■ 赵祥民 李璐璐 张家玮 张军霞 赵宏杰 唐德富
(甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃兰州 730070)
近年来,许多国家已经立法限制甚至禁止在饲料中添加抗生素;美国食品药品监督管理局于2017年1月制定了限制农场动物抗生素使用的新规定[1],中国自2020年7月1日起停止生产含有促生长药物饲料添加剂(中药除外)的商业饲料,因此替抗和减抗已经成为养殖过程中必须面对的问题。近年来,越来越多的研究表明,植物中的活性物质在促进动物生长发育的同时还可以提高动物免疫性能,减少氧化应激,保持肠道的完整性,促进有益细菌的生长,并减少肠道感染的负面效果[2]。中草药作为一种天然药物,具有毒性小、无残留等特点,在畜牧业中使用各种草药作为天然抗生素的研究正在世界各地进行。当归作为中国的传统中药材,具有补血、活血、止痛、润肠等功效。现代药理学研究表明,当归作为一种天然药物不仅安全无毒,而且其有效活性成分具有广泛的药理活性,包括抗癌、抗氧化、免疫调节和神经保护等作用[3]。同时体外和体内研究表明,当归中的活性物质还可以保护心脏、抗心律失常、防止动脉粥样硬化[4-6]。在现行的中医药典中,当归因为其广泛的药理作用,被应用到80 多个中草药复方中。当归的根部为药用部分,而地上部分的茎叶总是被直接丢弃。由于当归茎叶产量是根的几倍,这一过程导致了资源的严重浪费。研究表明,当归茎叶具有与根部相似的生物活性物质[7],因此具有一定的开发价值,而目前暂无将当归茎叶作为饲料添加剂应用的报道。试验评价了当归茎叶作为饲料添加剂对肉鸡生长性能、屠宰性能、血清生化指标及抗氧化能力的影响。
试验所用的当归茎叶于2021年10月在甘肃省临夏州康乐县采摘,在当归未收获前,割取地上10~13 cm 处的植株作为原始样品,平铺于阳光房内自然阴干,达到水分要求(≤10%)后粉碎备用;试验地点为甘肃省武威市民勤县勤峰滩。
试验采用单因素完全随机设计,挑选432 只体重相近[(50±5) g]、健康无病、公母各半的1 日龄科宝505 白羽肉仔鸡,随机分为1 个对照组和5 个处理组,分别为基础日粮(1 组)、基础日粮+1%当归茎叶粉(2组)、基础日粮+1.5%当归茎叶粉(3 组)、基础日粮+2%当归茎叶粉(4 组)、基础日粮+2.5%当归茎叶粉(5 组)和基础日粮+3%当归茎叶粉(6 组)。每个处理组6 个重复,每个重复12 只鸡。总试验期为42 d,分为试验前期(1~21 d)和试验后期(22~42 d)。
试验基础饲粮为玉米-豆粕型粉料,参照美国NRC(1994)肉鸡的营养需要配合成粉状饲料。试验饲粮配方及营养水平见表1。
表1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)
试验开始前两周,对鸡舍及试验用具进行彻底的清洗和消毒,对照明系统和温度控制系统进行检查和检修。试验开始前3 d,将舍内温度调整为35 ℃,之后每隔2 d 降低1 ℃,21 d 后舍内温度维持在24~26 ℃,直至试验结束。整个试验期舍内湿度控制在65%左右,保持正常的通风和连续24 h的照明。饲养管理参照《科宝肉鸡饲养管理手册》,采用三层立体式笼养,试验鸡自由采食和饮水,并在规定时间按免疫程序免疫。每天早晚打扫消毒,定期清理粪盘,保证鸡舍内外的清洁。
1.5.1 生长性能
试验第1、21、42 天08:00,对所有试验肉鸡空腹称重,称重前12 h,禁食,自由饮水。以重复为单位,记录肉仔鸡的重量和余料量。测定其平均采食量(AFI)、平均体增重(AWG)和料重比(F/G)。
平均采食量(g):试验期内鸡只采食量/鸡只数
平均体增重(g):(试验期内鸡期末体重-初始体重)/鸡只数
料重比:试验期内总采食量/试验期内总体增重
1.5.2 屠宰性能
于试验第42 天末,以组为单位抽取体重相近的6 只鸡,记录其活重,屠宰后记录屠体重、全净膛重、半净膛重、腿肌重和胸肌重。
屠宰率(%)=屠体重/活重×100
全净膛率(%)=全净膛重/活重×100
半净膛率(%)=半净膛重/活重×100
胸肌率(%)=胸肌重/全净膛重×100
腿肌率(%)=腿肌重/全净膛重×100
1.5.3 血清生化指标
① 样品采集:于试验第42天,以组为单位抽取体重相近的6只鸡,翅下静脉采血5 mL,置于10 mL离心管中,在室温下倾斜放置30 min,4 ℃下 3 000 r/min离心10 min,分离血清,分装后于-20 ℃保存。
② 测定指标:总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、葡萄糖(GLU)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)。
③ 测定方法:测定指标均使用北京中生北控生物科技有限公司提供试剂盒,具体方法按照说明书步骤进行。
1.5.4 血清抗氧化指标
① 样品采集:饲养试验结束后,以组为单位抽取体重相近的6只鸡,翅下静脉采血5 mL,置于10 mL离心管中,在室温下倾斜放置30 min,4 ℃下3 000 r/min离心10 min,分离血清分装后于-20 ℃保存。
② 测定指标:超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)。
③ 测定方法:血清抗氧化指标的测定使用北京华英生物科技有限公司供试剂盒,具体方法按照说明书步骤进行。
试验数据由Excel 2010 整理后,使用SPSS 20.0(IBM Corporation, USA)软件中的one-way ANOVA 程序进行方差分析,差异显著时,采用Duncan’s 法进行多重比较,所有试验数据均以“平均值±标准差”来表示,以P<0.05 作为差异显著判断标准。图片处理由GraphPad Prism 8完成。
由表2 可知,在1~21 日龄,与1 组相比,日粮中添加当归茎叶粉对肉仔鸡平均采食量、平均体增重以及料重比无显著影响(P>0.05);在22~42 日龄和1~42 日龄,与1组相比,3、4、5、6组平均采食量和平均体增重均显著提高(P<0.05),其中6组最高。
表2 日粮中添加当归茎叶粉对肉鸡生长性能的影响
由表3 可知,1 组屠宰率显著低于其余各组(P<0.05);半净膛率6 组显著高于1、2、3、4 组(P<0.05),5 组则显著高于1、2 组和3 组(P<0.05);5 组和6 组全净膛率显著高于1 组(P<0.05);6 组胸肌率显著高于1、2、3 组(P<0.05),4 组和5 组胸肌率显著高于1 组和2 组(P<0.05);1 组腿肌率显著低于4、5、6 组(P<0.05);5 组和6 组腹脂率显著低于1、2、3、4 组,4 组显著低于1组(P<0.05)。
表3 日粮中添加当归茎叶粉对肉鸡屠宰性能的影响(%)
由表4可知,各组间总蛋白、白蛋白和高密度脂蛋白含量均无显著差异(P>0.05)。与1组相比,4、5、6组总胆固醇含量和葡萄糖含量显著降低(P<0.05);6组三酰甘油含量显著降低(P<0.05),5、6组低密度脂蛋白含量显著降低(P<0.05),谷丙转氨酶含量显著降低(P<0.05);4、5、6组谷草转氨酶含量显著降低(P<0.05)。
表4 日粮中添加当归茎叶粉对肉鸡血清生化指标的影响
日粮中添加当归茎叶粉对肉鸡血清中SOD 的水平和MDA 的含量均无显著影响(P>0.05)[图1(A)、(D)]。与1 组相比,4、5、6 组显著提高了肉鸡血清中GSH-Px活性(P<0.05),6组含量最高[图1(B)]。与1组相比,其余各组均显著提高了肉鸡的T-AOC(P<0.05),6组T-AOC最高[图1(C)]。
图1 日粮中添加当归茎叶粉对肉鸡血清抗氧化能力的影响
研究表明,中草药的非药用部分中的活性成分也存在一定的药用价值,如果合理利用也有一定的开发潜力[8-11]。中草药在畜禽饲料中常作为饲料添加剂使用,但对其非药用部分的利用鲜有报道。当归茎叶具有与根部类似的生物活性物质,其主要含有黄酮类、多糖类、有机酸类和萜类等化合物[7],这些化合物都能有效改善肉鸡的生长性能,但目前暂无当归茎叶在畜禽生产中应用的报道。Guo 等[12]研究发现,在鹌鹑的日粮中3%添加黄芪茎叶可提高鹌鹑的采食量和体增重;Abdulsalam 等[13]发现,在肉仔鸡饲粮中添加辣木叶粕可以提高育肥期的生长性能。本试验中,添加当归茎叶的处理组对肉鸡的生长性能也有显著的提升作用,且3% ASL效果最好,通过对比当归、黄芪、辣木三者有效活性成分发现,三者都富含黄酮类化合物和多糖类化合物[14-15],而在畜禽生产中,黄酮类化合物和多糖类化合物已被证实对畜禽的生长有促进作用[16-17];此外,Greene 等[18]发现,植物饲料添加剂作用温和,可改善肉鸡下丘脑中HSP70 的表达,降低肉鸡的核心温度,从而提高肉鸡的采食量和体重。但在本试验研究结果中,料重比随着ASL 添加剂量的增加却没有显著变化,造成这一结果的原因可能是当归茎叶中的纤维含量较高,导致相同采食量的情况下,体增重降低,造成了料重比的升高,也有可能是当归茎叶中存在一些抗营养因子造成了肉鸡体重的下降,从而影响了料重比[19-22]。
畜禽生长发育的过程中,体增重的变化可以直观地反映生产性能的优劣,但畜禽的生产性能不仅仅只是体重的增长,而是产肉量的高低,与其相关的指标就是屠宰性能。其中,屠宰率和全净膛率是衡量畜禽产肉率的重要指标。李苗苗等[23]在鹅饲料中添加辣木茎粉发现,辣木茎粉提高了鹅的胸肌率和腿肌率,并降低了鹅的腹脂率。本试验研究中,日粮中添加当归茎叶粉显著改善了肉鸡的屠宰性能,且以2%、2.5%、3%的添加量的效果较好,与上述报道研究一致。植物生长成熟的过程中,茎叶作为养分运输的器官也有一定的营养价值,这些营养物质被动物消化吸收,促进动物生长的同时对动物的屠宰性能也有一定的改善作用;而屠宰性能作为动物生产性能的一部分,其表现的好坏可能与影响生产性能的因素相似,经与上述研究中的有效成分比对发现,其与当归茎叶均含有黄酮类和多糖类物质,虽划分不同,但可能发挥了相同的生物学功能[24-25]。但也有学者将中草药的非药用部分作为家禽饲料添加剂时发现其对家禽的屠宰性能没有显著影响[26]。导致此结果的原因可能是动物间的个体差异、添加剂量和饲料的加工处理等方面的原因造成的,但具体原因还需进一步探究。
动物的新陈代谢是一个持续变化的动态过程,由机体的内分泌系统调控,并在相关酶的催化下有序进行,以此来保障动物体内生理和生化指标的正常,当机体出现代谢出现紊乱时,原有的代谢平衡被打破,血清生化指标就会大致反映出机体的损伤情况。研究表明,血清生化指标不仅反映了营养物质的吸收和代谢情况,而且与机体的组织、器官和生理状态息息相关[27-28]。动物血清中的总蛋白包括白蛋白和球蛋白,肝脏作为白蛋白合成的主要器官,一定程度上反映了肝脏的健康状况。本试验结果表明,日粮中当归茎叶粉的添加并未对肉鸡血清的总蛋白和白蛋白含量有显著影响,试验结果证明当归茎叶粉在作为饲料添加剂使用时并未对肉鸡的肝脏产生负面效果。动物体内脂肪的合成和分解也主要在肝脏中进行,三酰甘油和总胆固醇的含量反映了机体的血脂水平,高密度脂蛋白是将机体中的胆固醇和三酰甘油转运到肝脏中水解,随后通过肠道排出体外;低密度脂蛋白的转运方向与高密度脂蛋白不同,它是将三酰甘油和胆固醇经肝脏细胞转运到其他组织细胞中水解。目前已有大量研究证明,中草药可以调节机体的脂质代谢,从而预防高血脂引发的疾病。Hyun 等[29]发现黄芪根提取物中黄酮类物质显著降低了患有酒精肝大鼠血清中三酰甘油和胆固醇的水平。还有研究报道称,枸杞中的多糖类物质显著改善了小鼠的血脂代谢[30]。中草药对血脂的改善作用可能是中草药中富含天然的有机类黄酮化合物,类黄酮可以在消化道中与胆固醇形成不溶性复合物,从而抑制内源性和外源性胆固醇的肠道吸收[31];此外,多糖类物质对血脂代谢的调节也有积极作用,其作用机制可能是多糖作为益生元调节了脂肪酸合成酶的活性[32]。当归茎叶同样也存在黄酮类和多糖类化合物,在本研究中,日粮中添加当归茎叶粉可降低肉鸡血清中的三酰甘油、总胆固醇和低密度脂蛋白,同时增加血清中高密度脂蛋白的含量,且以3 %的添加组最优,与以上研究结果一致。此外,血脂水平的降低,减少了机体内糖异生途径,从而使血清中葡萄糖含量也显著下降。血清中AST 和ALT 含量反映了肝脏的健康状况。本试验中,肉鸡日粮中添加当归茎叶粉显著降低了血清中AST和ALT 水平,其中3%的试验组AST 最低,2%试验组ALT 最低。血清ALT 和AST 水平的任何异常升高都可能意味着肝损伤(肝细胞变性),因此AST和ALT水平的降低可能是因为中草药中的某些活性物质具有保肝作用。然而,由于中草药对家禽或其他动物血液参数影响的研究非常有限,仍需进一步研究其对动物的影响。
畜禽在生长发育的过程中,由于与外界的持续接触,包括呼吸、外界污染、放射线照射等因素,使得畜禽体内不断产生自由基,而畜禽体内也会对产生的自由基进行清除,从而保证机体的正常代谢,但是机体内对自由基清除能力有限,当自由基的产生速率超过机体清除速率时,自由基在体内开始大量积累,使机体处于氧化应激状态,进而导致机体功能障碍。由于肉仔鸡消化道生理构造的特殊性以及集约化饲养模式,造成肉鸡体内脂肪易于积累,因此相比于其他动物,肉鸡发生脂质过氧化反应概率更高。MDA 是脂质过氧化产物,因此可作为机体抗氧化能力评价指标[33]。SOD 是机体内部保护的第一道防线,它可以清除超氧阴离子自由基保护细胞免受氧化损伤[34]。GSH-Px 是机体内一种广泛存在的过氧化物分解酶,且仅对还原性GSH有专一性,使有毒的过氧化物变为无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜的功能不受过氧化物的干扰及损害。T-AOC 代表机体体内酶类和非酶类抗氧化物的总体水平,能全面反映动物机体的抗氧化状态[35]。先前的研究证实,植物中的多糖类物质、黄酮类物质和有机酸类物质能增强动物的抗氧化能力[36-38]。Xue 等[39]表明牛膝多糖降低链脲佐菌素诱导的大鼠血清MDA 含量,并提高GSH-Px 和SOD 活性;Hao 等[40]的研究表明在小鼠饲粮中添加杜仲绿原酸能提高GSH-Px、SOD 的水平,并降低了小鼠机体的MDA 含量;此外,对四氯化碳诱导的肝损伤小鼠给予黄芪多糖可增强肝脏的抗氧化能力,提高GSH-Px 和SOD 水平,同时降低MDA 含量[41]。当归茎叶不仅含有多种多糖类和黄酮类化合物,同时也富含绿原酸。本试验结果表明,日粮中添加当归茎叶粉对肉鸡血清中的SOD 水平和MDA 含量无显著影响,但T-AOC 和GSH-Px 活性明显增加,说明当归茎叶粉对改善肉鸡的抗氧化状态具有积极作用。试验结果与Wang 等[42]和Guo等[12]的研究结果一致。
饲粮中添加ASL可以提高肉鸡的生产性能、屠宰性能。改善肉鸡的血脂代谢水平,降低血清中的血糖含量,提高肉鸡的抗氧化能力,饲粮中ASL 的推荐添加量为3%。