闫孟鹤,郗蒙雪,崔宇,李春梅*

(1.南京农业大学动物科技学院,江苏 南京 210095;2.江阴中炬生物技术有限公司,江苏 江阴 214400)

我国南方夏季炎热多雨,较高的温度和湿度相互作用容易使畜禽遭受热应激。作为影响畜禽养殖的主要环境要素,热应激对畜禽的生长、生产及繁殖均造成严重损伤[1]。因为蛋鸡全身披覆羽毛、汗腺不发达、主要通过呼吸散热以及消化道较短等特性,并且产蛋高峰期的蛋鸡本身就面临着巨大的生产压力,所以其对环境的改变更为敏感[2]。有研究报道,酸化剂可以加速体内ATP的合成,抑制肠道有害菌的繁殖与生长,提高机体免疫力,抵抗热应激[3]。竹醋液(bamboo vinegar,BV)是竹材炭化热解过程中产生的气体经冷凝所得到的一种黄棕色液体,带天然烟熏味,含有乙酸、酚类、醇类、醛类、酯类、酮类等200多种天然成分。由于竹醋液成分复杂,以及各物质之间的协同作用,使其具备抗氧化、促进生长、抗炎、除臭、杀菌等多种功能,在农业种植、环保以及医药保健等领域都展现出巨大的应用前景[4-5]。前期的研究表明,竹醋液可提高肉鸡的生产性能和肉品质,并可以降低鸡粪氨气含量[6]。Rattanawut等[7-8]研究发现在日粮中加入含有竹醋液的硅酸粉,可以通过改变肠道菌群和组织结构,从而提高蛋鸡生产性能和蛋品质;他们还发现含竹醋液的竹炭粉可改善老龄蛋鸡的蛋壳质量。但是,目前竹醋液对夏季家禽生产的影响研究尚未报道。因此,本试验在夏季高温条件下,通过在蛋鸡的日粮和饮用水中添加不同浓度竹醋液,探讨其对蛋鸡产蛋性能、蛋品质、生化指标和粪便中氨气含量的影响,以期为夏季高温环境下改善蛋鸡生产性能和蛋品质提供一定参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

饲料级和饮用级竹醋液均由江阴中炬生物科技有限公司生产,pH2.69[6]。

1.2 试验动物和试验设计

该研究在江苏省南京市盘滁机械化养鸡场(北纬32.24°和东经188.68°)进行。将150只36周龄体质量相似的海兰褐壳蛋鸡随机分配到5个组,分别为BV0组、BV0.1组、BV0.5组、BV1组和HAc1(acetic acid,乙酸)组。其中BV0(对照)组饲喂基础日粮;BV0.1、BV0.5和BV1组分别在基础日粮中加入1、5和10 mL·kg-1饲料级竹醋液,同时在饮用水中加入1 mL·L-1饮用级竹醋液;HAc1组在基础日粮上添加10 mL·kg-1乙酸溶液。每个组3个重复,每个重复10只鸡,试验共持续60 d。从第31天开始,每天以重复为单位记录产蛋数和蛋重,以此计算产蛋性能。分别于试验第40、50和60天从每个组随机选取15枚鸡蛋(每个重复 5枚鸡蛋)进行蛋品质测定。试验第60天从每个组捡取6枚鸡蛋用于测定蛋清中的蛋白质、蛋黄中的胆固醇以及全蛋中矿物元素含量。试验基础日粮组成和营养水平见表1。

表1 试验基础日粮的组成及营养水平(风干基础)

1.3 鸡舍条件和饲养管理

在将蛋鸡放入鸡舍之前,彻底清洁鸡舍使达到养殖要求。蛋鸡被饲养于3层阶梯式金属笼中(50 cm × 45 cm × 45 cm),其中每笼饲养2只蛋鸡且伴有1个饮水乳头,每只蛋鸡每天06:30和16:30饲喂2次,每次饲喂110 g日粮且饮水自由。另外,每天从06:00至22:00连续光照16 h。鸡舍采用开放式通风,无湿帘。鸡粪采用水浸泡方式处理,每天清理1次。按常规程序进行免疫接种,并严格执行蛋鸡饲养管理要求。

1.4 血清样本采集

试验结束后,从每组中随机选取6只鸡杀鸡取样,采血5 mL注入10 mL离心管中,室温放置2 h后离心(3 500 r·min-1,15 min,4 ℃)得到血清,取上清液分装后于-20 ℃冷冻保存。

1.5 指标测定方法

1.5.1 舍内温、湿度测定试验期间在鸡舍前、后、中间位置离地2 m处各放置一台迷你型温湿度记录仪(精创电气股份有限公司),环境温度和空气湿度1 h记录1次。根据记录计算环境温度(ambient temperature,AT)、相对湿度(relative humidity,RH)和温湿指数[9](temperature-humidity index,THI)的最高值和平均值。其中:THI=(1.8×AT+32)-(0.55×RH/100)×[(1.8×AT+32)-58]。

1.5.2 产蛋性能测定每天于17:00进鸡舍捡蛋,以重复为单位统计日产蛋数、蛋质量,根据所得数据计算平均产蛋率和平均蛋质量。

1.5.3 蛋品质测定使用电子天平称量蛋黄质量;使用多功能蛋品测试仪(Robotmation公司,日本)测量蛋质量、蛋白高度、蛋黄颜色和哈氏单位;使用游标卡尺测量鸡蛋的长径、短径以及钝端、中端、锐端的蛋壳厚度(包括蛋壳内膜);使用蛋壳强度测定仪(Robotmation公司)测量蛋壳强度。另外,相对蛋黄质量=蛋黄质量/蛋质量;蛋形指数=鸡蛋的长径/鸡蛋的短径;蛋壳厚度=(钝端厚度+中端厚度+锐端厚度)/3。

1.5.4 蛋中营养成分含量测定根据凯氏定氮法的原理,使用全自动凯氏定氮仪(福斯分析仪器公司,丹麦)测定蛋清中的蛋白质含量;使用试剂盒(南京建成生物工程研究所)检测蛋黄中的胆固醇含量;使用电感耦合等离子体发生光谱仪(赛默飞世尔科技有限公司)测定全蛋中矿物元素的含量。

1.5.5 血清抗氧化指标测定使用ELISA检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定血清中的总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和丙二醛(MDA)含量。

1.5.6 血清其他相关指标测定血清相关生化指标如总蛋白(TP)、尿酸(UA)、白蛋白(ALB)、葡萄糖(GLU)和钙含量,使用测试盒(南京建成生物工程研究所)按照产品说明书进行测定。血清球蛋白(GLB)含量=血清中总蛋白含量-白蛋白含量。

1.5.7 氨气含量测定试验结束当天,每个重复收集100 g鸡粪于500 mL锥形瓶中,在30 ℃条件下发酵24 h,使用0.000 5 mol·L-1H2SO4,根据酸碱滴定法测定发酵鸡粪中氨气含量。氨气含量=(V1-V2)×N×2×22.4×1 000/V0,式中:V1为滴定试样所用H2SO4的体积;V2为空白对照所耗H2SO4的体积;N为H2SO4的浓度;V0为处理空气的体积。

1.6 统计分析

2 结果与分析

2.1 鸡舍内温湿度变化

如图1所示:试验31～60 d鸡舍内的平均温度29～33 ℃,最高温度31～37 ℃(图1-A);平均相对湿度69%～88%,最高相对湿度在78%～93%(图1-B);平均温湿指数在71～78,最大温湿指数在72～81,并且均接近或高于蛋鸡产生热应激的温湿指数阈值72(图1-C)。

2.2 竹醋液对蛋鸡产蛋性能的影响

由表2可见:在日粮和饮水中添加竹醋液饲喂蛋鸡60 d,与对照组相比,各竹醋液组和HAc1组的平均产蛋率显著增加(P<0.05),平均蛋质量没有显著变化(P>0.05)。

表2 日粮和饮水中添加竹醋液对产蛋性能的影响

2.3 竹醋液对蛋品质的影响

由表3可见:在日粮和饮水中添加竹醋液饲喂蛋鸡40 d,HAc1组的蛋黄颜色值显著高于对照组(P<0.05),BV0.5组的蛋壳厚度显著高于BV1组(P<0.05)。在日粮和饮水中添加竹醋液饲喂蛋鸡50 d,与对照组相比,BV0.1组的蛋壳强度显著降低(P<0.05),各竹醋液组和HAc1组的蛋黄颜色值均显著增加(P<0.05);BV0.5、BV1和HAc1组的蛋壳厚度均显著高于BV0.1组(P<0.05)。在日粮和饮水中添加竹醋液饲喂60 d,与对照组相比,HAc1组的蛋黄颜色值显著增加(P<0.05),BV0.5、BV1和HAc1组的蛋壳厚度均显著降低(P<0.05)。

表3 日粮和饮水中添加竹醋液对蛋品质的影响

2.4 竹醋液对鸡蛋营养成分的影响

由表4可知:与对照组相比,日粮和饮水中添加竹醋液饲喂蛋鸡60 d,对鸡蛋蛋清的蛋白质、蛋黄的总胆固醇以及全蛋中的矿物元素含量没有显著影响,但是蛋黄中总胆固醇含量下降(P>0.05),BV0.1组和BV0.5组的蛋白质含量略有上升(P>0.05)。

2.5 竹醋液对蛋鸡血清抗氧化指标的影响

如图2所示:在日粮和饮水中添加竹醋液饲喂蛋鸡60 d,血清MDA含量均极显著降低(P<0.01),血清中GSH-Px活性和T-SOD活性无显著变化(P>0.05)。

2.6 竹醋液对蛋鸡血清相关生化指标的影响

如图3所示:日粮和饮水中添加竹醋液饲喂蛋鸡60 d,BV0.5组蛋鸡血清中尿酸含量显著低于对照组(P<0.05),血清白蛋白、总蛋白、球蛋白、葡萄糖和钙含量以及白蛋白/球蛋白没有显著变化(P>0.05)。

2.7 竹醋液对鸡粪中氨气产生量的影响

由图4可知:日粮和饮水添加竹醋液饲喂蛋鸡60 d,发现发酵鸡粪中氨气产生量降低,其中BV1组中氨气产生量最低,但与对照组差异不显著(P>0.05)。

3 讨论

3.1 竹醋液对蛋鸡产蛋性能的影响

乙酸作为竹醋液的主要成分,是一种常用的饲料酸化剂[10]。饲料酸化剂可以通过提高日粮的适口性,降低消化道pH值,促进有益菌生长并抑制病原菌繁殖,进而增加对营养物质的利用率,有利于动物生长与生产[11]。单独的乙酸和甲酸的抑菌性明显低于竹醋液[12]。Rattanawut等[7-8]在蛋鸡的日粮中加入含有竹醋液的硅酸粉和竹炭粉,前者显著增加产蛋量,后者提高老龄蛋鸡的产蛋率。本研究结果与上述结果基本一致,在日粮和饮水中添加竹醋液可以明显提高夏季高温条件下蛋鸡的产蛋性能,这一方面可能是因为夏季蛋鸡的饮水增加、采食量减少,而竹醋液改善了日粮的适口性,使采食量增加;另一方面可能是竹醋液降低消化道的pH值,增加消化酶活性,改变肠道菌群结构,提高日粮的消化率,进而促进蛋鸡生产。

3.2 竹醋液对蛋品质的影响

蛋品质与蛋鸡的种类、日粮和养殖条件等许多因素有关[13]。效梅等[14]研究发现热应激不仅影响蛋壳厚度和强度,还对其他蛋品质指标有影响。本研究发现,夏季高温条件下饲喂竹醋液可以显著加深蛋黄颜色。李俊等[15]报道,添加阿朴酯和斑蝥黄复合物可以使蛋黄颜色显著变深,并发现蛋黄颜色变深是叶黄素沉积的结果。叶黄素是蛋黄显色的主要色素,其消化吸收主要在小肠完成,且动物本身不能合成叶黄素只能依靠日粮供给,所以蛋黄颜色取决于日料中叶黄素的利用率以及叶黄素在蛋黄中的沉积效率[16-17]。普少暇等[6]在肉鸡的日粮中加入竹醋液,发现竹醋液可以增加消化酶的活力,改变肠道结构,加速肠道对日粮中养分的消化吸收。Rattanawut等[18]研究显示,竹醋液可以增加蛋鸡小肠绒毛高度并使病原菌数量减少。因此,本研究中蛋黄颜色加深,一方面可能是竹醋液提高消化道对叶黄素的利用效率,另一方面可能是竹醋液加速叶黄素在蛋黄中的沉积,但是也有可能是两方面共同作用的结果,具体的机制还需要进一步研究。

3.3 竹醋液对鸡蛋胆固醇及矿物营养含量的影响

近年来,人们对食物质量的要求逐渐提高,改善鸡蛋内外质量以符合消费者需求日益迫切。龙彬等[19]通过日粮添加蓝莓提取物,发现可显著增加鸡蛋中钙元素含量;Sahin等[20]在热应激条件下,补充维生素E提高了蛋鸡蛋黄中矿物元素含量。目前,国内外关于竹醋液对蛋鸡营养成分影响的研究未见报道。本研究结果显示,竹醋液能够使蛋黄中胆固醇的含量呈下降趋势,并使蛋白质含量略有升高,表明在一定程度上竹醋液提高了鸡蛋的营养水平。这与平安等[21]的研究结果基本一致,他认为木醋液能够提高鸡蛋营养品质的原因,可能是由于木醋液降低消化道pH值,增加消化道中蛋白酶的活性,进而提高机体对蛋白质的吸收并使其在鸡蛋中沉积。竹醋液与木醋液的生产工艺、化学成分相似,所以竹醋液能够提高鸡蛋中营养成分含量的原理可能与木醋液相似[22]。

3.4 竹醋液对血清抗氧化指标和其他相关指标的影响

机体自由基水平超过一般水平会使细胞受损,而抗氧化酶系统具备消除过多自由基的作用,主要包括SOD、GSH-Px等。另外,作为自由基作用于脂质过氧化过程的最终产物,MDA也可以用于检测抗氧化性能。体外试验结果显示,竹醋液具有较强的清除自由基能力和抗氧化活性,这不仅与总酚含量具有相关性,更重要的是各种成分之间的协同作用[23-24]。研究发现,将竹醋粉加入育肥猪日粮中,能够增加肥育猪血液中GSH-Px和SOD活性,并降低MDA含量[25];在断奶仔猪的日粮中加入竹醋液也可以增加其血清中的GSH-Px活性[26]。以上结果与本试验结果基本一致,在夏季热应激条件下,竹醋液能够通过增加机体的抗氧化能力来减少热应激对蛋鸡造成的影响。另外,本试验中HAc1组的MDA含量极显著下降,表明乙酸在竹醋液的抗氧化功能中可能具有重要作用。

动物机体血清生化指标变化是动物健康及代谢情况的直接反映。当环境温度超过家禽的适宜温度范围时,血清生化指标会发生变化,高温将会使机体蛋白质降解加速,尿酸含量升高。酸化剂能够降低鸡血清中尿酸含量。刘圈炜等[27]研究发现,酸化剂可以使热应激条件下文昌鸡血清中的蛋白质含量升高,尿酸含量下降。本研究中,夏季高温环境下,竹醋液降低了蛋鸡血清尿酸含量,这表明竹醋液可以缓解高温造成的蛋白质合成代谢降低的问题,对机体蛋白质合成代谢有一定积极作用。

3.5 竹醋液对发酵鸡粪中氨气产生量的影响

由于家禽的消化系统简单,消化道短,其消化吸收能力较低,也导致鸡粪中富含氮类成分,其中尿酸是导致禽粪有较大氨味的关键因素。竹醋液作为一种天然除臭剂已被应用到养殖业中。陈双贵等[28]将稀释后的竹醋液直接喷洒到猪舍内,可显著降低猪舍内的氨气含量。Yamauchi等[29]发现饲喂含有竹醋液的竹炭粉后,鸡粪便中的氨气含量有所下降。普少暇等[6]将不同比例的竹醋液添加到肉鸡的日粮中,发现1%竹醋液能够显著降低发酵鸡粪中氨气产生量。本研究结果与上述研究结果一致,竹醋液能够促进动物机体对营养物质的吸收,减少发酵粪便中的氨气含量,进而减少粪便发酵过程中对大气的污染,在粪污处理上具有较好的应用前景。