2. 生物饲料开发国家工程研究中心, 北京 100081;
3. 河南华英农业发展股份有限公司, 潢川 465150
2. National Engineering Research Center of Biological Feed, Beijing 100081, China;
3. Henan Huaying Agricultural Development Co., Ltd., Huangchuan 465150, China
葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOD)为一种需氧脱氢酶,在动物胃肠道以葡萄糖为底物,酶解反应产生葡萄糖酸和少量过氧化氢,可以改善动物肠道健康和消化能力,提高饲料营养物质消化和吸收,促进动物生长。因GOD的抗氧化作用,其还可清除肠道上的自由基,加速肝脏内的氧化还原反应,提高肝脏对毒性成分的代谢,应用前景广阔[1, 2]。但因发酵水平的限制,GOD活性一直较低,限制了在饲料中应用,相关少量研究报道主要集中在对猪和鸡生长性能的影响[3, 4]。本实验室通过基因克隆技术在毕赤酵母生物反应器中高效表达,采用液体深层发酵方式使GOD活性达到了615 U/mL[5],大大降低了生产成本,有效解决了表达量低不能大规模生产的问题,作者之前进行了GOD在乳仔猪和肉鸡上的应用研究[6, 7]。本试验通过在饲粮中添加GOD,并应用霉变原料进行攻毒饲喂,以肉鸭生长性能、血清指标及屠宰性能为指标,研究GOD在肉鸭养殖上的应用效果,以及GOD解除霉菌毒素效果,为GOD在畜牧业上的广泛应用提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料试验用饲用GOD由农业部饲料生物技术重点实验室提供,经过耐高温技术处理,活性大于1 000 U/g(实测1 272 U/g,酶活定义为:37 ℃、pH为5.5的条件下,每分钟内从过量底物中降解释放1 μmol产物所需的酶量定义为1个酶活单位,即1 U)。供试樱桃谷肉鸭、试验场地均由河南华英禽业集团提供。
1.2 试验设计与饲养管理试验采用单因素完全随机设计,将1 000只健康的1日龄樱桃谷苗鸭随机分为5个组,每组4个重复,每个重复50只鸭。Ⅰ组为对照组,饲喂基 础饲粮(基础饲粮组成及营养水平见表1);Ⅱ、Ⅲ组分别在基础饲粮中添加100、200 g/t GOD;Ⅳ组为攻毒组,用自然霉变的玉米提高常规基础饲粮中的霉菌毒素含量,攻毒饲粮组成与基础饲粮无异;Ⅴ组在攻毒饲粮中添加200 g/t GOD。整个试验全期共46 d,分为前期(1~21日龄)、后期(22~46日龄)2期。饲养管理按照《鸭无公害饲养综合技术》进行,按常规程序免疫,自由采食和饮水,定期清粪、消毒,24 h光照。
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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) |
用高效液相色谱-荧光检测法分析饲料中的黄曲霉毒素B1(AFB1)以及其他毒素含量(包括呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、伏马毒素B1和T-2毒素)。基础饲粮中前期、后期AFB1含量分别为0.56和0.89 μg/kg,其他毒素未检测出;攻毒饲粮中前期、后期AFB1含量分别为30.8和42.4 μg/kg,其他毒素未检测出。
1.4 生长性能指标测定试验期间记录各重复的耗料量,观察肉鸭的健康状况,记录死亡率,并于第21和46天以重复为单位空腹称重,计算平均日采食量、平均日增重和料重比,计算公式为:
平均日采食量=耗料重/试验天数;
平均日增重=(末重-初重)/试验天数;
料重比=平均日采食量/平均日增重。
1.5 血清指标测定于试验第46天,每重复取1公1母共2只鸭空腹采血5 mL左右,室温下静置2 h,3 000 r/min离心5 min,获得血清,-20 ℃保存待测。应用日立7600全自动生化仪测定血清葡萄糖、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、总蛋白(TP)含量,计算血清蛋白质系数(A/G);采用放免法测定血清三碘甲腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、促甲状腺激素(TSH)、生长激素(GH)、胰岛素(INS)和胰高血糖素(GLU)含量,试剂盒均购于北京华埠力特生物技术研究所。
1.6 屠宰性能指标测定试验期结束,每组随机抽取8只鸭(公母各占1/2,每个重复2只),称取活体重量,颈动脉放血处死,测定屠体重、全净膛重、半净膛重、胸肌重(左侧)、腿肌重(左侧),并计算屠宰率、全净膛率、半净膛率、胸肌率、腿肌率指标。计算公式如下:
屠宰率(%)=(屠体重/活重)×100;
半净膛率(%)=(半净膛重/活重)×100;
全净膛率(%)=(全净膛重/活重)×100;
胸肌率(%)=(胸肌重/全净膛重)×100;
腿肌率(%)=(大小腿净肌肉重/全净膛重)×100。
1.7 数据统计与分析应用Excel 2007对数据进行初步处理,采用SPSS 17.0统计软件,应用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行差异显著性分析,采用LSD法进行多重比较,结果以平均值±标准差表示。
2 结 果 2.1 GOD对肉鸭生长性能的影响由表2可知,1~21日龄,与对照组相比,Ⅱ、Ⅲ组显著提高了平均日增重和降低了料重比(P<0.05),平均日采食量未出现显著差异(P>0.05);Ⅳ组平均日增重和平均日采食量显著低于其他各组(P<0.05),但料重比与其他各组未出现显著差异(P<0.05);攻毒后添加GOD,肉鸭各项生长性能出现指标改善,Ⅴ组平均日增重和平均日采食量与Ⅳ组相比显著提高(P<0.05),与对照组无显著差异(P>0.05)。
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表 2 GOD对肉鸭生长性能的影响 Table 2 Effects of GOD on growth performance of meat ducks |
22~46日龄,与对照组相比,Ⅱ、Ⅲ组显著提高了平均日增重和平均日采食量(P<0.05),料重比显著降低(P<0.05);Ⅳ组平均日增重显著低于其他各组(P<0.05),料重比显著高于其他各组(P<0.05);攻毒后添加GOD,肉鸭各项生长性能指标改善。Ⅳ组死亡率显著高于其他各组(P<0.05)。
2.2 GOD对肉鸭血清指标的影响由表3可知,血清生化指标中,Ⅳ组葡萄糖含量低于其他各组,显著低于Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ组(P<0.05),但与对照组无显著差异(P>0.05);ALB、GLB、TP含量及A/G各组之间未出现显著差异(P>0.05),其中Ⅳ组ALB、TP含量及A/G低于其他各组。血清激素指标中,Ⅳ组TSH含量显著低于对照组(P<0.05),Ⅲ、Ⅴ组GH含量显著高于其他各组(P<0.05),T4、GH、GLU含量各组之间未出现显著差异(P>0.05)。
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表 3 GOD对肉鸭血清指标的影响 Table 3 Effects of GOD on serum parameters of meat ducks |
由表4可知,Ⅳ组胸肌率和全净膛率显著低于其他各组(P<0.05)。Ⅳ组腿肌率与对照组无显著差异(P>0.05),显著低于其他各组(P<0.05)。屠宰率和半净膛率各组之间无显著差异(P>0.05)。
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表 4 GOD对肉鸭屠宰性能的影响 Table 4 Effects of GOD on slaughter performance of meat ducks |
GOD在动物胃肠道酶解产生的葡萄糖酸、少量过氧化氢和消耗肠道中的氧气,能有效改善动物肠道微生态平衡和肠道形态,从而改善动物肠道健康和消化能力,促进动物生长。目前GOD对动物生长性能的影响研究主要集中在猪和鸡上,未见有在肉鸭上报道。研究表明,以GOD为主要成分的复合添加剂显著改善了规模化养殖白羽肉鸡生长性能,提高了肉鸡抗氧化性能和肉品质[4]。 在常规饲粮中添加GOD可显著改善仔猪生长性能[7]。本试验结果表明,GOD对肉鸭的生长性能起到有效的改善作用,显著提高了平均日增重和降低了料重比。
GOD还可以解除霉菌毒素中毒,因为当GOD进入动物消化道后,一部分会进入肝脏,加速肝脏内的氧化还原反应,从而加速毒性成分的代谢,畜禽霉菌毒素中毒得以解除[8, 9]。胡常英等[10]研究表明,在饲粮或饮用水中加入GOD,用于小鸡35周内解除500和2 000 μg/kg AFB1效果显著,没有表现其他不良现象。肉鸭对黄曲霉毒素相对更敏感,2001年我国《饲料卫生标准》对肉鸭饲粮中AFB1含量进行了规定,前期不超过10.0 μg/kg,后期不超过15.0 μg/kg。本研究饲粮中AFB1前后期分别为30.8和42.4 μg/kg,均超过国标规定,饲喂结果表明肉鸭的各项生长性能出现了显著的降低。添加GOD后,肉鸭各项生长性能出现显著改善,死亡率显著降低,达到了与正对照组相同的生长效应,表明GOD在肉鸭饲粮中应用有效的起到了解除霉菌毒素的作用。
3.2 GOD对肉鸭血清指标的影响血液化学成分的变化是以动物机体组织细胞机能和新陈代谢变化为基础。葡萄糖是动物机体各组织细胞活动所需能量的主要来源,葡萄糖浓度的高低直接反映了动物对营养物质的吸收情况;血清中TP含量与蛋白质营养有密切的关系,血清中ALB的含量与有功能肝细胞的数量呈正比,血清蛋白质水平的降低可以作为检验黄曲霉毒素中毒的指标,当肝脏严重受损时,其蛋白质合成能力也将受到影响[11]。本试验结果表明,攻毒组(Ⅳ组)各项血液生化指标低于其他各组,其中葡萄糖含量出现显著降低,这表明AFB1影响了肉鸭对营养物质的消化,从而导致血清生化指标低于对照组。温子瑜等[12]研究含黄曲霉毒素的自然霉变玉米对樱桃谷肉鸭血清生化指标的影响,结果表明攻毒组血清TP和ALB含量出现降低。GOD在饲粮中的添加解除了肉鸭对AFB1的中毒反应,使血液各项生化指标恢复到与常规饲粮同样水平。胡常英等[10]研究表明,用GOD完全可以解除饲粮中AFB1的毒性,使肉鸡生长性能恢复到正常对照组水平。常规饲粮中添加GOD,相关血液生化指标有所提高,但未出现显著差异,这说明GOD也改善了常规饲粮的肉鸭机体的代谢能力。
血液激素可反映机体物质代谢和某些组织机能变化。甲状腺激素(T3和T4)是维持动物体正常生长发育所必需的激素,其主要作用是促进能量代谢,TSH功能主要为调节T4的合成分泌,研究结果表明血液甲状腺激素水平与动物生长呈正相关;GH可促进机体合成代谢和蛋白质合成,促进脂肪分解,同时对GH有拮抗和抑制GLU利用而使GLU含量升高等作用,最终影响动物的生长性能[13]。本试验结果表明,攻毒组T3和TSH含量显著低于其他各组,说明AFB1影响了甲状腺激素的分泌,影响了肉鸭的能量代谢,从而导致肉鸭的生长性能下降。Resanovic等[14]研究发现用自然霉变玉米饲喂肉鸡,会导致生长性能显著降低。攻毒加GOD组和200 g/t添加组的GH含量显著高于其他组,说明GOD可改善GH等血清激素的分泌水平,进而促进肉鸭对饲粮的代谢和利用,提高肉鸭对营养元素的利用能力和生长性能。Etherton等[15]通过长期试验研究表明,GH含量的增加可显著提高动物的日增重和饲料转化效率。
3.3 GOD对肉鸭屠宰性能的影响屠宰性能是从表观上反映营养物质在不同组织及同一组织的不同部位中沉积量差异的一组指标,肉鸭生产中肌肉的沉积是反映肉鸭养殖效应的重要指标。本试验表明,AFB1攻毒组对肉鸭的屠宰性能有较大影响,各项屠宰指标相对其他各组都出现降低,且全净膛率、胸肌率和腿肌率出现显著降低,加GOD对攻毒肉鸭的屠宰性能有明显的改善。加GOD对饲喂常规饲粮肉鸭的屠宰性能无显著性影响,这与生长性能结果有差异,原因可能是加酶提高了肉鸭的生长性能,但对肉鸭各组织在酮体的比率未产生影响。王琛等[16]研究复合酶对肉鸭屠宰性能的影响,结果表明不同酶处理组对肉鸭的各项屠宰指标没有显著影响。
4 结 论① 常规饲粮中添加GOD,肉鸭平均日增重显著提高,料重比显著降低;AFB1攻毒降低了肉鸭各项生长性能,添加GOD显著改善了肉鸭各项生长性能;GOD显著改善了攻毒组肉鸭的死亡率。
② 添加GOD对AFB1攻毒肉鸭的屠宰性能有较明显改善,但对常规饲粮的屠宰性能未产生影响。
③ 添加GOD改善了AFB1攻毒肉鸭的血液生化指标,其中葡萄糖含量出现显著改善;添加GOD可以提高肉鸭T3、TSH和GH含量。
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