动物营养学报  2014, Vol. 26 Issue (8): 2126-2135   PDF (1195 KB)    
游离棉酚对15~35日龄肉鸭生长性能、回肠养分利用率及肠道形态的影响
柏鹏1, 曾秋凤1 , 张克英1, 丁雪梅1, 白世平1, 罗玉衡1, 王建萍1, 吴秀群1, 赵立军2, 林顺全2    
1. 四川农业大学动物营养研究所, 动物抗病营养教育部重点实验室, 雅安 625014;
2. 四川省饲料工作总站, 成都 610041
摘要:本试验旨在研究饲粮游离棉酚(FG)含量对15~35日龄肉鸭生长性能、回肠养分利用率及肠道形态的影响。选择900只15日龄肉鸭随机分为5个处理,每个处理10个重复,每个重复18只鸭。各处理饲粮FG含量(测定值)分别为0(对照组)、36.4、75.2、110.7和152.9 mg/kg。试验期20 d。结果表明:1)随饲粮FG含量增加,肉鸭35日龄体重、平均日增重线性下降(P<0.01),料重比线性增加(P<0.01);肉鸭回肠能量、粗蛋白质、干物质的利用率线性下降(P<0.01),肉鸭21日龄十二指肠绒毛高度和绒隐比、35日龄空肠的隐窝深度线性下降(P<0.01)。2)与对照组相比,饲粮FG含量为152.9 mg/kg组肉鸭35日龄体重、平均日增重及粗蛋白质、干物质利用率极显著降低(P<0.01);饲粮FG含量≥36.4 mg/kg显著或极显著降低了肉鸭回肠干物质利用率、21日龄十二指肠和空肠绒毛高度、21日龄十二指肠绒隐比和28日龄空肠绒毛高度(P<0.05或P<0.01)。综上所述,肉鸭饲粮FG含量应低于36.4 mg/kg。
关键词棉酚     肉鸭     生长性能     养分利用率     肠道形态    
Effects of Free Gossypol on Growth Performance, Ileal Nutrient Utilization and Intestinal Morphology of Meat Ducks Aged from 15 to 35 Days
BAI Peng1, ZENG Qiufeng1 , ZHANG Keying1, DING Xuemei1, BAI Shiping1, LOU Yuheng1, WANG Jianping1, WU Xiuqun1, ZHAO Lijun2, LIN Shunquan2    
1. Key Laboratory for Animal Disease-Resistance Nutrition of China Ministry of Education, Institute of Animal Nutrition, Sichuan Agricultural University, Ya'an 625014, China;
2. Sichuan Province Feed Work Station, Chengdu 610041, China
Abstract: This experiment was conducted to study the effects of dietary free gossypol (FG) content on growth performance, ileal nutrient utilization and intestinal morphology of meat ducks aged from 15 to 35 days. A total of 900 fifteen-day-old meat ducks were randomly allocated to 5 treatments with 10 replicates per treatment and 18 ducks per replicate. Dietary FG contents in the 5 treatments were 0 (control group), 36.4, 75.2, 110.7 and 152.9 mg/kg, respectively. The experiment lasted for 20 days. The results showed as follows: 1) with the increase of dietary FG content, the body weight of 35 days of age and average daily gain of meat ducks linearly decreased (P<0.01), the ratio of feed to gain linearly increased (P<0.01), the digestibility of energy, crude protein and dry matter in ileum of meat ducks linearly decreased (P<0.01), the villus height of duodenum and the ratio of villus height to crypt depth (V/C) at 21 days of age, and the crypt depth of jejunum at 21 days of age linearly decreased (P<0.01). 2) Compared with the control group, the body weight of 35 days of age, average daily gain and the digestibility of crude protein and dry matter in ileum of meat ducks were significantly decreased in 152.9 mg/kg FG group (P<0.01), and the ileal dry matter digestibility, villus height of duodenum and jejunum at 21 days of age, V/C of duodenum at 21 days of age and villus height of jejunum at 28 days of age were significantly decreased when dietary FG content ≥36.4 mg/kg (P<0.05 of P<0.01). In conclusion, dietary FG content of meat ducks should less than 36.4 mg/kg.
Key words: gossypol     meat ducks     growth performance     nutrient utilization     intestinal morphology    

棉籽粕(CSM)是棉籽压榨后的副产物,其粗蛋白质含量可达40%~45%,是家禽良好的非常规蛋白质原料。但棉籽粕中存在游离棉酚(FG)等抗营养物质,经研究发现,棉酚对畜禽存在蓄积性毒性,在畜产品中残留量高,除了直接影响到动物生长性能及健康外,也间接危害到人类健康[ 1 ]。鉴于食品安全的重要性,棉籽粕在畜禽饲粮中限量及合理应用需要进一步规范。棉酚是存在于棉科植物中的一种多酚化合物,按存在形式可分为FG和结合棉酚(BG),一般认为FG对单胃动物有毒而BG无毒,但也有研究表明,BG可在动物胃肠道释放出部分FG,FG与BG合称总棉酚(TG)。研究发现,饲粮中来自棉籽粕的FG或额外添加纯棉酚超过250 mg/kg会降低肉鸡生长性能并提高死亡率[ 2,3,4,5,6,7,8 ],饲粮FG含量低于200 mg/kg不会对肉鸡生长性能造成影响,但在一定程度上增加肉鸡采食量,提高料重比[ 9,10,11 ]。饲粮赖氨酸[ 12,13,14,15,16,17 ]、亚铁[ 18,19,20 ]以及营养水平[ 21,22 ]可影响FG的毒性效应。在肉鸭饲料中棉籽粕的用量较大,但关于肉鸭对饲粮FG或TG的耐受范围以及对饲粮棉酚的敏感性如何至今也未见相关报道。周联高等[ 23 ]分别用0、3%、6%和9%棉籽粕代替豆粕(SBM)饲喂14日龄樱桃谷肉鸭至35日龄,结果发现3%和6%组在生长性能和屠体性能上与对照组没有显著差异,而9%组的体增重显著低于对照组。王雅倩等[ 24 ]同样分别用含0、3%、6%和9%的棉籽粕饲粮饲喂21日龄樱桃谷肉鸭至35日龄,结果发现各组体增重和料重比均无显著差异。在肉鸭上的2个研究结果存在差异的原因可能在于所用棉籽粕中FG或TG含量存在差异,但缺乏检测证实。此外,我国现行饲料卫生标准[ 25 ]规定肉用仔鸡、生长鸡配合饲料中FG含量≤100 mg/kg,但该标准并没有对肉鸭饲粮中FG允许量做出相应规定。因此,本试验拟通过棉籽粕以不同比例等蛋白质替代豆粕来评估饲粮FG含量对15~35日龄肉鸭生长性能、回肠养分利用率及肠道形态的影响,为实际生产中不同FG或TG含量的棉籽粕在肉鸭上的合理利用以及肉鸭饲粮FG允许量提供参考。

1 材料与方法 1.1 试验设计

试验采用单因子完全随机区组设计,选择900只15日龄肉鸭随机分为5个处理(处理1~5),每个处理10个重复,每个重复18只鸭。采用棉籽粕等蛋白质替代基础饲粮中0(对照)、25%、50%、75%和100%豆粕,棉籽粕用量分别为0、5.82%、11.64%、17.45%和23.27%,饲粮FG含量(测定值)分别为0、36.4、75.2、110.7和152.9 mg/kg。试验期20 d。

1.2 试验动物与饲养管理

于四川绵樱鸭业有限公司购得960只1日龄樱桃谷肉公鸭,正常饲养管理至14日龄。15日龄正式试验开始时,选择900只健康、体重(669.2±10.2) g肉鸭随机分配到上述5个处理中。试验在四川农业大学动物营养研究所试验基地进行。试验鸭采用网上笼养,饲养管理参照樱桃谷肉鸭常规饲养管理进行。第1周室温维持在(33±1) ℃,以后每周降3 ℃,从第3周末开始温度维持在(24±1) ℃,相对湿度65%~75%。试验全程自然通风,连续光照,鸭只自由采食和饮水。

1.3 试验饲粮

试验饲粮参考NRC(1994)[ 26 ]配制,分为1~14日龄、15~35日龄2个阶段,均为颗粒料(1~14日龄颗粒直径1.5 mm,15~35日龄颗粒直径3.0 mm)。肉鸭1~14日龄饲喂相同的玉米-豆粕型饲粮。15~35日龄试验饲粮按等能等氮原则配制,添加晶体氨基酸,使各处理饲粮可消化赖氨酸 ∶ 蛋氨酸 ∶ 苏氨酸 ∶ 色氨酸为100 ∶ 44 ∶ 67 ∶ 23[ 27 ]。试验饲粮的配制方法为先配出玉米-豆粕型饲粮和玉米-棉籽粕型饲粮(棉籽粕100%替代豆粕),然后将2种饲粮按照3 ∶ 1、1 ∶ 1和1 ∶ 3混合加工配制成棉籽粕25%、50%和75%替代豆粕饲粮。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis)
1.4 检测指标 1.4.1 饲粮棉酚含量的检测

棉籽粕、TG和FG含量采用高效液相色谱(HPLC)(Agilent 1100,Agilent,美国)参照Hron等[ 28 ]方法测定。

1.4.2 生长性能

36日龄以重复为单位称重,称重前12 h断料,计算平均日增重。结算各重复剩余料和耗损料,计算平均日采食量和料重比。

1.4.3 代谢试验

生长试验结束后,在36日龄每个处理选取6只接近平均体重的鸭只单笼饲养,采用内源指示剂法进行代谢试验。各处理鸭只采食相应处理饲粮,预饲3 d,从第3天21:00开始禁食12 h。在第4天09:00自由采食4 h,随后颈部脱臼处死鸭只,收集回肠末端食糜,-20 ℃保存[ 29 ]

代谢试验结束后,混匀食糜,65 ℃烘干,充分回潮,粉碎待测。参照张丽英[ 30 ]《饲料分析及饲料质量检测技术》中的常规方法测定饲料及粪中干物质、粗蛋白质、总能、粗脂肪含量,计算养分利用率。

养分利用率(%)=[1-(饲粮中指示剂含量/回肠食糜中指示剂含量)×(回肠食糜中养分含量/饲粮中养分含量)]×100。

1.4.4 肠道形态

试验21、28和35日龄,各重复选取1只接近平均体重的鸭只,颈静脉放血屠宰后,采集十二指肠中段、空肠中段和回肠中段1~2 cm的肠段组织,放入4%多聚甲醛溶液中固定24 h,然后经洗涤、脱水、透明、浸蜡、包埋、修块等处理后,制成石蜡切片,苏木精-伊红(HE)染色,封片后选择典型视野(绒毛完整、走向平直)用光学显微镜照相(4×10),采用Image-Pro-Plus 6.0图像分析软件测量小肠绒毛高度、隐窝深度,并计算绒隐比。

1.5 数据处理

数据利用SAS 9.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),差异显著者采用LSD法进行多重比较。同时采用GLM程序利用饲粮FG含量对检测指标进行线性回归分析。P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著,数据用平均值与均值标准误差(SEM)表示。

2 结 果 2.1 饲粮TG与FG含量的检测结果

HPLC检测出棉籽粕中FG含量为817.9 mg/kg,TG含量为10 229.7 mg/kg,处理1饲粮中FG含量为0,TG含量为0;处理2饲粮中FG含量为36.4 mg/kg,TG含量为593.6 mg/kg;处理3饲粮中FG含量为75.2 mg/kg,TG含量为1 096.3 mg/kg;处理4饲粮中FG含量为110.7 mg/kg,TG含量为1 725.3 mg/kg;处理5饲粮中FG含量为152.9 mg/kg,TG含量为2 228.8 mg/kg。

2.1 饲粮FG含量对15~35日龄肉鸭生长性能的影响

各处理肉鸭全程均没表现出中毒或病理性表观症状,由表2可见,各处理肉鸭死亡率没有显著差异(P>0.05),但相对其他处理,处理5死亡率较高。处理5肉鸭的35日龄体重和平均日增重极显著低于其余各处理(P<0.01)。处理2、3、4肉鸭的平均日采食量显著或极显著高于处理1、5(P<0.05或P<0.01)。随饲粮FG含量的增加,肉鸭35日龄体重、平均日增重呈线性下降(P<0.01),而料重比呈线性增加(P<0.01)。

表2 饲粮FG含量对15~35日龄肉鸭生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary FG content on growth performance of meat ducks aged from 15 to 35 days
2.2 饲粮FG含量对15~35日龄肉鸭回肠养分利用率的影响

由表3可见,处理5肉鸭饲粮能量(P<0.05)、粗蛋白质(P<0.01)、干物质(P<0.01)和粗脂肪(P<0.05)的利用率均显著或极显著低于对照组,且随着饲粮FG含量的增加,肉鸭对饲粮干物质、能量和粗蛋白质的利用率呈线性下降(P<0.01)。与对照组相比,饲粮FG含量≥36.4 mg/kg时显著或极显著降低了肉鸭饲粮干物质的利用率(P<0.05或P<0.01)。

表3 饲粮FG含量对15~35日龄肉鸭回肠养分利用率的影响 Table 3 Effects of dietary FG content on ileum nutrient utilization of meat ducks aged from 15 to 35 days
2.3 饲粮FG含量对21、28和35日龄肉鸭肠道形态的影响

饲粮FG含量对21、28和35日龄肉鸭肠道形态的影响分别见表4、表5和表6。21日龄肉鸭十二指肠的绒毛高度、35日龄空肠的隐窝深度随饲粮FG含量的增加线性降低(P<0.01)。21日龄十二指肠(P<0.01)、21和35日龄空肠(P<0.05)的绒隐比随饲粮FG含量的增加而线性降低。与对照组相比,饲粮FG含量≥36.4 mg/kg显著或极显著降低了肉鸭21日龄十二指肠和空肠绒毛高度、21日龄十二指肠绒隐比和28日龄空肠绒毛高度(P<0.05或P<0.01)。

表4 饲粮FG含量对21日龄肉鸭肠道形态的影响 Table 4 Effects of dietary FG content on intestinal morphology of meat ducks at 21 days of age

表5 饲粮FG含量对28日龄肉鸭肠道形态的影响 Table 5 Effects of dietary FG level on intestinal morphology of meat ducks at 28 days of age

表6 饲粮FG含量对35日龄肉鸭肠道形态的影响 Table 6 Effects of dietary FG level on intestinal morphology of meat ducks at 35 days of age
3 讨 论 3.1 饲粮FG含量对肉鸭生长性能的影响

棉酚中毒的表现为食欲减退、体重下降和脏器病变[ 31 ]。本试验发现当肉鸭饲粮FG含量≤110.7 mg/kg(棉籽粕含量为17.5%)时,肉鸭体重和平均日增重与对照组没有显著差异,而饲粮FG含量为152.9 mg/kg(棉籽粕含量为23.3%)时,体重、平均日增重显著低于其余各处理;棉籽粕等蛋白质替代基础饲粮25%、50%和75%豆粕后显著提高了肉鸭的采食量,而100%替代组采食量显著下降,随棉籽粕替代比例的增加,肉鸭料重比显著升高。周联高等[ 23 ]研究发现,15~35日龄肉鸭采食含9%棉籽粕饲粮体增重显著低于对照组,但并未测定棉籽粕或试验饲粮FG含量,只是推测棉籽粕中FG含量≤450 mg/kg,相当于9%棉籽粕饲粮FG含量≤40.5 mg/kg。Fernandez等[ 32 ]和Henry等[ 11 ]研究发现,随着饲粮FG含量从0逐渐增加到150 mg/kg,肉鸡采食量和料重比均线性增加。本试验中,肉鸭饲粮FG含量高达152.9 mg/kg时肉鸭才表现出体重与平均日采食量的下降,可能的原因在于本试验采用可消化氨基酸按氨基酸平衡模式来配制试验饲粮提高了肉鸭对棉酚的耐受性。研究发现,额外添加赖氨酸后,肉鸡饲粮FG含量即使达到300~400 mg/kg也不会对生长性能造成显著影响[ 2,11 ]。当肉鸡饲粮以可消化氨基酸配制后,采食棉籽粕饲粮的肉鸡生长性能与采食豆粕饲粮的肉鸡相当[ 1, 29, 30 ]。Gamboa等[ 2 ]以可消化氨基酸配制不同梯度棉籽粕饲粮(FG含量0~532 mg/kg)饲喂肉鸡6周,发现当FG含量在0~399 mg/kg内,体重没有显著差异,而当饲粮FG达到532 mg/kg时,体重显著低于其余各组,且料重比随着饲粮FG含量增加而显著线性增加,该结果说明在以可消化氨基酸配制棉籽粕饲粮后,饲粮中棉籽粕的用量可以大量提高。从以上研究结果可以看出,肉鸭饲粮FG含量达到152.9 mg/kg时,对肉鸭产生了毒性效应,此时,赖氨酸或氨基酸平衡模式已发挥不出作用效果,同时也表明肉鸭对饲粮FG含量的耐受性低于肉鸡。此外,肉鸭饲粮FG含量达到36.4 mg/kg时,料重比显著升高,因此,就饲料利用率而言,肉鸭饲粮FG含量应低于36.4 mg/kg。

3.2 饲粮FG含量对肉鸭回肠养分消化率的影响

本试验发现,肉鸭对饲粮干物质、能量、粗蛋白质和粗脂肪的消化率随饲粮FG含量增加而显著降低,具有剂量效应,处理5(FG含量为152.9 mg/kg)肉鸭回肠养分消化率最低,处理2(FG含量为36.4 mg/kg)肉鸭回肠干物质利用率也显著降低。这与Mushtaq等[ 6 ]报道的30%棉籽粕饲粮会降低肉鸡对饲粮能量和蛋白质的利用率和Salas等[ 33 ]利用肉鸡评估无腺棉籽粕(FG含量为30 mg/kg)和高FG棉籽粕(FG含量为1 610 mg/kg)的养分利用率时发现肉鸡对高FG棉籽粕能量、干物质以及粗蛋白质利用率显著低于无腺棉籽粕结果一致,说明饲粮FG含量是影响肉鸭回肠养分消化率的主要因素,且肉鸭对饲粮中棉酚的敏感性高于肉鸡。Ojewola等[ 34 ]研究发现,以低FG含量棉籽粕作为唯一蛋白质原料的饲粮对肉鸡养分表观利用率无显著影响,同样,在鱼的研究中也发现了一致的结果[ 35,36,37 ],进一步证实了FG是影响养分利用率的主要因素。本试验养分利用率的结果与料重比的结果是一致的,当饲粮FG含量低于110.7 mg/kg时,肉鸭对饲粮养分利用率降低,从而提高采食量,导致料重比升高;当饲粮FG含量达到152.9 mg/kg时,FG毒性效应直接导致肉鸭平均日采食量和养分利用率均下降;当饲粮FG含量达到36.4 mg/kg时,干物质利用率显著下降,与料重比在这一梯度即出现显著升高一致。

3.3 饲粮FG含量对肉鸭肠道形态的影响

绒毛高度较低意味着较小的肠绒毛表面积、较低的营养物质与肠绒毛的接触面积以及较差的营养物质消化吸收;隐窝深度体现了细胞生成率,组织额外的更新将会增加修复所需的营养素并因此降低动物对营养物质的利用效率。因此,绒隐比可体现小肠的消化吸收能力,绒隐比越高,小肠的消化吸收能力越强。同时,肠道形态可以部分体现肠道健康,有研究指出,肠道形态的变化如肠绒毛变短及隐窝深度变深与中毒有关[ 38,39 ]

本试验中,棉籽粕对肠道形态有负面作用,尤其是对21和28日龄肉鸭十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度以及绒隐比影响显著,随饲粮棉籽粕替代比例增加线性降低,且饲粮FG含量为36.4 mg/kg时就显著影响21和28日龄肠道形态。这与Wang等[ 40 ]在肉鸡上的研究结果,即棉籽粕会显著降低绒隐比,并且在前期显著而后期不显著是一致的。饲粮FG含量可能是损害肉鸭肠道形态的一个重要因素。Robinson等[ 31 ]研究发现,棉酚进入消化道可刺激胃肠黏膜,引起动物发生出血性肠炎,同时,有研究指出低剂量棉酚具有杀菌作用可能会导致肠道菌群的紊乱[ 41 ]。这些肠道功能和菌群的变化可能在一定程度上损害肠道形态。Kuzmuk等[ 42 ]提出动物肠道形态和日龄、应激状态和疾病有关。zdo g ˇ an等[ 43 ]发现,棉籽粕对42日龄肉鸡的肠道形态没有显著影响,与本试验发现棉籽粕替代比例对35日龄肉鸭肠道形态影响结果类似。本研究表明,棉籽粕对幼龄动物肠道形态的负面影响较成年动物更加显著,这与前人发现幼龄动物对饲粮FG的耐受能力更弱一致[ 2, 9, 11 ]。此外,我们认为棉籽粕中较高的粗纤维含量可能是棉籽粕使肉鸭肠道形态产生负面影响的另一个原因。不溶纤维会减少肉鸡饲粮在肠道中的停留时间、加快胃排空、加快葡萄糖吸收并进而影响肉鸡的肠道形态[ 44,45 ]。Jin等[ 46 ]研究发现,高纤维饲粮会显著提高猪的小肠隐窝深度。因此不能排除棉籽粕中粗纤维对肠道形态的影响。有关饲粮棉酚对畜禽肠道形态及其功能的影响及机理研究需要进一步利用纯棉酚来深入探讨。

4 结 论

① 饲粮FG和TG含量分别达到152.9和2 228.8 mg/kg时可导致15~35日龄肉鸭生长性能、营养物质利用率降低,肠道形态受到严重损伤。

② 饲粮FG和TG含量分别低于110.7和1 725.3 mg/kg对肉鸭体增重无负面影响,但提高了肉鸭采食量和料重比,降低了营养物质利用率,对肠道形态也有不利影响。

③ 从料重比、营养物质利用率及肠道形态来看,本研究认为肉鸭饲粮FG含量应低于36.4 mg/kg,即FG含量为817.9 mg/kg棉籽粕的使用量应低于5.82%。

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