任建明,纪 鹏,张晓松,魏彦明,朱潇鹏,朱跃明
(1.甘肃农业大学动物医学院,兰州 730070;2.张掖市万禾草畜产业科技开发有限责任公司,张掖 734000)
犊牛的消化系统和免疫系统虽已建立但不够完善,6月龄是犊牛向成年牛发育的过渡期,加速其消化系统和免疫系统的完善可为后期的生长发育奠定良好基础。在畜禽养殖过程中,作为饲料添加剂使用的促生长类化学合成药物会造成动物耐药性升高、药物残留等问题[1]。因此,研发新型饲料添加剂非常重要。目前,以天然产物提取物、益生菌、酶制剂、抗菌肽、酸化剂等促生长饲料添加剂已成为世界各国研究的热点[2-4]。传统中药中含有丰富的多糖、黄酮、微量元素等成分,这些成分具有增强免疫、促生长、抑菌、抗炎、抗氧化等功效[5-6],为研究促生长、增强免疫功能的中药饲料添加剂奠定了基础。据报道,饲料中添加黄芪可显著提高绵羊血清抗氧化和免疫指标,提高血清白细胞介素、免疫球蛋白和肿瘤坏死因子-α的浓度[7],而且许多植物多糖可通过调节多种信号通路提高抗氧化能力并减少氧化应激损伤[8],说明中草药在畜禽保健和抗氧化应激方面具有很好的潜力。目前关于中草药饲料添加在西杂牛中的应用研究报道较少,尤其在犊牛向成年牛过渡期,有关生长性能、免疫力及瘤胃发酵系数方面的研究鲜见报道。健脾消导类中药可补益脾胃、增强胃肠机能、促进采食和消化吸收,除此之外还能改善肠道菌群。甘肃农业大学中兽医课题组用0.5%、1.0%、1.5%健脾消导中药复方饲喂西杂牛,发现0.5%健脾消导中药复方在促增重方面效果最佳(未发表)。因此,本研究选用0.5%健脾消导中药复方添加在饲料中,探讨其对6月龄西杂牛的生长性能、瘤胃发酵参数和血清生化指标的影响,为中药复方在肉牛生产中的合理应用提供科学依据。
健脾消导中药复方由党参、六神曲、麦芽、山楂(炒)、黄芪、茯苓、白术等11味中药按比例混合,粉碎后过20目筛备用。中药复方营养水平及有效活性成分含量见表1。
表1 健脾消导中药复方营养成分及其有效活性成分含量(干物质基础)
试验于2020年8月至2020年11月在甘肃省张掖市万禾草畜产业科技开发有限责任公司肉牛养殖场进行。选用28头6月龄、体重(193±20)kg的雄性西杂牛作为试验动物,随机分为对照组和试验组,每组14头,对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中添加0.5%的健脾消导中药复方。2组试验牛的环境条件(圈舍、光照、通风环境)一致。在7 d的预试期间,于第1~2天添加试验量的1/4,第3~4天添加试验量的1/3,第5~6天添加试验量的2/3,第7天添加试验量(精料量的0.5%),正试期90 d,每天早上07:30进行投料(健脾消导中药复方和精料需提前充分混匀),试验期间犊牛自由饮水。
参照中国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004),按体重200 kg、日增重1 kg配制基础饲粮。精料由玉米、麦麸及棉籽粕等组成,粗饲料由玉米青贮和小麦秸组成,饲粮组成及营养水平见表2。
表2 基础饲粮组成和营养水平(干物质基础)
1.3.1 生长性能的测定 记录每次喂料量,每天早晨饲喂前称取剩料量,计算每头牛的平均日采食量(ADFI)。饲养试验开始和结束时都在晨饲前空腹称重,记为始重和末重以计算平均日增重(ADG),试验结束后,计算料重比(F/G)。
平均日采食量(ADFI)=(每组每天投喂的草料质量―每组每天草料的剩余量)/每组肉牛头数
料重比(F/G)=每组平均日采食量/每组平均日增重
1.3.2 瘤胃发酵参数测定 与试验第90天晨饲前,每组随机挑选7头牛,用瘤胃管经口腔食道采集胃液后立即用便携式pH计(Testo 205,德图集团公司)测定pH,然后将瘤胃液用4层纱布过滤,液氮中保存,用于测定瘤胃发酵参数。
挥发性脂肪酸(VFA)含量:利用气相色谱(Agilent-8890 GC,配有FID检测器)、色谱柱(DB-FFAP,30 mm×0.25 mm,0.25 μm,安捷伦科技有限公司)测定乙酸、丙酸及丁酸含量,乙酸、丙酸及丁酸含量之和为总挥发性脂肪酸(TVFA)含量。
1.3.3 血清生化、激素和免疫指标的测定 试验结束后,晨饲前应用尾静脉采血法采集所有试验牛血样样本各10 mL,待血清析出,于3 500 r/min离心15 min分离血清,―20 ℃保存。采用AU5800自动生化分析仪(贝克曼库尔特有限公司)测定血清中谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、总胆红素(TBIL)、直接胆红素(DBIL)、间接胆红素(IBIL)、λ谷氨酰胺转肽酶(λ-GT)、碱性磷酸酶(ALP)的活性及总胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLO)、尿素(UREA)、胆固醇(TC)、葡萄糖(GLU)、肌酐(CREA)、尿酸(UA)、葡萄糖(GLU)的含量。采用酶联免疫吸附测定试剂盒测定血清中激素指标皮质醇(Cortisol)、生长激素(GH)、三碘甲状腺原氨酸(T3),免疫指标免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM),酶联免疫吸附测定试剂盒均购自上海酶联生物有限公司。采用比色法(Spectra Max Plus384酶标仪,美谷分子仪器(上海)有限公司)测定血清中过氧化氢酶(CAT)、还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)的含量,试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
采用SPSS 22.0软件进行配对t检验。结果用平均值±标准差表示,P<0.05表示差异显著。
由表3可知,与对照组相比,试验组平均日增重显著增加(P<0.05);平均日采食量无显著差异(P>0.05),料重比有降低的趋势。
表3 各组6月龄西杂牛生长性能
由表4可知,与对照组相比,试验组瘤胃液pH、乙酸、丙酸、丁酸、总短链脂肪酸含量及乙酸/丙酸均无显著差异(P>0.05)。
表4 各组6月龄西杂牛瘤胃发酵参数
由表5可知,与对照组相比,试验组CHO含量有升高的趋势,TBIL、DBIL、ALT含量均显著降低(P<0.05),AST/ALT值显著升高(P<0.05),GLU、HDL、TG、LDL、P、ALB、IBIL、AST、GLO、Urea、CREA、UA、ALP、λ-GT含量和A/G、Urea/CR均无显著差异(P>0.05)。
表5 各组6月龄西杂牛血清生化指标
由表6可知,与对照组相比,试验组T3、GAS、IgA、IgG和GSH含量均显著升高(P<0.05),MDA含量显著降低(P<0.05),CAT、COR、GH、MTL和IgM含量升高但差异不显著(P>0.05)。
表6 各组6月龄西杂牛血清激素、免疫指标和抗氧化指标
中草药及其复方中的纤维素、植物蛋白、多糖和黄酮等物质,可直接为畜禽提供营养素,还能改善肠道内环境以促进消化和吸收[9-10]。本研究中健脾消导中药复方的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白、总多糖和总黄酮分别占生药的23.69%、11.26%、11.84%、27.21%和0.36%,可见健脾消导中药复方的营养价值和药用价值较高,可作为饲料添加剂使用。胃肠道是消化吸收的重要场所,其收缩力受脑肠轴调控的GAS和MTL调节。研究表明,黄芪能提高血浆GAS水平[11],而MTL和GAS水平上调能够增强食欲和胃肠动力[12]。本研究用健脾消导中药复方饲喂6月龄西杂牛后,其血清GAS含量显著升高,提示该中药复方能够增强6月龄西杂牛的食欲和胃肠动力。研究表明,黄芪多糖和相关复方中药能够提高畜禽干物质采食量和营养物质表观消化率[7,13]。本研究结果表明,健脾消导中药复方有降低料重比的趋势,提示健脾消导中药复方能够提高西杂肉牛的饲料转化率。饲料转化率的提升有助于平均日增重的提高[14],健脾消导中药复方显著提升6月龄西杂牛的平均日增重。因此,健脾消导中药复方可能通过上调GAS含量、增强胃肠机能和提高饲料转化率而提升6月龄西杂牛生长速率。
中兽医学认为胃具有受纳、腐熟水谷的作用,瘤胃作为反刍动物的大型发酵室,可将饲料中的NDF降解为挥发性短链脂肪酸(VFA)。反刍动物饲粮中的碳水化合物主要在瘤胃中转化成乙酸、丙酸和丁酸等VFA,乙酸是脂肪酸合成的前体物质,丙酸可经糖异生作用生成GLU,研究证实乙酸/丙酸可以有效影响能量利用率,丙酸型发酵可以为机体提供更多的能量[15]。有研究表明,中药复方促进瘤胃发酵并提升VFA产量[16-17]。本研究用健脾消导中药复方饲喂6月龄西杂牛90 d,瘤胃中产生的主要糖原底物丙酸无显著差异,提示来自瘤胃的GLU前体含量也无显著差异。同时试验组肉牛血清葡萄糖含量也无显著差异,说明中药复方未能通过瘤胃GLU前体含量来提升血清GLU含量,这与Al-Mamun等[18]研究结果相符。此外,该中药复方对6月龄西杂牛瘤胃乙酸、丙酸、丁酸、总短链脂肪酸含量和乙酸/丙酸比值无显著差异,这与Liang等[19]的研究不一致。分析原因,瘤胃发酵参数除与基础饲粮有关外,还可能与动物的生长阶段和动物品种有关。
血糖、血脂、血蛋白是动物机体的重要能源物质,参与机体能量代谢,其含量变化可直接反映机体能量代谢状况。研究表明,黄芪多糖、白术多糖、山楂等中药及其提取物均具有降低血糖和血脂以保护机体健康的作用[6,20-21]。本研究结果表明,血清中CHO、TG、HDL、LDL、GLU、TP、ALB和GLO的含量在饲喂健脾消导中药复方后均在正常范围且无显著变化,代谢产物UREA、CREA和UA在组间也无显著变化。肝脏是机体的重要解毒器官,且肝脏的代谢与胃肠道有着独特的联系,所以肝功能指标既可以反映机体的代谢效率,又可间接说明机体内营养物质的转化情况。TBIL、DBIL、IBIL、ALT、AST、AST/ALT、λ-GT、ALP作为肝功的重要指标,对评价机体健康和能量代谢意义重大。研究表明,黄芪多糖、白术多糖、山楂、茯苓和草豆蔻能降低TBIL、DBIL、ALT、AST、ALP的含量或活性而起到一定的肝脏保护作用[22-24]。本试验结果显示,试验组TBIL、DBIL、ALT含量或活性均显著低于对照组,IBIL、AST、λ-GT、ALP的含量或活性均无显著差异,表明健脾消导中药复方对6月龄西杂牛肝脏具有显著的保护作用,并有助于机体的能量代谢。由此证明,中草药中的有效活性成分能够调节动物机体的血糖血脂代谢,维持机体能量代谢稳态而保护肝脏。
6月龄西杂牛处于各项机能快速发育的时期,激素水平对其影响很大。研究表明,T3可促进哺乳动物骨骼和大脑发育[25],蛋白质合成和能量供给也与其密切相关[26]。本研究中6月龄西杂牛经中药复方干预后血清T3含量显著升高,提示该中药复方能够促进6月龄西杂牛蛋白质合成和能量供给以促进大脑与骨骼的发育。中兽医认为脾胃为“后天之本”,是重要的免疫器官。研究表明,黄芪、白术和党参等健脾类中药能激活T淋巴细胞与B淋巴细胞,促进多种细胞因子的释放和抗体的产生从而提高机体免疫力[5-6,27]。免疫球蛋白作为免疫防线上的重要免疫因子,其含量高低可评判机体的免疫水平。本研究表明健脾消导中药复方显著上调6月龄西杂牛血清IgA和IgG的含量,说明该中药复方具有增强动物机体免疫力的作用。
机体的有氧呼吸会产生大量自由基,正常生理状态下自由基的产生与清除处于动态平衡。但动物的氧化防御系统受到损伤时,自由基堆积会引起机体氧化应激损伤。CAT和GSH是机体主要的抗氧化物,能有效清除自由基,脂质过氧化产物MDA含量也是反应抗氧化能力的重要指标。研究表明,黄芪多糖、白术多糖、山楂、茯苓和草豆蔻可通过清除活性氧、抑制肝脏线粒体通透性、增加抗氧化酶的活性来提高机体的抗氧化能力[22-24]。本研究中用健脾消导中药复方饲喂6月龄西杂牛后,其血清CAT含量在组间无显著差异,但GSH含量显著上升,MDA含量显著降低,表明健脾消导中药复方能增强6月龄西杂牛的抗氧化能力。说明中草药及其有效成分能够促进机体自由基清除能力进而抑制氧化应激反应。
在6月龄肉牛向成年牛的过渡阶段,添加健脾消导中药复方能够提高肉牛生长性能,上调血清T3、GAS、免疫球蛋白及抗氧化物质含量以增强机体免疫能力和抗氧化能力。结果为健脾消导中药复方临床运用和后期饲料添加剂开发提供理论基础。