饲粮中添加貂源乳酸杆菌添加剂对水貂营养物质消化、氮平衡及血清生化指标和免疫性能的影响,探讨乳酸杆菌添加剂对促进水貂健康的作用及貂源乳酸杆菌作为水貂饲料添加剂的可行性。
选择90日龄健康公貂160只,平均体重(1.64±0.15) kg,随机分为4组,每组40只,单笼饲养,各组间水貂初始体重差异不显著(P>0.05)。利用本实验室自主分离、保存的貂源植物乳杆菌MDL1118(LP)和屎肠球菌MDF1104(EF),制作乳酸杆菌添加剂应用于水貂饲粮。Ⅰ组为对照组(0添加),饲喂基础饲粮;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组分别饲喂在基础饲粮中添加5×109 CFU的LP、EF和LP+EF试验饲粮。每只水貂每日添加量为5×109 CFU,其中Ⅳ组LP和EF添加量各2.5×109 CFU。试验期90 d。
基础饲粮主要成分为海杂鱼、鸡腺胃、鸡肝、猪肥肉、玉米和食盐,其组成及营养水平见表1。试验水貂每天2次(08:00和16:00)定时、定量饲喂,自由采食、饮水,专人饲养,正常免疫,定期打扫笼舍。
试验第40天,每组随机挑选8只水貂,利用自制集粪盘、集尿器,采用全收粪法进行消化代谢试验,为期3 d。消化代谢试验期内每天采集饲料样品,充分混合,备测营养成分含量。试验期间每日准确称量给料量及剩料量,计算每日采食量,其他日常饲养管理程序不变。收集的粪样称重后取100 g,加入10%硫酸20 mL,65 ℃烘干,准确称重并记录,粉碎后过40目筛,备测粪中营养物质含量。收集尿样前,在容器中预先加入10%硫酸10 mL,准确量取所有尿样体积,过滤后取50 mL,-20 ℃保存,备测尿中氮含量。试验结束前1天进行屠宰试验,每组挑选20只,心脏采血约10 mL,分装入3个5 mL的促凝采血管中,每个约3.3 mL,静置30 min,离心后取血清保存于-20 ℃,备测血清生化指标。
在正式期第1、30、60、90天,每天07:00空腹称重,计算水貂平均日增重,比较各组水貂间的体重变化。
平均日增重(g/d)=(末重-初重)/试验天数;![]() | 表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) % |
营养物质消化率采用张丽英[11]的方法进行,计算公式如下:
干物质消化率(%)= ×100; 蛋白质消化率(%)= ×100; 脂肪消化率(%)= ×100; 氮沉积(g/d)=食入氮-粪氮-尿氮; 净蛋白质利用率(%)=(沉积氮/食入氮)×100; 蛋白质生物学价值(%)= ×100。血清生化指标采用AMS-18全自动生化分析仪(奥普森,中国)测定。
所有数据应用SPSS 16.0进行统计分析,采用单因素方差分析one-way ANOVA进行差异性比较,P>0.05表示差异不显著,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。
由表2可知,各组水貂在90、120、180日龄时体重差异不显著(P>0.05);在150日龄时Ⅱ组体重显著低于Ⅲ组(P<0.05)。Ⅲ组体重和平均日增重均高于Ⅰ、Ⅳ组,但差异不显著(P>0.05)。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组平均日增重与Ⅰ组相比均有增加的趋势,但差异不显著(P>0.05)。
由表3可知,各组干物质采食量差异不显著(P>0.05);Ⅰ组干物质消化率显著低于Ⅲ组(P<0.05),Ⅱ、Ⅳ组同Ⅰ组相比也有增加的趋势,但是差异不显著(P>0.05);Ⅲ、Ⅳ组蛋白质消化率显著高于Ⅰ组(P<0.05),Ⅱ组也有增加的趋势,但差异不显著(P>0.05)。各组脂肪消化率无显著差异(P>0.05),但Ⅲ组比Ⅰ组提高了0.6%。
![]() | 表2 不同乳酸杆菌添加剂对水貂生长性能的影响 Table 2 Effects of different Lactobacillus additives on growth performance of minks |
![]() | 表3 不同乳酸杆菌添加剂对水貂营养物质消化率的影响 Table 3 Effects of different Lactobacillus additives on nutrient digestibility of minks |
由表4可知,各组食入氮差异不显著(P>0.05);Ⅲ组粪氮最低,显著低于Ⅰ组(P<0.05);Ⅱ组尿氮低于Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组,但差异不显著(P>0.05);Ⅳ组氮沉积略低于其他3组,但差异不显著(P>0.05);Ⅲ组蛋白质生物学价值高于Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ组,但差异不显著(P>0.05);Ⅲ组净蛋白质利用率最高,分别高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ组1.7%、1.7%、0.7%,但差异不显著(P>0.05)。
![]() | 表4 不同乳酸杆菌添加剂对水貂氮平衡的影响 Table 4 Effects of different Lactobacillus additives on nitrogen balance of minks |
由表5可知,Ⅰ组血清总蛋白含量显著低于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组(P<0.05);Ⅰ组血清免疫球蛋白A(IgA)含量极显著低于Ⅲ、Ⅳ组(P<0.01),Ⅱ组极显著低于Ⅲ组(P<0.01);各组血清免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)含量差异不显著(P>0.05);各组血清胆固醇含量差异不显著(P>0.05),但Ⅱ、Ⅳ组与Ⅰ组相比分别下降了0.36和0.28 g/L;Ⅰ组高密度脂蛋白胆固醇含量显著低于Ⅲ、Ⅳ组(P<0.05);各组低密度脂蛋白和尿素氮含量差异不显著(P>0.05)。
![]() | 表5 不同乳酸杆菌添加剂对水貂血清生化指标的影响 Table 5 Effects of different Lactobacillus additives on serum biochemical indices of minks |
水貂生长进入冬毛期之后,个体发育开始减缓,由体长增长转为脂肪沉积阶段。刘虎传等[12]报道指出,利用屎肠球菌、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌制作的混合益生菌制剂可显著提高早期断奶仔猪平均日增重。Wierup等[13]和Abe等[14]研究也表明,乳酸杆菌能够分泌多种酶和维生素,促进营养物质的吸收,提高动物生产性能。Skrede等[15]研究发现,水貂饲粮中添加乳酸杆菌发酵的小麦能提高水貂对碳水化合物的消化吸收。何玉华等[16]报道,在水貂饲粮中添加乳酸杆菌发酵豆粕能提高水貂对有机物、粗脂肪的采食量。本研究结果表明,只在150日龄以后,在饲粮中直接添加乳酸杆菌添加剂可使水貂体重有所增加,尤其单独添加EF的Ⅲ组要高于其他3组,Ⅲ组在干物质、蛋白质和脂肪消化率上均不同程度的高于其他3组。整个试验期平均日增重也略高于对照组。本研究结果证实,乳酸杆菌可潜在提高水貂生长性能,相比较而言EF对水貂的增重效果优于LP。
饲粮的适口性及饲粮的营养水平会影响动物采食量[17],有研究证明添加乳酸杆菌添加剂可提高饲料利用率,但是对采食量的影响不显著[18, 19]。本研究表明,添加乳酸杆菌的3个试验组与对照组对干物质采食量无显著影响,因为从理论上,乳酸杆菌添加剂不会影响饲粮的营养水平,这表明乳酸杆菌添加剂对饲粮适口性也无不良影响,乳酸杆菌添加剂与饲料一起进入动物消化道后,能够调整和改善肠道内微生态平衡[20],并分泌多种消化酶,促进干物质和蛋白质的消化吸收[21, 22],本研究结果也证实,水貂源乳酸杆菌可增加水貂对蛋白质和脂肪的消化率,提高水貂对营养物质的吸收,从而提高水貂的生长性能。
乳酸杆菌能够把蛋白质等大分子物质降解为小分子肽和游离氨基酸,被胃肠道直接吸收,从而提高饲料利用效率,降低粪氮含量[23],同时也有研究表明,饲料中添加乳酸杆菌可以促进小肠的生长发育,使小肠绒毛增长,隐窝变浅,增加了小肠的吸收面积,从而促进机体对营养物的消化吸收[24]。本研究表明,通过添加乳酸杆菌可提高水貂蛋白质消化率和净蛋白质利用率,而且添加乳酸杆菌组粪氮含量显著低于对照组,Ⅲ组与对照组相比粪氮含量降低了24%。环境中氮污染排放主要来自畜牧业和农业,其中又以动物排放量最大,动物排放在畜舍中的氮会严重影响动物健康,另外如果粪尿不加以处理,也会加重局部环境污染,非洲在1999年有31%的牧场因畜禽粪便污染导致环境恶化[25]。貂源乳酸杆菌可提高饲粮蛋白质消化率,降低氮排泄,进一步表明了利用水貂源乳酸杆菌从营养调控角度降低饲养场的环境污染是完全可行的。此外,蛋白质消化率提高也会在一定程度上提高水貂养殖的经济效益。
乳酸杆菌添加剂可提高机体免疫机能,改善动物健康状况,增强机体对疾病的抵抗力,这也是益生菌可代替抗生素的原因之一[26, 27, 28]。免疫球蛋白是具有抗体活性的球蛋白,在受到抗原刺激时会大量分泌,乳酸杆菌添加剂可通过激活宿主免疫细胞,促进吞噬细胞活性,提高机体非特异性免疫调节,同时增强T细胞和B淋巴细胞对抗原的应激性,显著增加血清中IgM、IgA、IgG含量,免疫球蛋白主要参与体液免疫、组织和黏膜的免疫应答,使机体更好的抵御外来感染[29]。另外,乳酸杆菌的提高体液免疫功能还能依靠其表面的配体和肠上皮细胞的受体,如脂磷壁酸(LTA)、细胞壁肽聚糖(PG)、细胞表面蛋白等作为配体被受体识别后,激活免疫信号通路,产生细胞因子[30]。文静等[31]研究发现,饲粮中添加屎肠球菌的仔猪,其血清总蛋白、IgA、IgG含量均不同程度的高于对照组;王晶[32]在饮水中添加乳酸杆菌饲喂肉鸡后发现试验组肉鸡血清IgA含量显著高于对照组;Hghighi等[33]研究也发现,饲喂益生菌能提高肉鸡血清和肠道内的抗体水平,本研究也证实这一结论,添加貂源乳酸杆菌可提高血清IgA含量。但并不是所有试验中IgG含量都得到提升,Scharek等[34]和Broom等[35]研究发现,母猪饲料中添加屎肠球菌SF86,血清IgG含量不变,而在仔猪中却出现下降趋势,本试验中,Ⅲ组血清IgG含量不变,IgG含量约占血清中免疫球蛋白总含量的75%,本研究所用的植物乳杆菌和屎肠球菌是宿主共生菌,对宿主缺乏特殊的刺激作用,不会产生更强烈的免疫反应。
很多研究证实乳酸杆菌具有降胆固醇功效,服用含有大量乳酸杆菌的乳制品可以降低血清胆固醇含量[36]。乳酸杆菌的降胆固醇作用也一直是筛选有益微生物方面的热点,潘道东等[37]研究发现,饲喂乳酸杆菌的高脂组大鼠,28 d后血清总胆固醇含量下降,血清高密度脂蛋白胆固醇含量提高,低密度脂蛋白胆固醇含量降低。高密度脂蛋白胆固醇分子所携的胆固醇,是逆向转运的内源性胆固醇酯,将其运入肝脏,再清除出血液,而低密度脂蛋白胆固醇含量升高会增加患冠状动脉心脏病的危险性[38]。孙立国等[39]发现,添加植物乳杆菌可以显著降低大鼠血清中的胆固醇含量,提高大鼠血清的高密度脂蛋白含量,Kiebling等[40]研究报道,长期服用含嗜酸乳杆菌和长双歧杆菌的酸乳酪的不同年龄妇女,血清胆固醇含量不变,高密度脂蛋白胆固醇含量升高。本试验中血清胆固醇含量下降,Ⅱ和Ⅳ组血清胆固醇与对照组相比分别下降0.36和0.28 mol/L,本试验结果表明,添加水貂源乳酸杆菌可使血清中高密度脂蛋白胆固醇含量升高,低密度脂蛋白胆固醇含量降低,这也进一步证实LP和EF在胆固醇清除方面也具有一定益生作用。
① LP和EF可增加水貂平均日增重,Ⅲ、Ⅳ组效果较为明显。
② Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组水貂的干物质、蛋白质和脂肪消化率均有相对于对照组有不同程度的提高。
③ LP和EF在降低粪氮含量、降低血清胆固醇含量、增强机体免疫力方面也均有显著作用。
④ 相比较而言,EF对水貂生长性能改善的结果优于LP和LP+EF,可作为水貂微生态制剂或其中的成分加以应用。
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