日粮添加不同植物精油制剂对断奶仔猪生长性能、肠道消化酶活力及血清免疫球蛋白含量的影响

2024-03-21 06:04唐怡莹刘金松肖世平刘玉兰
畜牧与饲料科学 2024年1期
关键词:消化酶微囊精油

唐怡莹,刘金松,肖世平,刘玉兰

(浙江惠嘉生物科技股份有限公司,浙江 安吉 313300)

在仔猪生长发育过程中,2~4 周龄是断奶阶段,该阶段对仔猪生长发育至关重要。通过科学控制断奶过程,能更精确地管理仔猪日粮营养,确保其获得充足且均衡的营养物质[1]。 仔猪在断奶过程中易发生应激反应,造成采食量下降、腹泻、生长发育缓慢等,严重时可能导致死亡[2-3],因此,断奶阶段仔猪的日粮营养管理显得尤为重要。 在断奶仔猪日粮中添加抗生素可能带来一系列问题,包括细菌耐药性产生与传播、肠道菌群失调、免疫功能下降等[4]。 我国农业农村部在2020 年发布公告, 禁止在动物养殖过程中添加含有促生长类药物饲料添加剂(中药类除外)的商品饲料。 在“减抗、禁抗”养殖的大背景下,迫切需要研发绿色和安全的抗生素替代饲料添加剂。

植物精油是一种绿色、安全、高效的新型动物饲料添加剂, 具有提高生产性能、 改善畜产品品质、促进消化、提高免疫力等功效。目前,植物精油的开发及在畜禽生产中的应用仍存在一些挑战和未知因素。例如,不同配方的植物精油饲喂效果不同;植物精油用量不当时,可能导致动物产生消化不良、肠道刺激等问题。 此外,由于植物精油在常温下呈液态,容易在空气中快速挥发和氧化,极大地减弱了其功效[5];一些植物精油散发出浓烈气味,添加至日粮中造成适口性下降,影响畜禽采食量[6]。 因此,为提高植物精油的应用效果,一方面需要优化提取工艺,以实现降低挥发速率、减少有效成分流失、提升稳定性、便于运输和保存等目的[7-8];另一方面要探索不同生产工艺制备的植物精油对不同种类、不同养殖阶段动物的饲喂效果。本研究旨在通过评价不同工艺制备的植物精油对断奶仔猪生长性能、 肠道消化酶活力和血清免疫球蛋白的影响, 以期为植物精油在猪生产中的科学应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验动物

从浙江省安吉县正新牧业有限公司养殖场选取198 头21 日龄杜×长×大三元健康断奶仔猪,平均体重为(5.69±0.76)kg。

1.1.2 植物精油及主要试剂

微囊缓释植物精油:主要成分为5%的百里香酚和15%的肉桂醛, 采用氢化大豆油作为包被材料,通过冷喷工艺生产制备。 混合植物精油:主要成分为5%的百里香酚和15%的肉桂醛,采用二氧化硅作为辅料,通过混合吸附工艺生产制备。

消化酶活力检测试剂盒和血清免疫球蛋白ELISA 检测试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

将198 头21 日龄断奶仔猪随机分成3 个处理组, 包括1 个基础日粮对照组和2 个植物精油添加组,每个处理组11 个重复,每个重复6 头同性别的仔猪。 对照组饲喂基础日粮(见表1),微囊缓释植物精油组和混合植物精油组在基础日粮中分别添加300 g/t 的微囊缓释植物精油和300 g/t的混合植物精油(见表2)。 仔猪圈养在33 个育苗圈舍中,每个圈舍6 头仔猪,试验期为21 d。 试验期间试验仔猪自由饮水和采食,消毒、驱虫和免疫程序等严格按照猪场日常管理程序。

表1 基础日粮组成及营养水平

表2 试验分组情况 单位:g/t

1.2.2 检测指标及方法

1.2.2.1 生长性能及腹泻率

每周对试验仔猪称重1 次, 并计算饲料消耗量。 计算各组仔猪在22~28 日龄、29~35 日龄、36~42 日龄阶段的平均日采食量、平均日增重和料重比。试验期间每天记录仔猪腹泻情况,根据粪便外观进行判定是否发生腹泻, 计算各组仔猪在22~42 日龄阶段的腹泻率。 腹泻率(%)=[仔猪腹泻头次总和÷(试验仔猪头数×试验天数)]×100。

1.2.2.2 肠道消化酶活力

在试验第21 天,从每个处理组的每个重复中随机抽取2 头体重接近该处理组平均体重的健康仔猪,屠宰后迅速剖开腹腔,移出整个肠道,结扎各肠段后,在相同部位取十二指肠,分装后立即放入液氮中冷冻,转入超低温冰箱中保存。

淀粉酶的测定:测定酶活性前,取出待测样品室温解冻,准确称取1 g 十二指肠食糜用9 倍(W/V) 生理盐水稀释后, 搅拌均匀,3 000 r/min 离心10 min,取上清液待测。

胰蛋白酶的测定;测定酶活性前,取出待测样品室温解冻,准确称取2 g 十二指肠食糜用4 倍(W/V)0.05 mol/L、pH 值3.0 的乳酸缓冲液稀释, 搅拌均匀,3 000 r/min 离心10 min,取上清液待测。

脂肪酶的测定:测定酶活性前,取出待测样品室温解冻,准确称取1 g 十二指肠食糜用9 倍(W/V)生理盐水稀释后,搅拌均匀,6 000 r/min 离心10 min,取上清液待测。

上述待测样品准备好后, 严格按照酶活力测定试剂盒说明书进行肠道消化酶活力的测定。

1.2.2.3 血清免疫球蛋白含量

饲喂试验结束后,从每个处理组的每个重复中分别选择2 头健康仔猪进行前腔静脉采血, 每头猪采集10 mL, 血液样本3 500 r/min 离心15 min后,分离获得血清,-20 ℃条件下保存。采用ELISA试剂盒测定血清IgA、IgG、IgM 的含量, 所有操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.3 数据处理

采用SPSS 17.0 统计学软件对试验数据进行单因素方差分析,采用Duncan′s 法对组间均数进行多重比较。试验结果用“平均值±标准差”的形式表示,P<0.05 认为差异显著。

2 结果与分析

2.1 日粮中添加植物精油对断奶仔猪生长性能与腹泻率的影响

由表3 可知, 在22~28 日龄以及29~35 日龄阶段, 微囊缓释植物精油组和混合植物精油组仔猪的平均日增重、 平均日采食量及料重比与对照组相比差异均不显著(P>0.05);总体来看,在这两个日龄阶段,基础日粮中添加2 种植物精油均有提高平均日增重和平均日采食量、降低料重比的趋势,且微囊缓释植物精油的效果优于混合植物精油。

表3 不同工艺制备的植物精油制剂对断奶仔猪生长性能的影响

在36~42 日龄阶段, 微囊缓释植物精油组仔猪的平均日增重比对照组提高17.24%(P<0.05),混合植物精油组的平均日增重比对照组提高6.90%(P>0.05),微囊缓释植物精油组仔猪的平均日增重高于混合植物精油组(P>0.05);2 个植物精油添加组仔猪的平均日采食量相同, 均高于对照组(P>0.05);微囊缓释植物精油组仔猪的料重比与对照组相比降低10.69%(P<0.05), 混合植物精油组的料重比与对照组相比降低1.89%(P>0.05),微囊缓释植物精油组仔猪的料重比低于混合植物精油组(P>0.05)。

基础日粮中添加2 种植物精油后, 仔猪的腹泻率均显著(P<0.05)降低,且微囊缓释植物精油组的效果更好, 与对照组相比腹泻率下降幅度为67.79%(见表4)。 以上结果提示,基础日粮中添加2 种植物精油对改善断奶仔猪生长性能、 降低腹泻率具有积极作用,微囊缓释植物精油效果更佳。

表4 不同工艺制备的植物精油制剂对断奶仔猪腹泻率的影响 单位:%

2.2 粮中添加植物精油对断奶仔猪肠道消化酶活力的影响

由表5 可知, 微囊缓释植物精油组和混合植物精油组仔猪的十二指肠胰蛋白酶活力与对照组相比分别提高35.05%和21.41%,差异均达到显著(P<0.05)水平;微囊缓释植物精油组仔猪的十二指肠胰蛋白酶活力高于混合植物精油组 (P>0.05)。 微囊缓释植物精油组和混合植物精油组仔猪的十二指肠淀粉酶活力与对照组相比分别提高26.80%(P<0.05)和16.69%(P>0.05);微囊缓释植物精油组仔猪的十二指肠淀粉酶活力高于混合植物精油组(P>0.05)。 与对照组相比,微囊缓释植物精油组和混合植物精油组仔猪的十二指肠脂肪酶活力分别提高38.50%(P<0.05) 和31.51%(P>0.05);微囊缓释植物精油组仔猪的十二指肠脂肪酶活力显著(P<0.05)高于混合植物精油组。 以上结果提示, 基础日粮中添加2 种植物精油对断奶仔猪肠道消化酶活力具有提升作用, 微囊缓释植物精油的效果优于混合植物精油。

表5 不同工艺制备的植物精油制剂对断奶仔猪十二指肠消化酶活力的影响 单位:U/mg prot

2.3 日粮中添加植物精油对断奶仔猪血清免疫球蛋白含量的影响

由表6 可知,2 个植物精油添加组仔猪血清中的IgG、IgA、IgM 水平均高于对照组。 微囊缓释植物精油组仔猪血清中的IgG 和IgM 水平显著(P<0.05)高于对照组,IgA 水平也高于对照组(P>0.05);混合植物精油组仔猪血清中的IgM 水平显著(P<0.05)高于对照组,IgG 和IgA 水平也高于对照组(P>0.05);微囊缓释植物精油组仔猪血清中的IgG、IgA、IgM 水平均高于混合植物精油组 (P>0.05)。 以上结果提示,基础日粮中添加2 种植物精油可提高断奶仔猪血清免疫球蛋白水平, 微囊缓释植物精油的效果更好。

表6 不同工艺制备的植物精油制剂对断奶仔猪血清免疫球蛋白含量的影响 单位:g/L

3 讨论

3.1 不同工艺制备植物精油制剂对仔猪生长性能与腹泻的影响

萜烯类化合物是植物精油中常见的成分,如薄荷脑、松油萜、柠檬烯等,具强烈香味,有刺激食欲、促进饲料消化、改善胃肠健康的作用,提高仔猪饲料摄入和生长性能。研究表明,添加植物精油可改善畜类生产性能。 方秋红等[9]研究表明,在日粮中添加50 mg/kg 的肉桂油可改善断奶仔猪营养状况,平均日采食量提高,料肉比降低。 毛婷[10]通过探究得出植物精油添加可降低仔猪腹泻率,最适添加剂量为400 mg/kg。 同时,研究发现微囊缓释植物精油在改善生长性能方面优于传统植物精油,微囊缓释技术延长了植物精油释放时间,精准控制释放速率和剂量,确保提供适量活性成分。张玲玲[11]研究发现,有机酸与植物精油通过微囊缓释工艺的制备,显著提高仔猪生长性能。有报道称百里香精油在包埋后,不论光照条件如何,金黄色葡萄球菌抑制率均提高[12]。 杨在宾等[13]的研究表明, 将复合植物精油包埋为粉状饲料添加剂明显改善仔猪对饲料养分的利用效率。 经过本试验结果也表明,饲喂植物精油后,仔猪的生长性能都有所提高, 其中微囊缓释植物精油组提高了断奶仔猪平均日采食量、平均日增重,降低了料重比,效果更显著,结果与上述研究报道结果基本一致。

仔猪在断奶阶段,常因多种因素(营养不良、免疫不全、应激反应等)而容易发生腹泻。 研究发现,植物精油中的某些酚类化合物,如肉桂酚、丁香酚等具有抗菌、抗炎和抗氧化作用,它们可能通过减少病原微生物的数量和炎症程度来改善肠道健康,从而降低腹泻的风险。 Li 等[14]试验表明,仔猪饲粮中添加肉桂醛植物精油(100 mg/kg)替代抗生素,两者均降低了腹泻率。研究表明,虽然植物精油对降低腹泻有积极作用,但效果不如抗生素[15]。另外,微囊缓释植物精油采用了缓释技术,使其释放更持续和稳定, 确保肠道更长时间接触到有效成分,提高生物利用度,从而改善腹泻。 马明等[16]研究发现, 将复合植物精油添加到仔猪饲料中可以显著减少腹泻指数,腹泻率降低57.7%。 但是需要注意的是, 不同的植物精油和其成分在降低腹泻方面的效果可能因剂量、使用方式、病原微生物种类等因素而异。因此,在使用植物精油作为饲料添加剂时,必须进行科学的研究和实验,确保其安全性和有效性。

3.2 不同工艺制备植物精油制剂对仔猪肠道消化酶活力的影响

消化酶是消化功能的关键组成部分, 它们促使食物中营养物质从复杂分子转化为可吸收的分子,确保机体获取所需的能量和营养,同时维护肠道健康。 植物精油可以通过多种方式促进消化酶活性,如刺激肠道分泌、刺激消化道感受器以及调节微生物群落, 从而提升动物对营养物质的消化吸收利用率[17]。 不同的制作工艺对植物精油发挥的效果有很大影响[18]。 微囊缓释技术可以控制精油以适当的速度释放到肠道中, 有助于提高精油效果,减少刺激,延长与生物反应物质接触时间,提高酶活性[19],并保护精油免受不利环境影响[20]。晏家友[21]在探究不同类型(包被与未包被)复合酸化剂对断奶仔猪肠道影响中, 得出缓释复合酸化剂可以显著提高小肠中消化酶的活性 (P<0.05)。梁晓玉等[5]研究表明,在饲料中添加复合植物精油,可以显著提高十二指肠和空肠胰蛋白酶活性,从而提升保育猪营养物质消化率,维护肠道健康。本试验与上述结论基本一致, 通过饲喂微囊缓释植物精油后,仔猪的胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的活性均升高,且效果比混合植物精油好。

3.3 不同工艺制备植物精油制剂对仔猪血清免疫指标的影响

动物机体免疫是一套用于保护机体免受病原体侵害的防御系统, 包括非特异性免疫和特异性免疫两部分。非特异性免疫通过生理和化学障碍、巨噬细胞等抑制病原体。 特异性免疫则由T 细胞和B 细胞协同作用,产生特异性抗体和细胞免疫,对抗病原体。 血清免疫球蛋白在机体的免疫功能中起到重要作用,通过与抗原结合来清除病原体,提供免疫保护, 并协助其他免疫细胞参与免疫应答。因此,血清免疫球蛋白水平可以反映机体免疫强弱[22]。孙代鹏等[23]在探究植物精油替抗中发现,添加含有百里香酚和肉桂醛的植物精油可显著改善仔猪的生长性能和免疫功能, 血清中IgG 和IgM 的含量显著提高,促进补体C3 和C4 的生成,从而提高免疫应答水平。此外,添加牛至精油也可以提高猪的免疫功能[24],在断奶仔猪中,添加500 mg/kg 牛至油能显著提高机体的免疫力,改善生化指标和红细胞数[25]。本试验结果显示,与对照组相比, 添加微囊缓释植物精油更能提高断奶仔猪血清中IgA、IgM、IgG 的含量, 表明植物精油在一定程度上可以增强仔猪的免疫水平,维持健康。

4 结论

断奶仔猪日粮中添加微囊缓释植物精油和混合植物精油对提高生长性能、 提升肠道消化酶活力和血清免疫球蛋白水平具有积极作用, 微囊缓释植物精油的效果更好。

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