2. 中国农业科学院特产研究所, 吉林省特种经济动物 分子生物学省部共建国家重点实验室, 长春 130112
2. Institute of Economic Animal and Plant Science, State Key Laboratory for Molecular Biology of Special Economic Animals, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Changchun 130112, China
益生菌指一类通过调节动物胃肠道微生态平衡,达到预防疾病、促进动物生长和提高饲料利用率的活性微生物或其培养物的统称[ 1 ]。它通过增加动物胃肠道有益微生物数量,抑制有害微生物的生长,达到减少动物疾病发生和提高动物生产性能的目的。在毛皮动物上,乳酸菌、芽孢杆菌、肠球菌和类酵母菌首先得到研究和使用[ 2,3,4 ]。枯草芽孢杆菌被证实可产生一系列水解酶,例如α-淀粉酶、脂肪酶、阿拉伯糖酶、纤维素酶、葡聚糖酶、果聚糖酶、麦芽糖酶和蛋白酶等[ 5 ],该水解酶尤其具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性,能够提高动物肠道内消化酶活性,促进动物对营养物质的消化和吸收,最终提高动物的生长性能。粪肠球菌可吸附于动物肠道,并在其中快速生长繁殖[ 6 ],通过产生乳酸和细菌素等抗菌物质,降低肠道pH,从而改善动物健康状况[ 7 ]。研究表明,粪肠球菌适合应用于毛皮动物[ 8,9,10 ]。Guolek等[ 11 ]研究表明,饲粮中添加粪肠球菌和嗜酸乳酸杆菌可提高蓝狐的生长性能。在国外,益生菌已被广泛的应用于毛皮动物养殖业,但在国内关于益生菌在蓝狐上应用的研究尚存在诸多空白。本试验拟通过研究饲粮中添加枯草芽孢杆菌或粪肠球菌对冬毛期蓝狐生长性能、营养物质消化率及毛皮品质的影响,筛选出其在冬毛期蓝狐饲粮中的适宜添加水平,为益生菌在蓝狐生产中的应用提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料试验所用益生菌均由北京思科福生物科技有限公司提供。其中,枯草芽孢杆菌有效活菌数≥1×1010 CFU/g,粪肠球菌有效活菌数≥1×1010 CFU/g。
1.2 试验动物及饲粮采用单因子试验设计,选择25周龄健康雌性蓝狐84只,随机分成7组,每组12个重复,每个重复1只。Ⅰ组为对照组,饲喂基础饲粮,Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组分别在基础饲粮中添加1×108、1×109和1×1010 CFU/kg的枯草芽孢杆菌,Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ组分别在基础饲粮中添加1×107、1×108和1×109 CFU/kg的粪肠球菌。预试期7 d,正试期56 d。国内目前没有统一的蓝狐饲养标准,参照NRC(1982)[ 12 ]蓝狐营养需要量及国内近年来的文献报道[ 13,14,15 ],设计出冬毛期蓝狐的基础饲粮,其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 the basal diet (air-dry basis) |
在正试期开始30 d后,每组挑选8只体重相近的健康蓝狐进行4 d的消化代谢试验。采用全收粪法,每天06:00和18:00定时收粪,使用粪尿分离的粪盘收集蓝狐每天的粪尿。消化代谢试验期间饲养管理与日常饲养管理相同。每天收集的粪便称重后按鲜重的5%加入10%硫酸溶液,并加少量甲苯防腐,保存于-20 ℃备用。每天收集的尿液每100 mL加入20 mL的10%硫酸溶液,并加4滴甲苯用于防腐,保存于-20 ℃备用。
1.4 测定指标及方法正试期开始后,以第1天称重作为初始体重,中间每隔15 d在早晨空腹称重,以试验结束时称重作为终末体重,共称重6次,计算每只蓝狐的日增重以及每组的平均日增重(ADG)。记录每只蓝狐每天的给料量和残余料量,计算每只蓝狐的采食量以及每组的平均日采食量(ADFI)。根据每组的平均日增重和平均日采食量计算料重比(F/G)。
参考GB/T 6435—2006[ 16 ],以105 ℃烘干法测定干物质含量;参考GB/T 6433—2006[ 17 ],以索氏浸提法测定粗脂肪含量,采用索氏脂肪提取器测定,主要试剂为无水乙醚;参考GB/T 6432—1994[ 18 ],以凯氏定氮法测定粗蛋白质含量,采用Kjeltec 8400全自动凯氏定氮仪测定。
皮长:使用软尺测量鼻尖到尾根的长度。
针毛长和绒毛长:在蓝狐背中部使用游标卡尺测量毛尖到毛根部的长度。
毛皮质量感官评分:请经验丰富的专家,对底绒丰度和皮张光泽度进行感官打分评定,底绒丰度按照满分为10分进行评定,皮张光泽度按照满分为5分进行评定。
1.5 计算公式 料重比=平均日采食量/平均日增重; 干物质消化率(%)=[(干物质食入量-干物质排泄量)/干物质食入量]×100; 粗蛋白质消化率(%)=[(粗蛋白质食入量-粗蛋白质排泄量)/粗蛋白质食入量]×100; 粗脂肪消化率(%)=[(粗脂肪食入量-粗脂肪排泄量)/粗脂肪食入量]×100; 氮沉积(g/d)=食入氮-粪氮-尿氮; 净蛋白质利用率(%)=(氮沉积/食入氮)×100; 蛋白质生物学价值(%)=[氮沉积/(食入氮-粪氮)]×100。 1.6 数据处理用统计软件SAS 9.1对数据进行分析,结果以平均值±标准差表示,采用one-way ANOVA进行差异显著性检验,其中P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著,P>0.05为差异不显著。
2 结 果 2.1 饲粮中添加益生菌对冬毛期蓝狐生长性能的影响由表2可以看出,各组蓝狐的初始体重差异不显著(P>0.05)。Ⅳ组的终末体重显著高于Ⅰ和Ⅶ组(P<0.05),Ⅳ和Ⅴ组的平均日增重显著高于Ⅰ、Ⅲ和Ⅶ组(P<0.05)。平均日采食量和料重比各组之间差异不显著(P>0.05),但Ⅳ和Ⅴ组料重比较Ⅰ组分别降低15.77%和14.56%(P>0.05)。
![]() | 表2 饲粮中添加益生菌对冬毛期蓝狐生长性能的影响
Table 2 Effects of probiotics additives on growth performance of blue foxes during winter hair period
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由表3可以看出,干物质消化率表现为Ⅶ组极显著低于其他各组(P<0.01),Ⅳ组显著高于Ⅰ组(P<0.05)。粗蛋白质消化率表现为Ⅳ组显著高于Ⅰ、Ⅱ和Ⅶ组(P<0.05)。粗脂肪消化率表现为Ⅴ和Ⅵ组显著高于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组(P<0.05)。
![]() | 表3 饲粮中添加益生菌对冬毛期蓝狐营养物质消化率的影响
Table 3 Effects of probiotics additives on nutrient digestibility of blue foxes during winter hair period
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由表4可以看出,各组蓝狐的氮摄入量差异不显著(P>0.05),粪氮和尿氮差异也不显著(P>0.05),但氮沉积表现为Ⅳ组显著高于Ⅰ、Ⅱ和Ⅶ组(P<0.05)。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ组的净蛋白质利用率与Ⅰ组相比较有提高的趋势,但组间差异不显著(P>0.05)。
![]() | 表4 饲粮中添加益生菌对冬毛期蓝狐氮沉积的影响
Table 4 Effects of probiotics additives on nitrogen deposition of blue foxes during winter hair period
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由表5可以看出,Ⅳ和Ⅴ组的绒毛长显著长于Ⅰ组(P<0.05),针毛长各组间差异不显著(P>0.05)。此外,皮长、底绒丰度和皮张光泽度各组间虽然差异不显著(P>0.05),但Ⅱ~Ⅶ组均要优于Ⅰ组。
![]() | 表5 饲粮中添加益生菌对冬毛期蓝狐毛皮品质的影响
Table 5 Effects of probiotics additives on pelt quality of blue foxes during winter hair period
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Guolek等[ 19 ]研究发现,在蓝狐饲粮中添加益生菌可增加其终末体重,提高干物质利用率和氮沉积。Balakirev等[ 4 ]研究表明,饲粮中添加双歧杆菌可以提高40日龄水貂的活体体重。李新红等[ 20 ]研究报道,饲粮中添加微生态制剂EM(含光合细菌、酵母菌和乳酸杆菌等80多种细菌)可提高蓝狐的平均日采食量和平均日增重。荆祎等[ 21 ]研究指出,饲粮中添加乳酸杆菌能够提高水貂的平均日增重。本试验结果表明,饲粮中枯草芽孢杆菌添加水平为1×1010 CFU/kg时(Ⅳ组),蓝狐的终末体重显著高于Ⅰ组,平均日增重显著高于Ⅰ、Ⅲ和Ⅶ组,说明饲粮中枯草芽孢杆菌必须达到一定的水平才能发挥益生作用。枯草芽孢杆菌通过提高蓝狐对营养物质的消化利用率,从而提高其生长性能,这可由蓝狐饲粮营养物质消化率结果得到证实。枯草芽孢杆菌属于厌氧菌,能够迅速消耗肠道内的游离氧,促进有益厌氧菌生长,并产生有机酸,降低肠道pH,间接抑制其他致病菌的生长。此外,枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多黏菌素、制霉菌素和短杆菌肽等活性物质,也能促进有益厌氧菌的生长,抑制有害菌的生长繁殖[ 22 ],使动物机体达到最佳健康状态。枯草芽孢杆菌还可产生维生素、促生长因子和氨基酸等,参与动物机体新陈代谢,从而提高动物的生长性能[ 23 ]。饲粮中粪肠球菌添加水平为1×107 CFU/kg时(Ⅴ组),蓝狐的平均日增重显著高于Ⅰ组,料重比与Ⅰ组相比降低14.6%。粪肠球菌产生的有机酸可以加强肠的蠕动,还能够合成 多种维生素供动物吸收利用,从而提高动物的生 长性能[ 24 ]。随着饲粮中粪肠球菌添加水平的升高,蓝狐的生长性能不仅没有得到明显改善,反而有所降低,说明粪肠球菌发挥益生作用并不是添加水平越高效果越好,与刘磊等[ 25 ]研究益生菌对肉鸡生产性能等影响时得出的结果一致。 3.2 饲粮中添加益生菌对冬毛期蓝狐营养物质消化率的影响
Goang等[ 26 ]研究表明,在仔猪饲粮中添加枯草芽孢杆菌和酵母菌的混合物可提高有机物和蛋白质消化率。Lorek等[ 27 ]研究发现,饲粮中添加益生菌可提高碳水化合物和能量利用率。李新红等[ 20 ]研究报道,蓝狐饲粮中添加微生态制剂EM(含光合细菌、酵母菌和乳酸杆菌等80多种细菌)可以显著提高蛋白质消化率,但对粗脂肪消化率的影响不显著。刘磊等[ 25 ]研究表明,芽孢乳杆菌可促进肉仔鸡肠道发育,一定程度上增加小肠的黏膜厚度,增加肠道绒毛长度,加深隐窝深度,从而增加小肠的吸收面积,促进动物的生长。本试验结果表明,饲粮中添加1×1010 CFU/kg枯草芽孢杆菌可以显著提高蓝狐的粗蛋白质消化率,粗脂肪消化率也有所提高,添加1×107~1×108 CFU/kg粪肠球菌可以显著提高蓝狐的粗脂肪消化率。枯草芽孢杆菌被证实可产生一系列水解酶,例如α-淀粉酶、脂肪酶、阿拉伯糖酶、纤维素酶、葡聚糖酶、果聚糖酶、麦芽糖酶和蛋白酶等[ 5 ],能够提高动物肠道内消化酶活性,促进动物对营养物质的消化和吸收;粪肠球菌能够产生大量不同种类的胞外酶,将大分子有机物降解为小分子有机物,从而提高饲粮中有机物的利用效率[ 28 ]。研究表明,肠道微生物区系与脂肪的代谢有密切的关系[ 29,30 ]。荆祎等[ 21 ]研究指出,饲粮中添加乳酸杆菌可以降低水貂血清中胆固醇含量,表明益生菌对脂肪代谢具有促进作用,这也为益生菌与脂肪代谢的相关研究提供了新的切入点。
3.3 饲粮中添加益生菌对冬毛期蓝狐氮沉积的影响张铁涛等[ 31 ]研究表明,水貂氮摄入量会随饲粮蛋白质水平的不同而不同。本试验中各试验饲粮的蛋白质水平相同,同时各组蓝狐的氮摄入量差异不显著。吴学壮等[ 32 ]研究报道,摄入的蛋白质与尿氮有很强的相关性,本试验中各组蓝狐的尿氮差异不显著,验证了上述结论。Lorek等[ 27 ]发现,在蓝狐饲粮中添加益生菌可提高氮沉积。Wang等[ 33 ]研究得出,在生长猪饲粮中添加益生菌可以减少氨损失,减轻氮对环境的污染。本试验结果表明,饲粮中枯草芽孢杆菌添加水平为1×1010 CFU/kg时,粪氮比Ⅰ组降低6.43%;饲粮中粪肠球菌添加水平为1×107 CFU/kg时,粪氮比Ⅰ组降低3.31%。这说明饲粮中添加益生菌有降低氮排出量的趋势,从而有效减轻氮对饲养场周围环境的污染。饲粮中枯草芽孢杆菌添加水平为1×1010 CFU/kg时,氮沉积显著高于Ⅰ组,而饲粮中粪肠球菌添加水平为1×107 CFU/kg时,氮沉积比Ⅰ组提高8.99%,与Lorek等[ 27 ]研究结果基本一致,即饲粮中添加益生菌可以提高氮沉积。此外,本试验结果还证实,饲粮中添加适宜水平的益生菌可提高蓝狐的净蛋白质利用率和蛋白质生物学价值。
3.4 饲粮中添加益生菌对冬毛期蓝狐毛皮品质的影响Jorgensen[ 9 ]研究表明饲粮中添加粪肠球菌可以提高水貂的毛皮品质,Balakirev等[ 4 ]研究指出饲粮中添加双歧杆菌可以改善水貂的毛皮品质,与Guolek等[ 11 ]得出的饲粮中添加粪肠球菌和嗜酸乳杆菌可以极显著提高蓝狐皮毛参数的结果相一致。而Lorek等[ 34 ]研究表明饲粮中添加益生菌对水貂的皮张大小没有影响。朴厚坤等[ 35 ]认为,体表面积和体重有直线回归关系,因此冬毛期获得较大的体重可以获得较大张幅皮张。本试验结果表明,虽然未达显著差异,但饲粮中添加益生菌有提高蓝狐皮长的趋势。此外,饲粮中添加1×1010 CFU/kg枯草芽孢杆菌或1×107 CFU/kg粪肠球菌可显著提高绒毛长度,且底绒丰度和皮张光泽度也要优于Ⅰ组。益生菌可增强动物的免疫功能,提高动物机体的特异性和非特异性免疫力,使动物达到最佳的健康状况,进而使毛皮品质得到提高,这对毛皮动物养殖业具有特别重要的意义[ 21 ]。
4 结 论冬毛期蓝狐饲粮中添加1×1010 CFU/kg枯草芽孢杆菌或1×107 CFU/kg粪肠球菌可提高平均日增重和终末体重,提高粗蛋白质和粗脂肪消化率,降低氮排出量,提高氮沉积,并可获得较好的毛皮品质。
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