■王化勇 马泽芳 崔 凯 史雪萍 刘成功 梁俊文
(1.青岛农业大学动物科技学院,山东青岛 266109;2.山东省荣成市成功种貂养殖厂,山东威海 264306;3.山东省动物卫生监督所,山东济南 250022)
铜是动物体内必需的微量矿物元素,而高铜对于提高动物的生长性能、消化酶活性、超氧化物歧化酶、血液SOD、血浆铜蓝蛋白等含铜辅酶的活性均有促进作用[1-2],因此,在畜禽生产中高剂量铜作为促生长剂被广泛利用。水貂是经济价值较高的珍贵毛皮动物,铜作为饲料添加剂促进水貂生长发育的研究仅见Aulerich(1976)的报道,即铜添加量为200 mg/kg时,对水貂的体重没有明显有利或不利的影响,并且指出水貂对铜的最大耐受量要高于200 mg/kg[3],但是更高剂量铜对水貂生长发育和血液生化指标的影响以及铜的最高添加量等方面的研究还未见报道。因此,本试验以蛋氨酸螯合铜为铜源,在水貂基础饲粮中添加210~300 mg/kg的铜,通过饲养试验和消化代谢试验研究饲粮中添加高剂量铜对水貂生长性能指标、消化代谢率和血液生化指标的影响,探讨铜的最高添加量,为水貂饲料生产和配制提供营养学理论依据。
血清碱式磷酸酶(AKP)、谷丙转氨酶(ALT)、铜蓝蛋白(CER)、铜锌超氧化物歧化酶(Cu-Zn-SOD)总蛋白(TP)试剂盒,南京建成生物工程研究所;
蛋氨酸螯合铜,饲料级,含铜17%,吉林特产研究所提供;
移液枪,10~100 μl,20~200 μl,100~1 000 μl,德国Eppendorf公司;
VARIAN SpectrAA-240原子吸收光谱仪,湖北鼎龙科学仪器有限责任公司;
电子分析天平,ACCULAB,奥豪斯国际贸易(上海)有限公司;
低速离心机,DL-4000B;上海安亭科学仪器厂;
紫外可见分光光度计,UV-1100,上海美谱达仪器有限公司;
粪尿收集设备,自制。
试验动物为(86±5)日龄,平均体重(1.42±0.04)kg的健康雄性美国短毛黑水貂,共70只,随机平均分成7组(对照组、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组),每组10个重复,每个重复1只。
试验饲粮由基础饲粮和蛋氨酸螯合铜组成。基础饲粮由海杂鱼、鸡肝、鸡小胃、膨化玉米以及由矿物质、维生素等组成的添加剂配制而成,其组成及营养水平见表1。
蛋氨酸螯合铜分为 0、210、220、230、240、250、300 mg/kg 7个水平,分别添加到7个组(对照组、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组)的基础饲粮中,配制成试验日粮。
饲养试验于2010年7月25日~11月12日进行,试验期110 d。在常规条件下采用单笼饲养,笼子尺寸为70 cm(长)×35 cm(宽)×35 cm(高)。由固定人员进行专门饲养,每天早、晚各饲喂一次,自由饮水。试验过程中记录每只水貂每天的饲料采食量,从86日龄起,每间隔15 d,即101、116、131、146、161、176、196日龄时于早饲前称重并记录,计算平均日采食量及平均日增重。
表1 育成期基础饲粮组成及营养水平(风干基础)
饲养试验过程中于8月21、22、23日,10月20、21、22日采用全收粪尿法分别收集粪样和尿样。每天8:00全量收集并测定粪、尿量,鲜粪称重后取样品100 g装入封口袋中,加入10 ml 10%硫酸溶液进行固氮,尿液测量体积后取样品100 ml,加入2 ml的10%硫酸溶液装入收集瓶中,均于-20℃储存。
8月24日采用剪趾法进行第一次采血,11月12日在饲养试验结束,水貂屠宰打皮时采用心脏采血法进行第2次采血,每只采集5 ml,凝血后3 500 r/min离心10 min,分离血清样品,并分装于Eppendorf管中于-80℃冰箱保存。
饲料及粪中铜使用VARIAN SpectrAA-240原子吸收光谱仪进行测定,粗蛋白、粗脂肪及尿氮按照《饲料分析与饲料质量检测技术》(张丽英第三版)[5]中所述方法于青岛农业大学营养实验室进行测定。
血清ALT、AKP、CER、Cu-Zn-SOD、TP采用考马斯亮蓝法及比色法测定,按照试剂盒说明书操作,在UV-1100紫外可见分光光度计上测定吸光度。
各指标计算公式如下:
平均日增重(ADG,g/d)=(试验末体重-试验初体重)/试验天数;
料重比(F/G)=平均日采食量/平均日增重;
脂肪消化率(FD,%)=(食入脂肪-粪排出脂肪)/食入脂肪×100。
氮沉积(NR,g)=食入氮-粪氮-尿氮;
氮表观消化率(ND,%)=(食入氮-粪排出氮)/食入氮×100;
净蛋白质利用率(NPU,%)=(食入氮-粪排出氮-尿排出氮)/食入氮×100;
氮生物学价值(BV,%)=(食入氮-粪排出氮-尿排出氮)/(食入氮-粪排出氮)×100。
Cu(μg/g)=C×V×D/W(C——由仪表直接读出的铜浓度;V——样品待测溶液体积;D——稀释倍数;W——样品质量)。
试验所得数据利用统计软件SPSS 17.0中的单因素方差分析进行处理,试验结果以平均值±标准误(X±SE)表示,其中以P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。
86~196日龄水貂体重、平均日增重测定统计结果见表2,生长曲线见图1。
图1 86~196日龄水貂生长曲线
由图1和表2可知,6个试验组各日龄体重均高于对照组相应日龄体重,其中Ⅳ组各日龄体重均高于其他各组相应日龄体重。随着饲粮铜水平的提高,各组水貂平均日增重呈先升高后降低的趋势,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组水貂平均日增重均显著高于对照组(P<0.05),Ⅳ组水貂平均日增重极显著高于对照组(P<0.01),显著高于其他各试验组(P<0.05),Ⅴ组、Ⅵ组平均日增重高于对照组,但是差异不显著(P>0.05)。
表2 86~196日龄水貂体重、平均日增重测定结果
由表3可见,各试验组平均日采食量均显著低于对照组(P<0.05),各试验组之间差异不显著(P>0.05);各试验组料重比均显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)低于对照组,且随着铜添加量的提高,呈先下降后升高的趋势,铜添加量为240 mg/kg(Ⅳ组)时,料重比达到最低。
由表4可知,试验组脂肪日食入量、脂肪日排出量均显著低于对照组(P<0.05),组间差异不显著(P>0.05);Ⅰ~Ⅴ组脂肪代谢率显著高于对照组(P<0.05),组间差异不显著,Ⅵ组脂肪代谢率与对照组差异不显著。
表3 86~196日龄水貂料重比测定结果
表4 86~196日龄水貂脂肪消化率的测定结果
由表5可知,Ⅰ~Ⅳ组水貂氮消化率高于对照组,差异不显著(P>0.05),Ⅴ组、Ⅵ组水貂氮消化率低于对照组,差异不显著(P>0.05);Ⅰ~Ⅳ组水貂氮沉积指标比对照组显著增加(P<0.05),Ⅴ组、Ⅵ组水貂氮沉积指标高于对照组,但差异并不显著(P>0.05);试验组净蛋白质利用率和氮生物学价值均显著高于对照组(P<0.05)。
以上指标,各试验组间差异都不显著,但均以Ⅳ组(240 mg/kg)数值为最高。
由表6可知,各试验组AKP活性与对照组差异不显著(P>0.05);Ⅰ~Ⅳ组ALT活性与对照组差异不显著(P>0.05),Ⅴ组、Ⅵ组ALT活性显著高于对照组和Ⅲ组、Ⅳ组(P<0.05);随着铜添加量的增加,各处理组Cu-Zn-SOD活性及CER含量呈先上升后下降的趋势,其中Ⅳ组的数据显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于其他各组;Ⅳ组TP含量显著高于对照组(P<0.05),其他各处理组之间差异不显著(P>0.05)。
表5 86~196日龄水貂氮消化率、净蛋白利用率和氮生物学效价的测定结果
表6 水貂血清酶活性的测定结果
赵丽等[6]研究发现饲粮铜含量为100、200 mg/kg时,能显著促进雏鸭的生长发育;李宏等[7]研究发现,高铜日粮对兔的促生长作用是明显的,可提高其日增重,说明高铜饲粮对动物有促进生长的作用。从本试验结果可知,210~240 mg/kg处理组水貂平均日增重均显著高于对照组,且随着铜添加量的提高,平均日增重呈升高的趋势,当添加到240 mg/kg时达到极显著水平,这与以上研究结果一致,说明饲粮中添加高剂量铜能够显著提高育成期水貂的生长性能,且240 mg/kg水平的铜添加量作用最显著。
程忠刚等[8]研究表明,饲粮添加高铜可显著提高仔猪粗脂肪的表观消化率;Braude等和Lucss等报道,饲粮添加适宜的铜提高了青年猪氮消化率和沉积率[9]。本试验结果表明210~240 mg/kg的铜能显著提高水貂的脂肪消化率、氮沉积、净蛋白利用率和氮生物学效价,说明高铜能够促进育成期水貂的消化代谢率,从而提高其生长性能,这与以上研究结果相一致。
虽然高铜对动物有促进生长的作用,但是过量的铜会对组织器官造成病理损伤。彭西等[10]研究报道日粮铜水平过高时,对雏鸡消化道、肾、肝、心脏等器官造成不同程度的病理损伤。本试验结果表明,铜添加量250~300 mg/kg时水貂平均日增重呈降低的趋势,脂肪消化率、氮沉积、净蛋白利用率和氮生物学效价也开始下降,原因可能是250 mg/kg的添加量已经超过了育成期雄性水貂铜的最高添加量,对水貂机体造成了损伤,降低其消化代谢率,进而降低了促生长作用。
ALT是广泛存在于动物组织细胞内线粒体中重要的氨基转移酶,在正常情况下血清中含量甚微,但当肝脏发生病理损伤时,组织内的ALT释放入血液而致血清ALT升高。因此,血清ALT活性的高低可反映出机体在高铜状况下肝脏的病理损伤程度。本试验结果显示210~240 mg/kg处理组ALT活性与未添加铜处理组差异不显著,但是250 mg/kg及300 mg/kg处理组ALT活性显著高于未添加铜处理组,说明250 mg/kg以上的铜已经对水貂肝脏造成损伤。Aulerich和Powell(1982、1997)各自研究表明,用添加200 mg/kg铜的日粮饲喂水貂357 d和140 d后,并没有对其产生毒性作用,并指出育成期水貂对铜的最大耐受量要高于200 mg/kg[4,11],这与本研究结果相符合,说明240 mg/kg已达到育成期雄性水貂饲粮中铜的最大添加量,超过这个量会对水貂肝脏造成损伤。
日粮铜水平的变化可导致含铜酶活性的变化,当机体缺铜时,机体内含铜酶的活性降低,当补饲铜后,含铜酶活性升高。本试验结果显示在210~240 mg/kg范围内,各组CuZn-SOD及铜蓝蛋白活性均显著、极显著高于未添加铜处理组,且随着铜添加量的提高呈上升的趋势,这与张苏江等[12]报道饲粮中添加高铜能明显提高生长猪血清含铜酶铜蓝蛋白和CuZn-SOD活性的结果相一致,说明高铜对育成期水貂血清中CuZn-SOD及铜蓝蛋白的活性有明显的促进作用。而超过240 mg/kg后CuZn-SOD及CER活性开始下降,这与朱奎成等(2007)报道雏鸡血清铜蓝蛋白活性随日粮铜水平的增加而增强,但是达到500 mg/kg时,铜蓝蛋白活性下降[13]的结果一致,说明240 mg/kg的添加量已达到育成期水貂的适宜添加量,超过这个量将对水貂肝脏造成损伤,导致肝脏合成CER的能力下降,Cu-Zn-SOD活性降低。
各处理组AKP活性以及TP含量与未添加铜处理组差异不显著,说明210~300 mg/kg添加量的铜对育成期水貂AKP活性以及血清TP含量没有显著影响。
育成期雄性水貂饲粮(含铜23.54~26.68 mg/kg)中添加210~240 mg/kg水平的铜可明显促进水貂的生长发育,提高血液含铜酶活性,且以240 mg/kg时作用最为显著,但超过240 mg/kg时可对水貂机体造成损伤并降低促生长作用。