低剂量玉米赤霉烯酮对大鼠生长性能、营养物质利用率及相关器官发育的影响

2020-09-21栗金丽罗凌云李同仁杨梦园吴峰洋陈宝江

饲料工业 2020年17期

栗金丽罗凌云李同仁杨森杨梦园吴峰洋陈宝江,2*

（1.河北农业大学动物科技学院，河北保定071000；2.河北省牛羊胚胎技术创新中心，河北保定071000）

大量数据表明，霉菌毒素污染是影响饲料和食品安全的最主要因素，全世界每年约25%的谷物受到霉菌毒素的污染，这给动物及人类健康带来严重威胁。玉米赤霉烯酮（zearalenone, ZEA），又称F-2 毒素，是最常见、威胁最大的霉菌毒素之一。我国幅员辽阔，地势和气候多样，大部分农区呈季风气候特征，是玉米赤霉烯酮污染的重灾区[1]。相关研究表明，ZEA具有生殖毒性、血液毒性、细胞毒性、免疫毒性和遗传毒性，会给经食物链摄入的人和畜禽造成多方面的危害[2]。顾威等[3]的研究表明，儿童性早熟可能与ZEA 的污染有关。Su等[4]报道，在饲粮中添加ZEA可以导致断奶仔猪生殖激素分泌紊乱，免疫性能下降。ZEA污染范围广，危害大，但多数研究集中在短期高剂量引起中毒及防治方面，对持续低剂量（200～500 μg/kg）的研究报道相对较少。大鼠是一种常用实验动物，常用于作为哺乳动物和人研究的模式动物。本试验通过对大鼠饲喂含有低剂量ZEA的饲粮，研究其对大鼠生长性能、器官发育及营养物质利用率的影响，为饲料及食品安全工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料和基础饲粮

玉米赤霉烯酮（ZEA）购自加拿大Triplebond公司，纯度≥98%。基础饲粮采用斯贝福(北京)生物技术有限公司销售的大鼠维持饲料（H1）（编号：X75224508），其营养成分见表1。

表1 基础饲粮营养成分(风干基础，%)

1.2 试验设计和动物

选取4 周龄体重相近[（101～112）g]，健康状况良好的SPF级SD雌性大鼠75只，将其随机分为5组，每组3 个重复，每个重复5 只。对照组饲喂基础饲粮，为Ⅰ组，试验Ⅱ～Ⅴ组分别饲喂在基础饲粮中添加200、300、400、500 μg/kg ZEA 的试验饲粮，预试期7 d，正式试验期42 d。试验前对使用的笼具进行清理和消毒，大鼠自由采食和饮水，每3 d 更换1 次垫料，饲养温度控制在18～26 ℃，相对湿度40%～70%。

于试验开始前，采用酶联免疫吸附法（ELISA）检测对照组日粮黄曲霉毒素（AFT）、烟曲霉毒素（FUM）和呕吐毒素（DON）含量，分别为108.34、11.64、146.41 μg/kg，均低于国家饲料卫生标准（GB13078—2017）。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 生长性能

于正式试验期的第1、14、28、42 d 分别称量各组试验大鼠体重，并统计期间的饲喂量，计算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料肉比（F/G）。

平均日增重（ADG）=（试验末体重-试验初体重）/试验天数

平均日采食量（ADFI）=（投料量-余料量）/(试验动物数×试验天数）

料重比（F/G）=总采食量/总增重

1.3.2 器官指数

于正式试验期的第14、28、42 d 每组分别随机选取5 只试验鼠进行屠宰，宰前称量活重，宰后分别称量各内脏器官（肝肾脾）重，计算器官指数。

器官指数（g/kg）=器官鲜重（g）/宰前活重（kg）

1.3.3 营养物质利用率

采用内源指示剂法测量各营养物质消化率，每个周期结束前5 d 从各重复中采集新鲜粪便，烘干粉碎。分别采集基础饲粮和粪便样品，测定其中成分（酸不溶灰分、粗蛋白质、粗脂肪、钙、磷、粗纤维）。

内源指示剂法测定营养物质表观消化率，计算公式:

某养分消化率(%)=100-100×（b×c）÷（a×d）

式中：a——饲料中某养分含量；

b——粪样中某养分含量；

c——饲料中酸不溶灰分含量；

d——粪样中酸不溶灰分含量。

1.4 数据统计分析

数据使用Excel 2010 和SPSS19.0 软件进行统计分析，用One-Way Anova检验各组数据间差异是否显著，用LSD法进行多重比较，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 饲粮玉米赤霉烯酮添加水平对SD大鼠生长性能的影响(见表2)

由表2 可知，ZEA 添加水平对SD 大鼠3 次屠宰时的体重、ADG、ADFI 以及F/G 均无显著影响（P＞0.05）。其中正式试验期第14 d 屠宰时，Ⅲ～Ⅴ组平均体重均高于对照组（P＞0.05），分别比对照组高了1.23%、1.03%和3.30%。F/G Ⅲ～Ⅴ组均低于对照组（P＞0.05），分别比对照组低了0.66%，3.31%和4.86%。第28 d 屠宰时，各试验组平均体重均高于对照组，分别比对照组高了0.40%、1.14%、3.73%和0.85%。第42 d 屠宰时，Ⅱ～Ⅳ组平均体重均高于对照组（P＞0.05），分别比对照组高了3.70%、3.21%和2.23%，试验Ⅴ组平均体重低于对照组，比对照组低了0.56%。

表2 玉米赤霉烯酮对SD大鼠生长性能的影响

2.2 饲粮玉米赤霉烯酮添加水平对SD大鼠器官指数的影响(见表3)

由表3 可知，ZEA 添加水平对正式试验期第14 d 时SD 大鼠的肝脏、肾脏、脾脏指数均无显著影响（P＞0.05），其中肾脏指数各试验组均低于对照组（P＞0.05）；第28 d 时，第Ⅴ组脾脏指数显著低于对照组，比对照组降低20.16%（P＜0.05）。第42 d时，Ⅲ组和Ⅳ组肝脏指数显著低于对照组（P＜0.05），分别比对照组降低10.33%（P＜0.05）和9.53%（P＜0.05），Ⅴ组极显著低于对照组（P＜0.01）；各试验组肾脏和脾脏指数也均低于对照组，但未见显著差异（P＞0.05）。

表3 玉米赤霉烯酮添加水平对SD大鼠相关器官发育指数的影响(g/kg)

2.3 饲粮玉米赤霉烯酮添加水平对SD大鼠营养物质利用率的影响（见表4）

由表4 可知，ZEA 可以影响粗脂肪消化率，各试验组粗脂肪消化率分别比对照组降低7.95%、4.02%、3.55%和%3.96%（P＞0.05），对其他营养素的消化率均无显著影响（P＞0.05）。

表4 玉米赤霉烯酮对SD大鼠营养物质利用率的影响(%)

3 讨论

3.1 饲粮玉米赤霉烯酮添加水平对大鼠生长性能的影响

ZEA是一种由禾谷镰刀菌、三线镰刀菌和木贼镰孢等菌种产生的真菌毒素[5-6]，主要污染玉米、大麦、小米、燕麦、小麦和大米等谷物原料。可以通过食物链被人和畜禽摄入体内[7]。Nikaido等[8]用0.1、10 mg/kg BW量的ZEA对雌性青春期前SD大鼠进行处理，发现不影响体增重。杨立杰等[9]在断奶小母猪的饲粮中添加0.5、1.0、1.5 mg/kg ZEA饲喂35 d后发现，对小母猪的平均日采食量、平均日增重和料肉比没有显著影响。伍宇超等[10]在70日龄海兰褐蛋鸡饲粮中用自然霉变的玉米蛋白质粉代替基础饲粮中的玉米蛋白质粉，并通过纯ZEA调整饲粮毒素水平(ZEA=0.4 mg/kg)，饲喂49 d后发现，低剂量ZEA对育成期蛋鸡的生长性能没有显著影响。本试验各组间SD雌鼠的ADG、ADFI以及F/G均未出现显著性差异，与上述报道结果相近。除Ⅱ组（14 d）、Ⅴ组（42 d）以外，其余各试验组体重均高于对照组，说明低剂量ZEA，可能对SD雌鼠的生长性能有一定的促进趋势，产生这一现象可能的原因是，低剂量环境下，ZEA具有一定的合成代谢的作用，对动物的生长性能的提高，有一定的促进作用[11]。42 d屠宰时Ⅴ组的平均体重略低于对照组的原因可能是，ZEA毒性具有累加效果，长期较高剂量摄入，会使SD大鼠内源损失增大，因此长期摄入ZEA会使大鼠的体重降低。

3.2 饲粮玉米赤霉烯酮添加水平对大鼠器官指数的影响

肝是机体消化系统中最大的消化腺，同时还具有解毒功能，是机体代谢ZEA的主要代谢器官。ZEA对肝脏具有毒性作用，高爽等[12]对昆明雌鼠腹腔注射20 mg/kg和30 mg/kg的ZEA，发现其肝脏AST、ALT活性及肝细胞的凋亡率均显著提升，引起肝脏损伤。本试验中，14 d 和28 d 时肝脏指数均未发生显著变化，42 d 屠宰时Ⅲ组、Ⅳ组平均肝指数较对照组显著降低，Ⅴ组较对照组极显著降低。说明持续摄入低剂量的ZEA（200～500 μg/kg）对SD大鼠的肝脏的发育有显著的影响。产生这一现象可能的原因是，肝脏持续受ZEA剂量和时间累加效应的影响，产生明显的毒性作用，阻碍其正常发育和功能。

肾脏是动物重要的排泄器官。本试验中三次屠宰中各组间肾脏指数均未出现显著性的差异，这与Tai[13]在B6C3F1 雌鼠和Zourgui 等[14]Balb/C 雄鼠上添加ZEA 得到的结果相近，说明低剂量的ZEA（200～500 μg/kg）未对SD大鼠的肾脏发育产生显著影响。

脾脏是机体最大的免疫器官，是机体细胞免疫和体液免疫的中心，脾脏指数一定程度上反映了动物的免疫功能状态。王相生[15]报道，40 mg/kg BW ZEA 可显著导致脾脏细胞肿胀，淋巴细胞减少，T 细胞活性降低。本试验中28 d和42 d屠宰时各试验组脾脏指数均低于对照组，其中28 d 时Ⅴ组显著低于对照组，说明持续摄入低剂量ZEA，会影响免疫器官的发育，从而降低大鼠的免疫功能。姜淑贞[16]在仔猪饲粮中添加ZEA，也得到的相近结果。