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酵母培养物对大鳞副泥鳅生长性能与免疫功能的影响

2021-11-18李佑杰李永安李淑瑶王自蕊

江西农业大学学报 2021年5期
关键词:酵母泥鳅显著性

李佑杰,李永安,李淑瑶,王自蕊

(江西农业大学 动物科学技术学院,江西 南昌 330045)

【研究意义】在养殖业中,动物在高度密集的规模化养殖情况下健康状态出现了明显的问题,过度使用抗生素造成养殖产业对抗生素的极度依赖。由于大剂量长期使用抗生素带来的药物残留、细菌耐药性增强等负面影响也受到社会的广泛关注。而在不久前国家全面启动减抗禁抗,在促生长类饲料抗生素禁用的大背景下,探讨替代性技术是当前乃至今后较长一段时间的重要研究方向之一。【前人研究进展】针对饲用抗生素存在的弊端和问题,目前市场上陆续开发推出了饲用酶制剂[1]、饲用微生物制剂[2]、酸化剂[3]、抗菌肽[4]、寡聚糖[5]、大蒜素[6]、中草药[7]以及有机金属微量元素[8]等抗生素替代品,并在各种动物身上取得良好效果,这些绿色饲料添加剂尤其是微生物制剂和植物提取物获得了人们的青睐。【本研究切入点】酵母培养物(yeast culture)是指在特定工艺条件下由酵母菌在特定培养基中经发酵、干燥得到的微生态制品,主要由酵母菌体、次级代谢物、残余的培养基等成分构成。当前,抗生素最令人担忧的问题之一是其副作用,因为它们会损害微生物群[9],而噬菌体的特异性功能可以解决这个问题。因此,酵母培养物被认为是现有抗生素的真正替代品。有研究表明,酵母培养物具有无毒副作用、不产生耐药性等优点,且含有丰富的营养物质,如维生素和有机酸等,能够提高试验动物生长性能、提高饲料利用率,调节动物肠道菌群,改善肠道健康状况[10-11]。酵母培养物最初应用在反刍动物身上,效果良好,如张学峰等[12]总结了酵母培养物在一些反刍动物生产中的营养和保健作用。大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabyranus)隶属于鲤形目、鳅科、副泥鳅属[13],因其适应性强是一种比较适合养殖的经济鱼类,但由于其规模小、产量低,一直处于供不应求的阶段。关键是目前市场上缺乏较科学的泥鳅人工配合饲料,对泥鳅配合饲料及营养需要的研究很少,几乎空白。近几年来,人们对于酵母培养物在畜禽中的饲喂试验也日益增加,但是,关于酵母培养物调节水产动物肠道健康的研究还很少,尤其是在泥鳅上的研究甚少。【拟解决的关键问题】因此,本研究旨在探明适合泥鳅生长的无抗绿色环保饲料,并拟探讨酵母培养物对大鳞副泥鳅生长性能及免疫功能的影响。研究结果可为酵母培养物在泥鳅饲料中的科学应用提供重要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

按照配方设计将饲料分为4个组,在基础饲料中添加不同含量的酵母培养物,用纤维素配平,分别为对照组、1%酵母培养物添加组、2%酵母培养物添加组和3%酵母培养物添加组。将原料粉碎过80目筛,经混合制粒膨化成1 mm粒径的颗粒饲料。饲料配方及营养成分见表1。

表1 基础日粮组成及营养水平Tab.1 Ingredients and proximate composition of the basal diets %

1.2 试验鱼

试验鱼购于江西省丰城市春鳅养殖专业合作社。在分组前,对试验大鳞副泥鳅进行投喂2周的商品料来驯化大鳞副泥鳅。挑选出800 尾体质健壮、规格均一且初始均质量为(5.91±0.03)g 的试验泥鳅,试验共设4个处理,每个处理4个重复,每个重复50尾泥鳅。

1.3 饲养管理

试验地点为江西农业大学水产养殖基地。养殖试验在室内进行,试验大鳞副泥鳅养殖容器的规格为80 cm×66 cm×64 cm。养殖用水为提前曝气的自来水,水体24 h不间断增氧,且在桶内放置加热棒以维持泥鳅生长较适宜的水温。养殖周期为8 周,每天09:00 和16:00 对泥鳅进行投喂,并且定期对养殖用水进行更换。每天观察泥鳅摄食情况和死亡情况并记录,同时记录每天的水温。饲养期间水温15~25 ℃,pH 7.0 左右,溶解氧含量大于5.0 mg/L。

1.4 样品采集与指标分析

1.4.1 生长性能 养殖试验结束后,停食24 h,将每个桶所有泥鳅打捞起来称质量、计数,计算其均质量、增重率、饲料系数、成活率、肝体指数、脏体指数、肥满度、特定生长率。

1.4.2 全鱼体成分 从每个箱子里面随机取5尾鱼,采用国标法测定其水分含量、粗蛋白质含量、粗脂肪含量、粗灰分含量。水分在105 ℃烘箱中烘干测定,粗蛋白质采用凯氏半自动定氮仪测定,粗脂肪采用索氏提取器测定,粗灰分在马弗炉中550 ℃灼烧测定。

1.4.3 血液生化指标与免疫指标 从每个重复中随机选取泥鳅7 尾,用一次性1 mL 注射器从尾静脉取血,置于0.2 mL离心管中,于冰箱中静置后,用离心机3 000 r/min离心15 min,将血清分离出来,并把每个重复血清混合后进行测定。测定血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、葡萄糖(GLU)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、溶菌酶(LSZ)活力、超氧化物歧化酶(SOD)活力。血清生化指标由上海优选生物科技有限公司提供的自动生化仪测定(BS200 型);超氧化物歧化酶是由上海优选生物科技有限公司提供的试剂盒检测,采用比色法测定;溶菌酶也采用比色法测定,试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.4.4 组织形态结构 对试验鱼进行解剖,取出其内脏团,将肠道分离出来并剔除表面脂肪组织,分别取大小为4 mm×4 mm 的肝胰脏和长度为1 cm 左右的中肠,于PBS 缓冲液中浸泡冲洗,除去血液、粪便等杂质,置于10%甲醛固定,用于制作组织切片。固定好的中肠、肝脏经石蜡切片脱蜡至水、苏木素染色、伊红染色和脱水封装制成石蜡切片。每组选取4 张不连续切片,每张切片选取4 个视野,在光学显微镜下观察中肠切片(×100 倍)、肝脏切片(×400 倍),并测定肠道绒毛高度(villus height)、宽度(villus width)、隐窝深度(crypt depth),计算其平均值作为测定数据。

1.5 数据分析

试验数据采用SPSS 25.0 软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),以平均值及其相应的标准误表示(mean±SE),并作Duncan’s多重比较,P<0.05表示差异显著。

2 结果分析

2.1 酵母培养物对大鳞副泥鳅生长性能的影响

经过8周的投喂试验,酵母培养物对大鳞副泥鳅生长性能、饲料系数、存活率的影响如表2所示。在正式试验进行4周后,YC3处理组增重率、特定生长率较对照组和YC1处理组均显著提高(P<0.05),与YC2处理组差异不明显(P>0.05),对照组与YC1处理组无显著性差异(P>0.05)。喂养8周后,YC1、YC2处理组存活率显著高于对照组(P<0.05),且YC1处理组最高,达到99%,与YC3处理组相比无明显差异(P>0.05),YC3处理组与对照组之间无显著性差异(P>0.05)。YC1处理组饲料系数最低,显著低于对照组和YC3处理组(P<0.05),与YC2处理组差异不显著(P>0.05)。酵母培养物添加组增重率、特定生长率有升高趋势,但不显著(P>0.05),酵母培养物添加组脏体指数、肝体脂数、肥满度与对照组均无显著性差异(P>0.05)。

表2 酵母培养物对大鳞副泥鳅生长性能的影响Tab.2 Effects of east culture on growth performance of Paramisgurnus dabyranus

2.2 酵母培养物对大鳞副泥鳅体成分的影响

如表3所示,酵母培养物添加组泥鳅全鱼水分、粗灰分含量较对照组差异均不显著(P>0.05)。YC3处理组泥鳅全鱼粗脂肪含量最高,达到28.49%,比对照组高出了5.44%,且显著高于其他处理组(P<0.05),其余各组之间无显著性差异(P>0.05)。YC2、YC3处理组泥鳅全鱼粗蛋白含量显著低于对照组(P<0.05),且YC3处理组显著低于YC2处理组(P<0.05),YC1处理组与对照组之间差异不显著(P>0.05)。

表3 酵母培养物对大鳞副泥鳅体成分的影响(干物质基础)Tab.3 Effects of yeast culture on body composition of Paramisgurnus dabyranus(dry matter basis)

2.3 酵母培养物对大鳞副泥鳅血清生化指标及免疫指标的影响

酵母培养物对大鳞副泥鳅血清生化指标、免疫指标的影响分别见表4、5。在基础饲料中添加酵母培养物后,处理组泥鳅血清ALT活力显著降低(P<0.05),YC1、YC3处理组降低更为明显,且YC3处理组显著低于YC2处理组(P<0.05),与YC1处理组无显著性差异(P>0.05),YC1与YC2处理组差异不显著(P>0.05)。YC1处理组TG、TC 含量与其余各组相比均显著降低(P<0.05),YC2、YC3处理组TG 含量与对照组之间无显著性差异(P>0.05),但TC 含量均显著高于对照组(P<0.05)。YC2、YC3处理组血清AST 活力、LDL-C含量与对照组和YC1处理组相比均显著升高(P<0.05),且YC1处理组与对照组无显著性差异(P>0.05)。YC1处理组HDL-C 含量显著低于对照组和YC2处理组(P<0.05),与YC3处理组无显著性差异(P>0.05),且YC3处理组显著低于对照组(P<0.05),与YC2处理组无显著性差异(P>0.05)。各组之间GLU 含量均无显著性差异(P>0.05)。YC1处理组血清SOD 活力显著高于其余各组(P<0.05),且其余各组之间差异不显著(P>0.05),YC1、YC2处理组LSZ活力显著高于对照组和YC3处理组(P<0.05),YC1处理组活力最高,且与YC2处理组无显著性差异(P>0.05),YC3处理组与对照组无显著性差异(P>0.05)。

表4 酵母培养物对大鳞副泥鳅血清生化指标的影响Tab.4 Effects of yeast culture on serum biochemical indices of Paramisgurnus dabyranus

2.4 酵母培养物对大鳞副泥鳅肠形态指标的影响

酵母培养物对大鳞副泥鳅肠形态指标的影响如表6 所示。从表6 可知,与对照组相比,在基础饲料中添加酵母培养物可显著提高大鳞副泥鳅肠绒毛高度(P<0.05),并且能显著降低隐窝深度(P<0.05),各处理组之间差异不显著(P>0.05),且YC1处理组绒毛高度最高,隐窝深度最低。

表6 酵母培养物对大鳞副泥鳅肠形态指标的影响Tab.6 Effects of yeast culture on intestinal morphology indexes of Paramisgurnus dabyranus

表5 酵母培养物对大鳞副泥鳅血清免疫指标的影响Tab.5 Effects of yeast culture on serum immune indexes of Paramisgurnus dabyranus

图1 酵母培养物对大鳞副泥鳅肠组织形态的影响Fig.1 Effects of yeast culture on intestinal tissue morphology of Paramisgurnus dabyranus

2.5 酵母培养物对大鳞副泥鳅肝脏组织结构的影响

酵母培养物对大鳞副泥鳅肝脏组织结构的影响见图2。由图可知,YC1处理组肝脏结构较为完整,小叶结构明显,可见肝细胞以中央静脉为中心向四周呈放射状排列。肝细胞界限较为清晰,细胞核大多位于细胞中央,肝血窦中可见血细胞,肝脏较为健康;对照组和YC2处理组出现细胞核聚集和核偏位的现象;YC3处理组细胞排列拥挤,部分细胞体积增大并且肿胀,出现细胞破裂的现象,且空泡化严重。

图2 酵母培养物对大鳞副泥鳅肝脏组织结构的影响Fig.2 Effects of yeast culture on liver tissue structure of Paramisgurnus dabyranus

3 讨论与结论

有研究表明,酵母培养物能提高饲养动物生长性能、饲料利用率,增强机体抗病力和改善生存环境。刘立鹤等[14]在饲料中添加酵母培养物益宁易SCP对改善草鱼的生长性能有一定的作用,只是这种作用并不显著,具体表现为随着添加量的增加增重率总体呈现出上升的趋势,增重率上升的原因与益宁易SCP提供的有机酸、维生素等营养物质有关,一定程度上促进了草鱼对营养成分的吸收,与本试验研究结果相一致。研究表明,在饲料中添加酵母核苷酸[15]和酵母培养物[10,16]能在不同程度上降低对虾的饲料系数,改善对虾的生长性能。在本试验条件下,酵母培养物改善了大鳞副泥鳅的生长性能,YC1处理组饲料系数显著降低,但随着酵母培养物添加量的上升,饲料系数反而升高,且与对照组差异不明显,这说明适量的酵母培养物能提高饲料利用率,同时过量并不会使大鳞副泥鳅的生长性能得到改善,这与何远法等[17]在凡纳滨对虾上的研究结果一致,可能由于过高剂量酵母培养物引起的过度免疫反应,使用于生长的能量或营养素减少[18]。在不同试验中酵母培养物添加组成活率高于对照组,酵母培养物提高了动物免疫力和抗应激能力,进而提高养殖动物成活率[19-20]。本研究中,酵母培养物添加组大鳞副泥鳅存活率均得到提高,且YC1处理组存活率最高,这或许说明了在饲料中添加一定量的酵母培养物能增强大鳞副泥鳅抗病害的能力。

泥鳅体成分是反映鱼体健康状况的重要指标。STEPHEN等[21]研究表明,饲料中添加2%酵母培养物能提高虾体粗脂肪含量,与本试验3%最高添加量研究结果一致;ZHENG 等[22]也指出在饲料中添加酵母提取物能使虾体粗脂肪含量升高。综上所述,饲料中一定添加量的酵母培养物能促进脂肪在体内的沉积,为鱼体储存并提供更多的能量物质。在本试验中,体蛋白含量下降的结果可能是由于鱼群种类和饲料组成的差异造成的[21],且高剂量酵母培养物导致蛋白质合成过程中营养物质的供应减少,对体蛋白沉积起抑制作用,具体机理还有待研究。

鱼类营养和一些组织的健康状况可以通过血清生化指标的变化反映出来[23]。ALT 和AST 在肝脏非必需氨基酸合成时起转移氨基的作用,对氨基酸的合成和蛋白质的代谢有重要意义;当肝脏受损时,血液中ALT 和AST 含量会升高[24-25]。研究表明,在饲料中添加酵母培养物能使血清ALT、AST 活力显著降低,提高机体非特异性免疫能力[26];ADEOYE 等[25]在研究中发现,自溶酵母能显著降低血清ALT 活力,因其作为生物活性补充剂有助于保护肝细胞膜的完整性,并在一定范围内优化肝功能,但也伴随着AST活力水平的提高,这可能与酵母核苷酸促进蛋白质合成代谢激活了AST 的活性,还有待研究证实;本试验中ALT、AST 活力变化与自溶酵母试验结果一致,然而在YC1处理组AST 活力水平并未上升,YC1处理组ALT、AST 低水平活力说明了在饲料中添加适量的酵母培养物不会影响肝脏的正常状况,且对肝细胞有一定的保护作用。血清TG和TC作为体脂肪的一部分[27],其活性是反映机体脂肪吸收状况和肝脏脂肪代谢的重要指标[28]。桂良超等[29]在酵母培养物作为替代物的试验中,发现酵母培养物能降低血清TG 和TC的含量。而在本实验中,仅有YC1处理组能显著降低血清TG 和TC 含量,这可能是由于酵母培养物中含有的丰富的有机酸提高了脂肪酶的活性,加速了脂肪的代谢[30],说明了适量的酵母培养物能促进脂肪代谢,减少脂肪在肝脏中过度沉积。SOD 是一种以自由基为底物的抗氧化酶,可以清除体内的自由基,调节氧化应激,分解超氧化物,能增强机体抗病力,在机体防御中起重要作用[31-32]。孙强东等[33]在断奶仔猪的试验中发现,酵母培养物并没有显著提高血清SOD 活力,而在雷宇杰等[34]的研究中证明了饲料中添加酵母培养物能使血清SOD 活力增加显著。在本研究中YC1处理组SOD 活力显然高于其余各组,大鳞副泥鳅抗氧化能力得到提高。LSZ 是生物体内重要的非特异性免疫因子,它可以水解细菌细胞壁,具有消化分解细菌、抑制外源微生物生长、增强机体免疫力的作用[35]。程鑫等[36]报道,酵母培养物添加组黄颡鱼血清的LSZ 活性均高于试验组,这与本试验结果一致,且本试验中YC1处理组活性最高,活力增加最明显。酵母培养物含有丰富的β-葡聚糖、甘露寡糖和核苷酸等免疫刺激物质,能够诱导、刺激和启动动物的免疫机能或可强化免疫系统任何功能组件,以提高动物的免疫力和抗病力[34],这些免疫刺激物质在鲤鱼[37]、草鱼[38]、罗非鱼[39]等动物中已得到应用并产生优良效果,本试验YC1处理组血清SOD、LSZ 活力在这些免疫刺激物质的诱导下得到明显提高,从而提高了存活率。本研究中测定的营养指标反映了酵母培养物对大鳞副泥鳅全鱼品质以及对营养物质消化吸收功能的调控作用;而免疫指标则反映了酵母培养物对鱼体免疫力和抗病力的影响,即而反映出了存活率和饲料效率的变化。营养指标与免疫指标总体反映了鱼体的健康状况。

肠绒毛高度、隐窝深度是衡量肠细胞功能的重要指标。肠绒毛高度与细胞数量相关,能影响对营养物质的吸收表面积,隐窝深度在功能上影响消化吸收机能[40]。绒毛增高能增大肠吸收表面积,隐窝变浅能使肠上皮细胞成熟率提高[41]。在本试验条件下,肠绒毛高度在酵母培养物添加组中均得到显著提高,隐窝深度显著降低,有利于泥鳅对营养物质的吸收,与肖曼[42]研究结果基本一致,刘立鹤等[14]在草鱼和李高锋等[43]在团头鲂的研究中也发现酵母培养物能改善肠道功能,增加绒毛高度。从肠切片来看,YC1处理组绒毛结构更完整,排列较其他组更紧密,说明适量酵母培养物能在一定程度上改善肠道结构;酵母培养物对肠道的改善可能与鱼类消化器官的完整性、生长发育有关,由于酵母培养物为肠道微生物提供丰富的营养物质促进了试验动物肠道微生物生长,增加有益菌数量,改善肠道形态结构和功能的完整性[44]。肝脏是动物机体在物质能量代谢过程中具有重要而特殊功能的脏器[44-45]。在本试验中,YC1处理组相对于其余各组肝脏组织结构较为完整,一定程度上改善了肝脏功能。

在本试验条件下,饲料中添加1%酵母培养物能显著降低饲料系数,对大鳞副泥鳅的生长性能有促进作用,同时也能显著提高大鳞副泥鳅的免疫能力,增强机体抗病力,提高存活率,也可改善肠道消化吸收能力,为酵母培养物替代抗生素提供了可行的依据。

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