近年来,新兴的生物燃料工业在世界范围内迅速兴起。然而,随之带来了新型生物能源的开发产生大量的生物燃料副产品的问题。玉米干酒糟作为生物燃料工业的副产品,因为其可为畜禽提供能量、蛋白质、氨基酸、水溶性维生素、有效磷和色素等营养物质愈来愈受到国内外研究者的关注。玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)是玉米生产酒精产生的副产品,作为一种优质的饲料蛋白质源,可广泛应用于畜禽生产中。作为发酵产物,玉米DDGS富含不饱和脂肪酸、甘露寡糖和β-葡聚糖等天然的免疫激活剂,对畜禽的免疫系统和消化道疾病的发生具有改善作用。研究表明,饲粮中添加玉米DDGS能预防猪肠道消化疾病并能抑制饲料自身的病原菌[1]。仔猪饲粮中添加12% 玉米DDGS可抵抗细胞内寄生弯曲形杆菌的感染[2],并增加猪回肠组织中白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)及白细胞介素-10(IL-10)基因表达量[3];添加35%玉米DDGS可增强猪的体液免疫,但不改变氧化应激指标[4]。Lim等[5]研究发现,在斑点叉尾 饲粮中添加玉米DDGS可以增加其血清中总免疫球蛋白含量,减少爱德华氏菌感染的死亡率。而有关玉米DDGS对21日龄肉鸡免疫和抗氧化功能的研究较少。因此,本试验拟在肉鸡饲粮中添加15%玉米DDGS,探讨其对21日龄肉鸡生长性能、抗氧化能力和免疫性能的影响,为玉米DDGS在肉鸡生产中的应用提供理论依据。
玉米DDGS购自陕西华秦农牧有限公司,其中粗蛋白质含量为27.72%,水分含量为10.65%,粗脂肪含量为10.10%,粗纤维含量为6.60%,三聚氰胺为阴性,黄曲霉毒素B1含量为6.38 μg/kg。
试验选取陕西正大有限公司的1日龄科宝500肉鸡300只,随机分成2组,每组6个重复,每个重复25只。对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮,参照NRC(1994)肉鸡营养需要标准配制,试验组饲喂添加15%玉米DDGS的试验饲粮。饲粮组成及营养水平见表1。粉料饲喂,试验期为21 d。
![]() | 表1 饲粮组成及营养水平(干物质基础)
Table 1 Composition and nutrient levels of diets (DM basis) %
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试鸡饲养于人工控温的肉仔鸡舍,自由采食、饮水。按照常规的肉仔鸡免疫程序进行免疫。
在试验第21天,每重复随机选取1只试鸡称重后颈部放血宰杀,放血时用离心管接血,37 ℃水浴2 h制备血清,分装,-20 ℃冷冻保存;于每只试鸡的大致相同部位取足量的肝脏,锡箔纸包好,液氮速冻后,-20 ℃冷冻保存。10%肝脏匀浆液的制备:取肝脏约1 g,加入9倍预冷的生理盐水,冰水浴匀浆破碎1~2 min,组织匀浆液3 000 r/min、4 ℃离心10 min,取上清液,分装,-20 ℃保存待测;分别采集每只试鸡的脾脏、胸腺和法氏囊,仔细剥离周围结缔组织,用生理盐水洗干净,吸干表面水分后称重。
试验期间每天记录试鸡死亡情况,以重复为单位记录每日投料量和剩余料量,于试验第21天07:00对试鸡(禁食12 h)进行称重,并计算平均日采食量、平均日增重和料重比。
测定血清和肝脏中总抗氧化能力(T-AOC),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。T-AOC采用Fe3+还原法测定,GSH-Px活性采用二硫代硝基苯 甲酸法测定,SOD活性采用羟胺法测定,MDA含量采用硫代巴比妥酸法测定,组织匀浆液蛋白质含量采用考马斯亮兰法测定,测定过程参照南京建成生物工程研究所试剂盒说明书。
脾脏、胸腺和法氏囊指数计算公式如下:
免疫器官指数(g/kg)=免疫器官重量/体重。酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清中IL-6、IL-10、干扰素-γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量,严格按照上海江莱生物科技有限公司试剂盒说明书操作。通过标准品含量和吸光度(OD)值计算出标准曲线的线性回归方程,按样品的OD值代入方程式,计算出血清中4种细胞因 子的含量。血清中免疫球蛋白A(IgA)和免疫球 蛋白G(IgG)含量采用ELISA测定,测定过程参考上海江莱生物科技有限公司试剂盒说明书。
采用Excel 2010进行数据处理,采用SPSS 17.0统计软件中的one-way ANOVA过程进行单因子方差分析,以P<0.05为差异显著性标准,结果表示为平均值±标准差。
由表2可知,与对照组相比,试验组肉鸡平均日增重、平均日采食量和料重比无显著变化(P>0.05)。
![]() | 表2 玉米DDGS对肉鸡生长性能的影响
Table 2 Effects of corn DDGS on growth performance of broilers |
由表3可知,与对照组相比,试验组肉鸡血清、肝脏中SOD活性和血清中T-AOC显著降低(P<0.05),而血清中MDA含量显著升高(P<0.05);血清、肝脏中GSH-Px活性和肝脏中T-AOC、MDA含量差异不显著(P>0.05)。
![]() | 表3 玉米DDGS对肉鸡抗氧化能力的影响
Table 3 Effects of corn DDGS on antioxidant capability of broilers |
由表4可知,与对照组相比,试验组肉鸡脾脏指数、胸腺指数和法氏囊指数差异不显著(P>0.05);血清中IL-6和IFN-γ含量显著升高(P<0.05),但IL-10和TNF-α含量差异不显著(P>0.05);血清中IgA和IgG含量显著升高(P<0.05)。
![]() | 表4 玉米DDGS对肉鸡免疫性能的影响
Table 4 Effects of corn DDGS on immunity of broilers |
近年来,研究者们普遍认同了DDGS中丰富的营养成分,已将其广泛运用于畜禽生产中。Waldroup等[6]研究认为,肉鸡饲粮中添加25% DDGS并不影响日增重和饲料转化率。随着DDGS生产工艺的改进,研究发现DDGS作为蛋白质源在肉鸡饲粮中的适宜添加量为10%~15%[7]。Wang等[8]发现DDGS用于肉鸡饲粮可添加到15%~20%。本实验室在肉鸡生产试验中确定添加15%玉米DDGS利于肉鸡生长[9]。因此,本试验中玉米DDGS添加量确定为15%。饲粮玉米DDGS水平对家禽生长性能影响的报道较多,但结果不尽一致。Wang等[8]以DDGS可消化氨基酸为基础配制饲粮时,15%~20%的DDGS可用于肉鸡饲粮中,对肉鸡日增重、日采食量和饲料转化率无显著影响。Thacker等[10]分别用含0、5%、10%、15%和20%小麦DDGS饲粮饲喂肉鸡,发现添加15%小麦DDGS对肉鸡生产性能没有显著影响。本试验结果与上述报道相一致。但也有结论不一致的报道,Shim等[11]认为饲粮添加24%玉米DDGS时肉鸡生产性能表现良好。Lumpkins等[12]研究发现,在肉鸡早期饲粮中添加6% DDGS有利于肉鸡生长性能的发挥。
DDGS在肉鸡生产上的研究主要集中在生长性能、胴体性能、肉品质等方面,而对肉鸡抗氧化能力和机体免疫性能的研究鲜见。肉鸡自身代谢会生成抗氧化剂,能抑制氧自由基产生,平衡机体代谢。本试验研究发现,饲粮中添加玉米DDGS可通过降低血清和肝脏中的相关抗氧化物的活性或含量来降低肉鸡血清和肝脏的抗氧化能力,具体体现为试验组肉鸡血清中SOD活性、T-AOC和肝脏中SOD活性显著降低,与Min等[9]在肉鸡上和黄文庆等[13]在草鱼上的研究结果一致。MDA是脂质过氧化反应的稳定终产物,可反映细胞膜被氧化的程度及细胞受自由基攻击的程度[14]。本试验条件下,试验组肉鸡血清中MDA含量升高,与苏斌朝等[15]在猪上的研究结果一致。可能的解释是脂质过氧化和自由基均可激活组织中抗氧化防御系统。DDGS富含多不饱和脂肪酸(PUFA)。PUFA亚甲基具有活泼的氢原子,在生物系统中脂质过氧化程度提高,可激活机体抗氧化剂的防御。Corzo等[16]研究发现,DDGS添加可引起饲料中亚油酸和其他PUFA含量发生微小变化,极容易被氧化成乙醛。因此,饲喂含有氧化脂质的DDGS饲粮可能影响机体内抗氧化系统。Schilling等[17]研究发现,添加DDGS饲粮增加了肉鸡腿肌中PUFA含量。Min等[9]进一步研究发现,饲粮中添加DDGS显著增加了肉鸡腿肌中PUFA含量和饱和脂肪酸(SFA)比例,肝脏中SOD活性显著下降,MDA含量显著升高。这说明肉鸡饲粮中添加15%玉米DDGS降低了机体的抗氧化能力,对脂质过氧化有负面影响。
本试验结果显示,试验组肉鸡血清中IgA和IgG含量显著增加,这与Lim等[5]在鱼上的研究结果一致。Weber等[4]在猪上也得到了同样的结论,饲喂DDGS饲粮的猪血浆中IgA和IgG含量升高。这可能是因为DDGS富含β-葡聚糖,刺激体内免疫系统,增加了免疫球蛋白的含量。此外,本试验还检测了血清中4种细胞因子的含量,结果发现饲喂含玉米DDGS饲粮的肉鸡血清中IL-6和IFN-γ含量显著上升,而对IL-10和TNF-α含量影响不显著。关于DDGS对肉鸡血清细胞因子的研究较少。在免疫系统中,IL-6、TNF-α和IFN-γ属于促炎性细胞因子,能激活机体的先天和获得性免疫系统;IL-10属于抗炎性因子,主要是在消灭入侵者后消除炎症,使机体恢复到正常免疫和生理水平。正常生理状态下,这2大类细胞因子保持着平衡调节状态,保证机体产生适度的抗病能力并维持免疫内环境的稳定。Weber等[3]发现给断奶仔猪饲喂DDGS增加了肠道组织中炎性因子和抗炎性因子的表达,具体表现为增加了回肠组织IL-6、IL-1β和IL-10的表达量,这与本试验结果有差异。推究其原因可能有2个:一是研究组织不同;二是基因水平的研究只能在一定程度上反映基因表达产物的变化,而真正发挥功能的蛋白质要经过转录后加工、翻译以及翻译后加工等许多步骤和调控才能形成。DDGS作为发酵产物,含有酵母细胞和酵母细胞成分,约3.9%生物量源于酵母细胞。酵母细胞富含的β-葡聚糖、甘露醇二酸、角质素和蛋白质有刺激吞噬的作用;酵母细胞壁的甘露寡糖和1,3/1,6-β-葡聚糖等成分可调节免疫性能,促进肠道微生物菌群的发育和生长[18]。研究发现,饲粮添加β-葡聚糖可提高肉鸡血浆中IL-6和TNF-α含量,可以通过增强细胞因子调节细胞,介导免疫反应,提高体液免疫[19]。同样,酵母β-葡聚糖增加了猪淋巴细胞中IL-1β、IL-8、IL-4、IL-12、IL-6和IFN-γ含量,增加了中性粒细胞和单核细胞中活性氧的产生[20]。因此,DDGS可以通过其富含的β-葡聚糖等免疫调节剂促进肉鸡某些体液免疫。家禽免疫器官靠抗原刺激而发育,继而具备免疫功能,是进行免疫反应的重要场所。正常情况下,动物机体的免疫器官重量变化主要由于这些器官自身细胞生长发育、分裂增殖。本试验还发现,与对照组相比,试验组肉鸡主要免疫器官脾脏、胸腺和法氏囊指数没有差异,表明玉米DDGS对主要免疫器官无不良影响。因此,玉米DDGS对肉鸡生长无负面影响,可在一定程度上提高免疫性能,而抗氧化能力略有降低。这说明肉鸡饲粮中添加15%玉米DDGS可能无法诱导肉鸡产生氧化应激,其PUFA含量和发生脂质过氧化程度在可接受范围内,对肉鸡体内免疫系统无负面影响,但具体的调控机制还有待进一步研究。
饲粮添加15%玉米DDGS对21日龄肉鸡生长性能无负面影响,可在一定程度上提高机体免疫性能,而机体抗氧化能力略有降低。
[1] | WHITNEY M H,SHURSON G C,GUEDES R M,et al.Effect of corn distiller's dried grains with solubles (DDGS) and/or antimicrobial regimen on the ability of growing pigs to resist a Lawsonia intracellularis challenge[J]. Journal of Animal Science,2003,81(Suppl.2):44-45. (![]() |
[2] | WHITNEY M H,SHURSON G C,GUEDES R C.Effect of dietary inclusion of distillers dried grains with solubles,soybean hulls,or a polyclonal antibody product on the ability of growing pigs to resist a Lawsonia intracellularis challenge[J]. Journal of Animal Science,2006,84(7):1880-1889. (![]() |
[3] | WEBER T E,ZIEMER C J,KERR B J.Effects of adding fibrous feedstuffs to the diet of young pigs on growth performance,intestinal cytokines,and circulating acute-phase proteins[J]. Journal of Animal Science,2008,86(4):871-881. (![]() |
[4] | WEBER T E,KERR B J.Effect of dietary distillers dried grains with solubles on indicators of oxidative stress and immune function in growing pigs[J]. Livestock Science,2011,142(1):85-91. (![]() |
[5] | LIM C,YILDIRIM-AKSOY M,KLESIUS P H.Growth response and resistance to Edwardsiella ictaluri of Channel Catfish,Ictalurus punctatus,fed diets containing distiller's dried grains with solubles[J]. Journal of the World Aquaculture Society,2009,40(2):182-193. (![]() |
[6] | WALDROUP P W,OWEN J A,RAMSEY B E,et al.The use of high levels of distillers dried grains plus solubles in broiler diets[J]. Poultry Science,1981,60(7):1479-1484. (![]() |
[7] | YOUSS I M,WESTFAHL C,SÜNDER A,et al.Evaluation of dried distillers' grains with solubles (DDGS) as a protein source for broilers[J]. Archives of Animal Nutrition,2008,62(5):404-414. (![]() |
[8] | WANG Z,CERRATE S,COTO C,et al.Utilization of distillers dried grains with solubles (DDGS) in broiler diets using a standardized nutrient matrix[J]. International Journal of Poultry Science,2007,6(7):470-477. (![]() |
[9] | MIN Y N,LI L,WALDROUP P W,et al.Effects of dietary distillers dried grains with solubles concentrations on meat quality and antioxidant status and capacity of broiler chickens[J]. The Journal of Applied Poultry Research,2012,21(3):603-611. (![]() |
[10] | THACKER P A,WIDYARATNE G P.Nutritional value of diets containing graded levels of wheat distillers grains with solubles fed to broiler chicks[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2007,87(7):1386-1390. (![]() |
[11] | SHIM M Y,PESTI G M,BAKALLI R I,et al.Evaluation of corn distillers dried grains with solubles as an alternative ingredient for broilers[J]. Poultry Science,2011,90(2):369-376. (![]() |
[12] | LUMPKINS B S,BATAL A B,DALE N M.Evaluation of distillers dried grains with solubles as a feed ingredient for broilers[J]. Poultry Science,2004,83(11):1891-1896. (![]() |
[13] | 黄文庆,王国霞,罗志锋,等.玉米DDGS替代豆粕对草鱼幼鱼生长性能、血清生化指标和免疫指标的影响[J]. 饲料工业,2012,33(16):33-36. (![]() |
[14] | 刘比一,何玉英,尹达菲,等.不同储存时间的玉米对肉鸡血清抗氧化功能的影响[J]. 动物营养学报,2013,25(5):1077-1084. (![]() |
[15] | 苏斌朝,王连生,王红,等.玉米干酒糟及其可溶物饲粮中添加共轭亚油酸或甜菜碱对肥育猪生长性能、血清生化指标及抗氧化功能的影响[J]. 动物营养学报,2012,24(9):1737-1744. (![]() |
[16] | CORZO A,SCHILLING M W,LOAR R E,et al.The effects of feeding distillers dried grains with solubles on broiler meat quality[J]. Poultry Science,2009,88(2):432-439. (![]() |
[17] | SCHILLING M W,BATTULA V,LOAR R E,et al.Dietary inclusion level effects of distillers dried grains with solubles on broiler meat quality[J]. Poultry Science,2010,89(4):752-760. (![]() |
[18] | MEHDI A,HASAN G.Immune response of broiler chicks fed yeast derived mannan oligosaccharides and humate against newcastle disease[J]. World Applied Sciences Journal,2012,18(6):779-785. (![]() |
[19] | LI J,XING J J,LI D F,et al.Effects of β-glucan extracted from Saccharomyces cerevisiae on humoral and cellular immunity in weaned piglets[J]. Archives of Animal Nutrition,2005,59(5):303-312. (![]() |
[20] | SONCK E,STUYVEN E,GODDEERIS B,et al.The effect of beta-glucans on porcine leukocytes[J]. Veterinary Immunology and Immunopathology,2010,135(3/4):199-207. (![]() |