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岩藻多糖对肉兔生长性能、血清生化指标及养分表观消化率的影响

2021-10-30张磊韩雪林张娟李苏涛史文娇阳伏林

草业学报 2021年10期
关键词:岩藻消化率表观

张磊,韩雪林,张娟,李苏涛,史文娇,阳伏林

(福建农林大学动物科学学院,蜂学学院,福建 福州350002)

20世纪以来,畜禽生产中大量抗生素的使用造成了耐药菌株的出现,严重危害了消费者的健康。随着2020年全面“禁抗”的实施,开发新型、安全的绿色饲料添加剂已经成为畜牧生产亟待解决的问题[1-2]。岩藻多糖凭借其天然、无毒副和多种生理功能的特点,具备成为优质抗生素替代物的潜质。岩藻多糖是一种主要存在于褐藻类细胞壁基质中的天然性多糖[3]。瑞典Kylin[4]于1913年首次发现并提取得到岩藻多糖,1937年Lunde 等[5]进一步分析发现其主要由硫酸基和岩藻糖组成。目前,岩藻多糖在工业生产中主要从墨角藻和海带中提取[6],我国的海带资源十分丰富且价格低廉,总产量约占世界的95%,使我国开发利用岩藻多糖具有天然优势。林建斌等[7]研究表明,在珍珠龙胆石斑鱼的日粮中添加6%岩藻多糖能显著提高其生长性能。萨仁娜[8]在42日龄肉鸡的日粮中添加500 mg·kg-1岩藻多糖,结果发现,试验组免疫器官指数显著提高。刘萍等[9]在断奶仔猪日粮中添加500 mg·kg-1岩藻多糖,与抗生素组相比,试验组能够提高仔猪表观消化率,增加仔猪肠道微生物多样性。上述研究表明,岩藻多糖能在不同动物生产中发挥重要作用,但其在肉兔上的研究与应用较少,因此,本试验旨在研究日粮中添加不同水平的岩藻多糖对肉兔生长性能、免疫器官指数、血清生化指标和养分表观消化率的影响,为岩藻多糖作为抗生素替代物在肉兔安全生产和健康养殖中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验设计

岩藻多糖购自青岛明月海琳岩藻多糖生物科技有限公司(纯度为98%)。从福建春龙农牧科技有限公司的200 只35日龄健康断奶福建黄兔中选取体重相近的36 只[(749.07±19.47)g]试验兔,采用单因素试验设计,随机分为4 组,每组3 个重复,每个重复3 只。试验于2020年10月18日-11月14日在福建农林大学大学生创业基地派尼尔兔园完成。对照组饲喂基础日粮,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别饲喂添加100、200 和300 mg·kg-1岩藻多糖的日粮。预试期5 d,正试期22 d。

1.2 试验日粮

基础日粮参照Suchy[10]的方法营养配制,基础日粮组成及营养水平见表1。在基础日粮中分别添加100、200 和300 mg·kg-1的岩藻多糖制成试验日粮,日粮均加工成直径4 mm、长度为4~6 mm 的颗粒饲料。

表1 日粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis)

1.3 饲养管理

在通风、采光良好的兔舍中进行饲养试验,试验前对兔舍进行彻底清洗、消毒。试验兔采用单笼饲养,预试期内进行分组和免疫注射,试验期间每日08:00 和17:00 分别饲喂1 次,自由饮水。

1.4 测定指标

1.4.1 生长性能 正试期开始后,记录初始体重和最终末重,每天准确称量并记录各组试验兔的供料量、剩料量,计算平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)、平均日增重(average daily gain,ADG)和料重比(feed/gain,F/G)。

1.4.2 屠宰性能 试验结束后,通过耳静脉注射空气法处死试验兔。屠宰前禁食12 h,不禁水。将试验兔剥皮后,去除头、四肢、尾、气管、食管、移走肠道及内容物和泌尿生殖器官后仅保留心脏、肝脏、肾脏及周围脂肪计算半净膛重;在半净膛的基础上去除心脏、肝脏、肾脏及周围脂肪计算全净膛重。

1.4.3 内脏器官指数 试验兔屠宰后,迅速取出各内脏器官,用手术刀剔除脂肪和结缔组织,并用滤纸吸去表面的血渍,用分析天平称重并记录,并计算其内脏器官指数。

内脏器官指数(g·kg-1)=内脏器官重量(g)/宰前活重(kg)。

1.4.4 血清生化指标 试验结束后,对试验兔进行耳静脉采血10 mL,静置2 h,3500 r·min-1离心10 min,收集血清于1.5 mL 的离心管(3 管)中,于-20 ℃冰箱保存待测。血清生化及抗氧化指标均由武汉塞维尔生物科技有限公司进行测定。

1.4.5 养分表观消化率 在试验结束前3 d,依据郑建婷等[11]提供的方法制得试验兔粪便的风干样。日粮和粪便中所测指标均依据张丽英[12]的方法测得。

养分表观消化率计算公式如下:养分表观消化率=(日粮中该养分含量-粪中该养分含量)/日粮中该养分量×100%。

1.5 数据处理与统计

采用Excel 2013 对试验数据进行初步统计,然后用SPSS 20.0 统计软件中的ANOVA 进行单因素方差分析,以Duncan 氏法进行多重比较,数据均以平均值±标准差表示,P<0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 岩藻多糖对肉兔生长性能的影响

由表2可知,在初始体重无显著差异(P>0.05)的情况下,各试验组末重、ADG、ADFI 均高于对照组,其中试验Ⅲ组显著高于对照组(P<0.05),F/G 均低于对照组,其中试验Ⅲ组显著低于对照组(P<0.05)。

表2 岩藻多糖对肉兔生长性能的影响Table 2 Effects of fucoidan on growth performance of meat rabbits

2.2 岩藻多糖对肉兔屠宰性能的影响

由表3可知,各试验组宰前活重均高于对照组,其中试验Ⅲ组显著高于对照组(P<0.05);其他各项指标均无显著差异(P>0.05)。

表3 岩藻多糖对肉兔屠宰性能的影响Table 3 Effects of fucoidan on slaughter performance of meat rabbits

2.3 岩藻多糖对肉兔内脏器官指数的影响

由表4可知,各试验组胸腺指数均显著高于对照组(P<0.05),蚓突指数均高于对照组,其中试验Ⅱ和Ⅲ组显著高于对照组(P<0.05)。其他各项指标均无显著差异(P>0.05)。

表4 岩藻多糖对肉兔内脏器官指数的影响Table 4 Effect of fucoidan on internal organ index of meat rabbits(g·kg-1)

2.4 岩藻多糖对肉兔血清生化指标的影响

由表5可知,试验Ⅲ组ALT 含量显著低于其他组(P<0.05)。各试验组LDL 和CHO 含量均低于对照组,其中试验Ⅰ和Ⅱ组显著低于对照组(P<0.05),SOD 活性均高于对照组,其中试验Ⅲ组显著高于对照组(P<0.05),MDA 含量均显著低于对照组(P<0.05),GSH-Px 活性均显著高于对照组,其中试验Ⅲ组显著高于Ⅰ组(P<0.05)。其他各项指标均无显著差异(P>0.05)。

表5 岩藻多糖对肉兔血清生化指标的影响Table 5 Effects of fucoidan on blood biochemical indexes of meat rabbits

2.5 岩藻多糖对肉兔养分表观消化率的影响

由表6可知,各试验组DM、NDF、Ash 表观消化率均显著高于对照组(P<0.05),ADF 表观消化率均高于对照组,其中试验Ⅲ组显著高于对照组(P<0.05)。各组CP 表观消化率均无显著差异(P>0.05)。

表6 岩藻多糖对肉兔养分表观消化率的影响Table 6 Effect of fucoidan on apparent nutrient digestibility of meat rabbits(%)

3 讨论

3.1 岩藻多糖对动物生长性能的影响

岩藻多糖能被肠道微生物利用生成短链脂肪酸,降低肠道pH,改善肠道健康,同时能够提高机体免疫力和饲料利用率,从而促进动物生长性能的提高[6]。Sweeney 等[13]在罗斯雏鸡基础日粮中添加80 mg·kg-1岩藻多糖,13 d 后发现,试验组能够显著提高雏鸡ADFI 和末重。Mcalpine 等[14]以断奶仔猪为试验动物,研究了不同生长阶段仔猪的生长性能,对照组饲喂基础日粮,试验组分别饲喂300 mg·kg-1海带多糖、240 mg·kg-1岩藻多糖以及岩藻多糖与海带多糖混合日粮,结果发现,单独饲喂240 mg·kg-1岩藻多糖能够提高仔猪的生长性能、降低F/G。本试验研究表明,日粮中添加岩藻多糖能够提高肉兔ADFI、ADG,降低F/G,其中添加水平为300 mg·kg-1时效果最佳,与Cui 等[15]的研究结果基本一致。Draper 等[16]研究发现,在妊娠母猪109 d 到断奶前28 d 的日粮中添加10 g·d-1岩藻多糖,可显著提高断奶仔猪末重;在仔猪育肥阶段的日粮中继续添加240 mg·kg-1岩藻多糖,可显著提高仔猪ADG 及降低F/G;而在母猪妊娠末期和断奶后期的日粮中添加岩藻多糖,仔猪生长性能与对照组并无显著差异,本试验研究结果与此不一致。原因可能是畜禽在不同时期消化道系统发育程度不同,幼龄畜禽的消化道系统发育不健全,岩藻多糖能够有效改善其消化道环境,提高畜禽饲料利用率,从而促进其生长性能的提高;而在断奶后期随着畜禽消化道系统发育的完善,岩藻多糖对其功能影响减小,导致试验组与对照组畜禽的生长性能无显著差异[17]。

3.2 岩藻多糖对动物屠宰性能的影响

屠宰性能在一定程度上可以反映动物的生长情况及饲料转化率。Cho 等[18]研究发现,岩藻多糖在骨细胞的早期分化中,能够刺激机体增加骨钙素的分泌量以及提高磷酸酶的活性,促进动物机体的骨骼发育。本试验中,试验组与对照组的各项屠宰性能指标均无显著差异,与前人的研究不一致。可能的原因是岩藻多糖的组成结构和生物活性受多种因素的影响,如地域、收获季节、不同的降解方法等均可使其化学结构发生改变,同时不同质量分数的岩藻多糖也会影响其生物活性[19]。

3.3 岩藻多糖对动物内脏器官指数的影响

内脏器官指数能够从表观上反映营养物质在动物机体各个组织器官沉积量的差异,良好的内脏器官发育是肌肉等养分消耗器官进行物质合成的基础,对生产具有重大意义[20-21]。而在本试验中,肉兔的内脏器官指数有升高的趋势,说明岩藻多糖对肉兔内脏器官发育无不良影响,且内脏器官的良好发育是肉兔能较好适应外界环境和保证较快生长发育的必要条件之一[22]。

胸腺是动物机体不可或缺的免疫器官,与T 淋巴细胞的形成及分化密切相关,参与维持自身的免疫稳定性[23]。蚓突作为兔子重要的免疫功能器官,位于盲肠游离端细而光滑的部分,主要通过释放淋巴细胞的方式维持机体的肠道健康[24]。免疫器官指数是衡量动物免疫功能情况的关键指标之一,对动物机体免疫力具有重大影响[25]。康彩峰[26]以小鼠为试验动物,通过体内灌胃试验探究100、200 和300 mg·kg-1岩藻多糖对小鼠免疫功能的影响,结果发现,各试验组小鼠脾脏和胸腺指数显著提高。萨仁娜[8]研究表明,在42日龄肉鸡日粮中添加500 mg·kg-1岩藻多糖,可提高其脾脏和胸腺指数。Sun 等[27]在流感小鼠日粮中添加15 mg·kg-1岩藻多糖,结果发现,试验组延长了流感小鼠的存活时间,且提高了小鼠胸腺和脾脏指数。本试验研究表明,日粮中添加岩藻多糖能提高肉兔胸腺和蚓突指数,当添加水平为200 和300 mg·kg-1时能显著提高胸腺和蚓突指数,与前人研究基本一致。岩藻多糖能够提高动物机体免疫器官指数的原因可能是岩藻多糖能够刺激机体的免疫功能,增加特异性免疫与非特异性免疫酶的数量及活力,同时能够通过刺激相关细胞因子的释放来平衡机体内的促炎和抗炎因子,进而实现对机体免疫功能的调控[28-29]。

3.4 岩藻多糖对动物血清生化指标的影响

血清ALT 含量对蛋白质的代谢具有重大意义,其活性的高低直接标志机体肝脏的受损程度,ALT 活性越高表示机体利用蛋白质的能力越弱,肝脏的正常生理功能受到损害[30]。Choi 等[31]以阿司匹林诱导的胃溃疡大鼠为研究对象,试验组日粮中添加0.02 g·kg-1岩藻多糖,2 周后发现,岩藻多糖组对胃溃疡大鼠具有显著改善作用,同时能够抑制ALT 的表达。在本试验中,试验Ⅲ组ALT 含量显著低于其他组,表明日粮中添加300 mg·kg-1岩藻多糖能显著提高肉兔的肝脏功能。

血清LDL 主要功能是将CHO 转移到肝脏外其他组织细胞,其含量高低与动脉粥样硬化及心血管疾病成正相关关系,是所有血清脂蛋白中导致动脉粥样硬化的主要脂蛋白[32]。血清CHO 和TG 含量是构成血脂的主要成分,血清中过多的CHO 容易被氧化形成沉积物附着于血管壁,导致动物机体发生动脉粥样硬化[33]。Kim 等[34]在高脂小鼠日粮中添加1%岩藻多糖,5 周后发现,小鼠血清中TG、CHO、LDL 水平显著降低。在本试验中,日粮中添加岩藻多糖能够降低肉兔血清中LDL 和CHO 含量,表明岩藻多糖对肉兔具有降血脂、预防动脉粥样硬化和心血管疾病的作用。

研究表明,岩藻多糖能刺激机体抗氧化系统,其分子质量在抗氧化活性中起关键作用,具体表现为消除机体内过多的自由基,使机体内自由基达到动态平衡状态[35]。动物机体内SOD 和GSH-Px 的主要功能是消除机体内过多的自由基,参与调节机体内的抗氧化平衡[36-37]。MDA 是机体内自由基发生的膜脂过氧化反应的最终产物,能够破坏细胞膜生理结构的完整性,可作为衡量动物机体细胞膜受到损害程度的标志[38]。杨成君等[39]在12月龄昆明雌性小白鼠的日粮中添加150 mg·kg-1岩藻多糖,试验28 d 后发现,试验组能够显著提高小白鼠GSH-Px 活性,增强机体抗氧化能力。Yang 等[40]以黄颡幼鱼为试验动物,日粮中分别添加0.05%、0.1%和0.2%不同来源的岩藻多糖,结果发现,试验组SOD 活性显著提高,MDA 含量显著降低。Zhang 等[41]在遭受氧化应激黑腹果蝇的日粮中添加岩藻多糖可提高其存活率,在羽化后的果蝇日粮中添加岩藻多糖可显著提高其寿命,且老年时期体内的SOD、GSH-Px 活性显著提高,MDA 含量显著降低。刘雪环等[42]研究发现,对缺血大鼠灌注处理前7 d 进行腹腔注射160 mg·kg-1岩藻多糖,结果发现,岩藻多糖可显著提高GSH-Px 和SOD 活性,显著降低MDA 含量。本试验结果与其基本一致。本试验研究表明,日粮中添加300 mg·kg-1岩藻多糖能够显著提高SOD 和GSH-Px 活性,且显著降低MDA 含量。

3.5 岩藻多糖对动物养分表观消化率的影响

养分表观消化率能够反映肉兔对日粮中各种常规营养成分的消化利用程度,而消化道内的酸性环境是机体对日粮成分充分利用的必要条件[43-44]。断奶肉兔消化道发育及功能尚未完善,胃酸分泌严重不足,容易导致消化道疾病。岩藻多糖能够被肉兔利用生成短链脂肪酸,为肉兔的消化道营造酸性环境,从而提高其养分表观消化率[6]。肉兔盲肠具有独特的消化特点,能够有效消化吸收日粮中的粗纤维。Mcalpine 等[14]研究比较日粮中添加240 mg·kg-1岩藻多糖与300 mg·kg-1海带多糖对断奶仔猪养分表观消化率的影响,结果表明,日粮中添加240 mg·kg-1岩藻多糖能够提高DM、NDF 和Ash 表观消化率。刘萍等[9]在断奶仔猪日粮中添加500 mg·kg-1岩藻多糖,28 d 后发现,与抗生素组相比,岩藻多糖组能显著提高仔猪NDF 表观消化率;与对照组相比,岩藻多糖组能显著提高ADF 表观消化率,但对DM、CP 表观消化率无显著影响。本试验的研究结果与其基本一致。Sony 等[45]以红鲷幼鱼为试验动物,以鱼粉为基础日粮,试验组分别饲喂添加0.05%、0.1%、0.2%、0.4%和0.6%岩藻多糖的日粮,结果表明,饲喂0.4%岩藻多糖组养分表观消化率显著高于对照组,与0.1%组无显著差异。本研究表明,在日粮中添加300 mg·kg-1岩藻多糖能显著提高肉兔DM、ADF、NDF 和Ash 表观消化率。

4 结论

日粮中添加300 mg·kg-1岩藻多糖能显著提高肉兔平均日采食量和平均日增重,显著降低料重比,提高内脏器官指数和抗氧化能力,同时显著提高日粮中干物质、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和粗灰分表观消化率。

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