■毕文明 雷雪芹 徐廷生 宋 祯 白俊艳
(1.河南科技大学动物科技学院,洛阳市优质禽种质资源与遗传繁育重点实验室,河南洛阳 471023;2.洛阳市伊滨区畜牧兽医防疫检疫中心,河南洛阳 471934)
甪里艾产于河南省汝阳县,有2 000 余年的栽培使用历史。据《重修商山庙碑记》和《伊阳县志》(汝阳县古时称伊阳县)记载,秦末汉初,甪里先生就开始在商山采集艾草,用艾灸为周边百姓治病,并用汝阳商山虎岭艾草为汉惠帝刘盈艾灸治疗疾病,刘盈赐汝阳商山虎岭艾草为“甪里艾”。艾草作为饲料添加剂在畜牧生产中使用的研究成果已有报道,认为艾草具有中药的药用价值、绿色添加剂的特殊保健价值和配合饲料的均衡营养价值三重功效,可以提高畜禽的生产性能、抗氧化能力、机体免疫力和畜禽产品品质。前期研究发现,添加1%~3%甪里艾叶粉可以改善50 周龄后海兰褐蛋鸡的产蛋性能,提高产蛋率、平均日产蛋重,减少平均日采食量[1]。在肉仔鸡日粮中添加0.25%~2%的艾蒿粉对肉仔鸡的抗氧化性能有一定的促进作用,血清中免疫球蛋白(GLB)含量和总抗氧化能力(T-AOC)提高、丙二醛(MDA)含量降低[2]。在饲料中添加艾蒿水提物,肉仔鸡的T-AOC、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性较对照组显著升高,而MDA 含量显著下降[3]。关于艾草粉作为饲料添加剂对产蛋高峰期蛋鸡的生产性能及血清生化指标、抗氧化性能的影响研究尚不多见,本试验以京红蛋鸡为研究对象,探讨添加甪里艾叶粉对其产蛋高峰期的产蛋性能、血清生化指标和抗氧化性能的影响,为甪里艾的综合利用提供参考依据。
甪里艾叶粉为甪里艾经干燥、粉碎、提绒后的副产品;血清生化指标测定使用全自动生化分析仪(迪瑞医疗科技股份有限公司,型号CS-380);抗氧化指标测定使用酶标仪,T-AOC、GSH-Px、CAT、SOD、MDA试剂盒购自南京建成生物工程研究所。
试验选取33周龄京红蛋鸡360只,随机分为对照组和3个试验组,每组6个重复,每个重复15只鸡。对照组饲喂基础日粮(见表1),试验组在基础日粮中分别添加1%、2%、3%甪里艾叶粉,预试期7 d,正试期63 d。
表1 基础日粮配方及营养水平
试验在同一鸡舍内进行,3层全阶梯式笼养,乳头饮水器饮水,严格消毒管理。每天喂料2 次,自由采食,定时检查鸡群、匀料。每天光照时间17 h,早上5:00补光,晚上22:00熄灯,阴天光照不足时补光,定时捡蛋,称量蛋重、计数,每周测量周耗料量。
备齐5 mL注射器、离心机、离心管、冷藏保温箱,正试期结束后,每个重复随机选1只鸡抽取鸡全血3~5 mL,每组采样6只,共计采样24只。分离血清,部分血清进行生化指标测定,其余部分-20 ℃冷冻备用。
1.5.1 产蛋性能的测定
以重复为单位,每天记录产蛋数、产蛋重量以及不合格蛋数,每周记录饲料消耗量。计算日产蛋率、平均蛋重、平均日采食量、料蛋比、平均日产蛋重。
日产蛋率(%)=每天产蛋数/每天蛋鸡数量×100
平均蛋重(g)=每天产蛋总重/总蛋数
平均日采食量(g)=周耗料重/周饲养鸡数总和
料蛋比(g)=耗料重/产蛋重
平均日产蛋重(g)=每天产蛋总重/每天饲养鸡数量
1.5.2 血清生化指标测定
测定血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、尿酸(UA)、总胆红素(TBIL)、直接胆红素(DBIL)、间接胆红素(IBIL)、碱性磷酸酶(ALP)、尿素(UREA)、肌酐(CRE)、葡萄糖(GLU)含量。
1.5.3 血清抗氧化指标测定
取出-20 ℃冷冻血清,水浴解冻,用酶标仪测TAOC、GSH-Px、CAT、SOD、MDA 5种抗氧化指标含量,试验操作严格按照试剂盒说明书进行。
用Excel 2010初步整理试验数据,采用SPSS 22.0软件one-way ANOVA 程序进行方差分析,Duncan’s法多重比较差异性,结果以“平均值±标准差”表示;P<0.01 表示差异极显著,P<0.05 表示差异显著,P>0.05表示差异不显著。
表2 蛋鸡产蛋性能测定结果
由表2可以看出,添加1%~3%甪里艾叶粉对蛋鸡平均蛋重、平均日产蛋重无显著影响(P>0.05)。但平均日产蛋重随着艾叶粉添加量的增加有逐渐减少的趋势。
试验组日产蛋率随艾叶添加量的增多而逐渐降低,分别比对照组降低0.62%、1.04%和2.23%;添加1%、2%的甪里艾叶粉对日产蛋率的影响差异不显著(P>0.05),但添加3%甪里艾叶粉日产蛋率显著降低(P<0.05)。
添加1%、2%甪里艾叶粉,平均日采食量与对照组无显著差异(P>0.05),添加3%时采食量极显著减少(P<0.01)。
料蛋比,除添加3%甪里艾叶粉组显著低于添加2%组外(P<0.05),其他组间差异不显著(P>0.05)。
由表3 可知,各试验组ALT、AST、TP、ALB、GLB、TBIL、ALP、UREA、UA、GLU、TG、TC、IBIL 等13 项血清生化指标组间差异均不显著(P>0.05);其中,AST、TP、ALB、GLB、TBIL、TG、TC、UA 8项指标与对照组相比含量降低,GLU指标含量升高。
表3 蛋鸡血清生化指标测定结果
与对照组相比,甪里艾叶粉添加组CRE、DBIL指标含量下降,但差异性不同,添加1%和2%时与对照组差异不显著(P<0.05),但添加3%时与对照组和2%添加组差异显著(P<0.05)。3%甪里艾叶粉添加组HDL-C含量极显著升高(P<0.01),分别是对照组及其他试验组的1.57、1.60、2.06 倍。1%甪里艾叶粉添加组LDL-C含量比对照组显著降低(P<0.05),其他组之间差异不显著(P>0.05)。
表4 蛋鸡血清抗氧化指标测定结果
由表4 可看出,SOD、T-AOC 两项指标各组间无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,日粮中添加1%甪里艾叶粉MDA 含量极显著降低(P<0.01),添加2%、3%甪里艾叶粉显著降低(P<0.05)。试验组GSHPx 含量不同程度高于对照组,其中2%甪里艾叶粉添加组极显著高于对照组(P<0.01)、显著高于1%和3%甪里艾叶粉添加组(P<0.05)。2%甪里艾叶粉添加组CAT含量极显著高于对照组和1%添加组(P<0.01)。
在产蛋高峰期,产蛋率随着艾叶添加量的增多而逐渐降低。杜森有[4]的研究表明,在饲料中添加1.5%~2.5%的艾叶粉,鸡的产蛋率提高1.4%~5.5%;张旭等[5]在蛋鸡日粮中添加3%不同品种艾叶草粉,发现产蛋率提高了7.94%~11.46%。本试验添加1%~3%的甪里艾叶粉,产蛋率降低了0.62%~2.23%,与上述结果不一致,原因可能与所用鸡种、甪里艾叶草粉品种、添加方法等不同有关,本研究使用的是提绒后的艾叶粉,且直接取代基础日粮,而张旭等[5]用艾叶粉取代日粮中的小麦麸;此外,这与亢君芳等[1]添加1%~3%甪里艾叶粉可以改善50 周龄后的海兰褐蛋鸡的产蛋性能,提高产蛋率的试验结果也不一致,原因可能是试验鸡的饲养阶段不同,亢君芳等[5]所使用的蛋鸡为产蛋后期,本试验则为产蛋高峰期。
徐红蕊等[6]在基础饲粮中添加3.0%艾叶粉,结果显示,常温条件下,艾叶对蛋鸡生产性能、产蛋性能无显著影响(P>0.05),与本试验结果基本一致。
艾叶粉中含有生物碱、鞣质类、挥发油类、糖类等生物活性物质,能够改善畜禽生殖内分泌系统,促进卵泡发育,调节子宫收缩,对蛋鸡生殖系统具有促进作用[7]。本试验中料蛋比出现先微增长后下降现象,与亢君芳等[1]添加艾叶草粉试验料蛋比逐渐下降结果不完全一致。可能是甪里艾叶中含有的一些生物活性物质刺激了蛋鸡食欲,促进肠道蠕动,出现耗料量上升现象;当添加量达到3%时,艾叶草影响了日粮的适口性,进而导致产蛋率下降、采食量减少,间接提高了饲料的利用效率。
血清生化指标是评价动物机体新陈代谢及健康状况的重要指标,是反映动物体内物质代谢和某些组织器官机能状态变化的重要特征[8]。张旭等[5]在蛋鸡中添加3%不同品种艾叶草粉,发现血清TC、TG、TP、ALB、UA、GLU、ALT、AST、ALP活性均无显著影响,与本试验结果基本一致。
CRE是肌肉中磷酸肌酸的终末代谢产物,不能被重吸收,经肾小球过滤后排出体外,血浆CRE 含量变化反映了肾小球的滤过能力。日粮中添加甪里艾叶粉可降低CRE 含量,当添加量达到3%时效果更为显著。由此可见,添加甪里艾叶粉可以增强蛋鸡肾小球滤过能力和蛋鸡磷酸肌酸代谢能力。
UA 是家禽氨基酸代谢的终产物,主要由蛋白质和核酸降解生成,由肾脏排出。血清中尿酸的含量反映了饲粮氨基酸的平衡及鸡只机体蛋白质分解代谢水平,常作为检测禽类肾功能的重要依据。其含量越低,表示蛋白质沉积代谢越旺盛,鸡产蛋性能发挥越充分;其含量升高,则机体排出的氮含量增加,氮的沉积受到影响。本试验中添加艾叶粉后各组UA含量均呈现下降趋势,说明添加艾叶粉能提高蛋鸡对饲料蛋白及氨基酸的利用率,促进了蛋鸡体内蛋白质合成作用,对蛋鸡肾脏的保护功能起到促进作用,但随着艾叶粉添加量的增加UA含量出现上升趋势。
TP、ALB、GLB为机体蛋白质代谢的重要指标,TP主要由GLB和ALB构成。TP与ALB含量是肝脏功能和营养状况的重要指标,可反映机体营养状态及蛋白质吸收和代谢水平,TP含量高,动物营养状况良好[9];ALB主要由肝脏实质细胞产生,其含量可反映肝脏是否受损,ALB 除作为营养物质的载体外,还可维持血浆渗透压,是机体蛋白质的一个来源,可转化为组织蛋白,用于修补组织和提供能量;GLB 的高低与机体的免疫性能有一定的关系,能与外来特异性抗原起免疫反应而保护机体,其含量越高机体抗病力越强。本试验中TP、GLB 含量与对照组相比逐渐下降,ALB 呈现先降后升趋势,表明添加甪里艾叶粉对蛋鸡饲料蛋白的吸收、代谢能力有一定影响,但效果不明显。
TC、TG 含量是反映机体能量及脂类代谢的重要指标,能反映机体脂类的沉积与代谢状况,TC、TG 含量越高,机体脂类利用率则越低。TG 是主要的能源物质,可以为动物机体提供必需脂肪酸,也具有运输养分的功能,能促进动物机体脂溶性维生素的吸收利用,同时也构成血浆脂蛋白,作为蛋黄合成的主要前体物之一,能反映出蛋黄营养供给水平。尚秀国等[10]研究表明,TG 浓度与产蛋鸡腹部脂肪水平呈显著正相关。血清TG含量下降,意味着腹部脂肪沉积减少,有利于蛋鸡高产蛋率的维持。蛋鸡血液中的TC主要来源于肝脏合成,血液TC过高会导致血管变窄,引起高血压和心血管闭塞,严重的会形成动脉粥样硬化。此外,TC、TG直接影响乙酞辅酶A的活性以及蛋黄在鸡蛋中的形成[11-13]。本试验中添加艾叶粉可降低TC、TG含量,表明艾草能增强蛋鸡对TC、TG利用率,但随着添加量的增加其利用率有所降低。
ALT 与AST 是反映肝功能代谢是否异常的重要指标,其值越低,肝功能越健康,当肝脏受到损害时,ALT 和AST 就会渗透进入血液。本试验中,ALT 和AST 各组之间差异不显著,但试验组AST 含量均低于对照组,说明甪里艾对蛋鸡肝脏功能有一定保护作用。
GLU是禽类能量代谢的主要能源,作为机体能量平衡的重要指标,可反映机体内糖生成与组织消耗间的动态平衡,对维护机体正常生理功能尤为重要。本试验中,试验组GLU 含量均高于对照组,表明饲料中添加艾叶草能提高机体能量水平,但其影响不显著。
血清中的LDL-C、HDL-C 含量可反映胆固醇的合成与饲粮中脂类的吸收状况,LDL-C是一种运载胆固醇进入外周组织细胞的脂蛋白颗粒,可被氧化为氧化低密度脂蛋白[14],当LDL-C 含量升高时,它携带的胆固醇则易聚集在动脉壁上,形成动脉硬化;HDL-C的主要作用是促进胆固醇的代谢,血液中HDL-C 含量增加,表明胆固醇代谢能力强,饲料中脂质吸收率升高。本试验表明,添加甪里艾叶粉可降低LDL-C含量,尤其是添加1%时的效果更为显著,表明甪里艾叶粉能够降低蛋鸡血清中的LDL-C 含量,加速胆固醇转运,有助于维持血管形态。当艾叶粉添加量达到3%时,蛋鸡血清中HDL-C 含量显著升高,表明有助于蛋鸡对饲料中脂质的吸收。
ALP 是广泛分布于动物体内的一种非特异性磷酸单酯酶,主要来源于骨骼和肝脏,是反映骨盐沉积状况的重要指标,发生佝偻症时其活性显著升高。本试验中,随甪里艾叶粉添加量的增加其含量先升后降,虽差异性不明显,但说明添加甪里艾叶粉造成了少量骨盐消耗的现象。
TBIL 为DBIL 和IBIL 的总和,胆红素是一种生理抗氧化剂,主要由血红蛋白中血红素转化而来,适量的胆红素对心、脑、肝等组织和器官具有良好的保护作用[15]。血清中TBIL、DBIL 含量偏高说明肝脏细胞受到损伤,肝功能减退。肝脏对胆红素的代谢大致包括摄取、结合和排泄三个过程,任何过程障碍都会引起血中总胆红素水平的升高。本试验中,TBIL、IBIL含量各组之间无显著性差异,添加3%甪里艾叶粉试验组DBIL 含量与对照组相比显著下降,说明甪里艾对蛋鸡肝脏起到一定保护作用。
动物机体在新陈代谢过程中会产生一些自由基,其中,氧自由基能使生物膜中的多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化作用。当脂质过氧化反应增强时,抗氧化能力则下降,体内抗氧化防御系统平衡被破坏,产生过多的活性氧,最终导致机体发生氧化应激[16-18]。活性氧会氧化DNA、蛋白质、碳水化合物和脂类导致正常细胞、膜和生殖功能的崩溃,形成诸如MDA、过氧基等脂质过氧化物,影响机体健康和生产性能,加速动物衰老,产生疾病。蛋鸡体内抗氧化能力增强可以延长产蛋期,提高生产性能。
动物体内抗氧化体系包括酶类系统和非酶类系统,在正常情况下,畜禽体内因代谢产生的自由基和一些活性氧会通过自身的氧化还原系统来清除,从而保护机体不受自由基的伤害。T-AOC、SOD、CAT 和GSH-Px等酶作为抗氧化还原体系的酶类系统通过维持氧化与抗氧化之间的相对稳定来降低体内自由基水平,其活性适当升高可以有效制止自由基的生成和脂质过氧化。因此,常作为机体抗氧化反应的标志物,是评价机体抗氧化能力的主要指标之一。
曹振兴[19]在基础日粮中添加0.25%、0.5%、1%和2%的艾蒿粉饲喂肉仔鸡,发现2%艾蒿粉组的总抗氧化能力显著增强,MDA 含量明显低于对照组,SOD、CAT、GSH-Px含量均略高于对照组。赵飞[20]在日粮中添加500、1 000 mg/kg 艾蒿水提物饲喂肉仔鸡,发现其组织和血清中MDA 含量显著降低,总抗氧化能力明显有不同程度的升高,而且对小肠、肝脏、脾脏中SOD、GSH-Px 和CAT 的活性及其mRNA 相对表达量也表现出较好的促进效果。张鹏飞[21]在肉仔鸡日粮中添加1 000 mg/kg 艾蒿水提取物,发现肉仔鸡血清MDA 含量降低,CAT 和GSH-Px 含量提高。张旭等[5]在蛋鸡饲料中添加3%不同品种艾草粉,发现血清GSH-Px及CAT含量显著提高。其作用机理可能是艾蒿中的黄酮、挥发油、多糖等[22-23]物质的抗氧化作用产生生物活性物质,清除机体产生的自由基和活性氧,从而避免脂质的过氧化。
MDA是体内自由基攻击机体多不饱和脂肪酸和蛋白质所产生的脂质和蛋白质过氧化产物,是体内氧化损伤的特异性标志物,其含量可直接反映机体内脂质过氧化的程度,进而显示细胞的破坏状况,间接反映自由基的产生情况与机体组织细胞的脂质过氧化程度。MDA能导致细胞代谢和功能障碍,甚至死亡,还可氧化低密度脂蛋白(LDL)转为氧化低密度脂蛋白(OX-LDL),最后在血管形成血栓。本试验中试验组MDA 含量均低于对照组,且添加1%甪里艾叶粉组极显著降低,与曹振兴[19]、赵飞[20]试验结果相近。
GSH-Px 是一种依赖于硒能分解过氧化物的酶,可清除线粒体、胞浆与脂类中的H2O2,将脂质过氧化产物转为较稳定的羟基化合物(R-HO),阻断脂质过氧化的自由基链式反应[24],进而保护细胞膜的结构和功能免受过氧化物的损害。肝细胞可通过此途径使肝脏免受损伤,保护细胞膜结构和功能的完整。MDA是脂质过氧化物代谢产物之一,与GSH-Px活性通常呈负相关[25]。本试验表明,添加甪里艾叶粉可提高蛋鸡血清谷胱甘肽过氧化物酶的含量,尤其添加2%艾叶粉的效果更为显著。这与曹振兴[19]、张鹏飞[21]关于GSH-Px的研究结果一致。
CAT可促使H2O2分解为分子氧和水,从而使细胞免受H2O2的毒害,是生物防御体系的关键酶之一。饲粮添加艾草粉使蛋鸡血清GSH-Px 含量和CAT 活性显著提高,在抗氧化能力提高的同时,有利于保持蛋鸡良好的身体机能和免疫功能。CAT和GSH-Px对活性氧的清除有十分重要的作用,当机体的活性氧含量提高时,CAT 和GSH-Px 的酶活性会增加[26]。本试验结果认为,蛋鸡日粮中添加甪里艾叶粉可提高CAT含量,尤其是添加2%、3%时效果极显著,表明艾草能增强蛋鸡的抗氧化能力。
SOD 是生物体中具有催化超氧阴离子向过氧化氢和氧转化的一种重要抗氧化酶,是体内清除自由基的重要物质,能够清除超氧化自由基O2-,其活性与动物体清除自由基的能力成正比,能保护细胞免受损伤。当畜禽体内缺乏SOD时,细胞氧化代谢将受到破坏,从而导致细胞损伤。T-AOC是衡量动物机体抗氧化系统能力的综合指标,可在总体上反映机体自由基代谢的状态和抗氧化系统对外来刺激的调控能力,直接反映机体酶类与非酶类抗氧化物的总体水平。本试验中对照组及各试验组之间SOD、T-AOC血清含量差异不显著,说明添加3%以下的甪里艾对蛋鸡血清SOD及T-AOC没有影响。
①在蛋鸡产蛋高峰期日粮中添加2%以下提绒后的甪里艾叶粉时,蛋鸡的平均蛋重、平均日产蛋重、产蛋率、平均日采食量、料蛋比等均无显著影响,当甪里艾叶粉添加量达到3%时,其日产蛋率、平均日采食量和料蛋比均明显下降。②甪里艾叶粉饲喂高产蛋鸡能不同程度降低血清直接胆红素、肌酐、低密度脂蛋白含量,提高高密度脂蛋白含量,对肝脏有一定保护作用,并提高了饲料脂质吸收率,对血管的保护作用增强。③甪里艾叶粉饲喂高峰期产蛋鸡能提高机体抗氧化性能,2%添加量极显著提升了血清GSH-Px、CAT含量,1%添加量极显著降低了血清MDA含量,但对SOD、T-AOC 无影响,说明甪里艾具有提高产蛋鸡机体抗氧化性能的作用。由此可见,最适的添加比例范围为2%以内。