膨化艾草秸秆对湖羊生长性能、血清抗氧化及免疫的影响

侯沛君，张立阳，韩 露，杨亚博，高腾云，王林枫，朱河水，付 彤* (1.河南农业大学 动物医学学院，河南 郑州 5000；.河南农业大学 动物科技学院，河南 郑州 5000；.河南省畜牧总站，河南 郑州 5000;.河南悦美禾农牧有限发展公司，河南 漯河 6000)

艾草(Artemisiaargyi)，菊科蒿属植物，是中国传统的中药植物，广泛分布于全国各地，主要含萜类、黄酮类、多糖等，其蛋白质、维生素和氨基酸含量也极为丰富[1-4]。研究表明，艾草的有效化学成分具有抗氧化[5]、抗炎症[6-9]和抗凝血[10-11]等作用。艾草每年的总产量在8.5万吨，且种植面积超过5万亩[12]，随着艾草产品需求量的增加，艾秆大量产生，但因其粗纤维含量高、营养价值低等缺点，大部分地区主要将其进行废弃或焚烧，利用率较低。挤压膨化是秸秆常见的处理方式之一，其过程是秸秆在膨化机内通过机械摩擦，在高温、高压的情况下被挤压、碾碎，然后突然降压爆破而出，形成膨松多孔的饲料[13]。膨化加工破坏了植物细胞壁，使淀粉发生糊化，淀粉颗粒结构裂解而表面积增大，促进淀粉降解，提高淀粉利用率[14]，且膨化饲料产生瘤胃不可降解的蛋白，可避免动物体内氨中毒，提高蛋白的利用率[15]。崔树和等[16]饲喂的延边黄牛结果表明，饲喂膨化玉米秸秆饲料黄牛的生长性能要高于饲喂常规黄贮玉米秸秆。因此，本试验采用膨化加工处理艾草秸秆，以探究膨化艾草秸秆对湖羊生长性能、血清抗氧化能力及免疫功能的影响，为膨化艾草秸秆的推广和应用提供科学理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点试验于2019年11月至2020年1月在河南省临颍县悦美禾农牧发展有限公司进行。

1.2 试验设计本试验采用随机分组，将72只90日龄且平均体质量为(25.27±0.57) kg的健康湖羊随机分为3处理组，每个处理组设6个重复，每个重复4只(公母各半)：对照组(基础饲粮即精料+干花生秧)，艾草秸秆组(基础饲粮-16%干花生秧+16%艾草秸秆)，膨化艾草秸秆组(基础饲粮-16%干花生秧+16%膨化艾草秸秆)，预试期15 d，正试期56 d。

1.3 饲粮组成与饲养管理艾草秸秆(粗蛋白7.08%，中性洗涤纤维66.74%，酸性洗涤纤维46.82%)和膨化艾草秸秆(粗蛋白6.95%，中性洗涤纤维54.90%，酸性洗涤纤维39.75%)均由河南神农膨化公司提供。膨化艾草秸秆是通过将艾草秸秆与玉米以4∶6比例混合均匀，用湿法原料膨化机(EXP160S-110Kw，郑州多勒机械有限公司)进行膨化后获得。试验湖羊饲粮是把粗饲料粉碎后和精料补充料一起混合搅拌制成的含水量为50%，精粗比为1∶1的全混合饲粮。每天09:00、16:00 饲喂，自由采食，自由饮水。饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) %

1.4 样品采集与指标测定

1.4.1生长性能测定 试验正式开始和结束后，晨饲前对试验羊空腹称体质量，记为始体质量和末体质量。每天记录饲喂量，早晨饲喂前称取剩料量，计算每只羊的干物质采食量(DMI)，平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。

1.4.2血液采集与指标测定 每组选取体质量相近的6只湖公羊于第56天清晨空腹颈静脉采血于10 mL真空采血管(不含抗凝剂)中，静置60 min后，3 500 r/min离心15 min，吸出上层血清分装并储存在-20℃冰箱，用于检测血清生化指标。采用全自动生化分析仪(贝克曼库尔特Au-5800)测定血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素氮(BUN)、葡萄糖(GLU)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量；采用比色法测定(试剂盒购于南京建成生物工程研究所)血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、总抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)含量；采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定(试剂盒购于江苏酶免实业有限公司)血清中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)、干扰素-γ(INF-γ)、CD4和CD8含量。

1.5 数据统计分析用Excel对原始数据进行整理，用SPSS 20.0进行单因素方差分析和Duncan氏多重比较检验，P<0.05为差异具有显著性意义，P<0.01为差异具有极显著性意义，结果用平均值±标准差表示。

2 结果

2.1 膨化艾草秸秆对湖羊生长性能的影响由表2可知，在整个试验期，与对照组相比，艾草秸秆组与膨化艾草秸秆组的ADG和DMI都显著高于对照组(P<0.05)，而料重比差异不显著(P>0.05)。艾草秸秆组和膨化艾草秸秆组相比，膨化艾草秸秆组的DMI显著高于艾草秸秆组(P<0.05)，其余指标差异不显著(P>0.05)。

表2 膨化艾草秸秆对湖羊生长性能的影响

2.2 膨化艾草秸秆对湖羊血清生化的影响由表3可知，3个试验组血清中TP、ALB、GLB、BUN、GLU、TC、TG、HDL-C、LDL-C含量均不具有显著性差异(P>0.05)。

表3 膨化艾草秸秆对湖羊血清生化指标的影响

2.3 膨化艾草秸秆对湖羊血清抗氧化指标的影响由表4 可知，膨化艾草秸秆组的GSH-Px、SOD、T-AOC含量显著高于对照组(P<0.05)，与艾草秸秆组差异不显著(P>0.05)，艾草秸秆组的MDA含量显著低于对照组(P<0.05)，其他指标与对照组相比差异不显著(P>0.05)。试验各组的CAT含量差异不显著(P>0.05)，但膨化艾草秸秆组CAT含量最高。

表4 膨化艾草秸秆对湖羊血清抗氧化指标的影响

2.4 膨化艾草秸秆对湖羊血清免疫及相关因子的影响由表5可知，膨化艾草秸秆组的血清IgA、IgM、IgG含量显著高于对照组(P<0.05)，TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8含量显著低于对照组(P<0.05)，CD4和CD8含量显著高于对照组(P<0.05)，INF-γ和CD4/CD8含量3组间差异不显著(P>0.05)。艾草秸秆组的血清IgA、IgM、IgG含量与对照组差异不显著(P>0.05)，血清TNF-α、IL-8含量显著低于对照组(P<0.05)，CD4和CD8含量显著高于对照组(P<0.05)，其余指标差异不显著(P>0.05)。

表5 膨化艾草秸秆对湖羊血清免疫及相关因子指标的影响

3 讨论

我国秸秆资源丰富，因其粗纤维含量高，在单胃动物上利用率低，造成了大量浪费[17]，但对反刍动物使用有较高的利用价值。本研究发现艾草秸秆组和膨化艾草秸秆组的平均日增重均高于对照组，可能是由于艾草中含有不同的生物活性物质和＂不明生长因子＂，对动物生长产生了促进作用[18]，具体原因有待进一步研究。艾草秸秆组和膨化艾草秸秆组的干物质采食量均显著高于对照组，可能是艾草中的挥发油含有浓郁的馨香气味，可以改善饲料中某些不良味道，使饲料变得清香，进而提高了饲料的适口性和动物食欲[19]。有研究发现，饲粮中添加艾叶粉可以提高猪、鸡的日增重，降低料重比[20-21]，这与本研究结果类似。膨化艾草秸秆组的干物质采食量显著高于艾草秸秆组，可能是因为艾草秸秆经膨化后提高了适口性，进而提高动物的采食量。仲伟光等[22]研究发现，饲喂膨化玉米秸秆发酵饲料可以提高肉羊的采食量和日增重，这与本研究结果相似。综上，艾草秸秆经膨化后可以促进湖羊采食，改善生长性能。

血清中的蛋白质量浓度在一定程度上反映动物的机体状况及生长发育情况，血清中TP和ALB的质量浓度可以反映出动物对蛋白质的吸收利用情况[23]。动物血清中TP和ALB含量越高，动物的蛋白质沉积作用和吸收利用率越强，蛋白质代谢就越强[24-25]。艾草秸秆组和膨化艾草秸秆组湖羊血清的TP、ALB、GLB含量与对照组差异不显著，说明艾草秸秆膨化前后均未对湖羊的蛋白质代谢产生显著影响。血清BUN含量在一定程度上可以判断动物机体蛋白质代谢和氨基酸平衡，饲粮中蛋白质的分解和瘤胃壁对氨态氮的吸收产生BUN，其浓度越低说明氮的利用率越高[26-27]。膨化艾草秸秆组湖羊血清BUN含量低于其他2组，说明膨化艾草秸秆饲料可以改善机体对氮的利用率。血清中的GLU浓度是体内组织细胞活动所需能量的直接来源，而血糖含量的变化则直接反映出动物对糖类的吸收情况，GLU进入动物体内，主要是供能或合成肝、肌糖原，或转化成脂肪[28]。本试验中各试验组湖羊GLU水平与对照组相比均无显著差异，这与孟晨光等[29]的研究结果一致，说明利用膨化艾草秸秆替代部分花生秧之后，湖羊的能量代谢不会受到影响。血清TC、TG、HDL-C和LDL-C含量在机体中具有重要的生理作用，TG含量增加，促进机体的脂肪沉积[30]。本研究发现，在饲粮中分别添加艾草秸秆或者膨化艾草秸秆，湖羊血清中TC、TG、HDL-C和LDL-C含量差异不显著，说明艾草秸秆膨化前后均未对湖羊的脂类代谢造成影响。

动物新陈代谢会产生活性氧(ROS)自由基，体内清除自由基主要依靠酶类抗氧化剂，包括SOD、CAT和GSH-Px等，SOD的主要功能是清除超氧化物自由基，在细胞的过氧化体中，酶反应所产生的H2O2可被CAT清除，在线粒体及胞浆中所产生的H2O2可被GSH-Px清除[31]。MDA含量反映氧自由基介导的脂质过氧化程度，其含量的高低间接地反映细胞的损伤程度[32]。张旭等[33]用3%的艾草粉饲喂蛋鸡，结果表明蛋鸡血清GSH-Px含量和CAT活性显著升高，增加了蛋鸡的抗氧化能力。陈宏燕等[ 34]研究发现，日粮中添加艾蒿粉可以提高肉仔鸡中血清GSH-Px、SOD、T-AOC和CAT含量，降低MDA含量，提高机体的抗氧化能力。本试验发现，相比于对照组，艾草秸秆组降低了血清MDA含量，膨化艾草秸秆组提高了血清GSH-Px、SOD、T-AOC含量，这可能是由于膨化加工的高温高压条件导致水分蒸发，艾草秸秆形成蓬松多孔结构，更容易使多酚类物质释放[35]，另一方面，高温使多酚氧化酶失活，使多酚类物质不被降解，保持多酚类物质的高含量。据王萍等[36]报道，多酚类化合物含量与DPPH、ABTS自由基的清除呈显著正相关，因此，膨化艾草秸秆增强了湖羊的抗氧化能力可能与多酚类物质的含量提高有关。

血清中IgA、IgM、IgG含量是衡量机体免疫性能的重要指标。CHU等[37]研究表明，饲喂蒙大拿蒿可以提高育肥猪血清中IgM、IgG的含量，增强其免疫功能。SANI等[38]研究发现，日粮中添加青蒿粉可增加肉仔鸡血清中的IgG和IgM含量，提高了肉仔鸡免疫功能。在本试验中，饲喂膨化艾草秸秆显著提高了湖羊血清IgA、IgM和IgG含量，这可能是艾草秸秆含有的多糖物质激活了T、B淋巴细胞[39]、自然杀伤细胞[40]、巨噬细胞[41]等免疫细胞，也可能是膨化加工降低了抗营养因子，促进机体营养物质消化，改善了机体生长性能[42]，具体机理有待进一步研究。TNF-α、IL-1β为促炎性因子，是机体在炎症反应时表达的参与免疫反应的分子[43]，TNF-α由单核细胞与巨噬细胞释放，促进T细胞增殖分化[44]；IL-1β诱导正常细胞产生IL-6，并同IL-6一起参与炎症反应[45]。IFN-γ既是调节T、B淋巴细胞参与免疫反应的主要细胞因子，又有抗炎作用[46]。林梅英等[47]研究表明，鬼针草总黄酮可以降低耳肿胀小鼠血清中TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8含量，其黄酮含量越高，降低的越多，本研究中饲喂膨化艾草秸秆显著下调了血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8的含量，这是因为膨化工艺使得黄酮类化合物含量增加[35]，进而降低了湖羊血清TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8含量。CD4 T淋巴细胞与CD8 T淋巴细胞是T淋巴细胞2个重要亚群，且CD4/CD8可以反映机体的免疫功能[48]，其比值减少是机体免疫缺陷的重要指标，而本试验3个试验组的CD4/CD8比值无显著性差异，说明艾草秸秆膨化前后未对机体造成免疫缺陷，但膨化后的艾草秸秆可以显著提高免疫球蛋白含量，降低TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8含量，在一定程度上可以增强机体的免疫能力。

综上所述，艾草秸秆膨化前后均能提高湖羊的生长性能，但膨化艾草秸秆可以改善湖羊的抗氧化能力和免疫功能。