饲粮中添加不同组合非淀粉多糖酶制剂对1～21日龄肉仔鸡小肠黏膜结构及其养分表观利用率的影响

宋小珍 曾福海 杨秀江 瞿明仁＊ 张 伟

目前,我国用于畜禽的能量饲料以玉米为主,小麦等麦类作物用量较少。小麦是我国种植面积很广的高产作物,来源充足,且能值等营养价值与玉米相当,但由于麦类饲料中含有较多的 β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖等非淀粉多糖(NSP),可溶性 β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖能增加家禽消化道食糜黏度,影响动物对养分的消化吸收,严重限制了小麦在畜禽饲料中的应用,因此,如何消除麦类饲料中抗营养因子对畜禽健康的影响是动物营养研究的一大重要课题[1]。已有的研究显示,在小麦、大麦等谷物饲料为基础的家禽饲粮中添加NSP酶制剂能消除抗营养因子作用,降低食糜黏度,改善饲料营养价值,提高家禽消化功能,促进家禽生长[2-3]。但目前NSP酶制剂种类繁多,添加模式及添加水平缺乏统一标准,不同酶制剂之间的互作效应研究报道很少,这在一定程度上限制了NSP酶制剂的推广应用[4]。因此,研究家禽小麦-豆粕型饲粮中适宜添加酶的种类及添加比例,进行合理配比,对小麦型饲粮在家禽饲养中的应用具有重要意义。本试验拟将具有一定活性的NSP酶设置不同组合,系统研究不同酶制剂对肉鸡生产性能、小肠黏膜形态结构及营养物质消化代谢的影响,旨在筛选获得一种适宜在小麦型饲粮中应用的酶制剂种类及组合,探讨NSP酶制剂改善肉鸡生产性能的可能作用机制。

1 材料与方法

1.1 试验动物及饲粮

试验动物为爱拔益加(AA)肉仔鸡,鸡苗由南昌正大安义县种鸡场提供。试验饲粮按NRC(1994)肉鸡营养需要标准配制正常能量水平的小麦型基础饲粮和低能基础饲粮(比正常饲粮少0.22 MJ/kg代谢能),再按试验设计配制其他各试验组的试验饲粮(表1)。

表1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

试验用酶制剂由武汉新华扬生物股份有限公司提供。其中各酶制剂酶活分别为木聚糖酶14 000 U/g、β-葡聚糖酶2 000 U/g、β-甘露聚糖酶2 000 U/g、纤维素酶15 000 U/g,试验用组合酶主要酶谱见表2。

表2 试验用非淀粉多糖酶谱Table 2 The zymogram of non-starch polysaccharases of the experiment

1.2 试验设计

试验选用健康1日龄的AA肉仔鸡360羽,初生重相近,随机分为6组,分别为正常对照组、低能对照组、酶制剂1组、酶制剂2组、酶制剂3组、酶制剂4组(表3),每组设4个重复,每个重复15只鸡。

表3 试验设计Table 3 Experimental Design

1.3 试验方法

1.3.1 饲养试验

试验期为 21 d,各组肉鸡的饲养条件完全相同。试验鸡采取网上笼养,自由饮水,自由采食,常规免疫,第一周育雏室室温控制在34～35℃,以后每周下降2℃,0～2周每日光照24 h,以后每周缩短2 h,6周龄以后改为正常日照时间。每周定期清理打扫鸡舍卫生并消毒,每天冲洗饮水器。

1.3.2 屠宰采样

试验各组分别于试验第21天从每重复中随机取4只鸡剖杀,取十二指肠中段、空肠卵黄蒂左右和回盲口约2 cm长的肠段,用生理盐水冲洗干净并及时置于4%甲醛溶液中固定24 h以上,然后石蜡包埋,切片,苏木素-伊红(HE)染色。

1.3.3 消化代谢试验

采用全收粪法进行代谢试验。试验从第22天08：00开始,至第 28 天08：00结束,共 6 d。首先,将鸡供水断料36 h,清除排泄物;而后重新供料供水72 h,再供水断料36 h,收集期间全部排泄物。记录试验鸡全部采食量,并收集全部排泄物挑出杂物后混匀称重。检测饲料及排泄物中总能和粗蛋白质含量。计算蛋白质及能量的表观利用率。

1.3.4 小肠绒毛形态结构测定

光镜下观察肉仔鸡肠黏膜的形态结构,并应用Moditic病理图象分析系统测量肉鸡3段肠的绒毛高度、隐窝深度和黏膜厚度。每个肠管取5张切片,每个切片选取5个最长肠绒毛的长度,最深隐窝深度和最厚黏膜厚度,应用Excel统计软件进行相关数据统计。

1.4 统计分析

基本处理使用Excel软件,所有数据均以平均值±标准差表示。采用SPSS 13.0统计软件Oneway ANOVA分析。

2 结 果

2.1 添加不同组合NSP酶制剂对肉仔鸡生产性能的影响

由表4可知,肉仔鸡的平均日采食量在各组间均无显著差异(P＞0.05);平均日增重方面,低能对照组比正常对照组低,但无显著差异(P＞0.05);与低能对照组相比,酶制剂4组提高了10.06%(P＜0.05),酶制剂3组也显著升高(P＜0.05),酶制剂1组和酶制剂2组与低能对照组相比无显著差异(P＞0.05)。料重比方面,低能对照组与正常对照相比组显著升高(P＜0.05),酶制剂1组与低能对照组相比无显著差异(P＞0.05),酶制剂2组、酶制剂3组和酶制剂4组均显著低于低能对照组(P＜0.05),与高能对照组无差异(P＞0.05),其中酶制剂3组的料重比比低能对照组降低了7.01%(P＜0.05)。

表4 非淀粉多糖酶制剂对肉仔鸡生产性能的影响Table 4 Ef fects of NSP enzyme preparations on the performance of broilers

2.2 添加不同组合NSP酶制剂对肉仔鸡养分表观利用率的影响

表5的结果显示,肉仔鸡的能量和蛋白质的表观利用率均以低能对照组最低,酶制剂3组和酶制剂4组最高。与正常对照组相比,低能对照组的能量表观利用率降低了2.73%(P＞0.05);蛋白质表观利用率降低了2.78%(P＞0.05);与低能对照组比较,酶制剂3组和4组的能量表观利用率分别升高了2.89%和2.77%(P＜0.05),蛋白质表观利用率分别升高了9.61%和9.07%(P＜0.05),酶制剂1组、酶制剂2组与低能对照组之间均无显著差异(P＞0.05)。

表5 添加非淀粉多糖酶制剂对肉仔鸡养分表观利用率的影响Table 5 Ef fects of NSP enzyme preparations on the apparent availability of nutrients in broilers %

2.3 添加不同组合NSP酶制剂对肉仔鸡小肠黏膜结构变化的影响

光镜下观察可见,低能对照组肉仔鸡十二指肠(A)、空肠(C)和回肠(E)黏膜层较薄,小肠绒毛较短较粗,发育不良,排列不规则,空肠和回肠部分绒毛顶部出现上皮细胞脱落现象,甚至固有层裸露(C,E)。酶制剂3组小肠形态上相对完整,结构基本修复;各个肠段绒毛发育良好,较长较宽,比例协调,排列较整齐,高低均匀(B,D,F)。

图1 非淀粉多糖酶制剂对肉仔鸡小肠黏膜形态结构的影响Fig.1 Eff ects of NSPenzyme preparations on intestine mucosal structure of broilers(10×)

表6的结果显示,黏膜厚度在各组间均无显著差异(P＞0.05);绒毛长度方面,酶制剂1组和酶制剂2组比正常对照组显著升高(P＜0.05),酶制剂4组的绒毛长度比正常对照组和低能对照组分别增加了17.76%和15.75%(P＜0.05);隐窝深度方面,低能对照组、酶制剂3组和酶制剂4组的隐窝深度分别比正常对照组降低了 24.59%、15.10%、21.10%(P＜0.05)。

表6 非淀粉多糖酶制剂对肉仔鸡十二指肠黏膜形态结构的影响Table 6 Ef fects of NSPenzyme preparations on duodenum mucosal structure of broilers μm

由表7结果可知,添加酶制剂后,试验鸡空肠黏膜厚度比正常对照组显著提高(P＜0.05),绒毛长度比正常对照组和低能对照组显著增加(P＜0.05),隐窝深度与正常对照组相比差异不显著(P＞0.05)。其中,酶制剂3组和酶制剂4组的空肠黏膜厚度分别比低能对照组增加9.16%和12.05%(P＜0.05),酶制剂1组、酶制剂 2组、酶制剂 3组和酶制剂4组的空肠绒毛长度分别比低能对照组增加17.36%,15.21%,9.62%和13.90%(P＜0.05)。

表7 非淀粉多糖酶制剂对肉仔鸡空肠黏膜结构变化的影响Table 7 Ef fects of NSP enzyme on jejunum mucosal structure of broilers μm

表8的结果表明,低能对照组组肉仔鸡的回肠黏膜厚度比正常组显著降低(P＜0.05)。与低能对照组相比,添加酶制剂后,试验鸡回肠黏膜厚度、绒毛长度均呈现增加趋势,隐窝深度呈现下降趋势。其中酶制剂3组的黏膜厚度、绒毛长度分别比低能对照组分别高9.50%和8.61%(P＜0.05),隐窝深度降低21.58%(P＜0.05)。

表8 非淀粉多糖酶制剂对肉仔鸡回肠黏膜结构变化的影响Table 8 Effects of NSP enzyme preparations on ileum mucosal structure of broilers μm

3 讨 论

3.1 不同酶制剂组合对肉仔鸡生产性能及养分表观利用率的影响

近年来,有关麦类饲粮中NSP对单胃动物的抗营养作用正逐渐被重视,利用NSP酶制剂来提高小麦饲粮利用率的研究报道也很多[5]。Annison[6]报道,饲粮中添加木聚糖酶和β-葡聚糖酶,可使小麦的表观代谢能(AME)提高1 MJ/kg,AME值的改善伴随着空肠淀粉消化率的显著增加,酶制剂通过提高阿拉伯木聚糖消化率使小麦营养品质得到改善。麦类籽实细胞壁主要由阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、纤维糖、果胶等NSP与一些蛋白质和矿物质组成,这些物质通过氢键或共价键相互交联结合,共同构成细胞壁,支持和保护细胞内容物。木聚糖酶和β-葡聚糖酶通常作为破坏细胞壁、释放细胞壁内养分的首选酶类。宋凯等[7]研究指出,小麦饲粮中添加木聚糖酶与β-葡聚糖酶配合的复合酶制剂能显著改善肉仔鸡的生产性能和血液指标,接近玉米饲粮组。本试验中,添加由木聚糖酶+β-葡聚糖酶和木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶组成的酶制剂2组、酶制剂3组均显著提高了肉仔鸡的能量表观利用率,改善了其生产性能,这进一步证实了以上观点。但本研究发现,每千克饲粮添加0.01%木聚糖酶对肉鸡生产性能没有显著改善,其原因可能是因为小麦饲粮中可溶性非淀粉多糖(SNSP)种类较多,单一的木聚糖酶作用不明显,不同酶之间具有协同效应。王金全等[8]报道,添加木聚糖酶后饲喂小麦饲粮的肉鸡生产性能也相应提高。唐琼等[9]在能量水平降低的负对照饲粮中添加200μL/kg液体木聚糖酶(9 300 U/g)能够改善肉鸭的生长性能和回肠养分表观消化率,达到正对照饲粮的饲喂效果,这可能与木聚糖酶的添加水平不同有关。

此外,通过对酶制剂3组、酶制剂4组的结果分析,表明木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶和木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶+纤维素酶组合后添加在小麦饲粮中饲喂肉仔鸡时,可显著提高其养分表观利用率,且饲养效果甚至高于正常组。纤维素是植物细胞壁的主要成分,为不溶性NSP,纤维素对单胃动物不具有提高食糜黏性等抗营养作用,但纤维素酶能破除植物细胞壁,使细胞内容物充分释放出来,为单胃动物肠道所吸收,β-甘露聚糖酶有辅助纤维素酶的作用,这可能是酶制剂3组和酶制剂4组能显著提高肉仔鸡生产性能的主要原因。有关 β-甘露聚糖酶和纤维素酶对小麦饲粮的作用尚需进一步研究。

3.2 不同酶制剂组合对肉仔鸡小肠黏膜形态结构的影响

小肠的正常结构与功能是营养物质被充分消化与吸收的基本保证,小肠的肠绒毛长度和黏膜厚度是衡量小肠消化吸收功能的重要指标。肠绒毛的长度与细胞数量呈显著正相关,绒毛短时,成熟的绒毛细胞少,对养分的吸收能力低,同时相关免疫细胞如杯状细胞、上皮内淋巴细胞数量减少,黏膜免疫力下降。肠道绒毛上皮细胞来源于肠腺干细胞的不断分化,肠腺潘氏干细胞分化成熟后从绒毛底部不断上移,最终在绒毛顶端脱落,隐窝深度则反映了肠道绒毛的发育状况[10]。

小麦饲粮中较高的水溶性NSP对动物小肠形态结构影响的原因可能有以下2个方面：一方面是采食小麦饲粮后肠内容物黏度上升可直接刺激或损害肠绒毛的形态;另一方面是由黏性上升所引起的营养物质吸收不良及营养物质在肠道内的富集,促使细菌大量增殖,特别是一些有害细菌所产生的代谢物质也可损害肠道黏膜上绒毛与微绒毛的形态与结构[11]。添加木聚糖酶等酶制剂可消除肠道微生物的大量繁殖,从而体现其对畜禽肠道的改善作用[12]。前期研究表明,NSP酶能显著改善畜禽消化道结构和功能,提高饲料养分的消化吸收,促进畜禽生长。陈清华等[13]在小麦饲粮中添加NSP复合酶,仔猪胃、小肠、胰脏的相对重量显著降低,肝脏相对重量极显著提高,均与玉米组有显著性差异。王佳丽等[14]报道,小麦饲粮中添加0.2%或0.1%剂量的木聚糖酶能显著提高肉鹅小肠绒毛的高度。本研究结果表明,在小麦饲粮中添加由木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶和纤维素酶组合的复合酶制剂可显著增加肉仔鸡小肠绒毛长度,降低隐窝深度,这表明酶制剂对小麦饲粮饲养下肉仔鸡肠道结构有显著改善作用,进而促进了肉仔鸡对饲粮的消化吸收功能。

4 结 论

添加木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶和木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶+纤维素酶2种组合的酶制剂能显著改善肉仔鸡小肠黏膜形态结构,提高其能量及蛋白质的表观利用率,并使低能饲养下肉仔鸡的生产性能达到正常能量饲养水平。

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