动物营养学报    2022, Vol. 34 Issue (3): 1875-1884    PDF    
引用本文
刘福鑫, 孔繁根, 王国洲, 张伟, 刘树栋, 陈赛娟, 陈宝江. 香芹酚对肉兔生长性能、养分表观消化率、肠道消化酶活性、免疫器官发育及抗氧化能力的影响[J]. 动物营养学报, 2022, 34(3): 1875-1884.  
LIU Fuxin, KONG Fangen, WANG Guozhou, ZHANG Wei, LIU Shudong, CHEN Saijuan, CHEN Baojiang. Effects of Carvacrol on Growth Performance, Nutrient Apparent Digestibilities, Intestinal Digestive Enzyme Activities, Immune Organ Development and Antioxidant Capacity of Meat Rabbits[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2022, 34(3): 1875-1884.  
香芹酚对肉兔生长性能、养分表观消化率、肠道消化酶活性、免疫器官发育及抗氧化能力的影响
刘福鑫1,2 , 孔繁根1 , 王国洲1 , 张伟1 , 刘树栋1 , 陈赛娟1,2,3 , 陈宝江1     
1. 河北农业大学动物科技学院, 保定 071001;
2. 河北农业大学山区研究所, 保定 071001;
3. 河北省山区农业技术创新中心, 保定 071001
收稿日期: 2021-08-18
基金项目: 国家兔产业技术体系（CARS-43-B-2）；河北省自然科学基金项目（C2020204186）
作者简介: 刘福鑫(1997-), 女, 河北秦皇岛人, 硕士研究生, 研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail: 1773591740@qq.com.
通信作者: 陈赛娟, 副研究员, 硕士生导师, E-mail: chensaijuan@126.com;
陈宝江, 教授, 博士生导师, E-mail: chenbaojiang@vip.sina.com.
摘要: 本试验旨在研究香芹酚对肉兔生长性能、养分表观消化率、肠道消化酶活性、免疫器官发育及抗氧化能力的影响。选取120只35日龄体重相近的健康新西兰肉兔，随机分为4组，每组30个重复，每个重复1只。对照组饲喂基础饲粮，试验组（T1、T2、T3组）分别在基础饲粮中添加150、300和450 g/t香芹酚。预试期7 d，生长试验28 d，消化代谢试验7 d。结果表明：1）与对照组相比，T2组的平均日采食量显著降低（P < 0.05），T1、T2和T3组的料重比有降低趋势（P=0.056），T1、T2和T3组的腹泻率均降低了3.34%（P>0.05）。2）各组之间的干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、总能（GE）和酸性洗涤纤维（ADF）表观消化率均无显著差异（P>0.05）。与对照组相比，T1、T2和T3组的粗脂肪（EE）表观消化率显著提高（P < 0.05），T2组的粗纤维（CF）表观消化率显著提高（P < 0.05）。3）与对照组相比，T2和T3组的回肠胰蛋白酶活性显著提高（P < 0.05），T1、T2和T3组的盲肠胰蛋白酶活性显著提高（P < 0.05），T1的盲肠脂肪酶活性显著提高（P < 0.05）。4）各组之间的胸腺指数、肝脏指数和脾脏指数均无显著差异（P>0.05），但T2和T3组的胸腺指数较对照组分别提高了50.00%和17.27%。5）与对照组相比，T1和T2组的空肠总抗氧化能力（T-AOC）显著提高（P < 0.05），T1、T2和T3组的空肠谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性显著提高（P < 0.05），T3组的肝脏GSH-Px活性显著提高（P < 0.05）。综上所述，饲粮中添加香芹酚可降低肉兔的腹泻率和料重比，提高肉兔对EE和CF表观消化率，增强部分消化酶的活性，在一定程度上提高胸腺指数，增强空肠和肝脏的抗氧化能力。本试验条件下，肉兔饲粮中香芹酚适宜添加水平为300 g/t。
关键词: 香芹酚    肉兔    生长性能    表观消化率    消化酶活性    免疫器官指数    抗氧化能力    
Effects of Carvacrol on Growth Performance, Nutrient Apparent Digestibilities, Intestinal Digestive Enzyme Activities, Immune Organ Development and Antioxidant Capacity of Meat Rabbits
LIU Fuxin1,2 , KONG Fangen1 , WANG Guozhou1 , ZHANG Wei1 , LIU Shudong1 , CHEN Saijuan1,2,3 , CHEN Baojiang1     
1. College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China;
2. Mountainous Area Research Institute of Hebei Province, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China;
3. Agricultural Technology Innovation Center in Mountainous Areas of Hebei Province, Baoding 071001, China
Corresponding author: CHEN Saijuan, associate professor, E-mail: chensaijuan@126.com;
CHEN Baojiang, professor, E-mail: chenbaojiang@vip.sina.com.
Abstract: This experiment was conducted to investigate the effects of carvacrol on growth performance, nutrient apparent digestibilities, intestinal digestive enzyme activities, immune organ development and antioxidant capacity of meat rabbits. One hundred and twenty healthy 35-day-old New Zealand rabbits of similar body weight were randomly allocated to 4 groups with 30 replicates per group and 1 rabbit per replicate. Rabbits in the control group were fed a basal diet, while the others in experimental groups (T1, T2 and T3 groups) were fed the basal diet supplemented with 150, 300 and 450 g/t carvacrol, respectively. The pre-feeding period lasted for 7 d followed by an experimental period of 28 d, and the digestion and metabolism test lasted for 7 d. The results showed as follows: 1) compare with the control group, the average daily feed intake of T2 group was significantly decreased (P < 0.05), the feed to gain ratio of T1, T2 and T3 groups was tend to decrease (P=0.056), and the mortality rate of T1, T2 and T3 groups was decreased by 3.34% (P>0.05). 2) There were no significant differences in the apparent digestibilities of dry matter (DM), crude protein (CP), gross energy (GE) and acid detergent fiber (ADF) among all groups (P>0.05). Compare with the control group, the ether extract (EE) apparent digestibility of T1, T2 and T3 groups was significantly increased (P < 0.05), and the crude fiber (CF) apparent digestibility of T2 group was significantly increased (P < 0.05). 3) Compare with the control group, the ileal trypsin activity of T2 and T3 groups was significantly increased (P < 0.05), the cecal trypsin activity of T1, T2 and T3 groups was significantly increased (P < 0.05), and the cecal lipase activity of T1 group was significantly increased (P < 0.05). 4) There were no significant differences in the thymus index, liver index and spleen index among all groups (P>0.05), but the thymus index of T2 and T3 groups was increased by 50.00% and 17.27% compared with the control group. 5) Compare with the control group, the jejunal total antioxidant capacity (T-AOC) of T1 and T2 groups was significantly increased (P < 0.05), the jejunal glutathione peroxidase (GSH-Px) activity of T1, T2 and T3 groups was significantly increased (P < 0.05), and the liver GSH-Px activity of T1 group was significantly increased (P < 0.05). In conclusion, the addition of carvacrol in the diet can reduce the diarrhea rate and feed to gain ratio of meat rabbits, increase the apparent digestibilities of EE and CF for meat rabbits, increase the activities of some digestive enzyme, increase the thymus index to a certain extent, and enhance the antioxidant capacity of jejunum and liver. Under this experimental condition, the appropriate supplemental level of carvacrol in the diet of meat rabbits is 300 g/t.
Key words: carvacrol    meat rabbits    growth performance    apparent digestibilities    digestive enzyme activities    immune organ indexes    antioxidant capacity    

近年来我国肉兔产业发展迅猛，2020年末我国的家兔存栏量约为1.3亿只，其中以肉兔养殖为主，占比高达75%[1]。在规模化、集约化的生产模式下，肉兔养殖技术水平和出栏率不断提高。生长性能是衡量肉兔经济效益的重要因素，消化吸收能力和抗氧化能力又密切影响肉兔的健康状况和生长速度。根据国家“饲料端禁抗、养殖端减抗和产品端无抗”的行业发展要求，开发新型绿色饲料添加剂是动物营养行业研发的重要方向。香芹酚是牛至、百里香等常用精油中的主要成分，相对于传统的天然植物精油，类天然的香芹酚合成产品具有成分稳定、含量明确、便于研究和大规模应用等诸多优点，且无残留、无毒副作用的特点尤为突出。近年来，香芹酚作为主要成分与其他饲料添加剂联合使用被广泛应用，在猪、禽和反刍动物上促生长[2-3]、增强消化吸收能力、改善肠道形态[4]、调节肠道菌群[5]和提高机体抗氧化能力[6]等方面效果显著，是目前研究的热点之一。目前，香芹酚作为饲料添加剂单独使用的报道很少，且多在猪和家禽生产中使用，在兔生产中鲜有报道。因此，本试验拟通过研究饲粮香芹酚添加水平对肉兔生长性能、养分表观消化率、肠道消化酶活性、免疫器官发育及抗氧化能力的影响，旨在为养兔业新型绿色饲料添加剂的应用提供理论与实践依据。

1 材料与方法 1.1 基础饲粮

香芹酚由广州某公司提供，含量为4.56%。基础饲粮参照NRC(1977)[7]家兔饲养标准和谷子林等[8]推荐的肉兔饲粮营养水平进行配制，基础饲粮组成及营养水平见表 1。

表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) 
1.2 试验设计与饲养管理

选取120只体重相近的健康35日龄新西兰肉兔，公母各占1/2，随机分为4组，每组30个重复，每个重复1只。对照组饲喂基础饲粮，试验组(T1、T2、T3组)分别在基础饲粮中添加150、300和450 g/t香芹酚。预试期7 d，生长试验为期28 d，消化代谢试验持续7 d。

试验前对兔舍和兔笼进行清理和消毒，按照兔场防疫规定对兔群进行免疫接种，常规饲养管理，自由采食与饮水，保证足够的光照与通风，每天定时饲喂2次。

1.3 检测指标与方法 1.3.1 生长性能

试验开始和结束时称量各组试验兔的体重获得初始体重和终末体重，计算平均日增重(ADG)；试验期间记录各组试验兔的采食量，计算平均日采食量(ADFI)，并根据ADG和ADFI计算料重比(F/G)；试验期间记录各组试验兔的腹泻情况和死亡情况，计算腹泻率和死亡率。

1.3.2 养分表观消化率

生长试验结束后，每组随机挑选8只试验兔(公母各占1/2)转移至消化代谢笼中进行消化代谢试验。消化代谢试验采用全收粪法，参照张丽英[9]的方法测定饲粮及粪中各养分含量。

1.3.3 肠道消化酶活性和免疫器官指数

正试期第28天空腹称重，每组挑选10只试验兔进行屠宰，宰后取空肠、回肠和盲肠食糜各5 mL放入冻存管中，-80 ℃保存，用于检测胰蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶活性。取胸腺、肝脏、脾脏称重，计算胸腺指数、肝脏指数和脾脏指数。

1.3.4 血清、肝脏和空肠抗氧化指标

屠宰前，每组挑选10只试验兔进行耳缘静脉采血，3 500 r/min离心10 min，取上清液，-20 ℃保存待测；屠宰后，取肝脏和空肠肠段，切割称重，加入磷酸盐缓冲液(PBS)，用低温研磨后离心，取上清液，-20 ℃保存待测。测定血清、肝脏和空肠的抗氧化指标：丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性以及总抗氧化能力(T-AOC)。检测所用试剂盒均购于南京建成生物工程研究所，具体操作参照说明书进行。

1.4 数据统计分析

试验数据采用SPSS 20.0软件进行单因素方差分析，Duncan氏法进行多重比较检验，腹泻率和死亡率采用卡方检验。数据结果采用“平均值±标准差”表示，以P＜0.05表示差异显著，0.05＜P＜0.10表示有趋势。

2 结果 2.1 香芹酚对肉兔生长性能的影响

由表 2可知，各组之间的末重和ADG无显著差异(P＞0.05)。各试验组的ADFI均低于对照组，其中T2组的ADFI显著低于对照组(P＜0.05)。与对照组相比，T1、T2和T3组的F/G有降低趋势(0.05＜P＜0.10)，分别降低了8.43%、22.17%和9.09%。与对照组相比，各试验组的腹泻率均降低了3.34%(P＞0.05)，试验期内各组试验兔均未死亡。

表 2 香芹酚对肉兔生长性能的影响 Table 2 Effects of carvacrol on growth performance of meat rabbits (n=30)
2.2 香芹酚对肉兔养分表观消化率的影响

由表 3可知，试验组的粗脂肪(EE)表观消化率显著高于对照组(P＜0.05)，与对照组相比，T1、T2和T3组的EE表观消化率分别提高了50.07%、37.84%和21.29%。T2组的粗纤维(CF)表观消化率显著高于其他各组(P＜0.05)，较对照组及T1和T3组分别提高了22.88%、21.00%和27.27%。T3组的中性洗涤纤维(NDF)消化率表观最低，显著低于对照组和T2组(P＜0.05)，但与T1组差异不显著(P＞0.05)。各组之间的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、总能(GE)和酸性洗涤纤维(ADF)表观消化率均无显著差异(P＞0.05)。

表 3 香芹酚对肉兔养分表观消化率的影响 Table 3 Effects of carvacrol on nutrient apparent digestibilities of meat rabbits (n=8) 
2.3 香芹酚对肉兔肠道消化酶活性的影响

由表 4可知，各组之间的空肠和盲肠α-淀粉酶活性、空肠胰蛋白酶活性和回肠脂肪酶活性均无显著差异(P＞0.05)。与对照组相比，各试验组的回肠α-淀粉酶活性均降低，且T2、T3组显著降低(P＜0.05)，T1组差异不显著(P＞0.05)。与对照组相比，T2和T3组的回肠胰蛋白酶活性显著提高(P＜0.05)。与对照组相比，T1、T2和T3组的盲肠胰蛋白酶活性均显著提高(P＜0.05)，分别提高了27.64%、11.51%和27.89%。与对照组相比，各试验组的盲肠脂肪酶均提高，T1、T2和T3组分别提高了13.64%(P＜0.05)、6.85%(P＞0.05)和4.26%(P＞0.05)。

表 4 香芹酚对肉兔肠道消化酶活性的影响 Table 4 Effects of carvacrol on intestinal enzyme activities of meat rabbits (n=10)
2.4 香芹酚对肉兔免疫器官发育的影响

由表 5可知，各组之间的胸腺指数、肝脏指数和脾脏指数均无显著差异(P＞0.05)；与对照组相比，T2和T3组的胸腺指数分别提高了50.00%和17.27%。

表 5 香芹酚对肉兔免疫器官发育的影响 Table 5 Effects of carvacrol on immune organ development of meat rabbits (n=10) 
2.5 香芹酚对肉兔血清、空肠和肝脏抗氧化指标的影响

由表 6可知，各组之间的血清和肝脏MDA含量和T-AOC以及空肠和肝脏SOD活性均无显著差异(P＞0.05)；但T1和T2组的血清T-AOC有高于对照组的趋势(0.05＜P＜0.10)；T1、T2和T3组肝脏MDA含量有低于对照组的趋势(0.05＜P＜0.10)。与对照组相比，T1和T2组的空肠T-AOC显著提高(P＜0.05)，但T3组无显著差异(P＞0.05)。与对照组相比，T1、T2和T3组的空肠GSH-Px活性显著提高(P＜0.05)，分别提高了13.83%、10.45%和12.24%。与对照组相比，T1、T2和T3组的肝脏GSH-Px活性分别提高了3.88%(P＞0.05)、2.75%(P＞0.05)和11.35%(P＜0.05)。

表 6 香芹酚对肉兔血清、空肠和肝脏抗氧化指标的影响 Table 6 Effects of carvacrol on serum, jejunum and liver antioxidant indexes of meat rabbits (n=10)
3 讨论 3.1 香芹酚对肉兔生长性能的影响

仔兔断奶后，环境与饲料的变化易引起仔兔消化系统疾病，大量的腹泻会导致仔兔死亡，即使痊愈也会影响肠道发育，降低生长速度，从而降低经济效益。饲料报酬是衡量畜禽生长性能的重要指标。研究发现，饲粮添加不同水平的香芹酚[10]或者改变香芹酚与其他饲料添加剂的占比[11]，可改善动物的生长性能。黄金昌等[12]研究发现，饲粮中添加400 mg/kg肉桂醛、百里酚和香芹酚的复合植物提取物可提高仔猪的ADG、ADFI和饲料报酬。孙海涛等[5]研究发现，饲粮添加5%牛至油(主要成分是香芹酚和百里香酚)可显著提高断奶肉兔的生长性能。本试验发现，饲粮添加香芹酚有降低肉兔F/G的趋势，这与前人的研究结果[13-14]相一致。在本试验中，对照组的腹泻率高于试验组，可能是因为幼兔相对采食量较大，造成消化道内食物不能完全吸收，使胃肠道产生不良反应，引起腹泻。试验组的ADFI均低于对照组，但对肉兔末重并无显著影响。王俊奎等[15]研究发现，实际饲料摄入量和预测饲料摄入量的差值及剩余采食量(RFI)越低，个体饲料消耗越少，对动物的繁殖和生长速度没有影响，但饲料使用的净效率越高。Bravo等[16]研究发现，香芹酚、肉桂醛和辣椒素混合补充剂可提高畜禽吸收膳食能量转换为组织的消化或代谢效率，改善肉鸡生长的能量利用，通过减少自身维持净能，增加生产净能，进而提高饲料转化效率，降低F/G，因此，动物的生长速度并不一定受采食量的影响，而是取决于动物生产净能的高低。香芹酚对ADG和ADFI的影响在不同研究中表现出的差异也可能是由于畜种、香芹酚来源或类型[17]、添加水平[18]不同以及与其他添加剂联合使用产生的协同作用而引起的。

3.2 香芹酚对肉兔养分表观消化率和肠道消化酶活性的影响

饲粮表观消化率在一定程度上可反映动物对饲料养分的消化吸收情况，而消化酶活性在一定程度上反映出机体对饲料养分的消化利用程度，机体生长与消化酶活性之间存在着一定的正向作用关系。冯志华等[19]报道，牛至油能显著提高断奶獭兔对干物质、蛋白质以及粗纤维的表观消化率。研究发现，饲粮中添加植物精油可通过增加蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶[20]和糜蛋白酶[21]等相应酶活性来刺激动物的消化功能。Youssef等[22]研究发现，精油和皂甙的组合可显著增加肉鸡小肠的胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶活性，进而促进肉鸡的消化和吸收，达到促生长的作用。在本试验中，试验组肉兔的盲肠胰蛋白酶和脂肪酶活性均升高，饲粮添加300和450 g/t香芹酚显著提高了回肠胰蛋白酶活性，从而提高肉兔的CP和EE表观消化率，与前人研究结果一致。也有一些研究结果显示，饲粮添加植物精油对消化酶活性无积极作用。李兰海[23]在酸化剂和牛至油替代硫酸黏杆菌素的试验中发现，其对断奶仔猪肠道的总蛋白酶和脂肪酶活性无显著影响。本研究发现，香芹酚对空肠和盲肠的α-淀粉酶、空肠胰蛋白酶和回肠脂肪酶活性均无显著影响。由此可见，在肉兔饲粮中添加香芹酚能提高肠道内部分消化酶活性，但并不是对任意消化酶活性都有积极作用。香芹酚促消化的原因可能是通过增加唾液和胆汁的分泌以及提高内源酶的分泌量和活性，并通过改善动物肠道形态和功能，增强机体的消化吸收能力[24]。

3.3 香芹酚对肉兔免疫器官发育的影响

免疫器官指数的高低反映了动物机体免疫细胞增殖速度以及免疫机能强弱。李彬等[25]研究发现，在麻黄肉鸡饲养前期添加复合植物精油(主要成分香芹酚和百里香酚)可显著提高法氏囊指数，但对脾脏指数和胸腺指数无显著影响，可能改善了黄羽肉鸡的免疫功能。彭青云等[26]研究发现，饲粮添加200~300 mg/kg牛至油可显著提高42日龄肉仔鸡的脾脏指数、胸腺指数和法氏囊指数，对21日龄肉仔鸡免疫器官指数无显著影响。本试验中，香芹酚对肉兔的胸腺指数、肝脏指数和脾脏指数均无显著影响；但饲粮添加300~450 g/t香芹酚时，胸腺指数大幅提高。胸腺是T淋巴细胞的发源地，T细胞前体细胞在胸腺内分化和发育成有免疫活性的成熟T细胞，并传送到外周淋巴器官，产生免疫反应。Ariza-Nieto等[27]研究发现，牛至油可增加淋巴细胞中CD4+和CD8+的百分比，增强免疫力，且需要长时间饲喂。综合前人研究结果推测，增加香芹酚饲喂肉兔饲养时间可能使免疫器官指数差异逐步显现。香芹酚对免疫器官发育的影响在不同研究中表现出的差异也可能与畜种、品种、饲养周期以及香芹酚有效含量的不同有关，香芹酚对免疫器官发育潜在的作用机制仍有待进一步研究。

3.4 香芹酚对肉兔抗氧化能力的影响

自由基与动物疾病和病理过程有着密切的关系。动物发生应激时会导致自由基代谢紊乱，活性氧增多，引起脂质过氧化，进而免疫力低下，发病率增加[28]。抗氧化剂可以使机体内的活性氧自由基变为活性较低的物质，从而削弱它们对机体的攻击力。前人研究发现，饲粮中添加止痢草植物提取物(主要为香芹酚和百里香酚)可延缓肉仔鸡脂质氧化，提高血清SOD活性[29]；牛至油可提高肉仔鸡血清和肝脏SOD活性，降低MDA含量，增强机体的抗氧化能力[30]；植物精油通过上调脾脏和肝脏相关抗氧化基因表达，缓解断奶仔猪断奶应激，显著提高血清、十二指肠和回肠黏膜及胰腺的谷胱甘肽含量，显著提高空肠黏膜和脾脏的SOD活性，显著降低血清、空肠黏膜和胰腺的MDA含量[31]。本研究发现，香芹酚虽然对血清抗氧化能力无积极影响，但有降低空肠和肝脏MDA含量(脂质氧化的最终产物)以及提高T-AOC的趋势，并增加了二者的GSH-Px活性，增强了机体的抗氧化能力。香芹酚特殊的酚羟基结构和活性成分可能在抗氧化机制中发挥着主要作用。首先，酚羟基不仅可以作为氢供体与过氧自由基结合，阻断氧化链式反应，还可与金属离子螯合，阻止金属离子对自由基的生成和链式反应的催化作用，抑制自由基产生[32]。其次，香芹酚可阻止不饱和脂肪氧化产生醛类，避免了MDA与一些蛋白质、核酸、脑磷脂、酶反应而产生的分子间交联聚合[32]，同时增强机体GSH-Px的表达，消除机体氧代谢的产物[33-34]，增强机体清除氧自由基的能力，提高抗氧化能力。

4 结论

① 饲粮中添加香芹酚能降低肉兔的腹泻率和F/G，提高肉兔对EE和CF的表观消化率，增加部分消化酶活性，并在一定程度上提高胸腺指数。

② 饲粮中添加香芹酚可提高肉兔空肠和肝脏的抗氧化能力。

③ 本试验条件下，肉兔饲粮中香芹酚适宜添加水平为300 g/t。

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