动物营养学报    2020, Vol. 32 Issue (8): 3615-3623    PDF    
黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡生长性能、血清生化指标和抗氧化能力的影响
王桂英1 , 王奎明2 , 李路胜1 , 刘成1 , 高鹏翔1 , 董丙强1     
1. 聊城大学农学院, 聊城 252000;
2. 聊城大学生命科学学院, 聊城 252000
摘要: 本试验旨在研究黑水虻幼虫粉在蛋鸡育雏期饲粮中应用的可行性。选用480只健康状况良好的1日龄海兰褐蛋雏鸡,随机分成4组,每组6个重复,每个重复20只。G0、G3、G6、G9组蛋雏鸡分别饲喂含0(对照)、3%、6%、9%黑水虻幼虫粉(由采食餐厨垃圾的15日龄黑水虻幼虫制成)的等能等氮饲粮。试验期42 d。计算各组1~21日龄和1~42日龄的平均日增重、平均日采食量和料重比,测定21和42日龄胫骨长度,并分别于21和42日龄采集血液检测血清生化和抗氧化指标。结果显示:1)与G0组相比,G3组1~21日龄和1~42日龄平均日增重显著升高(P < 0.05),G3组1~21日龄料重比显著降低(P < 0.05);1~21日龄和1~42日龄平均日采食量以及21、42日龄胫骨长度各组之间差异不显著(P>0.05)。2)G3、G6组血清总蛋白和球蛋白含量显著高于G0组(P < 0.05),G3组血清尿素氮含量显著低于G0组(P < 0.05),G3、G6组血清甘油三酯含量显著低于G0组(P < 0.05)。3)G6、G9组21和42日龄血清总抗氧化能力显著高于G0组(P < 0.05);与G0组相比,G3、G6、G9组21和42日龄血清谷胱甘肽过氧化物酶活性显著提高(P < 0.05),21和42日龄血清丙二醛含量显著或极显著降低(P < 0.05或P < 0.01);21和42日龄血清总超氧化物歧化酶活性各组之间差异不显著(P>0.05)。综上所述,在本试验条件下,采用等能等氮进行配方设计优化,黑水虻幼虫粉替代豆粕等蛋白质饲料原料配制蛋雏鸡饲粮是可行的,且以3%的使用量效果最佳。
关键词: 黑水虻幼虫粉    蛋雏鸡    生长性能    血清生化指标    抗氧化能力    
Effects of Black Soldier Fly Larvae Meal on Growth Performance, Serum Biochemical Indexes and Antioxidant Capacity of Layer Chickens
WANG Guiying1 , WANG Kuiming2 , LI Lusheng1 , LIU Cheng1 , GAO Pengxiang1 , DONG Bingqiang1     
1. College of Agriculture, Liaocheng University, Liaocheng 252000, China;
2. College of Life Science, Liaocheng University, Liaocheng 252000, China
Abstract: This experiment was conducted to study the feasibility of using black soldier fly larva meal in the diet of layer chickens. A total of 480 healthy 1-day-old Hailan brown layer chickens were randomly divided into 4 groups with 6 replicates in each group and 20 replicates in each group. Layer chickens in G0, G3, G6 and G9 groups were fed diets contained 0, 3%, 6% and 9% of the black soldier fly larval meal (made by 15 instar larvae that fed with kitchen waste), respectively. The 4 diets were isonitrogenous and isoenergetic. The experimental period was 42 days. The average daily gain (ADG), average daily feed intake (ADFI) and feed/gain(F/G) of each group were measured at 1 to 21 days of age and 1 to 42 days of age, respectively, the tibia length (TL) was measured at 21 and 42 days of age, and the blood samples were collected to measure serum biochemical and antioxidant indexes at 21 and 42 days of age. The results showed as follows:1) the ADG of G3 group at 1 to 21 days of age and 1 to 42 days of age was significantly higher than that of G0 group (P < 0.05), the F/G of G3 group at 1 to 21 days of age was significantly lower than that of G0 group (P < 0.05). The ADFI at 1 to 21 days of age and 1 to 42 days of age and TL at 21 and 42 days of age were not significantly different among groups (P>0.05). Serum total protein (TP) and globulin (GLOB) contents of G3 and G6 groups were significantly higher than those of G0 group (P < 0.05), and serum urea (UN) content of G3 group was significantly higher than that of G0 group (P < 0.05), while serum triglyceride (TG) content of G3 and G6 groups was significantly lower than that of G0 group (P < 0.05). 3) Serum total antioxidant capacity (T-AOC) at 21 and 42 days of age of G6 and G9 groups was significantly higher than that of G0 group (P < 0.05). Compared with G0 group, the activity of serum glutathione peroxidase (GSH-Px) at 21 and 42 days of age of G3, G6 and G9 groups was significantly increased (P < 0.05), and the content of serum malondialdehyde (MDA) was significantly decreased (P < 0.05 or P < 0.01). There was no significant difference in serum total superoxide dismutase activity at 21 and 42 days of age among groups (P>0.05). In conclusion, under the conditions of this experiment, when equal energy and nitrogen are used to optimize the formula, it is feasible to replace protein feed materials such as soybean meal with the black soldier fly larvae meal to make the diet of layer chickens, and 3% of black soldier fly larvae meal is the best additive.
Key words: black soldier fly larvae meal    layer chickens    growth performance    serum biochemical indexes    antioxidant capacity    

随着我国畜牧业的快速发展,蛋白质原料尤其是豆粕的短缺问题日益突出。据报道,截止到2018年11月份,我国累积大豆进口总量为7 967.6万t,占同期国内总供给量的85%以上[1]。开发新的可替代豆粕的蛋白质饲料资源、降低畜牧养殖过程中对豆粕的依赖程度,是解决我国当前畜牧业发展的关键。

昆虫是世界上最大的生物类群,具有繁殖速度快、食性广泛、生物转化率高、饲养空间小等特点,被认为是当前最具开发潜力的动物蛋白质饲料资源[2-5]。昆虫体内蛋白质含量高、必需氨基酸种类齐全,符合或高于联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)提出的氨基酸模式[6],是优质的蛋白质饲料资源[7]。在现有的昆虫中,黑水虻(Hermetia illucens L.)是应用范围最广、前景最被看好的一种蛋白质饲料资源[8]

黑水虻学名亮斑扁角水虻,作为食腐性的资源化昆虫,其具有幼虫取食广泛、转化能力快、成虫不取食、预蛹营养价值高等特点,近年来越来越受到重视[9-11]。据测定,黑水虻幼虫粗蛋白质含量在40%~48%,粗脂肪含量在25%~40%,同时含有丰富的氨基酸和矿物质元素[12-13];已有研究表明,用黑水虻相关产品作为蛋白质饲料在肉鸡[4]、番鸭[14]、蛋鸡[5]、商品猪[15-17]等畜禽养殖上都取得了较好的效果。

育雏期是蛋鸡生长的第1个阶段,发育是否良好直接影响后期的产蛋成绩,蛋白质摄入量和蛋白质品质与蛋雏鸡体重和胫骨发育呈高度正相关[18],因此研究蛋雏鸡的新型蛋白质资源具有重要意义。目前黑水虻对蛋鸡育雏期影响的研究尚属空白,鉴于此,本试验旨在深入研究饲粮中添加不同比例的黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡生长性能、血清生化指标和抗氧化能力的影响,为进一步开发黑水虻虫粉作为蛋白质饲料资源在蛋鸡生产中的应用提供素材。

1 材料与方法 1.1 黑水虻幼虫粉

本试验所用黑水虻虫卵来自山东某农业科技有限公司。5日龄黑水虻幼虫经餐厨垃圾(取自聊城大学学生食堂)饲喂10 d,经分离采集活虫,采用微波烘干方式制成风干样品,粉碎成粉末制成黑水虻幼虫粉。经聊城大学动物营养与饲料分析实验室检测,其营养成分为:粗蛋白质含量41.36%,粗脂肪含量31.82%,粗灰分含量15.03%,水分含量2.94%,蛋氨酸含量0.61%,赖氨酸含量2.15%。

1.2 试验动物与分组

选择健康状况良好的1日龄海兰褐商品蛋雏鸡480只,随机分成4个组(G0、G3、G6、G9组),每组6个重复,每个重复20只。G0组(对照组)饲喂基础饲粮,3个试验组分别饲喂添加3%(G3组)、6%(G6组)、9%(G9组)黑水虻幼虫粉的试验饲粮。基础饲粮根据海兰褐蛋鸡育雏期营养需要配制,试验饲粮是在基础饲粮的基础上,根据黑水虻幼虫粉营养水平及添加比例进行调整,最终达到全部饲粮等氮等能。试验饲粮组成及营养水平见表 1。各组饲粮按照粉碎细度2.5 mm、环模压缩比10.0的生产工艺参数制作颗粒饲料后破碎使用。

表 1 试验饲粮组成及营养水平 Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets  
1.3 饲养管理

饲养试验于2019年8月11日至2019年9月22日在聊城大学农业生态园进行,共计42 d。采用笼养方式进行,试验开始前3天鸡舍采用富尔马林加甲醛熏蒸消毒,前3 d鸡舍温度为33 ℃,之后逐渐降低温度,21日龄后维持在21 ℃;全期自由饮水和采食,按常规程序进行免疫,试验期间记录每日喂料量,并观察雏鸡健康状况,记录死亡鸡只数,其余饲养管理按照常规进行。

1.4 样品采集与指标测定 1.4.1 生长性能

饲养试验结束后禁食12 h,以重复为单位对试验鸡只全群称重,分别计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G);分别在21和42日龄,每重复随机选取5只鸡,用游标卡尺测定胫骨长度(TL);试验结束后根据死亡鸡只数计算成活率(SR)。

1.4.2 血清生化和抗氧化指标

在21和42日龄禁食12 h的鸡群中,以重复为单位随机选择2只试验鸡只翅静脉采血4 mL,以4 000 r/m离心15 min,分离血清,放入-80 ℃冰箱中冷冻保存待测。

取42日龄待测血清,采用全自动生化分析仪测定谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性及总蛋白、白蛋白、球蛋白、尿素氮、尿酸、胆固醇、甘油三酯和葡萄糖含量,由聊城大学附属医院测定;取21和42日龄血清进行抗氧化指标测定,其中总抗氧化能力(T-AOC)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性采用比色法测定,丙二醛(MDA)含量采用巴比妥酸法测定,总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性采用黄嘌呤氧化酶法测定,所用试剂盒来自南京建成生物工程研究所,具体操作按试剂盒说明书进行。

1.5 数据统计及分析

记录的试验数据采用Excel 2019进行整理,利用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),采用Duncan氏法对各参数均值之间的差异性进行检验,显著性水平为P < 0.05,极显著性水平为P < 0.01。数据以平均值±标准差(mean±SD)的方式表示。

2 结果与分析 2.1 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡生长性能的影响

表 2可以看出,G3在1~21日龄和1~42日龄的平均日增重均显著高于G0组(P < 0.05),G6组虽与G0组差异不显著(P>0.05),但有增长的趋势。在料重比上,G3组在1~21日龄时显著低于G0组(P < 0.05),在1~42日龄时与G0组差异不显著(P>0.05);无论是1~21日龄还是1~42日龄,G6、G9组的料重比与G0组相比均差异不显著(P>0.05);各组1~21日龄和1~42日龄的平均日采食量、21和42日龄胫骨长度以及成活率差异不显著(P>0.05)。

表 2 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡生长性能的影响 Table 2 Effects of black soldier fly larvae meal on growth performance of layer chickens
2.2 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡血清生化指标的影响

表 3可以看出,G3和G6组血清总蛋白和球蛋白含量显著高于G0组(P < 0.05),G3组血清尿素氮含量显著低于G0组(P < 0.05);在血清甘油三酯含量方面,与G0组相比,G3和G6组显著降低(P < 0.05)。各试验组血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性以及尿酸、胆固醇、葡萄糖含量与G0组相比均有不同程度的降低,但差异不显著(P>0.05)。

表 3 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡血清生化指标的影响 Table 3 Effects of black soldier fly larvae meal on serum biochemical indexes of layer chickens
2.3 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡血清抗氧化指标的影响

表 4可以看出,G6和G9组在21和42日龄时血清总抗氧化能力显著高于G0组(P < 0.05),G3组虽与G0组差异不显著(P>0.05),但亦有提高的趋势(P>0.05);与G0组相比,饲粮中添加不同比例黑水虻幼虫粉均显著提高了21和42日龄血清谷胱甘肽过氧化物酶活性(P < 0.05),显著或极显著降低了21和42日龄血清丙二醛含量(P < 0.05或P < 0.01);21和42日龄血清总超氧化物歧化酶活性各组之间差异不显著(P>0.05)。

表 4 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡血清抗氧化指标的影响 Table 4 Effects of black soldier fly larvae meal on serum antioxidant indexes of layer chickens
3 讨论 3.1 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡生长性能的影响

本试验在基础饲粮中添加不同比例的黑水虻幼虫粉作为饲料原料饲喂海兰褐蛋雏鸡6周,结果发现,添加3%黑水虻幼虫粉可显著提高蛋雏鸡饲养全程的平均日增重,降低1~21日龄的料重比;3%、6%、9%的使用量均没有对蛋雏鸡的平均日采食量和胫骨长度产生显著影响。上述结果说明,在本试验条件下,以不影响生长性能为前提,黑水虻幼虫粉以添加3%为宜。张放等[19]报道,2.5%黑水虻幼虫粉组与豆粕组相比平均日增重提高了19.58%。Dabbou等[4]利用黑水虻幼虫粉替代豆粕饲喂肉鸡时发现,5%和10%的使用量均没有显著影响肉鸡的平均日增重和料重比,但15%的使用量会造成肉鸡平均日增重下降,料重比升高。Gariglio等[14]报道,饲粮中添加3%、6%和9%的黑水虻幼虫粉均没有显著影响番鸭的平均日增重和料重比。本试验结果与张放等[19]所得结果相符,与Dabbou等[4]和Gariglio等[14]所得结果不完全一致,本试验结果显示,3%的使用量显著升高了1~21日龄蛋雏鸡的平均日增重,降低了料重比,分析原因应该与黑水虻幼虫粉的原料性质有关。Schiavone等[20]研究了黑水虻幼虫粉脱脂程度对肉鸡营养物质消化率的影响,结果表明,脱脂程度低的试验组营养物质消化率显著高于脱脂程度高的试验组。黑水虻幼虫粉的来源不同,营养价值存在着较大的差异[13, 21],不同来源黑水虻幼虫粉对动物生长性能的影响均存在着差异[22]

多项研究表明,适宜使用量的黑水虻幼虫粉可以提高动物的生长性能[15-16],替代鱼粉、豆粕等蛋白质原料[6, 11],但增加使用量则会使动物生长性能下降[23],本研究结果与上述研究结果基本一致。在蝇蛆粉、黄粉虫等其他昆虫类饲料的应用中亦有相关报道[24-25],分析原因可能与基础饲粮配方的蛋白质水平、动物的品种规格、替代物的种类及饲粮养分表观消化率、氨基酸组成、适口性等多种因素有关[22],同时也有学者认为昆虫粉替代量的高低与昆虫体内的几丁质有关,由包裹在蛋白质、脂质和矿物质等的几丁质组成的昆虫甲小皮阻碍了消化酶与几丁质的接触,并阻止了机体对蛋白质和脂质的吸收,降低了对虫体的消化率[26],但是还没有确凿的证据[27]。由此可见,黑水虻幼虫粉可以替代饲粮中的鱼粉等蛋白质原料,但是适宜替代量受动物种类、饲养环境以及黑水虻的来源及加工工艺等不同而存在差异。

3.2 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡血清生化指标的影响

血清生化指标可以反映动物的生理机能、新陈代谢状况和组织细胞的通透性,是衡量动物健康标准的重要指标[28]。球蛋白由B淋巴细胞转化为血浆细胞后分泌而成,球蛋白含量增多与机体免疫机能增强有关;血清总蛋白含量是白蛋白和球蛋白含量之和,血清总蛋白含量增加可促进蛋白质合成和动物生长[29]。尿素氮是机体氨基酸代谢的终产物,含量降低一般表明体内氮沉积增加,饲粮氨基酸平衡且蛋白质代谢良好,升高则表明蛋白质分解代谢加强,氮沉积降低,蛋白质利用率降低[30-31]。Gariglio等[14]报道,饲粮中添加6%脱脂黑水虻幼虫粉显著提高了番鸭的血清总蛋白含量;Dabbou等[4]报道,饲粮中添加10%脱脂黑水虻幼虫粉降低了肉鸡血清尿酸的含量。本试验中,与G0组相比,饲粮中添加3%和6%黑水虻幼虫粉显著增加了血清中总蛋白和球蛋白含量,添加3%黑水虻幼虫粉还显著降低了血清尿素氮含量,表明饲粮添加黑水虻幼虫粉提高了蛋雏鸡对蛋白质的利用率,增强了机体免疫机能,与上述研究结果相一致,同时也与本试验的生长性能数据相应证。

血清甘油三酯和胆固醇含量可反映机体脂类的吸收和代谢状况,葡萄糖是产生ATP的主要能源物质,为宿主提供机体所需的能量。余苗等[32]报道,饲粮中添加4%和8%黑水虻幼虫粉显著提高了育肥猪的血清葡萄糖含量,但对血清胆固醇和甘油三酯含量没有显著影响;陈晓瑛等[22]研究发现,以黑水虻幼虫粉替代基础饲料中10%、20%、30%、40%、50%的鱼粉不同程度地降低了黄颡鱼血清胆固醇和甘油三酯含量。本试验中,饲粮中添加3%和6%黑水虻显著降低了蛋雏鸡血清甘油三酯含量,但对血清葡萄糖含量没有显著影响,分析原因可能与饲粮组成及试验动物不同等有关。总而言之,上述血清生化指标的结果表明饲粮中添加黑水虻幼虫粉可增强机体新陈代谢并提高蛋白质沉积,改善脂类代谢,进而促进蛋雏鸡的生长。

3.3 黑水虻幼虫粉对蛋雏鸡抗氧化能力的影响

机体的抗氧化系统包括抗氧化酶系统和非酶促系统,总抗氧化能力是反映机体抗氧化作用的综合性考量指标,可表示机体总体的自由基代谢情况以及对应激的反应。总超氧化物歧化酶、丙二醛、谷胱甘肽过氧化物酶都是反映机体抗氧化能力的重要指标[33-34]。本研究表明,饲粮中添加适量的黑水虻幼虫粉可显著提高血清总抗氧化能力和谷胱甘肽过氧化物酶活性,显著或极显著降低血清丙二醛含量。Dabbou等[4]研究发现,饲粮中添加脱脂黑水虻幼虫粉可显著提高肉鸡血清谷胱甘肽过氧化物酶活性,且提高程度与使用量成正比;Gariglio等[14]报道,饲粮中添加9%脱脂黑水虻幼虫粉显著降低了番鸭血清丙二醛含量,但对血清谷胱甘肽过氧化物酶活性没有显著影响。Li等[35]使用脱脂黑水虻幼虫粉替代饲料中鱼粉时对建鲤血清抗氧化指标中的超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量无显著影响,但替代量为75%或100%时建鲤血清过氧化氢酶活性显著提高。上述报道与本试验结果基本一致,表明当饲粮中使用一定量的黑水虻幼虫粉时对提高养殖动物的抗氧化能力具有积极的促进作用。Secci等[5]测定黑水虻幼虫粉中含有生育酚42.72 mg/kg,而生育酚可促进谷胱甘肽过氧化物酶活性,两者之间是否具有相关性以及黑水虻幼虫粉中含有的抗菌肽以及其他未知生物活性成分与抗氧化能力之间的相关性,值得进一步深入研究。

4 结论

综上所述,在本试验条件下,采用等能等氮进行配方设计优化,在饲粮中添加黑水虻幼虫粉改善了蛋雏鸡的生长性能、血清生化指标和抗氧化能力,表明黑水虻幼虫粉替代豆粕等蛋白质饲料原料配制蛋雏鸡饲粮是可行的。从添加比例上看,以3%的使用量效果最佳。

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