2. 中国农业科学院饲料研究所, 农业部饲料生物技术重点开放实验室, 生物饲料开发国家工程研究中心, 北京 100081;
3. 厦门泓禾谷生物科技有限公司, 厦门 361000
2. Key Laboratory for Feed Biotechnology of Ministry of Agriculture, National Engineering Research Center of Biological Feed, Feed Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;
3. Xiamen Honghegu Biotechnology Co. Ltd., Xiamen 361000, China
现代畜牧生产中,抗生素被广泛用作生长促进剂,但因抗药性、药物残留等问题,饲用抗生素在畜牧养殖中的限用和禁用已为大势所趋,而抗生素替代品的研究成为动物营养学的研究热点之一,该项研究也因此对维持畜禽健康和生态环境具有重要意义。乳酸菌对肠道黏膜表面的黏附能力,是颉颃肠道病原微生物定植及集群生长的先决条件,并且对免疫调节及促进受损黏膜的修复具重要意义[1]。乳酸菌和酵母菌通过代谢产物的互补和群体感应作用,相互促进生长,因此乳酸菌和酵母菌复合制剂在肠道等环境里比单独添加乳酸菌或酵母菌生长更好,也能更充分地发挥益生作用[2]。在饲粮或饮水中添加乳酸菌或酵母菌可显著提高肉鸡体重,降低料重比 (feed to gain ratio, F/G),增加绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度 (V/C) 值,增加肠道有益菌数量,降低有害菌数量,且乳酸菌或酵母菌组改善生长性能效果显著优于抗生素组[3-6]。但目前关于乳酸菌和酵母菌复合制剂替代抗生素以及与抗生素联合使用的研究还不充分。因此,本试验旨在研究乳酸菌和酵母菌的复合制剂替代抗生素以及联合使用对爱拔益加 (AA) 肉仔鸡生长性能、屠宰性能以及肠道健康的影响,为该微生态制剂在肉仔鸡养殖生产中的合理应用提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料乳酸菌和酵母菌复合制剂:乳酸菌 (BCRC 16092) 活菌数为2.5×109 CFU/g (实测2.3×106 CFU/g),酵母菌 (BCRC 20262) 活菌数为1.3×109 CFU/g (实测1.3×106 CFU/g),由厦门泓禾谷生物科技有限公司提供。维吉尼亚霉素:有效成份含量50%,购自美国辉宝有限公司。
1.2 试验设计与饲养管理试验随机选取健康、体重相近[(40.3±5.0) g]的1日龄AA肉仔鸡公雏400只,随机分为4组,每组5个重复,每重复20只鸡。对照组饲喂基础饲粮,试验组分别饲喂在基础饲粮中添加30 mg/kg维吉尼亚霉素 (VM组)、15 mg/kg维吉尼亚霉素+1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂 (VM+LS组)、1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂 (LS组) 的试验饲粮。采用4层立体网上笼养,试验分前期 (1~21日龄) 和后期 (22~42日龄),共42 d。基础饲粮 (组成及营养水平见表 1) 参照NRC (1994) 和《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004),结合《AA肉仔鸡饲养手册》配制粉料,配合饲料再经冷压制粒 (制粒过程中最高温度65 ℃左右),制粒后迅速冷却颗粒料,以减小制粒温度对乳酸菌和酵母菌复合制剂的影响,最终以颗粒料形式进行饲喂。
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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) |
试验期间自由饮食、饮水,自然光照加人工补光,1~7日龄每天光照24 h,8日龄后23 h。试验前3 d室温33 ℃,此后每周降低2 ℃,直到24 ℃并维持。按照《AA肉仔鸡饲养管理手册》操作,常规免疫、消毒,试验鸡舍良好通风。试验过程中,每日24 h记录鸡舍温度和湿度,清扫卫生,记录死淘鸡数。
1.3 测定指标与方法 1.3.1 生长性能每天观察鸡的生长、发病及死亡情况,以重复为单位,记录死淘数和耗料量;分别于1、21和42日龄09:00之前,以重复为单位空腹称重,统计各重复试验鸡1~21、22~42日龄耗料量,计算21和42日龄的平均体重,1~21、22~42和1~42日龄的平均日增重 (average daily gain, ADG)、平均日采食量 (average daily feed intake, ADFI)、F/G和死亡率。
1.3.2 屠宰性能分别于肉仔鸡的21和42日龄,每重复选取2只体重接近该重复平均值的肉仔鸡,颈静脉放血屠宰,分离胸肌、腿肌和腹脂,称重并记录,按照全国家禽育种委员会的家禽生产性能计算方法,计算全净膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率。公式如下:
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其中,宰前体重指在屠宰前停饲12 h后的重量。
1.3.3 肠道黏膜形态分别于21和42日龄,每重复随机选取1只体重接近该重复平均值的肉仔鸡,屠宰,剥离出十二指肠、空肠和回肠,各自截取中段约1 cm的肠道组织,用预冷的生理盐水缓缓冲洗,浸入pH为7.4的福尔马林固定液,4 ℃冰箱保存。将固定好的肠道组织进行石蜡切片:组织脱水→透明→浸蜡→包埋→不连续切 (厚度为6~8 μm)→苏木精-伊红 (HE) 染色处理→封片待测黏膜形态。从每20张中取1张切片,每个肠道组织取5张切片,于光学显微镜下观察形态。每个切片随机抽取5个非连续性视野 (保证绒毛完整且走向平直),每个视野统计3组数据,测定绒毛高度、隐窝深度,并计算V/C值。每个指标选取9个值计算。切片制备及相关指标的测定由北京嘉蓝海生物科技有限公司操作。
1.3.4 盲肠菌群数量分别于21和42日龄,从每个重复中随机抽取1只空腹 (自由饮水)12 h,且接近平均体重的肉鸡称重,采用心脏注入空气法处死鸡,截取盲肠肠段,液氮保存至分析。采用平板菌落计数法检测盲肠食糜内菌群。从液氮中取出样品,在无菌操作室内用酒精棉球消毒各结扎口,取盲肠食糜1 g加入盛9 mL 0.9%无菌生理盐水的试管中摇匀,小型振动器充分混匀;取0.5 mL该悬浮液加入到盛4.5 mL无菌0.9%生理盐水的试管中,混匀,重复同样操作,直至稀释倍数为10-4~10-6的3个梯度,分别取0.1 mL稀释液加入准备好的平板培养皿中,用灭菌的曲玻棒将菌液小心涂匀至整个平板培养皿。每个稀释梯度做3个重复。大肠杆菌接种于伊红美蓝 (EMB) 平板培养基上,37 ℃有氧培养箱内培养24 h;乳酸菌接种于MRS平板培养基上,37 ℃的CO2培养箱内培养48 h。将培养后的平板培养皿进行菌落计数,以菌落数量在30~300个之间的平皿计数。菌群数量以每克盲肠食糜所含细菌群落总数的对数lg (CFU/g) 表示。
1.4 统计分析数据以“平均值±标准差”表示,采用SPSS 16.0软件进行数据分析。前期和后期生长性能采用一般线性模型 (general linear model) 的Repeated Measures过程分析,若球形检验结果P>0.05则进行单因素方差分析 (one-way ANOVA),若P < 0.05则用Multivariate过程对4个处理进行分析。死亡率采用卡方检验。其余指标数据采用one-way ANOVA对4个处理进行分析,当有显著性差异时再采用Duncan氏法进行多重比较,以P < 0.05为差异显著性标准。
2 结果与分析 2.1 乳酸菌和酵母菌复合制剂对肉仔鸡生长性能的影响由表 2可知,1~21日龄,与对照组相比,VM、VM+LS和LS组的ADG、ADFI、F/G、死亡率以及21日龄体重均无显著变化 (P>0.05)。22~42日龄,与对照组相比,VM+LS和LS组的ADG显著提高 (P < 0.05),F/G显著降低 (P < 0.05),且2组间差异不显著 (P>0.05);此外,LS组的F/G显著低于VM组 (P < 0.05),VM组的F/G与对照和VM+LS组差异不显著 (P>0.05)。42日龄,与对照组相比,VM、VM+LS和LS组的体重显著提高 (P < 0.05),且VM+LS组显著高于LS和VM组 (P < 0.05)。1~42日龄,与对照组相比,VM、VM+LS和LS组的ADG显著提高 (P < 0.05),且VM+LS组的ADG显著高于VM和LS组 (P < 0.05);此外,VM+LS和LS组的F/G显著低于对照组 (P < 0.05)。结果表明,肉仔鸡饲粮中添加1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂可以替代或部分替代抗生素,并且部分替代维吉尼亚霉素的联用组促生长效果比单独使用维吉尼亚霉素或乳酸菌和酵母菌复合制剂更优。
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表 2 乳酸菌和酵母菌复合制剂对肉仔鸡生长性能的影响 Table 2 Effects of Lactobacillus and Saccharomycetes compound preparation on growth performance of broilers |
由表 3可知,饲粮中添加乳酸菌和酵母菌复合制剂及其与维吉尼亚霉素联用对21日龄肉仔鸡的屠宰性能无显著影响 (P>0.05);42日龄,VM+LS组肉仔鸡全净膛率显著高于对照组 (P < 0.05),LS组的全净膛率与对照组和VM+LS组无显著差异 (P>0.05),VM、VM+LS和LS组胸肌率显著高于对照组 (P < 0.05),且3组间差异不显著 (P>0.05)。结果表明,1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂及其与15 mg/kg维吉尼亚霉素联用可显著提高42日龄肉仔鸡的屠宰性能。
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表 3 乳酸菌和酵母菌复合制剂对肉仔鸡屠宰性能的影响 Table 3 Effects of Lactobacillus and Saccharomycetes compound preparation on slaughter performance of broilers |
由表 4可知,与对照组相比,21日龄,LS组的十二指肠绒毛高度及V/C值显著提高 (P < 0.05);LS组的空肠绒毛高度及V/C值显著提高 (P < 0.05),隐窝深度显著降低 (P < 0.05);VM+LS和LS组回肠的V/C值显著提高 (P < 0.05)。与对照组相比,42日龄,VM+LS和LS组的十二指肠和空肠绒毛高度及V/C值显著提高 (P < 0.05)。VM组的21和42日龄肠道黏膜形态与对照组相比均无显著差异 (P>0.05)。结果表明,饲粮中添加15 mg/kg维吉尼亚霉素和1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂,或1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂均可改善42日龄肉仔鸡的小肠黏膜形态,且1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂对21日龄肉仔鸡小肠黏膜形态也有改善作用。
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表 4 乳酸菌和酵母菌复合制剂对肉仔鸡肠道黏膜形态的影响 Table 4 Effects of Lactobacillus and Saccharomycetes compound preparation on intestinal mucosal morphology of broilers |
由表 5可知,21日龄,与对照组相比,VM、VM+LS和LS组盲肠大肠杆菌和乳酸杆菌数量以及大肠杆菌/乳酸杆菌值均无显著差异 (P>0.05)。42日龄,与对照组相比,VM+LS和LS组的盲肠大肠杆菌数量和大肠杆菌/乳酸杆菌值显著降低 (P < 0.05);VM+LS和LS组盲肠乳酸杆菌数量无显著差异 (P>0.05)。与对照组相比,VM组21和42日龄盲肠大肠杆菌和乳酸杆菌数量均无显著变化 (P>0.05)。结果表明,饲粮中添加15 mg/kg维吉尼亚霉素+1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂,或1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂均可改善肠道微生态区系,利于肠道健康。
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表 5 乳酸菌和酵母菌复合制剂对肉仔鸡盲肠菌群数量的影响 Table 5 Effects of Lactobacillus and Saccharomycetes compound preparation on cecal bacterial populations of broilers |
畜禽的ADG和F/G是反映益生菌制剂有效性和经济性的重要指标。王利红[7]研究表明,饲粮中添加109 CFU/kg的乳酸菌可显著提高肉仔鸡42日龄体重,显著降低1~42日龄的F/G,而在肉仔鸡饮水中添加乳酸菌,肉仔鸡的ADG显著提高,F/G显著降低[8];Gil De Los Santos等[6]研究表明,饲粮中添加1×107 CFU/g活酵母菌显著提高肉仔鸡BW,说明无论是乳酸菌还是酵母菌都可显著改善肉仔鸡生长性能。这些研究与本试验结果相一致,即在肉仔鸡饲粮中添加1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂可显著提高生长性能,且本试验中乳酸菌和酵母菌复合制剂组的22~42日龄ADG显著高于维吉尼亚霉素组、F/G显著低于维吉尼亚霉素组。
维吉尼亚霉素能够不可逆地抑制细菌蛋白质的合成,最终导致细菌死亡,通常用于预防和治疗革兰氏阳性菌的感染。目前,乳酸菌或酵母菌与抗生素联合使用的研究较少,本试验中用乳酸菌和酵母菌复合制剂替代部分维吉尼亚霉素,结果表明15 mg/kg维吉尼亚霉素与1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌联用组的1~42日龄ADG和42日龄体重均显著高于30 mg/kg维吉尼亚霉素组。说明1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂与15 mg/kg维吉尼亚霉素联合使用促生长作用效果更好,二者之间可能存在协同作用,具体机制有待进一步研究。
3.2 乳酸菌和酵母菌复合制剂对肉仔鸡屠宰性能的影响乳酸菌可显著提高肉仔鸡的全净膛率和胸肌率[9],李菊等[10]研究表明,与对照组和100 mg/kg金霉素组相比,5 000 mg/kg乳酸菌组的胸肌率分别显著提高了7.15%和4.38%。微生态制剂与抗生素联用对屠宰性能影响的研究较少,本试验中,乳酸菌和酵母菌复合制剂组及其与维吉尼亚霉素联用组与对照组相比,胸肌率分别显著提高了4.33%和4.57%,说明乳酸菌和酵母菌复合制剂及其与维吉尼亚霉素联用均能显著提高42日龄肉仔鸡的屠宰性能。当肉仔鸡饲粮中分别添加5~20 mg/kg维吉尼亚霉素对屠宰性能无显著影响[11],而本试验结果显示,饲粮添加30 mg/kg维吉尼亚霉素可显著提高胸肌率;而维吉尼亚霉素剂量减少至15 mg/kg,同时添加1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂时,全净膛率和胸肌率都显著提高,可能是维吉尼亚霉素与乳酸菌和酵母菌复合制剂联合使用时存在协同作用,但还需后续试验验证。
3.3 乳酸菌和酵母菌复合制剂对肉仔鸡肠道健康的影响肠道是肉仔鸡主要的消化吸收器官,当绒毛高度增加时,小肠的消化吸收功能增强;隐窝深度变浅时,机体消化道发育更成熟[12]。V/C值升高,表明小肠消化吸收功能增强,肠黏膜结构改善。许多研究表明,肉仔鸡饲粮中添加乳酸菌,肠道绒毛高度及V/C值显著提高,隐窝深度显著降低[13-15]。本试验结果表明,21和42日龄时,饲粮添加1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂使得空肠绒毛高度和V/C值显著升高,与前人研究结果相近。此外,本试验中,与添加30 mg/kg维吉尼亚霉素相比,添加1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂可显著改善肠道黏膜形态,说明该益生菌复合制剂更利于维持肠道形态健康。维吉尼亚霉素主要在肠道中起到杀菌作用,减少有害菌对肠黏膜的损害,乳酸菌可通过刺激肠道黏液蛋白2的表达来保护肉仔鸡小肠黏膜,二者协同作用改善肠道健康[16]。徐基利等[13]研究表明,在肉仔鸡饲粮中分别添加乳酸菌和黄霉素,乳酸菌组的肠道绒毛高度显著增加,隐窝深度显著降低,抗生素组十二指肠绒毛高度和隐窝深度没有显著变化。本试验中,与对照组相比,维吉尼亚霉素组十二指肠、回肠和空肠的绒毛高度和隐窝深度均无显著变化,而维吉尼亚霉素与乳酸菌和酵母菌复合制剂联用组的42日龄十二指肠和空肠的绒毛高度和V/C值显著升高,说明维吉尼亚霉素与乳酸菌和酵母菌复合制剂联合使用可改善肠道黏膜形态,从而提高肠道对营养物质的吸收能力,提高生长性能。
动物肠道内主要依靠有益菌 (乳酸杆菌、双歧杆菌等) 维持微生物区系平衡。有益菌通过产生细菌素、抗生素和其代谢产物,以及争夺空间、营养,从而阻止有害菌群过度繁殖,保持微生物区系的稳定性,从而提高生长性能。研究证实饲粮中添加乳酸菌能够显著增加盲肠乳酸杆菌数量[17]。本试验结果表明,乳酸菌和酵母菌复合制剂组的盲肠大肠杆菌数量和大肠杆菌/乳酸杆菌值显著降低,与崔一喆等[18]在肉仔鸡饲粮中添加2 000 mg/kg植物乳酸菌的研究结果相一致,而本试验中维吉尼亚霉素组的盲肠大肠杆菌数量没有显著变化,可能是因为维吉尼亚霉素主要是改善前段肠道菌群稳定性。
维吉尼亚霉素通过抑制细菌核糖体的合成杀死部分革兰氏阳性细菌,乳酸菌和酵母菌通过拮抗作用、干扰作用和屏障作用等减少肠道有害菌的数量,二者协同增加肠道有益菌数量和种类,减少有害菌的数量,改善肠道健康。Dumonceaux等[19]研究表明,在肉仔鸡饲粮中添加20 mg/kg维吉尼亚霉素,可显著增加小肠前段的菌群稳定性。本试验中乳酸菌和酵母菌复合制剂与维吉尼亚霉素联合使用能显著降低盲肠大肠杆菌数量和大肠杆菌/乳酸杆菌值,说明1 000 mg/kg乳酸菌和酵母菌复合制剂与15 mg/kg维吉尼亚霉素通过在肠道内协同提高肠道菌群的稳定性,提高肠道吸收能力,从而改善肉仔鸡的生长性能。
4 结论① 乳酸菌和酵母菌复合制剂及其与维吉尼亚霉素联用均能改善肉仔鸡生长性能和饲料效率,且维吉尼亚霉素与乳酸菌和酵母菌复合制剂联用效果更优。
② 乳酸菌和酵母菌复合制剂及其与维吉尼亚霉素联用均能改善肠道黏膜形态,降低盲肠大肠杆菌数量,改善肠道微生物区系,促进生长。
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