刘珍妮,雷小文,孔智伟,谭东海,陈荣强,谢华亮,钟云平,苏 州
(赣州市畜牧研究所,赣南科学院,江西赣州 341401)
甜菊是一种多年生的灌木性植物,在巴西、巴拉圭、日本、中国、韩国、美国、加拿大等国家和欧洲部分地区被用作天然甜味剂,每年因提取甜菊糖或甜菊糖苷产生了大量甜菊渣[1]。目前,大量甜菊渣利用率低、处理不当,不仅造成了甜菊渣资源的浪费,更容易超出环境的自净能力造成周边环境质量下降[2]。研究表明,经提取后的甜菊渣中含有大量的粗蛋白质、氨基酸、纤维素等物质,这些成分可发挥特殊作用,因此甜菊渣可代替部分动物的基础日粮以实现资源的充分利用[3]。然而,甜菊渣中粗纤维水平较高,将甜菊渣作为饲料并大比例添加的使用效果并不理想[4]。利用混合微生物菌种进行发酵处理甜菊渣,可降低甜菊渣的粗纤维水平,增强消化吸收利用效果,有助于提高发酵甜菊渣饲用价值[5]。已有关于羊和肉兔等动物饲喂甜菊渣的试验报道,且取得良好效果[6-7]。而番鸭作为耐粗饲的品种之一,还未有这方面的研究报道。本研究选择利用乳酸菌和酵母菌对甜菊渣进行发酵,分析发酵甜菊渣营养价值及其对番鸭生长性能、屠宰性能、血清生化指标及番鸭粪便成分的变化,为甜菊渣在番鸭健康养殖和节粮养殖应用提供参考。
1.1 试验材料 15 日龄黑羽公番鸭购于福建莆田温氏集团;试验甜菊渣为甜菊提取甜菊糖苷后经干制后过40目筛的副产品,购于赣州赣县谱赛科生物技术有限公司;乳酸菌(固态粉末状,活菌数≥1×1011CFU/kg)和酵母菌(固态粉末状,活菌数≥2×1011CFU/kg)分别为郑州中广环保科技有限公司和安琪酵母股份有限公司产品。
1.2 试验设计及试验日粮 选取15 日龄、体重相近的公番鸭360 只,随机分为4 组,每组6 个重复,每个重复15 只。对照组饲喂基础饲粮,基础饲粮组成及营养成分见表1。试验组分别以10%、15%、20%发酵甜菊渣替代等比例基础日粮。预试期7 d,正试期48 d。采用网上平养方式,番鸭自由采食,充足饮水,按正常免疫程序进行免疫接种。
表1 基础日粮组成及营养成分(风干基础)
1.3 发酵甜菊渣的制备及其常规营养成分测定 在已干燥的甜菊渣中加水搅拌,水分控制在30%~40%,随后加入2‰复合菌剂(低糖高活性干酵母粉和乳酸菌比例为1:1)混匀发酵(30℃,72 h)。随后从3 个完成发酵的呼吸袋各取甜菊渣50 g,采样方式为5 点采样法,测定样品的粗蛋白质(GB/T 6432-2018)、粗脂肪(GB/T 6433-2006)、粗纤维(GB/T 6434-2006)、水分(GB/T 6435-2014)、钙(GB/T 6436-2018)、磷(GB/T 6437-2018)、灰分(GB/T 6438-2007)含量,并与发酵前甜菊渣进行比较[8-14]。
1.4 测定指标及方法
1.4.1 生长性能 分别于饲养的第1 天和第55 天测定番鸭的初始重及出栏重,并定时记录其采食量,计算各处理组生长性能[9]。
1.4.2 屠宰性能及器官指数 当番鸭长至70 日龄时(即饲养的第55 天),从翅静脉取血样,静置析出血清后,3 000 r/min 离心15 min,取上清分装,-20℃保存。随后按照《家禽生产性能名词术语和度量计算方法》(ΝY/T 823-2020)进行屠宰测定[15]。
1.4.3 血清生化指标 参照李曼等[16]的步骤和方法将
1.4.2 中分离的血清以日立7600 全自动生化分析仪检测血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、白球比(A/G)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、谷草/谷丙(AST/ALT)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的水平。
1.4.4 番鸭粪便成分 于42 日龄、70 日龄每个重复按照五点取样法分别取新鲜鸭粪60.0 g 左右,自然风干,同一重复5 个取样点样品混合成1 个样品,再把42 日龄、70 日龄2 个时间点2 个样品混合均匀成1 个样品,参考《复混肥料中游离水含量的测定 真空烘箱法》(GB/T 8576-2010)测定番鸭粪便的游离水含量,参考《有机肥料》(ΝY 525-2012)的方法检测鸭粪中氮、磷、钾、有机质和pH 水平[17-18]。
1.5 统计分析 数据选择Graphpad prism 8.0 统计软件进行分析,结果采用平均值± 标准差表示,LSD 检验法进行各组组间的多重比较,以P>0.05 表示差异不显著,P<0.05 表示差异显著,P<0.01 表示差异极显著。
2.1 发酵前后甜菊渣营养成分改变 如表2 所示,与发酵前甜菊渣相比,发酵后甜菊渣的粗蛋白、粗灰分及水分含量分别升高30.59%、176.57%、348.33%(P<0.05),粗纤维含量降低22.39%(P<0.05)。
表2 甜菊渣发酵前后的营养成分分析 %
2.2.发酵甜菊渣对番鸭生长性能的影响 如表3 所示,10%、15%、20%发酵甜菊渣组的平均日增重、平均日采食量及耗料增重比与对照组的差异均不显著;此外,各试验组的死亡率均下降。如表4 所示,相比于对照组,10%、15%、20%发酵甜菊渣组的增重成本分别下降12.01%、12.38%、8.94%。
表3 发酵甜菊渣对番鸭生长性能及经济效益的影响
2.3 发酵甜菊渣对番鸭屠宰性能及器官指数的影响 如表4 所示,与对照组相比,10%、15%、20% 发酵甜菊渣组的腹脂率分别降低17.29%(P>0.05)、56.39%(P<0.05)、54.14%(P<0.05),腿肌率分别提高4.07%(P>0.05)、20.57%(P<0.05)、35.95%(P<0.05),肝脏指数分别提高18.58%(P<0.05)、17.31%(P<0.05)、19.32%(P<0.05),肌胃指数分别提高20.21%(P<0.05)、22.47%(P<0.05)、29.94%(P<0.05),腺胃指数分别提高8.25%(P>0.05)、3.78%(P>0.05)、28.52%(P<0.05)。
表4 发酵甜菊渣对番鸭屠宰性能及器官指数的影响
2.5 发酵甜菊渣对番鸭血清生化指标的影响 如表5 所示,15% 发酵甜菊渣组的TP 和GLB 及AST/ALT 低于对照组(P<0.05);10% 发酵甜菊渣组的ALB 及HDL-TC 水平,15%、20% 组的ALT、AST 及LDH 水平高于对照组(P<0.05)。
表5 发酵甜菊渣对番鸭血清生化指标的影响
2.6 发酵甜菊渣对番鸭粪便成分的影响 如表6 所示,各试验组番鸭粪便的总氮水平较对照组分别低23.21%(P<0.05)、9.28%(P>0.05)、10.97%(P<0.05),水分含量较对照分别低21.38%(P>0.05)、51.35%(P<0.05)、52.83%(P<0.05)。
表6 发酵甜菊渣对番鸭粪便成分的影响
3.1 发酵甜菊渣营养成分的变化 乳酸菌活菌内及其代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶,能分解常温下不易分解的木质素和纤维素[19]。酵母菌含有较高的粗蛋白质、氨基酸及多种维生素,还含有能够降解粗纤维及其他营养物质的酶(α-淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶等)。乳酸菌和酵母菌联合应用不仅能降解甜菊渣中的粗纤维,还能将降解产物及饲料中外源的无机氮源转变为自身菌体蛋白[20]。因此,发酵后甜菊渣的粗蛋白质显著提高了30.59%,而粗纤维水平则显著下降了22.39%。甜菊渣经发酵后其营养价值和饲用价值得到提高。
3.2 发酵甜菊渣对番鸭生长性能和经济效益的影响 本研究结果表明,发酵后甜菊渣的粗蛋白质水平低于基础饲粮,而其粗纤维水平远高于基础饲粮。因此,选择用发酵甜菊渣替代部分基础饲粮,不仅降低粗蛋白质的摄入及减少能值水平,还能提高饲喂的粗纤维水平。而当发酵甜菊渣替代10%、15% 基础日粮时,其耗料增重比有下降趋势,这是由于乳酸菌和酵母菌可通过自身产生的消化酶降解甜菊渣中大量的粗纤维,同时利用甜菊渣的降解产物合成了氨基酸、蛋白质等营养物质[21]。而发酵甜菊渣替代基础日粮的比例至20% 时,耗料增重比升高,抑制了动物生长,这与过多的乳酸菌和酵母菌进入肠道耗费了动物额外的营养物质有关[22]。此外,各试验组的饲料成本及增重成本均下降,说明饲喂发酵甜菊渣可提高番鸭养殖的经济效益。
3.3 发酵甜菊渣对番鸭屠宰性能及器官指数的影响 动物的肉用性能可以选择屠宰率和全净膛率作为主要的参考标准,当屠宰率大于80%、全净膛率大于60% 时,认为肉用性能良好[23]。使用发酵甜菊渣替代部分基础日粮时,番鸭的屠宰率为82.14%~82.94%,全净膛率为68.70%~70.03%,表明使用发酵甜菊渣后未影响番鸭肉用性能且表现良好。甜菊具有降血糖和抗高脂性质的功效[24]。本研究结果显示,15%和20%发酵甜菊渣组较对照组的腹脂率显著降低,表明甜菊渣替代部分基础日粮可显著降低番鸭脂肪含量,符合大众的消费习惯。而使用发酵甜菊渣后番鸭腿肌率、肝脏指数、肌胃指数和腺胃指数的上升,表明发酵甜菊渣能够一定程度上促进番鸭肉用性能及其肝脏的代谢功能和消化系统功能。
3.4 发酵甜菊渣对番鸭血清生化指标的影响 动物血清生化指标可反映动物的生理代谢和健康情况[25]。TP 可分为ALB 和GLB,ALB 主要通过机体肝脏合成和小肠吸收而来,GLB 则主要由机体的免疫器官产生[26]。一般情况下,TP、ALB 或GLB 偏低均可代表动物免疫能力不足[27]。本研究结果显示,10% 发酵甜菊渣组的TP、ALB 及GLB 水平均略高于对照组;而15%、20%发酵甜菊渣组的TP、ALB 及GLB 水平则低于对照组,表明发酵甜菊渣替代10% 基础日粮不影响番鸭的免疫功能,且具有一定的促进趋势,而当替代量增加至15%和20%时,由于蛋白质水平摄入降低导致TP、ALB 及GLB 水平下降。
当肝脏功能受损时会导致肝细胞裂解,使肝细胞内的ALT 和AST 释放,从而导致机体血清中的ALT 和AST 水平升高[28]。本研究发现,15%、20% 发酵甜菊渣组ALT、AST 水平均显著高于对照组,表明使用发酵甜菊渣替代15%、20% 基础日粮可能会导致番鸭肝脏受损。此外,AST/ALT 升高往往代表肝功能受损,且比值越高,肝损伤越严重[29]。本研究结果显示,15%发酵甜菊渣组的AST/ALT 较对照组显著提高47.68%。由此可见,发酵甜菊渣替代15% 基础日粮对番鸭肝脏功能影响最大,不适用于番鸭的健康养殖,其具体机理有待进一步研究。
番鸭血清ALP 降低从侧面反映出机体对饲料中钙、磷的充分吸收利用[30]。本研究中,10%发酵甜菊渣组ALP 水平显著低于对照组,表明饲喂10%发酵甜菊渣有助于番鸭对饲料中钙、磷的利用和转化,能够促进番鸭生长性能。
HDL-C 是血浆中体积最小(5~17 nm)、密度最大(1.063~1.210 kg/L)的脂蛋白,具有减少机体胆固醇沉积的作用[31]。本试验结果显示,10% 发酵甜菊渣组血清中的HDL-C 含量显著高于对照组,而LDL-C 含量则与对照组差异不显著,这表明发酵甜菊渣替代10%基础日粮有助于提高番鸭对胆固醇的代谢能力,且不会形成对机体有害的LDL-C[32]。而用15%和20%发酵甜菊渣替代基础日粮不会影响番鸭的胆固醇代谢功能。
3.5 发酵甜菊渣对番鸭粪便成分的影响 检测番鸭排泄物中各个成分水平的变化可以反映番鸭基础日粮制备与搭配的合理性[33]。本研究结果显示,与对照组相比,10%、20%发酵甜菊渣组番鸭粪便中的总氮水平,15%、20%发酵甜菊渣组的水分含量均显著下降;各试验组的各个粪污成分含量均低于对照组,表明发酵甜菊渣替代部分基础番鸭日粮能使番鸭机体对饲料进行充分吸收利用,减少番鸭粪便对环境的污染作用[34]。
本试验结果表明,发酵甜菊渣替代10%基础日粮有提高番鸭饲料转化率的趋势,并有助于提高番鸭饲养的经济效益和降低番鸭粪便污染物的排放;替代量增加至15%和20%时,对番鸭的免疫功能和肝脏功能均有一定损害,说明过量的发酵甜菊渣可能存在有一定的亚毒性作用。