随着人们生活水平的提高,安全、营养、高品质的猪肉受到消费者的青睐。2019年3月农业农村部通告,除中药以外的药物饲料添加剂将在2020年全部退出市场,为药食同源为主的可饲用天然植物饲料提供了广阔的应用前景。有资料表明抗生素滥用很容易导致猪肠道菌群紊乱、抗病力下降、风味丢失、肉品质降低[1-2]。减抗替抗已进入倒计时,可饲用天然植物饲料已成为研究热点,而这些饲用天然植物饲料大多来自药食同源中药。
“药食同源”是我国劳动人民在食物和药物发现总结的智慧结晶,药食同源中药植物提取物作为饲料添加剂在畜禽养殖中的应用越来越广泛[3-4]。植物提取物的天然性、多功能性、无毒副作用和无抗药性的特点,不仅可以提高动物的生产机能,还能改善其产品品质[5]。植物提取物在提高猪的采食量、增重速度、饲料转化率、提高眼肌面积、改善肌肉脂肪酸组成与抗氧化能力方面效果显著[6]。黄芪多糖是从药用植物黄芪中提取出来的糖类混合物,其对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用[7];枸杞多糖是枸杞的重要提取物,有较强的抑菌能力和抗氧化活性,对仔猪的免疫能力也有着提高作用[8-10]。本实验室将枸杞、黄芪按一定比例混合,提取出复方植物提取物枸芪多糖。通过在育肥猪饲粮中添加1‰的枸芪多糖代替抗生素,在育肥猪生长性能、肉品质与风味、肝脏组织形态学、抗氧化能力等方面对枸芪多糖替代抗生素的效果进行评估,为生猪健康养殖以及抗生素替代研究奠定理论基础。
1 材料与方法 1.1 试验动物选用健康、体重相近的60头120日龄健康藏香黑猪作为试验动物。
1.2 枸芪多糖与基础饲粮本试验所用的枸芪多糖为实验室自制:将枸杞、黄芪按1 : 2的比例混合(共1 500 g),加10倍量的水煎煮、干燥,加淀粉至900 g,粉碎,混匀经过提取、浓缩、干燥后制得的枸芪提取物即为枸芪多糖,其多糖含量为114.7 mg/g,使用时按1‰的添加量添加到基础饲粮中。试验用基础饲粮组成及营养水平见表 1。
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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 the basal diet (DM basis) |
饲养试验在四川某黑猪生态牧场进行,将60头体重为(35±2) kg的藏香黑猪随机分为3组,每组5个重复,每个重复4头。对照组饲喂基础饲粮,基础饲粮禁止添加饲用抗生素和化学药物;抗生素组饲喂基础饲粮+金霉素(5 mg/kg)与黄霉素(80 mg/kg);枸芪多糖组饲喂基础饲粮+1‰枸芪多糖,试验期90 d。试验期内各组藏香黑猪饲喂于同一猪舍,饲养条件保持一致,自由采食与饮水。试验前料槽与水槽全面消毒,按照正常免疫程序免疫与驱虫。
1.4 样本采集与处理饲养试验结束后,从各组中随机选6头猪运往屠宰场屠宰,取1 000 g背最长肌用于测定氨基酸、多不饱和脂肪酸的含量;采集肝脏右叶样本,置于-20 ℃冰箱中保存,用于抗氧化指标的测定;另取0.3 cm3肝脏组织样本,用4%多聚甲醛固定,用于肝脏组织形态观察。
1.5 测定指标与方法 1.5.1 生长性能的测定试验开始前1天和试验结束前1天结料,于次日上午逐头称重并记录,计算试验期内平均日增重;每天记录每圈猪的投料量,计算试验期内平均日采食量;根据平均日采食量和平均日增重计算料重比。具体计算公式如下:
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屠宰称量体重,屠宰后测定皮下脂肪肩部最厚处、胸椎与腰椎结合处、腰椎与荐椎结合处3点膘厚、胴体重,计算屠宰率和平均背膘厚。
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取皮下脂肪肩部最厚处、胸椎与腰椎结合处、腰椎与荐椎结合处3点膘厚的平均值作为平均背膘厚。
1.5.3 肉品质与风味指标测定 1.5.3.1 氨基酸含量的测定精密称量冷冻肉样50~60 mg,置于水解管中,加入5 mL 6 mol/L的HCl,真空封管;放入恒温箱内(110±1) ℃水解24 h,打开水解管,将样品全部移入蒸发皿中,水浴蒸干HCl,然后过滤样品,定容至刻度线,采用高效氨基酸分析仪(日立L-8800)测定氨基酸含量。
1.5.3.2 不饱和脂肪酸含量的测定取冷冻肉样4~5 g,置于表面皿中,75 ℃烘箱中烘干,研磨混匀后,称取0.5 g肉样于10 mL试管中;加入1~2 mL 30~60 ℃沸腾石油醚和苯的混合溶液(1 : 1),轻轻摇动使样品溶解。加入1~2 mL 0.4 mol/L的氢氧化钾-甲醇溶液,混匀。在室温下静置5~10 min后,加蒸馏水使全部石油醚和苯的混合溶液升至瓶颈上部,放置待澄清。如上清液浑浊而又急待分析时,可滴入数滴无水乙醇,1~2 min内即可澄清。取上清液2 mL于色谱瓶中采用气相色谱仪(GC-14CPTF)测定峰面积。通过NIST图谱库检索进行定性,采用单位面积归一法进行定量分析,得出不饱和脂肪酸含量。
1.5.4 肝脏组织形态的测定肝脏组织块固定后按常规程序进行石蜡包埋、苏木精-伊红(HE)染色、中性树胶封固,组织切片在光学显微镜下观察肝脏组织形态。
1.5.5 肝脏抗氧化指标的测定 1.5.5.1 二喹啉甲酸(BCA)法测定肝脏蛋白质浓度按试剂盒(南京建成生物工程研究所生产)说明书配制BCA工作液。按表 2加入试剂,各孔加入试剂总体积为20 μL,然后每孔加入配制好的BCA工作液200 μL,振荡混匀,37 ℃恒温箱中孵育30 min,562 nm波长处采用酶标仪测定吸光度(OD)值。以蛋白质含量(μg)作为横坐标,OD值作为纵坐标,绘制蛋白质含量标准曲线。根据所测样品的OD值及绘制的标准曲线即可得到样品蛋白质含量(μg),再除以样品总体积,即为样品蛋白质浓度(μg/μL)。
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表 2 各孔试剂组成及对应蛋白质含量 Table 2 Composition of reagent and corresponding protein content in each hole |
称取一定量的肝脏样品,加入9倍体积的匀浆介质(0.9%生理盐水)制备成10%的组织匀浆,2 500~3 000 r/min离心10 min取上层清液,按照试剂盒(南京建成生物工程研究所生产)说明书配制T-SOD活性检测所需试剂,逐步添加,旋涡振荡器混匀,室温放置10 min,550 nm处测定OD值。
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称取一定量的肝脏样品,加入9倍体积的匀浆介质(0.9%生理盐水)制备成10%的组织匀浆,2 500~3 000 r/min离心10 min取上层清液,按照试剂盒(南京建成生物工程研究所生产)说明书配制MDA含量检测所需试剂,逐步添加,旋涡振荡器混匀,95 ℃水浴40 min,流水冷却,3 500~4 000 r/min离心10 min,取上清,532 nm处测定OD值。
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称取一定量的肝脏样品,加入9倍体积的匀浆介质(0.9%生理盐水)制备成10%的组织匀浆,2 500~3 000 r/min离心10 min取上层清液,生理盐水稀释成最佳取样浓度(稀释60倍),按照试剂盒(南京建成生物工程研究所生产)说明书配制CAT活性检测所需试剂,逐步添加,旋涡振荡器混匀,405 nm处测定OD值。
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试验数据以平均值±标准差表示,采用SPSS 16.0软件进行处理,数据分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA)并进行差异显著性比较,其中组间多重比较采用Tukey方法进行,P<0.05为差异显著,P < 0.01为差异极显著。
2 结果 2.1 枸芪多糖对育肥猪生长性能的影响由表 3可知,抗生素组与对照组相比,平均日增重和平均日采食量略有升高(P>0.05),枸芪多糖组与抗生素组和对照组相比,平均日增重和平均日采食量均显著升高(P < 0.05),料重比降低,但差异不显著(P>0.05)。
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表 3 枸芪多糖对育肥猪生长性能的影响 Table 3 Effects of Gou-Qi polysaccharides on growth performance of finishing pigs |
由表 4可知,与对照组和抗生素组相比,枸芪多糖组的屠宰率与平均背膘厚均有所增加,但差异不显著(P>0.05)。
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表 4 枸芪多糖对育肥猪胴体性状的影响 Table 4 Effects of Gou-Qi polysaccharides on caress traits of finishing pigs |
由表 5可知,与对照组相比,抗生素组背最长肌中各不饱和脂肪酸含量无显著变化(P>0.05)。与抗生素组和对照组相比,枸芪多糖组背最长肌中不饱和脂肪酸总量显著增加(P < 0.05), 其中棕榈油酸、油酸、顺-11-二十碳烯酸、顺,顺-11, 14-二十碳二烯酸含量显著增加(P < 0.05),必需脂肪酸含量虽也有增加,但差异不显著(P>0.05)。
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表 5 枸芪多糖对育肥猪背最长肌中不饱和脂肪酸含量的影响 Table 5 Effects of Gou-Qi polysaccharides on unsaturated fatty acid contents in longissimus dorsi of finishing pigs |
由表 6可知,与对照组相比,抗生素组背最长肌中各氨基酸含量无显著变化(P>0.05)。与抗生素组和对照组相比,枸芪多糖组背最长肌中氨基酸总量、必需氨基酸与鲜味氨基酸含量增加,但差异不显著(P>0.05)。
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表 6 枸芪多糖对育肥猪背最长肌中氨基酸含量的影响 Table 6 Effects of Gou-Qi polysaccharides on amino acid contents in longissimus dorsi of finishing pigs |
由图 1可知,对照组与抗生素组肝组织有较明显的损伤,枸芪多糖组肝组织结构完整,肝小叶轮廓、中央静脉及汇管区结构清楚,肝细胞索排列整齐,以中央静脉为中心向四周呈放射状。
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A~C:HE染色,40×;D~E:HE染色,200×。 A to C: HE staining, 40×; D to E: HE staining, 200×. 图 1 枸芪多糖对育肥猪肝脏组织形态的影响 Fig. 1 Effects of Gou-Qi polysaccharides on liver tissue morphology of finishing pigs |
由图 2可知,与对照组相比,抗生素组肝脏T-SOD、CAT活性和MDA含量均无显著变化(P>0.05)。与对照组和抗生素组相比,枸芪多糖组肝脏T-SOD活性显著升高(P < 0.05),CAT活性极显著升高(P < 0.01),MDA含量有所降低,但差异不显著(P>0.05)
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与对照组相比,*表示差异显著(P < 0.05),**表示差异极显著(P < 0.01);与抗生素组相比,#表示差异显著(P < 0.05),##表示差异极显著(P < 0.01)。 Compared with the control group, * mean significant difference (P < 0.05), and ** mean extremely significant difference (P < 0.01); compared with the antibiotic group, # mean significant difference (P < 0.05), and ## mean extremely significant difference (P < 0.01). 图 2 枸芪多糖对育肥猪肝脏抗氧化指标的影响 Fig. 2 Effects of Gou-Qi polysaccharides on liver antioxidant indexes of finishing pigs |
研究表明,枸杞多糖可增强机体免疫力、抗肿瘤、降血脂及保肝、降血糖、抗氧化、降血压、促进造血功能的作用;黄芪多糖可显著增强动物机体的免疫力,在猪病防治中效果显著[7, 11]。Giannenas等[12]研究证明中草药作为饲料添加剂可以提高肉鸡的平均日增重,降低饲料转化率;胡健等[13]研究显示,在饲粮中添加中草药饲料添加剂可以提高断奶仔猪的平均日增重与平均日采食量;黄红卫等[14]在育肥猪饲粮中添加5%的枸杞渣,可以提高育肥猪的生长性能,与对照相比平均日增重提高15.4%,料重比降低4.0%。黄芪多糖作为黄芪的主要成分,毒副作用小,无残留、不产生耐药性,而且可以增强畜禽免疫力、改善抗氧化性、提高生产性能、调节肠道微生态平衡、抑菌抗病毒,可有效地减少饲粮中抗生素的使用量[15]。研究表明发酵黄芪可以提高肉鸡的生长性能和抗氧化能力[16]。徐端红等[17]研究发现,黄芪多糖可以提高断奶羔羊的生长性能。彭少忠等[18]在断奶仔猪与生长育肥猪阶段给予黄芪多糖注射液,提高了断奶仔猪和生长猪的平均日增重和料重比;王成等[19]研究发现,由枸杞、黄芪等组成的组方浓缩物降低了育肥猪的料重比6.3%,显著提高了平均日增重。本试验结果与上述研究结果一致。本试验中,在饲粮中添加1‰的枸芪多糖,与抗生素组相比平均日增重增加15.63%,平均日采食量增加11.89%, 料重比下降3.20%,屠宰率增加2.36%, 胴体背膘厚增加10.37%。由此可见,枸芪多糖对育肥猪有着提高生长性能的作用,且效果优于抗生素。此外,枸芪多糖对育肥猪的胴体性状指标未产生显著影响,枸芪多糖组的屠宰率与平均背膘厚虽较对照组和抗生素组有所增加,但差异均未达显著水平。
3.2 枸芪多糖对育肥猪背最长肌中不饱和脂肪酸、氨基酸含量的影响多不饱和脂肪酸作为人体必需的营养物质,有促进细胞生长、调控基因表达、调节视力和脑发育等作用;另外,多不饱和脂肪酸代谢生成的脂质调控介质对炎症的启动、发展以及消退均具有重要调节作用。n-3多不饱和脂肪酸可作为天然抗癌活性物质,虽然其抗癌机制不是很明确,但可以通过抑制炎性因子减少氧化产物的产生,调节信号通路和相关酶活性,降低人们患癌风险且无不良风险[20-22]。在饲粮中添加复方中草药可以显著提高猪肉中总脂肪酸含量,显著提高脂肪酸中油酸、亚油酸、不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸的比例[23]。脂肪酸的组成对猪肉的风味影响很大,尤其是不饱和脂肪酸,资料显示油酸、亚油酸、十七碳烯酸和亚麻酸可能是猪肉风味的前体物质,油酸含量对猪肉风味有很大影响,高油酸含量的猪肉产生较少的脂肪气味[24-25]。刘彦慈[26]研究表明,中草药添加剂可以有效地加速肉仔鸡体内蛋白质的沉积和周转速度,使肌原纤维酶活性升高,氨基酸在肉仔鸡内重新分配,使其在肌肉内的沉积增加;郑梓等[6]在育肥猪饲粮中添加肉桂、陈皮、丁香、八角等药食同源植物提取物,与对照组相比,背最长肌脂肪酸中棕榈油酸、油酸、亚油酸和亚麻酸的含量分别提高了71.52%、12.46%、3.17%和82.28%。本试验结果与上述研究结果一致。本试验中,与抗生素组相比,枸芪多糖组背最长肌中不饱和脂肪酸总量增加42.36%, 必需脂肪酸含量增加30.23%,油酸含量增加46.20%, 顺-11-二十碳烯酸含量增加56.02%,顺,顺-11, 14-二十碳二烯酸含量增加43.05%, 氨基酸总量增加3.75%,必需氨基酸含量增加3.13%, 鲜味氨基酸含量增加3.44%。由此可见,枸芪多糖具有提高猪肉中不饱和脂肪酸、必需脂肪酸、鲜味氨基酸和必需氨基酸含量的能力,可以改善猪肉风味,提高其营养价值。枸芪多糖作为风味添加剂用于育肥猪饲粮中,以后生产风味猪肉的结果值得期待。
3.3 枸芪多糖对育肥猪肝脏组织形态、肝脏抗氧化能力的影响超氧化物歧化酶(SOD)具有清除机体内氧自由基的功能,CAT具有清除机体内过氧化氢的功能,MDA是机体过氧化的产物,这3个指标能体现出机体的抗氧化能力。胡建等[13]在断奶仔猪饲粮中添加复方中草药饲料添加剂(由麦冬、牛至、冬青叶、银杏叶、益母草等组成)可以提高断奶仔猪的免疫能力与抗氧化能力;李建平等[27]研究发现,五味子可以通过提高组织中的抗氧化酶活性,降低过氧化物含量,提高机体抗氧化功能,从而改善机体抗应激能力。本试验中,在光学显微镜下观察发现,枸芪多糖组与对照组和抗生素组相比肝脏组织结构完整,肝小叶轮廓、中央静脉及汇管区结构清楚,肝细胞索排列整齐,以中央静脉为中心向四周呈放射状,且没有损伤情况。对于肝脏抗氧化指标,与对照组相比,枸芪多糖组肝脏T-SOD活性增加27.39%,CAT活性增加62.28%,MDA含量降低10.00%;此外,与抗生素组相比,枸芪多糖组肝脏T-SOD和CAT活性显著增加,MDA含量有所降低。由此可知,枸芪多糖可提高育肥猪肝脏的抗氧化能力,减少肝脏氧化损伤。但是枸芪多糖保护育肥猪肝脏结构正常,调控育肥猪脂肪酸代谢的具体机制还需要进一步研究。
4 结论① 在育肥猪饲粮中添加1‰的枸芪多糖可以提高其生长性能,并可通过提高背最长肌中不饱和脂肪酸总量以及鲜味氨基酸与必需氨基酸的含量来提高猪肉营养价值,改善风味,且效果优于抗生素。
② 在育肥猪饲粮中添加1‰的枸芪多糖可以提高肝脏抗氧化能力,减少肝脏氧化损伤,并可代替抗生素。
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