在畜禽养殖业中,随着抗生素的广泛使用,其危害也逐渐浮出水面。抗生素滥用现象屡见不鲜,不仅使细菌产生耐药性、畜禽免疫力减低,同时还会引起内源性感染和二重感染[1],其中药物残留严重影响的人们的身体健康,因此人们迫切的需要一种较好的抗生素替代产品,因此,环保绿色型的抗生素替代品受到更多关注。酸化剂被认为是潜在的抗生素替代品,其绿色无残留,并可维护肠道健康[2]。据相关报道,酸化剂通过降低饲料的pH和缓冲能力,促进有益菌的生长,抑制不良微生物菌群的生长,从而达到改善肠道健康的作用,同时含有有机酸的饮食的缓冲能力降低了有害微生物的繁殖[3]。
丁酸是短链脂肪酸中重要的一员,是最几年研究比较热门的有机酸。丁酸的主要作用部位在肠道,其在维持肠道健康、提高机体免疫功能、抗炎等方面发挥着关键作用。但丁酸具刺激性气味,不利于使用和生产保护;且极性大,能够与水混溶,大部分以分子形式经胃、空肠和回肠等消化道吸收,很难达到盲肠及结肠等后段肠道[4]。从而导致生物利用度低,效果差。为了提高丁酸在肠道中的利用度,本实验室以葡萄糖为载体,设计了一种化合物--葡萄糖三丁酸酯[5]。设想在葡萄糖的保护作用下,葡萄糖三丁酸酯可以进入肠后段,并经水解释放出丁酸,使丁酸有效到达作用部分。因为,本试验旨在研究葡萄糖三丁酸酯对肉鸡生长性能、屠宰性能、血清生化指标及肠道黏膜形态的影响,旨在为葡萄糖三丁酸酯的应用提供参考。
1 材料与方法 1.1 试验设计与试验材料试验使用单因素完全随机试验设计。选取健康的10日龄爱拔益加(AA)肉鸡160只,随机分为4个组,每组4个重复,每个重复10只鸡。各组试验鸡体重相近。空白组饲喂基础饲粮,低剂量组在基础饲粮中添加0.05%的葡萄糖三丁酸酯,中剂量组在基础饲量中添加0.10%的葡萄糖三丁酸酯,高剂量组在基础饲量中添加0.20%的葡萄糖三丁酸酯。试验期32 d。
本试验所用葡萄糖三丁酸酯在黑龙江八一农垦大学动物科技学院药物化学实验室合成和提纯[5]。使用小鼠检测葡萄糖三丁酸酯的急性毒性和长期毒性,小鼠急性毒性试验表明,口服剂量为5 000 mg/kg时,未显示出毒性;小鼠长期毒性试验表明,以500 mg/kg的剂量,每天灌胃给药1次,连续45 d,小鼠生长状态正常,未显示出毒性,可用于后续的肉鸡饲喂试验。
1.2 试验饲粮试验采用玉米-豆粕型饲粮,营养水平参照NRC(1994)肉仔鸡标准配制,购于大庆牧源动物药业有限公司,基础饲粮组成及营养水平见表 1。
饲养试验开始前,对鸡舍及相关器具进行全面的清洗消毒。鸡舍打扫完毕后,用高锰酸钾和甲醛(体积比1 : 2)熏蒸鸡舍3 d,3 d后通风5 d,待鸡舍内无刺激性气味时,就可正常使用。雏鸡到后先适应饲养3 d,然后进行分栏。试验鸡采用笼养方式饲喂,24 h光照。
饲养期间鸡舍保持清洁、空气流通和干燥。早、晚各清理1次粪便,每次添水前对水槽进行清洗和消毒。按常规免疫程序给雏鸡进行免疫接种。每天记录雏鸡死亡数和采食情况。
1.4 测定指标与方法 1.4.1 生长性能试验期间每周按重复记录饲料用量,于14、21、28、35、42日龄,肉鸡空腹12 h后,称量每个重复肉鸡的体重,并做好记录。计算平均日采食量、平均日增重和料重比。
1.4.2 屠宰性能分别在28和42日龄时,从各组每重复中随机选取3只体重相近的健康肉鸡,称重(称重前12 h停饲不停水),宰杀,测定屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率和腿肌率。
1.4.3 血清生化指标分别在第28和42日龄时,从各组每个重复中随机选取3只试验鸡处死取血,采集血样10 mL,经4 000 r/min离心15 min,分离血清于2 mL EP管中。使用半自动生化分析仪分析,测定总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素氮(UN)含量及丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)活性。
1.4.4 肠道黏膜形态于在肉鸡42日龄时,从各组每个重复中随机挑选3只体况良好、体重接近的肉鸡,进行解剖,分别取出肉鸡十二指肠、空肠、回肠和盲肠,取出肠段后用生理盐水进行反复冲洗,将冲洗干净的肠段放入提前准备好的4%甲醛中固定,24 h后,采用苏木精-伊红(HE)对小肠组织进行染色处理,制成石蜡切片。计算绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度。
1.5 数据统计与分析运用SPSS 16.0软件开展单因素方差分析(one-way ANOVA),运用Duncan氏法进行显著性分析,结果均以“平均值±标准差”表示。以P < 0.05为显著水平。
2 结果 2.1 葡萄糖三丁酸酯对肉鸡生长性能的影响由表 2可知,15~21日龄和22~28日龄时,各组之间平均日采食量无显著差异(P>0.05);29~35日龄时,高剂量组平均日采食量显著高于其他各组(P < 0.05);36~42日龄时,中和高剂量组平均日采食量显著高于其他各组(P < 0.05);15~42日龄时,低、中和高剂量组平均日采食量显著高于空白组(P < 0.05)。
15~21日龄和22~28日龄时,各组之间平均日增重无显著差异(P>0.05);29~35日龄时,空白组平均日增重最低,低和中剂量组之间无显著差异(P>0.05),高剂量组显著高于其他各组(P < 0.05);36~42日龄时,低、中和高剂量组平均日增重显著高于空白组(P < 0.05),分别提高了14.72%、24.82%、33.07%;15~42日龄时,低、中和高剂量组平均日增重显著高于空白组(P < 0.05)。
15~21日龄和22~28日龄时,各组之间料重比无显著差异(P>0.05);29~35日龄时,空白组料重比显著高于低、中和高剂量组(P < 0.05),低、中和高剂量组之间无显著差异(P>0.05);36~42日龄时,空白组料重比显著高于低和高剂量组(P < 0.05),中剂量组和空白组之间无显著差异(P>0.05);15~42日龄时,低、中和高剂量组料重比显著低于空白组(P < 0.05)。
2.2 葡萄糖三丁酸酯对肉鸡屠宰性能的影响由表 3可知,28日龄时,各组之间屠宰率、半净膛率、全净膛率和胸肌率无显著差异(P>0.05);高剂量组腿肌率显著高于其他各组(P < 0.05),分别提高了1.77%、1.80%和3.77%。42日龄时,各组之间屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率无显著差异(P>0.05),低、中和高剂量组腿肌显著高于空白组(P < 0.05),分别提高了2.94%、3.31%、4.55%。
由表 4可知,28日龄时,各组之间血清GLB、UN含量及AST、ALT活性无显著差异(P>0.05);中和高剂量组血清TP含量显著高于空白组(P < 0.05);低、中和高剂量组血清ALB含量显著高于空白组(P < 0.05),分别提高了1.05%、1.18%和1.43%。42日龄时,各组之间血清GLB含量、AST活性无显著差异(P>0.05),中和高剂量组血清TP含量显著高于空白组(P < 0.05),中和高剂量组血清ALB含量显著高于空白组(P < 0.05),低、中和高剂量组血清ALT活性显著低于空白组(P < 0.05),中剂量组血清UN含量显著低于空白组(P < 0.05)。
由表 5可知,高剂量组十二指肠绒毛高度显著高于其他各组(P < 0.05),中、高剂量组十二指肠隐窝深度显著低于空白组(P < 0.05),高剂量组十二指肠绒毛高度/隐窝深度显著高于其他各组(P < 0.05)。中和高剂量组空肠绒毛高度显著高于空白组(P < 0.05),各组之间空肠隐窝深度无显著差异(P>0.05),高剂量组空肠绒毛高度/隐窝深度显著高于空白组(P < 0.05)。各组之间回肠绒毛高度无显著差异(P < 0.05),低、中和高剂量组回肠隐窝深度显著低于空白组(P < 0.05),低和高剂量组回肠绒毛高度/隐窝深度显著高于空白组(P < 0.05)。各组之间盲肠绒毛高度无显著差异(P>0.05),中剂量组盲肠隐窝深度显著低于其他各组(P < 0.05),中剂量组盲肠绒毛高度/隐窝深度显著高于其他各组(P < 0.05)。
图 1显示的是各组肉鸡回肠、空肠、盲肠和十二指肠的黏膜形态结构。从图中可以看出,相较与空白组,低、中和高剂量组肠绒毛都较长,其完整性也更好。
大量研究表明,丁酸产品具有促进畜禽生长性能、优化消化道内菌群结构、增强机体免疫力等作用[5]。丁酸由于其游离性和挥发性,使其不适合运用于实际生产中,在生产中常使用结构较稳定的丁酸盐和丁酸产品。但丁酸钠在小肠内被分解为丁酸离子或自由丁酸,在胃和小肠前端被迅速吸收[6],不能更好更多地吸收营养物质。甘油三丁酸酯作为近几年较热门的研究方向,其主要在小肠后端,能更好地促进小肠的营养吸收[7]。葡萄糖三丁酸酯在肠道内被分解为自由丁酸和葡萄糖,理论上在基础饲粮中添加一定量的葡萄糖三丁酸酯具有提高机体的生长性能、优化肠道微内菌群结构等功能。
本试验结果显示,与空白组相比,36~42日龄时,低、中和高剂量组平均日采食量和平均日增重升高,料重比降低;而15~22日龄和23~29日龄时,平均日采食量、平均日增重和料重比均无显著差异。这说明在本试验条件下,葡萄糖三丁酸酯主要在肉鸡生长后期发挥作用。
3.2 葡萄糖三丁酸酯对肉鸡屠宰性能的影响屠宰性能的高低直接影响经济效益,关于酸化剂对屠宰性能的影响还没有肯定的答案,本试验结果显示,28日龄时,各组屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率无显著差异;高剂量组腿肌率显著高于其他各组,分别高了1.77%、1.80%和3.77%;48日龄时,各组屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率无显著差异;低、中和高剂量组腿肌率显著高于空白组,分别提高了2.94%、3.31%、4.55%。结果表明,葡萄糖三丁酸酯对肉鸡的屠宰性能影响不大,但饲粮中添加0.20%的葡萄糖三丁酸酯能在一定程度上提高肉鸡腿肌率。有研究表明,可做为饲料添加剂的复合酸化剂(主要成分为乳酸、柠檬酸和富马酸[8])和甘油三丁酸酯[9],同样对肉鸡的屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腹脂率、腿肌率等屠宰性能没有影响。所以,可以初步认为,葡萄糖三丁酸酯较复合酸化剂和甘油三丁酸酯相比,能够提高肉鸡的腿肌率。
3.3 葡萄糖三丁酸酯对肉鸡血清生化指标的影响机体生理状态和自身的健康状况一般通过检测血清生化指标反映。血清TP、ALB和GLB含量与机体的免疫功能有着密切的关系[10]。相关研究发现,血清TP和GLB含量上升可能会提高机体的抗病力,增强机体免疫力[11]。临床试验表明,当肝脏受到损伤时,ALT和AST活性偏高。相关研究发现,血清中的UN含量是衡量机体内蛋白质代谢是否平衡的一个重要指标,当机体血清UN含量减少,则说明蛋白质的合成代谢加强,氮的利用率提高,促进肌肉增长。
本试验结果表明,饲粮中添加葡萄糖三丁酸酯提高了肉仔鸡28、42日龄的血清TP和ALB含量,表明葡萄糖三丁酸酯可以调节机体内蛋白质的代谢,血清TP和ALB含量的升高可能是因为饲喂葡萄糖三丁酸酯在一定程度上也能够改善肉仔鸡胃肠道的消化酶活性,提高肉仔鸡蛋白质与氨基酸的利用率,使体内蛋白质的合成代谢作用加强,这与贾刚等[12]研究结果基本一致,缓释酸化剂可显著提高肉鸡血清ALB和GLB含量。本试验结果还表明,饲粮中添加葡萄糖三丁酸酯可降低42日龄血清ALT活性和UN含量,说明葡萄糖三丁酸酯对肝功能无负面影响,而血清UN含量的降低说明在基础饲粮中添加一定量的葡糖糖三丁酸酯可促进肉鸡对蛋白质的利用,有利于肉鸡的生长。
3.4 葡萄糖三丁酸酯对肉鸡肠道黏膜形态的影响小肠的发育与动物的营养吸收密切相关,小肠绒毛高度、隐窝深度和绒毛高度/隐窝深度是衡量小肠消化吸收功能的重要指标[13]。研究发现,小肠绒毛越高越有利于小肠对营养物质的吸收。小肠隐窝深度反映细胞的生成率,隐窝越浅,细胞发育越成熟。绒毛高度/隐窝深度则综合体现出肠黏膜结构的完善,绒毛高度/隐窝深度上升,说明肠道对营养物质吸收的能力增强;绒毛高度/隐窝深度下降,则说明肠黏膜结构不够完善,吸收能力减弱。有研究表明,丁酸类添加剂能够改善肉鸡肠道黏膜形态。崔蕾等[14]在饲粮中添加不同水平的丁酸钠,显著提高了42日龄肉鸡的小肠绒毛高度。张浩等[15]研究发现,给肉鸡饲喂500 mg/kg的丁酸甘油酯,可显著增加肉鸡的十二指肠和空肠的绒毛高度。
本试验结果表明,高剂量组十二指肠绒毛高度显著高于其他各组,中、高剂量组十二指肠隐窝深度显著低于空白组,高剂量组十二指肠绒毛高度/隐窝深度显著高于其他各组。中和高剂量组空肠绒毛高度显著高于空白组,高剂量组空肠绒毛高度/隐窝深度显著高于空白组。低、中和高剂量组回肠隐窝深度显著低于空白组,低和高剂量组回肠绒毛高度/隐窝深度显著高于空白组。中剂量组盲肠隐窝深度显著低于其他各组,中剂量组盲肠绒毛高度/隐窝深度显著高于其他各组。结果表明,高水平的葡萄糖三丁酸酯更有助于提高小肠绒毛高度,降低隐窝深度和提高绒毛高度/隐窝深度,可完善肠黏膜结构,促进营养物质的吸收,从而达到提高肉鸡生长性能的目的。其原因可能因为,葡萄糖三丁酸酯随着饲粮一同进入消化道后,分解为葡萄糖和丁酸,一方面为机体提供能量,另一方面还能不断刺激小肠黏膜,促进小肠黏膜的生长发育,增加绒毛高度;同时改善肠道黏液分泌,增强肠道上皮细胞的紧密连接,调节肠道上皮细胞增殖与分化,修复受损肠道,降低隐窝深度,从而达到提高绒毛高度/隐窝深度的目的。本试验中添加不同水平的葡萄糖三丁酸酯均可改善肉鸡小肠黏膜形态,具体作用机制还需进一步的研究与探讨。
4 结论饲粮中添加葡萄糖三丁酸酯可以提高肉鸡的生长性能、屠宰性能,并改善肠道黏膜形态,促进营养物质的吸收。
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