产木聚糖酶蜡芽孢杆菌W-3发酵麦麸对蛋鸡生产性能、蛋品质和血液生化指标的影响

闫丽欢，王 雷，赵 燕，李建慧，冯 焱*

(1.山西农业大学 生命科学学院，山西 太谷030801；2.山西农业大学 动物科技学院，山西 太谷030801)

麦麸中含有大量的膳食纤维，不能被家禽有效利用。其中非淀粉多糖(Non-Starch Polysaccharides，NSP)是膳食纤维的主要组成成分[1]，纤维将饲料营养物质包裹在细胞壁里，阻碍动物消化和吸收。家禽本身不分泌NSP降解酶，只能依靠肠道菌群降解[2-3]。以产木聚糖酶蜡芽孢杆菌W-3(BacillusCereusW-3)发酵麦麸，使麦麸中的更多营养物质释放出来，降低家禽肠道食糜黏稠度，促进肠道蠕动，减少有害菌和致病菌的定植机率。以B.cereusW-3发酵麦麸，产生的木聚糖酶可与家禽肠道的酶相互作用，有可能促进蛋鸡的消化性能，改善蛋鸡的免疫力和产蛋性能。Feng[4]研究表明，用B.cereusW-3发酵麦麸替代玉米5%，降低肉鸡的采食量和平均增重，增加盲肠微生物的多样性和丰富度。B.cereus某些菌株对动物有独特的有益作用，可作为益生菌添加[5-6]。目前，通过产木聚糖酶微生物体外发酵麦麸对麦麸营养价值及其饲用效果的相关研究相对较少，因此，本试验通过产木聚糖酶B.cereusW-3发酵麦麸替代部分玉米，观测对海兰褐蛋鸡蛋品质和血液生化指标的影响，为发酵麦麸的合理利用提供参考借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验动物及分组

本试验于2019年10月～12月在交城某生态养殖场进行。420只30周龄海兰褐商品蛋鸡，随机均分4组，每组7重复，每重复15只。预饲期1周，正试期8周。对照组(Control, CT)饲喂基础饲料，试验组用B.cereusW-3发酵麦麸分别替代基础日粮中5%、10%和15%的玉米[7]。采用笼养，自由采食和饮水，16 h光照。参考2004年我国蛋鸡饲养标准和美国 NCR(1994)蛋鸡营养需要设计试验日粮组成及营养水平(表1)。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干物质)

1.2 主要试剂及仪器

木糖型B.cereus来自美国阿肯色州立大学小石城分校，由山西农业大学生命科学学院冯焱课题组保存。菌株经基因组提取，16s rDNA片段扩增与测序，并与NCBI细菌数据库比对，鉴定为蜡样芽胞杆菌属(B.cereusW-3)[6]。麦麸由山西省祁县某生物发展有限公司提供。试剂分别包括：牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、氯化钙、碳酸氢钾、硫酸镁和琼脂等均购自山西麒麟生物有限公司。仪器主要有：凯氏定氮仪(上海灿孚机电有限公司)，索氏提取仪(上海灿孚机电有限公司)，蛋品质测定仪(Egg analyzer TM, ORKA Food Technology Ltd.)；蛋壳厚度测量计( ESTG-1,ORKA Food Technology Lt.)；蛋壳强度分析仪( Egg Force Reader, ORKA Food Technology Lt. )，721型全自动生化分析仪(迈瑞全自动生化分析仪 BS-240)，分光光度仪(日本岛津分光光度计，型号2550)，DHG鼓风干燥箱。

1.3 固体发酵培养基

菌株分离用牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏3 g，蛋白胨5 g，NaCl 5g，K2HPO43 g，MgSO42.5 g，蒸馏水1 L，调节pH至7.0，固体培养基再添加10 g琼脂。高压蒸汽灭菌20 min。固体发酵麦麸培养基如下，用KH2PO420 g，NaCl 4 g，CaCl20.4 g，MgSO40.4 g，溶于1 L蒸馏水。高压灭菌后，用250 mL盐溶液润湿1 kg麦麸。然后将在营养液培养基中培养的B.cereusW-3过夜细胞分别加入装有250 g湿麦麸的烧瓶中。烧瓶在37 ℃时摇床摇动，发酵72 h。试验期间进行等体积固体发酵，每2周进行发酵一次饲料。

1.4 B. cereus W-3发酵麦麸与玉米的营养成分

用B.cereusW-3发酵72 h麦麸的主要营养与玉米成分对比见表2。

表2 玉米和发酵麦麸的营养成分(干物质基础)

1.5 测定指标及方法

1.5.1 菌种的鉴定 将高产木聚糖酶的W-3菌株送到上海生工生物技术有限公司进行16S rDNA扩增和测序。通过MEGA 7.0软件，将得到的序列与NCBI数据库(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)中的16S rDNA进行BLAST比对，得到遗传距离和系统发育树。

1.5.2 生产性能的测定 第8周末测定采食量，从第1周开始，试验期间每天12：00点收蛋，统计商品蛋鸡的平均采食量及产蛋数(枚)，蛋重(g)计算产蛋率和料蛋比。

产蛋率=产蛋数/母蛋鸡数 × 100%

料蛋比=饲料用量/产蛋重量

平均蛋重(g)=蛋重/蛋枚数

平均采食量=实际采食量/鸡只数

1.5.3 蛋品质和血液生化指标测定 第8周末，每个处理组随机挑选21枚蛋测定蛋品质指标。利用多功能蛋品质分析仪(ORKA Food Technology Ltd.)测定哈氏单位、蛋黄颜色、蛋壳强度、蛋白高度及蛋壳厚度。同时采集84只蛋鸡血液各5 mL，放置于经抗凝处理的采血管中，3 500 r/min离心15 min制备血浆，-20 ℃冷冻保存备用。使用日立721型全自动生化分析仪测定血液生化指标。

1.6 数据分析

试验数据采用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析(one way ANOVA)，用Duncan's氏法进行多重比较，P<0.05为差异显著性水平。结果以(平均数±标准差)表示。

2 结果与分析

2.1 Bacillus Cereus芽孢杆菌鉴定

为了鉴定W-3芽孢杆菌的种类，在上海生物工程有限公司对16S rDNA进行了扩增和测序。并对Bacilluscereus的16S rDNA与其它杆菌种的系统发育比较。W-3与B.cereusATCC 14579的进化关系最为密切。因此，把W-3菌株命名为B.cereusW-3(图1)。

图1 Bacillus cereus W-3的系统发育分析

2.2 B. cereus W-3发酵麦麸对蛋鸡生产性能的影响

B.cereusW-3发酵麦麸对蛋鸡生产性能的影响见表3。由表3可见，发酵15%麦麸替代玉米，采食量显著低于CT组(P<0.05)。四个处理组间其余产蛋性能均无显著差异(P>0.05)。

表3 B. cereus W-3发酵麦麸对产蛋性能的影响

2.4 B. cereus W-3发酵麦麸对鸡蛋品质的影响

B.cereusW-3发酵麦麸对鸡蛋品质影响见表4。由表4可见，B.cereusW-3发酵麦麸替代玉米，可显著提高哈夫单位(P<0.05)，四个处理组间其余蛋品质指标均无显著差异(P>0.05)。

表4 B. cereus W-3发酵麦麸对蛋品质的影响

2.5 B. cereus W-3发酵麦麸对蛋鸡血液生化指标的影响

B.cereusW-3发酵麦麸对蛋鸡血液生化指标的影响见表5。由表5可见，发酵麦麸替代10%或15%玉米可显著提高血浆白蛋白含量(P<0.05)，四个处理组间其余血浆生化均无显著差异(P>0.05)。

表5 B. cereus W-3发酵麦麸对血液生化指标的影响

3 讨 论

麦麸营养丰富且价格低廉，可作为禽类的饲料原料[8]。家禽自身肠道消化酶分泌不足时，对麦麸的消化能力降低，主要依靠肠道微生物进行降解[9]。麦麸中含有的NSP会增加肉鸡肠道黏度[3,10]，减缓肠道蠕动和对营养物质的有效吸收[11-12]，影响禽类的生长发育。已有研究通过添加外源酶[13]、微生物[14]或通过低温冷冻法破坏NSP结构[15]，提高肉鸡对麦麸的利用效率。课题组前期的肉鸡试验表明，B.cereusW-3发酵麦麸替代5%玉米时，生产性能未有显著差异[6]。本试验采用发酵麦麸替代5%～15%玉米饲喂海兰褐蛋鸡，总体上替代后未对采食量、蛋重和产蛋率产生显著影响，表明发酵麦麸可部分代替玉米用于蛋鸡饲喂，降低成本，提高养殖效率。

蛋品质主要受遗传因素控制，同时也受日龄和品种的影响，其差异主要体现在品种之间[14]。且消费者对蛋形指数、蛋壳强度方面都有所偏好。当钙/磷比适当时，麦麸中的植酸酶磷的消化利用率增加，有利于改善肠道环境和功能，促进肠道钙离子的吸收，从而增强蛋壳质量，提高蛋比重，增加哈夫单位[7,16]。Engberg等[17]研究饲喂湿发酵饲料显著提高蛋壳重和强度。饲粮中添加适宜比例的发酵饲料可以改善禽蛋品质。本试验用B.cereusW-3发酵麦麸替代玉米可改善鸡蛋哈夫单位，而对其它蛋品质没有改善。可以推测原因是B.cereusW-3发酵麦麸后，外源酶和内源酶协同促进肠道营养物质的相互利用，改善肠道微环境和肠道内结构，降低有害菌对肠道危害。促进肠道钙离子的吸收，增强蛋壳质量和哈夫单位。发酵后的麦麸释放出更多的营养物质，利于肠绒毛吸收营养成分，提高蛋鸡的产蛋率和蛋品质质量。

血浆总蛋白和白蛋白的水平可反映机体营养水平和免疫力，而尿酸水平可体现禽类饲料蛋白质含量及氨基酸平衡状况。在本试验中，饲喂B.cereusW-3发酵麦麸后对血液总蛋白、血糖、尿酸、胆固醇和甘油三酯等指标未产生显著性影响，而显著提高了血浆白蛋白含量。表明本发酵麦麸在一定程度上具有改善蛋鸡营养和免疫状况的潜力。

4 结 论

B.cereusW-3发酵麦麸替代海兰褐蛋鸡饲粮中5%～15%玉米，不影响产蛋性能、蛋品质和血液生理生化指标，并具有降低饲粮成本、改善蛋品质和蛋鸡免疫力的潜力。