崔艺燕,邓 盾,田志梅,王 刚,鲁慧杰,陈卫东,马现永
(广东省农业科学院 动物科学研究所,畜禽育种国家重点实验室,农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室,广东省畜禽育种与营养研究重点实验室,广东畜禽肉品质量安全控制与评定工程技术研究中心,广州 510640)
抗生素由于具有良好的促生长作用而被广泛用于饲料中,但是滥用抗生素很容易引起食品危害,环境污染,进而危害人类。目前,植物提取物作为抗生素替代品的前景较为乐观。植物提取物可以改善动物的生产性能,提高产品质量,增强免疫力,预防疾病等。植物提取物的研究与应用对我国养猪业的可持续发展具有重要意义。柑橘含多种生物活性成分,如柠檬烯、柠檬醛、酚、类黄酮、维生素C等,对健康有很多好处[1]。柑橘提取物具有抗霉菌、抗诱变、抗氧化和抗炎活性[2-4]。其强大的抗氧化和抗炎作用在改善动物健康方面特别有价值[5-6]。试验表明,橙皮提取物可改善肉鸡的免疫应答和抗病性[7]。柑橘类黄酮可以延长鸡蛋的货架期,而不会对鸡蛋的性能或品质产生副作用[5]。但是,柑橘提取物很少用于仔猪的生产,并且对仔猪的具体作用机理尚不清楚。前期研究结果表明,柑橘提取物可以改善仔猪免疫及抗氧化功能[8]。这项研究考察柑橘提取物是否对仔猪血液、肝脏等生化指标有负面影响,为柑橘提取物在仔猪生产的推广提供参考。
15%金霉素购自广东新南都饲料科技有限公司,柑橘提取物由广东润森环保科技发展有限公司提供。柑橘提取物含有3.04%维生素C、2.38%维生素E、2.89%柠檬酸和20.77%总黄酮。
选取144头28日龄(8.39±1.06)kg杜×长×大仔猪。随机分配到3个组,每组6个栏,每栏8头猪(公母各半)。试验期28 d。处理组分别为:对照组饲喂基础饲粮;抗生素组,在基础饲粮上添加75 g/t金霉素;柑橘提取物组,在基础饲粮上添加300 mL/t柑橘提取物。
基础饲粮组成和营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets(air-dry basis)
试验在广东省新兴县某农业发展有限公司猪场进行,半封闭式猪舍,仔猪采用群养,自由采食、饮水。免疫、消毒、驱虫等根据猪场常规程序进行饲养管理。记录每天的腹泻次数,腹泻率(%)=腹泻仔猪头次/(试验仔猪头数×试验天数)×100%。试验结束,每组选取每栏接近平均体重的2头仔猪,进行前腔静脉采血。血液经3 500 r/min、4 ℃离心10 min,收集血浆,-80 ℃保存。采血后屠宰,收集肺、心脏、肝脏、脾脏、胃、肾脏进行称重,器官指数=器官重量(g)/ 活重(kg)。取肝脏(右下叶)于液氮速冻,-80 ℃保存。
总胆固醇(F002-1-1,总胆固醇酶法)、甘油三酯(F001-1-1,甘油三酯酶法)、葡萄糖(F006-1-1,葡萄糖氧化酶法)、尿素氮(C013-2-1,脲酶法)、白蛋白(A028-2-1,溴甲酚绿法)、总蛋白(A045-2-1,考马斯亮蓝法)、谷草转氨酶(GOT,C010-1-1,比色法)、谷丙转氨酶(GPT,C009-1-1,比色法)和碱性磷酸酶(AKP,A059-1-1,可见光比色法)等测试盒购于南京建成生物工程研究所,具体步骤按说明书进行。
取0.1 g肝脏,加入9倍体积的生理盐水制成10%组织匀浆液,4 ℃,3 500 r/min 离心15 min,取上清测定生化指标。
用Excel 2010整理数据,用SPSS 19.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并用Duncan 氏法进行多重比较。结果用平均值±标准差表示,P<0.05为差异显著,0.05≤P<0.10为有趋势。
柑橘提取物对仔猪腹泻率和器官指数的影响见表2。由表2可知,与柑橘提取物组和对照组相比,抗生素组的胃指数分别提高15.73%和20.80%(P=0.025)。各组间其他器官指数和腹泻率没有显著差异(P>0.05)。
表2 柑橘提取物对仔猪腹泻率和器官指数的影响Table 2 Effects of citrus extract on diarrhea rate and organ index of piglets
柑橘提取物对仔猪血浆生化指标的影响见表3。由表3可知,三组间血浆甘油三酯、总胆固醇、血糖水平差异不显著(P>0.05)。
表3 柑橘提取物对仔猪血浆生化指标的影响Table 3 Effects of citrus extract on plasma biochemical indexes of piglets
由表4可以看出,与柑橘提取物和对照组相比,抗生素组肝脏总胆固醇水平分别提高了39.60%和39.99%(P=0.010)。与对照组相比,抗生素组和柑橘提取物组肝脏葡萄糖水平分别提高了19.23%(P=0.057)。与对照组和柑橘提取物组相比,抗生素组的肝脏尿素氮水平显著降低(P=0.001),而总蛋白(P=0.001)、白蛋白(P<0.001)水平和白蛋白/总蛋白比值(P=0.001)显著提高。
表4 柑橘提取物对仔猪肝脏生化指标的影响Table 4 Effects of citrus extract on liver biochemical indicators of piglets
仔猪血浆和肝脏肝功能指标列于表5。与对照组和抗生素组相比,柑橘提取物组血浆GPT活性分别增加39.75%和25.99%(P=0.013),GOT活性有提高的趋势(P=0.056)。各组间的血浆AKP活性和GOT/GPT比值无显著差异(P>0.05)。与对照组和柑橘提取物组相比,抗生素组肝脏AKP活性分别显著提高37.02%和43.60%(P=0.005)。与对照组相比,抗生素组和柑橘提取物组肝脏的GOT活性分别降低了14.81%和10.89%(P=0.006)。
表5 柑橘提取物对仔猪血浆和肝脏肝功能指标的影响Table 5 Effects of citrus extracts on piglet plasma and liver function indexes
一般认为,植物提取物可以有效降低断奶仔猪的腹泻率。断奶仔猪饲喂红辣椒精油和丝兰提取物的腹泻率明显降低[9-10]。连翘提取物有降低腹泻率和粪便评分的显著作用[11]。然而,在本研究中,未观察到柑橘提取物降低仔猪腹泻率的现象,这与先前的研究一致[12-13]。这可能涉及到严格的卫生条件。仔猪舍每天和每周都要进行清洁和消毒,仔猪生活在更好的环境中。此外,商业农场仔猪肠道中的微生物群落似乎更稳定,受精油的影响较小,这说明了农场卫生条件的重要性[14]。
抗生素组的胃指数显著增加,目前尚不清楚抗生素对胃发育的影响。通常,植物提取物可改善饲料的适口性,但是一些浓郁风味的提取物可能会降低适口性。柑橘提取物组和对照组之间的胃指数没有差异,这没有反映出柑橘提取物对饲料的适口性的作用。其他器官指数没有差异,这与以往研究一致[9]。补充百里香、肉桂、桉树、茶树精油、姜和胡椒提取物对仔猪器官重量没有影响[15]。然而,120 mg/kg丝兰提取物可以增加仔猪胸腺指数,但其他浓度无积极作用[10]。可以看出,植物提取物对器官指数的作用是不一致的。此外,植物提取物需要在动物受到应激和破坏时发挥作用,对健康动物的器官重量没有影响。辣木提取物不能改变正常血压大鼠的器官重量,但能显著减少高血压大鼠的肝脏、附睾和褐色脂肪重量[16]。橙皮苷会增加肉仔鸡免疫器官指数(脾脏、胸腺和法氏囊)[17]。柑橘提取物的效果也许与动物品种有关。
动物体内的代谢过程是动态平衡的,血液生化指标是反映机体物质合成代谢和组织器官功能变化的重要指标。血液中总蛋白、白蛋白和尿素氮的浓度通常被用作指示机体蛋白质代谢水平的指标。在一定范围内,总蛋白浓度越高,机体合成和利用蛋白质的能力越强[18]。肝脏合成尿素氮,这直接反映了体内蛋白质的降解水平[19]。如果蛋白质代谢良好,尿素氮水平将降低[20]。研究表明,植物提取物可以促进仔猪的消化、吸收、生长和养分代谢[21]。假蒟、杜仲和紫苏籽的提取物提高了仔猪血清总蛋白水平,降低了尿素氮水平[22-24]。但是,有研究表明,牛至精油、甘草提取物、植物精油复合物、抗菌肽等植物提取物对仔猪血液中蛋白质的沉积和代谢没有影响[19]。不同植物的次生代谢物复杂多样,从中提取的成分也不同,因此它们对蛋白质沉积和代谢的影响也不同。橙皮苷可使荷瘤小鼠血清总蛋白和白蛋白水平接近正常水平[25]。以往的结果表明,柑橘提取物组血浆白蛋白水平和白蛋白/总蛋白比值显著高于对照组和抗生素组,并且各组之间的尿素氮水平相同[26]。这意味着柑橘提取物可以在蛋白质代谢和分解的相同条件下促进仔猪中的蛋白质沉积。同时,与对照组相比,抗生素增加了肝脏白蛋白水平和白蛋白/总蛋白比值,降低了肝脏的尿素氮水平。结果表明,抗生素和柑橘提取物在仔猪中具有较强的蛋白质合成和代谢能力。总之,抗生素和柑橘提取物可以改善蛋白质的合成和利用,并促进仔猪的生长发育。
血糖水平的升高可以反映出抗生素替代品对体内营养物质消化吸收的增强作用[19]。葡萄糖是细胞代谢的主要能源,可用于测量机体的健康状况[24],衡量机体能量代谢[27]。牛至精油可以显著提高仔猪的血清葡萄糖水平。植物精油复合物、甘草提取物、抗菌肽、紫苏种子提取物等对血液葡萄糖水平的影响很小[19,24]。本试验中,抗生素和柑橘提取物增加了仔猪血浆葡萄糖水平,并显著增加了肝脏葡萄糖水平。仔猪对血液葡萄糖的吸收主要通过小肠黏膜,柑橘提取物能够改善仔猪肠道粘膜形态[26],促进葡萄糖的吸收。也就是说,抗生素和柑橘提取物可以增强仔猪营养物质的消化吸收,能量营养状况要好于对照组。具体机制有待进一步研究。
甘油三酯和总胆固醇主要在肝脏中合成,并参与各种脂质的合成,这可以反映体内脂质代谢的状况。葡萄籽葡萄渣提取物、植物精油复合物、抗菌肽、牛至精油和甘草提取物对血清甘油三酯无显著影响[19,28]。本研究与以往研究一致,柑橘提取物对血浆脂质没有影响。Attakpa等[16]研究报道,辣木提取物可显著降低高血压大鼠血甘油三酯和总胆固醇水平,但可增加正常大鼠的低密度脂蛋白胆固醇水平。Donia等[25]发现,橙皮苷可显著降低荷瘤小鼠血清总脂质水平。这些研究表明,柑橘提取物对脂质的影响可能与动物健康有关,健康仔猪的健康状况不同于高血压和荷瘤动物,因此结论不一致。一项研究报道,葡萄籽渣提取物对仔猪肝脏甘油三酯浓度没有影响[28]。本研究中,抗生素提高了仔猪肝脏的总胆固醇水平,而柑橘提取物则无此效果。这种差异可能是由于提取物的活性成分不同,它们对脂质合成和代谢的影响不同。此外,本试验中血浆和肝脏中甘油三酯和总胆固醇的水平不一致。这表明抗生素可以增强仔猪肝脏中脂质的合成代谢的能力,从而使血浆脂质含量保持在较低水平。总体而言,柑橘提取物对仔猪脂质代谢无负面影响。
AKP在骨形成中起重要作用。它在成骨过程中会水解各种磷脂,为机体提供无机磷,并参与脂肪和蛋白质的代谢[29]。抗生素组血浆中的AKP活性略高于对照组和柑橘提取物组,而肝脏中的AKP活性显著更高。说明抗生素具有较高的骨形成、脂肪和蛋白质代谢能力,促进仔猪生长。然而,一项研究报道,八角、杜仲提取物、抗生素会显著降低血清AKP活性[29]。这可能是由于仔猪断奶应激强度不同所致。快速断奶和突然断奶可能会导致仔猪更大的应激和更高的AKP活性,这可以通过添加植物提取物和抗生素来缓解。
血清GPT和GOT是特异性肝损伤和功能障碍的敏感标志物[30]。它们可以反映肝脏的功能,体内营养物质的代谢,并且是应激反应的标志[31]。据报道,八角和杜仲提取物饲喂仔猪的血清GPT活性明显低于对照组和抗生素组,但GOT活性无差异[29]。牛至精油、甘草提取物和抗菌肽显著降低GPT活性,而抗菌肽增强GOT活性[19]。由以上研究得,不同的植物提取物对转氨酶的作用不同。柑橘提取物组血浆中两种转氨酶升高,但GOT/GPT与抗生素组几乎相同,比对照组低18.06%。转氨酶在一定范围内的增加可以促进蛋白质的代谢。
本研究结果表明,柑橘提取物改善了仔猪的血液生化指标和肝功能。