动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (11): 5065-5073    PDF    
引用本文
崔莹, 李薛强, 于春微, 李冬芳, 高民, 胡红莲, 刘大程. 复合菌培养物对肉羊生长性能、免疫与抗氧化功能的影响[J]. 动物营养学报, 2019, 31(11): 5065-5073.  
CUI Ying, LI Xueqiang, YU Chunwei, LI Dongfang, GAO Min, HU Honglian, LIU Dacheng. Effects of Compound Bacteria Culture on Growth Performance, Immunity and Antioxidant Function of Meat Sheep[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2019, 31(11): 5065-5073.  
复合菌培养物对肉羊生长性能、免疫与抗氧化功能的影响
崔莹1 , 李薛强1 , 于春微1 , 李冬芳1 , 高民2 , 胡红莲2 , 刘大程2     
1. 内蒙古农业大学兽医学院, 呼和浩特 010018;
2. 内蒙古农牧业科学院动物营养与饲料研究所, 呼和浩特 010031
收稿日期: 2019-04-19
基金项目: 现代农业产业技术体系建设专项（CARS-36）；内蒙古自治区应用技术研究与开发计划项目（201602051）
作者简介: 崔莹(1995-), 女, 内蒙古赤峰人, 硕士研究生, 兽医微生物学与免疫学专业。E-mail:cuiying951026@163.com.
通信作者: 刘大程, 教授, 博士生导师, E-mail:nmgldc@163.com.
摘要: 本试验旨在研究复合菌培养物对肉羊生长性能、免疫与抗氧化功能的影响。选择3月龄断奶健康羔羊共40只，体重（17.38±0.24）kg，随机分为试验组和对照组，每组4个重复，每个重复5只羊（公羔羊2只，母羔羊3只）。对照组饲喂全混合日粮（TMR），试验组在TMR的基础上添加10%复合菌培养物。试验期共计97 d，其中预试期7 d，正试期90 d。分别在试验第1、30、60和90天测定肉羊体重、采食量，计算平均日增重、平均日采食量、料重比（平均日采食量/平均日增重）；在试验第1、60、90天采集血样，测定血清免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、白细胞介素-2（IL-2）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）活性、总抗氧化能力（T-AOC）及丙二醛（MDA）含量；于试验最后1 d空腹称重后，次日进行屠宰，测定宰前活重（LWBS）、胴体重（CW）、料肉比（饲料消耗量/胴体重增加量）。结果表明：1）与对照组相比，添加复合菌培养物使肉羊第90天平均体重和胴体重分别提高了5.97%和9.07%（P < 0.05）；料肉比和第1~90天料重比分别降低了8.98%和5.36%（P < 0.05），屠宰率提高了1.24%（P < 0.05），每只羊的生产利润提高43.35元，提升31.94%。2）试验组肉羊血清IgG、IgM、IL-6含量及GSH-Px活性显著高于对照组（P < 0.05）。综上所述，添加复合菌培养物可显著提高肉羊生长性能及免疫功能。
关键词: 复合菌培养物    肉羊    生长性能    免疫功能    抗氧化功能    
Effects of Compound Bacteria Culture on Growth Performance, Immunity and Antioxidant Function of Meat Sheep
CUI Ying1 , LI Xueqiang1 , YU Chunwei1 , LI Dongfang1 , GAO Min2 , HU Honglian2 , LIU Dacheng2     
1. College of Veterinary, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China;
2. Research Institute of Animal Nutrition and Feed, Inner Mongolia Academy of Animal Sciences, Hohhot 010031, China
Corresponding author: LIU Dacheng, professor, E-mail: nmgldc@163.com.
Abstract: This experiment was aimed to investigate to the effects of compound bacterial culture on the growth performance, immune and antioxidant function of meat sheep. Forty healthy lambs at 3 months of age with similar body weight of (17.38±0.24) kg were selected and divided into test group and control group, 4 replicates in each group and 5 lambs in each replicate (2 male lambs and 3 female lambs). The control group was fed a basic total mixed ration (TMR), and the experimental group was fed the TMR adding 10% compound bacteria culture. The testing period lasted for 97 days including a 7-day preliminary period and a 90-day test period. The body weight and feed intake were measured on days 1, 30, 60 and 90, and average daily gain, average daily feed intake and feed/gain were calculated; blood samples were collected on days 1, 60 and 90, and the contents of immunoglobulin G (IgG), immunoglobulin M (IgM), interleukin-2 (IL-2), interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-α(TNF-α) in serum and the activities of superoxide dismutase (SOD), glutathion peroxidase (GSH-Px), catalase (CAT), total antioxidant capacity (T-AOC) and malonaldehyde (MDA) content in serum were measured; on the last day of experiment period, lambs were weighted and slaughtered at the next day, and the live weight before slaughter (LWBS), carcass weight (CW) and feed/meat were measured. The results showed as follows:1) compared with the control group, adding compound bacteria culture increased average body weight on day 90 and carcass weight by 5.97% and 9.07% (P < 0.05), respectively; the feed/meat and feed/gain on days 1 to 90 reduced by 8.98% and 5.36% (P < 0.05), respectively; the slaughter rate increased by 1.24% (P < 0.05). The production profit per sheep was 43.35 yuan, which increased by 31.94%. 2) The contents of serum IgG, IgM, IL-6 and GSH-Px actively in the test group were significantly higher than those in the control group (P < 0.05). To summary, compound bacterial cultures can significantly improve the growth performance and immunity function of meat sheep.
Key words: compound bacterial culture    meat sheep    growth performance    immune function    antioxidant function    

近年来，畜禽养殖中抗生素的过度使用，使动物的耐药性增加、畜产品药物残留等问题日益突出。因此，在畜禽生产中开发绿色安全、高效、无残留的抗生素替代品已成为当下研究的必然趋势[1]。现如今的抗生素替代品有很多种，主要包括微生态制剂、酶制剂、中草药制剂、功能性低聚糖、酸化剂以及生物饲料，其中微生态制剂在如今市场上显示出显著的功效，复合菌培养物就是微生态制剂的一种[2-3]。大量研究表明，益生菌发酵可以改善饲料品质、提高动物采食量，还可降解饲料中的某些大分子物质利于动物吸收，发酵过程中益生菌产生的代谢产物等亦能调节动物肠道的微生态平衡，改善动物机体的免疫力以及抗氧化能力[4]。饲喂发酵全混合日粮(TMR)显著增加了肉羊的采食量、提高肉羊的生长性能及免疫功能，且平均利润提高了47.87%[5-7]。

复合菌培养物是本课题组前期科研成果，属于微生物发酵类产品，该制剂由2株高活性酵母菌和1株芽孢杆菌经过液态富集培养、固态厌氧发酵及酵母破壁等工艺生产的一种混合发酵产物，主要含有甘露聚糖、β-葡聚糖、多肽、有机酸和氨基酸5种主效成分[8-10]。目前市场上微生物发酵饲料的种类繁多，品质也良莠不一，许多产品在使用过程中存在效果不稳定、料重比偏高等缺陷[11]。研究证实β-葡聚糖能够刺激网状内皮系统产生大量巨噬细胞，通过巨噬细胞的吞噬作用，清除体内的损伤、衰老及死亡的病原菌等，从而提高动物体的免疫功能；甘露聚糖可以吸附病原菌和外源性毒素，还可通过激活体液免疫及机体细胞提高自身免疫力，进而提高动物的生长性能[12]。本课题组前期体外试验结果表明，复合菌培养物能够显著提高培养液产气量及营养物质消化率，显著增加饲粮中的菌体蛋白含量[13]。本试验的目的是研究该复合菌培养物对肉羊生长性能、免疫和抗氧化功能的影响，为其在肉羊养殖中的应用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验设计及饲粮设计

本试验于内蒙古巴彦淖尔市宏泰肉羊养殖园区进行，选择3月龄断奶健康羔羊共40只，体重(17.38±0.24) kg，随机分为试验组和对照组，每组4个重复，每个重复5只羊(公羔羊2只，母羔羊3只)。对照组饲喂TMR，试验组饲喂在TMR基础上添加10%复合菌培养物的饲粮；试验动物每天在06:00和18:00各饲喂1次。

复合菌培养物的制备：由2株酵母菌(BC、XR4)、1株枯草芽孢杆菌A15和乳酸菌植物乳杆菌(比例为2 : 2 : 1 : 1)以15%接种量接入固态发酵料中，发酵料最终含水量为45%，固态发酵料由3.5%麸皮、20%玉米渣、1.5%米糠、2%棉籽粕、4%玉米胚芽粕、4%白玉米皮等组成，复合菌培养物组成及发酵工艺源为本课题组前期研究成果[8-10, 13]。基础饲粮参照《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)配制，将复合菌培养物添加到基础饲粮中。基础饲粮组成及营养水平见表 1。试验期共计97 d，其中预试期7 d，正试期90 d。试验动物自由采食和饮水。

表 1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (DM basis)
1.2 生长性能指标的测定

试验期间于正式试验第1、30、60和90天的早晨对肉羊进行空腹称重，计算肉羊的平均日增重，并记录每天的釆食量，计算平均日采食量以及料重比(平均日采食量/平均日增重)。于试验最后1 d空腹称重后，次日进行屠宰。屠宰当日称取所有试验羊宰前活重(LWBS)、胴体重(CW)并计算料肉比(饲粮消耗量/胴体重增加量)；经济效益方面计算饲料成本、产肉效益、生产利润等。

1.3 血液样本采集

试验组与对照组各选10只羊，分别在试验期第1、60、90天晨饲前进行颈静脉采血5 mL。室温斜面静置1 h，酒精灯下使用接种环将斜面划破2道，直立放置于4~10 ℃冷藏箱过夜，无菌注射器吸出上层血清，置于-20 ℃保存，用于检测血清免疫指标与抗氧化指标。

1.4 血清免疫指标的测定

采用南京建成生物工程研究所生产的酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒测定血清免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-6(IL-6)以及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量。测定方法严格按照试剂盒说明书进行。

1.5 血清抗氧化指标的测定

血清超氧化物歧化酶(SOD)活性采用黄嘌呤氧化酶法测定，血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性采用比色法测定，血清总抗氧化能力(T-AOC)采用Fe3+还原法测定，血清丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定，血清过氧化氢酶(CAT)活性采用钼酸铵法测定。试剂盒购自南京建成生物工程研究所，测定仪器为U-3900型分光光度计，具体操作步骤按试剂盒说明书进行。

1.6 数据处理分析

试验数据采用Excel 2010进行整理和计算，用SAS 9.0软件中的ANOVA程序进行方差分析，并采用Duncan氏法进行多重比较，试验结果用平均值±标准差的形式来表示，P＜0.05作为差异显著的判断标准。

2 结果与分析 2.1 复合菌培养物对肉羊生长性能的影响

由表 2可知，第1、30天时，2组间平均体重无显著差异(P＞0.05)；第60天时，试验组平均体重比对照组增加2.68 kg，升高了7.11%，组间差异显著(P＜0.05)；第90天时，试验组平均体重比对照组增加2.78 kg，提升了5.97%，组间差异显著(P＜0.05)。

表 2 复合菌培养物对肉羊生长性能的影响 Table 2 Effects of compound bacteria culture on growth performance of meat sheep

第1~30天，试验组平均日增重比对照组增加20.11 g/d，提升了5.94%，组间差异不显著(P＞0.05)；第31~60天，试验组平均日增重比对照组增加60.50 g/d，提升了17.73%，组间差异显著(P＜0.05)；第61~90天，2组间平均日增重无显著差异(P＞0.05)；第1~90天，试验组平均日增重显著高于对照组(P＜0.05)，提升了8.17%。第1~30天，试验组料重比低于对照组，但组间差异不显著(P＞0.05)；第31~60天，试验组料重比与对照组相比，下降了12.68%，组间差异显著(P＜0.05)；第61~90天，2组间料重比无显著差异(P＞0.05)；第1~90天，试验组料重比与对照组相比下调了5.36%，组间差异显著(P＜0.05)。

2.2 复合菌培养物对肉羊屠宰性能的影响

由表 3可知，试验组宰前活重比对照组增加2.78 kg，提升了5.97%(P＜0.05)。试验组胴体重比对照组的胴体重提升2.00 kg，高出9.07%(P＜0.05)；试验组屠宰率比对照组屠宰率高出1.24%，组间差异显著(P＜0.05)；试验组料肉比比对照组下降1.08，降低了8.98%，组间差异显著(P＜0.05)。

表 3 复合菌培养物对肉羊屠宰性能的影响 Table 3 Effects of compound bacteria culture on slaughter performance of meat sheep
2.3 复合菌培养物对肉羊平均日采食量的影响

由表 4可知，第1~30天，试验组每只羊比对照组平均每日多采食20 g，组间差异不显著(P＞0.05)；第31~60天，试验组每只羊的平均日采食量比对照组增加80 g，提升了4.26%(P＞0.05)；第61~90天，试验组每只羊比对照组每只羊平均日采食量增加40 g，增长了1.99%(P＞0.05)；第1~90天，试验组每只羊比对照组的平均日采食量增加50 g，提升了2.84%(P＞0.05)。

表 4 复合菌培养物对肉羊平均日采食量的影响 Table 4 Effects of compound bacteria culture on average daily feed intake of meat sheep
2.4 复合菌培养物对肉羊经济效益的影响

由表 5可知，因为试验期间各个阶段羊只所需的营养水平有所变化，根据不同的营养水平配制，所以饲料成本按阶段来计算。在3个阶段，试验组每只羊的饲料成本较对照组分别高出了7.22、25.21、17.19元；综合计算试验全期试验组每只羊的饲料成本较对照组增加了22.56元。产肉效益用胴体重乘以羊肉的市场价46.6元/kg计算所得，羔羊为600元/只购得。试验组每只羊的产肉效益较对照组增加93.27元，提高了9.08%(P＜0.05)；试验组每只羊的生产利润比对照组高出43.35元，提升31.94%。

表 5 复合菌培养物对肉羊经济效益的影响 Table 5 Effects of compound bacteria culture on economic benefit of meat sheep
2.5 复合菌培养物对肉羊血清免疫指标的影响

由表 6可知，第1天时，试验动物免疫的多项指标处于不同的状态，对照组血清IgG含量显著高于试验组(P＜0.05)，试验组血清IgM含量显著高于对照组(P＜0.05)，而血清IL-2、IL-6、TNF-α含量组间无显著差异(P＞0.05)。随着时间的延长，在第60天时，2组血清TNF-α含量无显著差异(P＞0.05)，对照组血清IL-2含量显著高于试验组(P＜0.05)，试验组血清IgG、IgM及IL-6含量均显著高于对照组(P＜0.05)，并且在第90天时也表现出相同的趋势。随着饲喂时间的延长，2组血清TNF-α含量均呈现下降态势，对照组血清TNF-α含量下降更明显；对照组血清IL-2含量有所提升，而试验组血清IL-2含量呈现下降态势。

表 6 复合菌培养物对肉羊血清免疫指标的影响 Table 6 Effects of compound bacterial culture on serum immune indexes of meat sheep
2.6 复合菌培养物对肉羊血清抗氧化指标的影响

由表 7可知，第1天时，对照组血清MDA含量、GSH-Px和CAT活性显著高于试验组(P＜0.05)，而试验组血清T-AOC显著高于对照组(P＜0.05)，2组血清SOD活性无显著差异(P＞0.05)。在第60天时，对照组血清SOD与CAT活性显著高于试验组(P＜0.05)，2组间血清T-AOC无显著差异(P＞0.05)，试验组血清MDA含量和GSH-Px活性显著高于对照组(P＜0.05)。在第90天时，对照组血清SOD活性及T-AOC显著高于试验组(P＜0.05)，2组血清CAT活性处于同一水平，而试验组血清MDA含量与GSH-Px活性显著高于对照组(P＜0.05)。

表 7 复合菌培养物对肉羊血清抗氧化指标的影响 Table 7 Effects of compound bacterial culture on serum antioxidant indexes of meat sheep
3 讨论 3.1 复合菌培养物对肉羊生长性能的影响

已有的研究表明，益生菌能够有效改善反刍动物消化道内环境与菌群结构，影响肠胃道的发酵过程，降低瘤胃内环境pH，降低乳酸盐的分泌，促进消化道内有益微生物(乳酸菌、纤维素分解酶)的增殖，促进反刍动物对饲料中营养物质的分解和消化吸收[14-18]。复合益生菌还能提高绵羊瘤胃的挥发性脂肪酸(VFA)的浓度，提高纤维分解菌的活性，提升瘤胃对乳酸的利用，稳定瘤胃内pH，提高反刍动物的生产性能[19]，并且复合菌的协同作用提高了肠道菌群的稳定性和肠道的吸收能力[20]。但也有研究表明，添加益生菌后对动物生长性能未产生明显的影响，这可能与菌种特性、添加剂量和产品质量等多种因素有关[21-22]。

本试验在饲粮中添加复合菌培养物后，在第1天时，试验组和对照组生长性能指标并没有显著差异，随着试验的进行，在试验后期试验组肉羊的平均日增重、平均日采食量、胴体重和屠宰率等多项指标明显升高，一方面，复合菌培养物富含多种活性物质和益生菌协同作用于胃肠道，可改善胃肠道pH，调节肠道微生态平衡，促进肠道对营养物质的消化吸收，在试验前期因试验时间较短，无法突显复合菌培养物的优势；另一方面，复合菌培养物具有发酵特有的酸香味，能够诱导动物采食，提高肉羊的采食量，同时，复合菌培养物在试验后期缓解了高精料带来的代谢应激和暴雨造成的环境性应激，并最终提高了动物的生长性能。

3.2 复合菌培养物对肉羊血清免疫指标的影响

从不同羊场和养殖户处购买的羊只，由于饲养水平不同造成羔羊的体质有一定的差异，同时，由于不同动物个体之间也存在较大的差异，因此造成试验组和对照组血清IgG和IgM含量在试验初期就存在明显差异。

动物血清中细胞因子虽然含量较低，但作用高效，在机体免疫防御过程中发挥重要作用。有研究表明，酵母细胞壁的多糖能够提高促炎细胞因子TNF-α和IL-6的释放，TNF-α和IL-6可以介导炎症的发生[23-24]，适量TNF-α的增加能够增强机体的抗感染能力[25]，IL-6含量适度升高能够刺激IgG的分泌，促进B细胞和T细胞的活化，调节机体免疫机能。IgG是体液免疫的主要抗体，具有抗细菌、抗病毒、中和毒素等免疫作用；IgM是初次免疫应答中主要抗体[26]。有研究表明，益生菌能够增加羔羊和奶牛血清中IgG和IgM含量[27-28]。本课题组研制的复合菌培养物含有少量的益生菌，更重要的是含有甘露聚糖、β-葡聚糖、多肽及有机酸等多种活性物质，这些活性物质和益生菌通过激活机体的免疫系统、改善动物消化道的菌群结构来增强动物机体的免疫功能，因此，在试验第60和90天时，试验组血清IL-6、TNF-α及IgG、IgM含量显著高于对照组。而试验组血清IL-2含量一直呈下降趋势，并显著低于对照组，可能与大量的补充某种抗原会造成细胞免疫耐受，使得细胞因子发生改变有关[29]。

3.3 复合菌培养物对肉羊血清抗氧化指标的影响

通常动物机体内自由基的产生和清除处于一个动态平衡的过程。当动物机体受到自身或外在因素刺激后，动态平衡被破坏，引发动物机体发生氧化应激。氧化应激会产生大量的自由基，诱导生物膜上的多不饱和脂肪酸过氧化产生脂质过氧化产物MDA。MDA含量的高低直接反映着动物机体脂质氧化的程度、自由基的代谢情况，从而间接地反映细胞的损伤程度[23]。而机体同样存在着清除自由基的酶促系统，包括SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶来维持动物机体氧化还原的动态平衡[12]。孟子琪[30]研究表明，发酵麸皮多糖能够提高杜寒杂交肉羊血清中T-AOC以及CAT、SOD、GSH-Px、谷胱甘肽(GSH)的活性，降低血清MDA含量。孙佩佩等[31]研究表明，发酵菜籽粕可提高血清GSH-Px、SOD活性，对血清T-AOC无显著效果。同时，有研究表明，高精料饲料可降低山羊乳腺组织的抗氧化能力[32]。本试验研究结果显示，在试验第60天时，与对照组相比，试验组血清GSH-Px活性显著升高，血清SOD活性显著降低，血清CAT活性、T-AOC及MDA含量无显著变化。本试验饲粮精粗比(70 : 30)较高，同时由于复合菌培养物具有发酵的酸香味，因而试验组羔羊平均日采食量一直高于对照组，这种高精饲粮会对机体造成应激。体内SOD能将超氧自由基转化为过氧化氢(H2O2)，H2O2是一种对机体有害的活性氧，试验组中血清SOD活性降低，是一种对机体的保护作用。在试验进行至第70天时，正赶上一次暴雨，试验组肉羊无明显应激反应，采食量基本正常，而对照组平均日采食量出现了明显下降，这也进一步证实了复合菌培养物能提高肉羊的抗应激能力。在试验第90天时，试验组肉羊血清中SOD活性、T-AOC下降，血清CAT活性无显著变化，血清GSH-Px活性显著提高，血清MDA含量显著高于对照组。这与前人的研究结果[30-31]不完全一致，可能与长时间采食高精料饲粮造成了营养代谢性氧化应激，使得动物机体内的动态平衡被破坏，但详细机制有待进一步研究。

4 结论

① 与对照组相比，试验组肉羊平均日采食量、平均日增重、屠宰率分别提高了2.84%、8.17%、1.24%；肉羊的宰前活重及胴体重提高了5.97%、9.07%；料肉比降低了8.98%，每只羊多盈利43.35元，平均利润提高了31.94%，表明复合菌培养物能够提高肉羊生长性能。

② 与对照组相比，试验组肉羊血清IgG、IgM及IL-6含量分别提高了39.49%、37.25%和42.12%，表明复合菌培养物能够显著提高肉羊的免疫功能。

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