合生元对蛋鸡生产性能、抗氧化能力、肠道功能和蛋品质的影响

丁立人,杨一丁,邵云,万乐音,温超,周岩民

(南京农业大学动物科技学院,江苏 南京 210095)

为满足我国不断增长的鸡蛋消费需求,蛋鸡养殖通过提高饲养密度和饲料营养水平来达到提高鸡蛋高产目标,但高产、高密度和高营养等因素使蛋鸡机体长期处于高负荷运转状态,机体氧化应激水平升高,抵抗力下降,肠道疾病频发［1-2］。肠道疾病会引起蛋鸡饲料利用效率及产蛋率下降、破蛋增多等现象,给蛋鸡养殖造成极大损失。因此,肠道健康的营养调控始终是蛋鸡养殖关注的重点。此外,为保证食品安全,蛋鸡产蛋期饲料中禁止使用抗生素,若需使用抗生素治疗肠道疾病时,用药期和休药期所产鸡蛋均需销毁,这也给养殖户造成了较大经济损失。因此,开发安全、高效的蛋鸡肠道保护产品尤为重要。

益生菌［3-4］和益生元［5-6］是具有抗生素替代潜力的绿色添加剂。但单一饲料添加剂功能存在局限性,采用多种添加剂产品组合可发挥协同作用而更为有效保护肠道［7］。合生元(synbiotic,Syn)是益生菌和益生元复配的混合型饲料添加剂,由生物有机成分构成,各组分既可独立发挥自身功能,又可协同保障肠道健康。蛋鸡饲料中添加合生元可提高蛋鸡生产性能和改善蛋壳品质［8］、改善肠道形态［9］、增强蛋鸡抗病力等［10］。改性凹凸棒石(modified attapulgite,Matp)是天然凹凸棒石经酸、热或表面修饰等方式处理得到,其功能比天然棒石更强［11］。改性凹凸棒石能够提高动物机体抗氧化能力,提高肠道免疫性能,改善肠道形态结构,增强肠道屏障功能,保障肠道健康［12-13］,其在保护肠道方面的作用尤受关注。常规合生元和改性凹凸棒石对蛋鸡生产性能和肠道健康的调控报道较多,但两者复配后在蛋鸡生产上的应用研究未见报道。基于合生元的定义、改性凹凸棒石的肠道保护功能和肠道屏障结构特点,对合生元定义进行必要的扩展,将改性凹凸棒石作为合生元的成分,形成由生物、有机、无机成分配制而成的新型合生元。本试验以420日龄海兰褐蛋鸡为研究对象进行60 d的饲养试验,研究新型合生元对蛋鸡生产性能、抗氧化能力、肠道功能和蛋品质的影响,为合生元产品的开发与应用提供参考,亦为蛋鸡健康养殖提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所使用的合生元由低聚木糖、低聚壳聚糖、枯草芽胞杆菌和改性凹凸棒石按一定比例在实验室配制而成,添加量为1 000 mg·kg-1。其中,低聚木糖购自江苏康维生物有限公司,低聚木糖含量≥40%;低聚壳聚糖购于嘉兴科瑞生物科技有限公司,低聚壳聚糖含量≥90%,脱乙酰度>85%;枯草芽胞杆菌购于江苏奕农生物股份有限公司,菌含量≥1011CFU·g-1;改性凹凸棒石购自江苏神力特生物科技股份有限公司,氧化镁含量≥8%,吸蓝量≥14 g·100 g-1。合生元的添加水平根据前期预试验筛选确定。本试验所有试剂盒购于北京索莱宝科技有限公司。

1.2 试验动物和试验设计

本试验在江苏南京盘滁机械化蛋鸡养殖基地进行。试验选取192只420日龄(60 w)海兰褐蛋鸡,分为2个组,每组6重复,每重复16只鸡。对照组(Con)饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中添加1 000 mg·kg-1合生元(合生元组,Syn),试验期60 d。添加的合生元先均匀混入预混料中,然后再加入饲粮中混合均匀。试验期间蛋鸡自由饮水采食,每日光照黑暗时长为16 h/8 h。基础日粮配方及营养水平见表1。

表1 基础日粮配方及营养水平(风干基础)Table 1 Compositions and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.3 样品采集

于试验第59天早晨从每组各重复中随机选取3个鸡蛋,测定鸡蛋的相关指标。于试验的第61天从每组各重复中随机挑选1只体重接近平均体重、健康的蛋鸡称重后进行屠宰。使用10 mL的离心管收集血液并在4 ℃、3 600 r·min-1的条件下离心15 min,上清液即为血清;同时另收集静脉血液于10 mL含抗凝剂的除热源玻璃管中,4 ℃保温。于3 000 r·min-1离心15 min,上清液即为血浆。将收集的血清和血浆分别分装于0.5 mL离心管中,-20 ℃保存备用。

确认鸡死亡后,剖开腹腔分离出肝脏、空肠和回肠,剪取5 g左右的肝脏装于冻存管中,于-80 ℃液氮中保存;分离空肠和回肠并剪取中端2 cm,生理盐水冲洗净后放入50 mL收集管中并加入40 mL左右4%多聚甲醛以固定。肠道切片样品采集完成后,生理盐水洗净空肠和回肠肠段后纵向剪开,使用载玻片刮取肠道黏膜于无菌冻存管中,于-80 ℃液氮中保存,以待进一步化验分析。

1.4 测定指标及测定方法

1.4.1 生产性能指标试验期间记录每个重复的产蛋数量和蛋重,每隔10 d统计一次每个重复的饲料消耗量。于试验第60天计算各重复的平均蛋重、产蛋率、平均日采食量和料蛋比。计算公式如下:

平均蛋重=产蛋总重/产蛋总数;产蛋率=总产蛋数/产蛋鸡总数×100%;平均日采食量=饲粮消耗量/蛋鸡总数/试验天数;料蛋比=饲粮消耗总量/产蛋总重。

1.4.2 蛋品质采用蛋壳强度测定仪ETR-01(Orka,以色列)测定蛋壳强度;蛋重、哈氏单位、蛋白高度和蛋黄颜色采用多功能蛋品质检测仪(EMT-5200 Robotmation,日本)检测;采用螺旋测微器分别测定蛋壳锐端、中端、钝端厚度并最终取三者的平均值计算蛋壳厚度。

1.4.3 血清生化指标采用试剂盒法测定血清中白蛋白(ALB)、甘油三酯(TG)、葡萄糖(GLU)、总胆固醇(TC)、总蛋白(TP)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量。

1.4.4 抗氧化指标采用试剂盒法测定血清和肝脏中的丙二醛(MDA)含量、总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、总抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)活性。

1.4.5 肠道形态结构观察蛋鸡肠道组织于4%多聚甲醛中固定48 h后,采用石蜡切片法制作切片:经脱水、透明及浸蜡,持续将融化的石蜡倒入包埋模具中进行包埋,冷却使其迅速凝固成蜡块,修整蜡块,用切片机对蜡块切片,切取厚度为5 μm左右。然后,根据说明书使用伊红和苏木精溶液对切片进行HE染色并封片。待自然晾干后,使用尼康正置显微镜(ECLIPSE 80i,日本)测量并记录空肠及回肠的绒毛高度(VH)、隐窝深度(CD)与肌层厚度,计算绒毛高度/隐窝深度比(VH/CD),每个肠道切片样品随机选取5根完整肠绒毛用于肠道形态的观察。

1.4.6 肠道黏膜抗氧化指标分别准确称取0.4 g的空肠、回肠黏膜于5 mL磨样管中,加入0.4 g左右锆珠,向磨样管中加入3.6 mL(9倍体积)4 ℃预冷的0.1 mol·L-1磷酸缓冲液(pH7.4),于DISRAD台式分散匀浆机上匀浆,将混合匀浆液于4 ℃、4 000g离心15 min,取上清液分装后保存于-20 ℃冰箱。按照试剂盒说明书测定蛋鸡肠道黏膜中T-SOD活性、CAT活性、T-AOC与MDA含量。

1.4.7 肠道免疫球蛋白与细胞因子含量测定前空肠和回肠黏膜匀浆液的制备同1.4.6节。采用ELISA试剂盒法测定蛋鸡空肠、回肠黏膜中免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、分泌型免疫球蛋白A(sIgA)、白介素1β(IL-1β)、干扰素γ(INF-γ)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)含量。

1.5 数据统计与分析

所有试验数据均采用Microsoft Excel 2019软件进行初步处理,用IBM SPSS Statistics 25.0软件进行统计分析。采用独立样本t测验进行差异显著性分析。每组数据均采用平均值及标准误(SE)表示。

2 结果与分析

2.1 合生元对蛋鸡生产性能的影响

由表2可知,与对照组相比,合生元组蛋鸡产蛋率显著提高(P<0.05),提高了4.25%,但合生元对蛋鸡平均蛋重、平均日采食量和料蛋比则无显著影响(P>0.05)。

表2 合生元对蛋鸡生产性能的影响Table 2 Effects of synbiotic on production performance in laying hens

2.2 合生元对蛋鸡血清生化指标的影响

由表3可知,与对照组相比,合生元组蛋鸡血清白蛋白和高密度脂蛋白胆固醇含量显著提高(P<0.05),总胆固醇含量有提高的趋势(P=0.051)。合生元对蛋鸡血清甘油三酯、葡萄糖、极低密度脂蛋白胆固醇含量则无显著影响(P>0.05)。

表3 合生元对蛋鸡血清生化指标的影响Table 3 Effects of synbiotic on serum biochemical indices in laying hens

2.3 合生元对蛋鸡血清和肝脏抗氧化功能的影响

由表4可知,与对照组相比,合生元组蛋鸡血清T-AOC显著提高(P<0.05),肝脏T-AOC和T-SOD活性亦显著提高(P<0.05)。合生元对蛋鸡血清和肝脏其他抗氧化指标则无显著影响(P>0.05)。

表4 合生元对蛋鸡血清和肝脏抗氧化指标的影响Table 4 Effects of the synbiotic on serum and liver antioxidant indices in laying hens

2.4 合生元对蛋鸡成肠道黏膜抗氧化功能的影响

由表5可知,与对照组相比,合生元组蛋鸡空肠黏膜T-SOD活性显著提高(P<0.05)。添加合生元对蛋鸡肠黏膜MDA含量、T-AOC和CAT活性则无显著影响(P>0.05)。

表5 合生元对蛋鸡肠道黏膜抗氧化指标的影响Table 5 Effects of the synbiotic on intestinal mucosa antioxidant indices in laying hens

2.5 合生元对蛋鸡肠道黏膜免疫球蛋白和细胞因子含量的影响

由表6可知,与对照组相比,合生元组蛋鸡空肠黏膜IgG和sIgA含量显著提高(P<0.05),TNF-α含量显著降低(P<0.05),INF-γ和IL-1β含量有降低的趋势;回肠黏膜IgM含量显著提高(P<0.05),IgG含量有提高的趋势。

表6 合生元对蛋鸡肠道黏膜免疫球蛋白和细胞因子水平的影响Table 6 Effects of the synbiotic on intestinal mucosalimmunoglobulin and cytokine levels in laying hens

2.6 合生元对蛋鸡肠道形态的影响

由表7可知,与对照组相比,合生元组蛋鸡空肠和回肠肌层厚度、绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度未见显著差异(P>0.05)。

表7 合生元对蛋鸡肠道形态指标的影响Table 7 Effects of the synbiotic on intestinal morphology indices in laying hens

2.7 合生元对蛋品质的影响

由表8可知,与对照组相比,合生元组鸡蛋哈氏单位显著提高(P<0.05),蛋壳强度和蛋壳厚度有提高的趋势,而对蛋白高度和蛋黄颜色则影响不大(P>0.05)。

表8 合生元对蛋品质的影响Table 8 Effects of synbiotic on egg quality of laying hens

3 讨论

合生元对蛋鸡生产性能具有改善作用,但效果差异较大。Hoon等［8］报道,饲粮中添加合生元可显著提高20～36周龄蛋鸡的采食量和产蛋量,提高20～52周龄蛋鸡的增重、料蛋比和蛋重。Mohammad等［14］研究显示,合生元对蛋鸡产蛋率、蛋重和平均日采食量均无显著影响。罗丹等［15］的研究显示,蛋鸡饲料中添加凹凸棒石可显著提高蛋鸡产蛋率,但对其他生产性能指标则无影响。Song等［16］在蛋鸡饲料中添加合生元-丝兰提取物复合制剂发现,该复合制剂显著提高蛋鸡产蛋率,对蛋重与料蛋比无显著影响。本研究结果显示,合生元可显著提高蛋鸡产蛋率,但对蛋重、平均日采食量和料蛋比虽在统计上无显著影响,但总产蛋重高于对照组,料蛋比低于对照组,因此最终提高了生产性能。这可能与益生元提高蛋鸡抗氧化能力和免疫力［5］,枯草芽胞杆菌提高饲料消化吸收率［4］以及改性凹凸棒石可吸附饲料和肠道中的霉菌毒素等有害物质［15］有关。蛋鸡生产性能与蛋鸡日龄、品种、营养水平和健康程度等息息相关,同时,复合制剂各组分添加量对蛋鸡生产性能也会产生重要影响［17］。

本试验结果显示,合生元组蛋鸡血清白蛋白含量显著升高,说明合生元组蛋鸡对饲料中蛋白质的消化吸收率提高,且肝脏的蛋白质合成能力增强。白蛋白是机体蛋白质合成中最有利的氨基酸来源［18］,这也为合生元组鸡蛋的哈氏单位提高提供了有力证据。合生元组蛋鸡高密度脂蛋白显著提高,说明复合制剂改善了蛋鸡肝脏脂代谢［19］;胆固醇在血液中以脂蛋白形式存在［20］,合生元组蛋鸡总胆固醇含量有升高的趋势,可能与高密度脂蛋白含量升高有关。

抗氧化性能是评价蛋鸡健康程度的重要指标［21］。T-AOC是衡量机体抗氧化系统功能的综合指标［22］。SOD是细胞内的主要抗氧化酶之一,其活力高低间接反映了机体清除自由基的能力［23］。Min等［24］研究发现,日粮中补充含低聚木糖合生元可提高肉鸡血清T-SOD活性。Tao等［6］在日粮中添加低聚壳聚糖后发现蛋鸡T-AOC和T-SOD活性均显著提高。Chen等［23］研究显示,饲粮中添加枯草芽胞杆菌可增加肠黏膜T-SOD活性。简谊龙等［12］发现,改性凹凸棒石可有效提高60日龄蛋鸡谷胱甘肽过氧化物酶和T-SOD活性。本试验结果显示,日粮中加入合生元后,蛋鸡血清T-AOC活性显著提高,肝脏T-AOC和T-SOD活性显著提高,空肠黏膜T-SOD活性显著提高。肝脏T-AOC活性提高表明肝脏整体功能得到改善,T-SOD活性提高表明肝细胞消除自由基能力增强。因此,本试验结果说明合生元具有提高蛋鸡抗氧化能力的作用,同时与改善蛋鸡肝脏相关的蛋白质代谢和脂代谢有关。

肠道形态通常用来评估肠道营养消化吸收能力,肠道绒毛高度与营养物质吸收呈正相关［29-30］。Nieto-Dominguez等［31］研究表明,饲粮中添加低聚木糖可降低蛋鸡十二指肠隐窝深度。Deng等［32］报道,在饲粮中添加低聚壳聚糖显著增加肉鸡回肠绒毛的高度。Qiao等［33］和简谊龙等［12］研究显示,饲粮中添加改性凹凸棒石可显著提高蛋鸡空肠和回肠绒毛高度并提高绒毛高度/隐窝深度值。本研究结果显示,合生元组蛋鸡绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度值有一定的提高,但未达到显著水平,这可能与复合制剂中各组分添加量差异有关。

蛋壳是抵御物理损伤和病原微生物渗透的重要防线［9］。哈氏单位是衡量鸡蛋新鲜程度的重要指标,哈氏单位值越大,鸡蛋越新鲜［34］。鸡蛋形成于蛋鸡输卵管中,输卵管分为漏斗部、膨大部、峡部、子宫部和阴道部5部分。其中,膨大部是蛋清形成的部位,膨大部摄取血液中的氨基酸合成蛋白质并分泌形成蛋清,且蛋清形成速率与氨基酸摄取速率呈正相关［35］。子宫主要分泌钙和色素,是蛋壳形成的部位［36］。本试验结果中,合生元组蛋壳强度和蛋壳厚度有提高的趋势;蛋白高度提高了12.71%,哈氏单位显著提高。钙、磷和维生素D3是影响蛋壳强度和蛋壳厚度的关键因素［37］。Li等［38］和Ding等［39］的研究发现,低聚木糖可提高蛋鸡对钙的吸收,且提高蛋鸡血浆中1,25-二羟维生素D3的含量。枯草芽胞杆菌可分泌α-淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等消化酶促进肠道对营养物质的消化和吸收［40］,低聚壳聚糖具有较强的自由基清除和炎症缓解能力［41］,改性凹凸棒石具有较强的吸附能力,可以有效降低霉菌毒素(尤其是玉米赤霉烯酮)等有害物质对蛋鸡生殖系统的侵袭［15,42］。因此,从本试验结果可以推断,蛋鸡蛋壳和蛋清形成相关营养物质的吸收和代谢得到提高,输卵管各部功能得到改善,这可能是合生元中各组分共同作用的结果。与此同时,蛋鸡抗氧化能力和免疫功能的增强,改善蛋鸡的健康状况也是蛋品质得到改善的重要因素。综上,本试验所用合生元可以提高蛋鸡抗氧化能力和肠道免疫力,提高蛋鸡生产性能并改善蛋品质。