宋小珍 曾福海 楊秀江 瞿明仁＊ 張 偉

目前,我國用于畜禽的能量飼料以玉米為主,小麥等麥類作物用量較少。小麥?zhǔn)俏覈N植面積很廣的高產(chǎn)作物,來源充足,且能值等營養(yǎng)價(jià)值與玉米相當(dāng),但由于麥類飼料中含有較多的 β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖等非淀粉多糖(NSP),可溶性 β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖能增加家禽消化道食糜黏度,影響動(dòng)物對養(yǎng)分的消化吸收,嚴(yán)重限制了小麥在畜禽飼料中的應(yīng)用,因此,如何消除麥類飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子對畜禽健康的影響是動(dòng)物營養(yǎng)研究的一大重要課題[1]。已有的研究顯示,在小麥、大麥等谷物飼料為基礎(chǔ)的家禽飼糧中添加NSP酶制劑能消除抗?fàn)I養(yǎng)因子作用,降低食糜黏度,改善飼料營養(yǎng)價(jià)值,提高家禽消化功能,促進(jìn)家禽生長[2-3]。但目前NSP酶制劑種類繁多,添加模式及添加水平缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),不同酶制劑之間的互作效應(yīng)研究報(bào)道很少,這在一定程度上限制了NSP酶制劑的推廣應(yīng)用[4]。因此,研究家禽小麥-豆粕型飼糧中適宜添加酶的種類及添加比例,進(jìn)行合理配比,對小麥型飼糧在家禽飼養(yǎng)中的應(yīng)用具有重要意義。本試驗(yàn)擬將具有一定活性的NSP酶設(shè)置不同組合,系統(tǒng)研究不同酶制劑對肉雞生產(chǎn)性能、小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)及營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的影響,旨在篩選獲得一種適宜在小麥型飼糧中應(yīng)用的酶制劑種類及組合,探討NSP酶制劑改善肉雞生產(chǎn)性能的可能作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及飼糧

試驗(yàn)動(dòng)物為愛拔益加(AA)肉仔雞,雞苗由南昌正大安義縣種雞場提供。試驗(yàn)飼糧按NRC(1994)肉雞營養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)配制正常能量水平的小麥型基礎(chǔ)飼糧和低能基礎(chǔ)飼糧(比正常飼糧少0.22 MJ/kg代謝能),再按試驗(yàn)設(shè)計(jì)配制其他各試驗(yàn)組的試驗(yàn)飼糧(表1)。

表1 試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

試驗(yàn)用酶制劑由武漢新華揚(yáng)生物股份有限公司提供。其中各酶制劑酶活分別為木聚糖酶14 000 U/g、β-葡聚糖酶2 000 U/g、β-甘露聚糖酶2 000 U/g、纖維素酶15 000 U/g,試驗(yàn)用組合酶主要酶譜見表2。

表2 試驗(yàn)用非淀粉多糖酶譜Table 2 The zymogram of non-starch polysaccharases of the experiment

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用健康1日齡的AA肉仔雞360羽,初生重相近,隨機(jī)分為6組,分別為正常對照組、低能對照組、酶制劑1組、酶制劑2組、酶制劑3組、酶制劑4組(表3),每組設(shè)4個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)15只雞。

表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 3 Experimental Design

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 飼養(yǎng)試驗(yàn)

試驗(yàn)期為 21 d,各組肉雞的飼養(yǎng)條件完全相同。試驗(yàn)雞采取網(wǎng)上籠養(yǎng),自由飲水,自由采食,常規(guī)免疫,第一周育雛室室溫控制在34～35℃,以后每周下降2℃,0～2周每日光照24 h,以后每周縮短2 h,6周齡以后改為正常日照時(shí)間。每周定期清理打掃雞舍衛(wèi)生并消毒,每天沖洗飲水器。

1.3.2 屠宰采樣

試驗(yàn)各組分別于試驗(yàn)第21天從每重復(fù)中隨機(jī)取4只雞剖殺,取十二指腸中段、空腸卵黃蒂左右和回盲口約2 cm長的腸段,用生理鹽水沖洗干凈并及時(shí)置于4%甲醛溶液中固定24 h以上,然后石蠟包埋,切片,蘇木素-伊紅(HE)染色。

1.3.3 消化代謝試驗(yàn)

采用全收糞法進(jìn)行代謝試驗(yàn)。試驗(yàn)從第22天08：00開始,至第 28 天08：00結(jié)束,共 6 d。首先,將雞供水?dāng)嗔?6 h,清除排泄物;而后重新供料供水72 h,再供水?dāng)嗔?6 h,收集期間全部排泄物。記錄試驗(yàn)雞全部采食量,并收集全部排泄物挑出雜物后混勻稱重。檢測飼料及排泄物中總能和粗蛋白質(zhì)含量。計(jì)算蛋白質(zhì)及能量的表觀利用率。

1.3.4 小腸絨毛形態(tài)結(jié)構(gòu)測定

光鏡下觀察肉仔雞腸黏膜的形態(tài)結(jié)構(gòu),并應(yīng)用Moditic病理圖象分析系統(tǒng)測量肉雞3段腸的絨毛高度、隱窩深度和黏膜厚度。每個(gè)腸管取5張切片,每個(gè)切片選取5個(gè)最長腸絨毛的長度,最深隱窩深度和最厚黏膜厚度,應(yīng)用Excel統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

基本處理使用Excel軟件,所有數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件Oneway ANOVA分析。

2 結(jié) 果

2.1 添加不同組合NSP酶制劑對肉仔雞生產(chǎn)性能的影響

由表4可知,肉仔雞的平均日采食量在各組間均無顯著差異(P＞0.05);平均日增重方面,低能對照組比正常對照組低,但無顯著差異(P＞0.05);與低能對照組相比,酶制劑4組提高了10.06%(P＜0.05),酶制劑3組也顯著升高(P＜0.05),酶制劑1組和酶制劑2組與低能對照組相比無顯著差異(P＞0.05)。料重比方面,低能對照組與正常對照相比組顯著升高(P＜0.05),酶制劑1組與低能對照組相比無顯著差異(P＞0.05),酶制劑2組、酶制劑3組和酶制劑4組均顯著低于低能對照組(P＜0.05),與高能對照組無差異(P＞0.05),其中酶制劑3組的料重比比低能對照組降低了7.01%(P＜0.05)。

表4 非淀粉多糖酶制劑對肉仔雞生產(chǎn)性能的影響Table 4 Ef fects of NSP enzyme preparations on the performance of broilers

2.2 添加不同組合NSP酶制劑對肉仔雞養(yǎng)分表觀利用率的影響

表5的結(jié)果顯示,肉仔雞的能量和蛋白質(zhì)的表觀利用率均以低能對照組最低,酶制劑3組和酶制劑4組最高。與正常對照組相比,低能對照組的能量表觀利用率降低了2.73%(P＞0.05);蛋白質(zhì)表觀利用率降低了2.78%(P＞0.05);與低能對照組比較,酶制劑3組和4組的能量表觀利用率分別升高了2.89%和2.77%(P＜0.05),蛋白質(zhì)表觀利用率分別升高了9.61%和9.07%(P＜0.05),酶制劑1組、酶制劑2組與低能對照組之間均無顯著差異(P＞0.05)。

表5 添加非淀粉多糖酶制劑對肉仔雞養(yǎng)分表觀利用率的影響Table 5 Ef fects of NSP enzyme preparations on the apparent availability of nutrients in broilers %

2.3 添加不同組合NSP酶制劑對肉仔雞小腸黏膜結(jié)構(gòu)變化的影響

光鏡下觀察可見,低能對照組肉仔雞十二指腸(A)、空腸(C)和回腸(E)黏膜層較薄,小腸絨毛較短較粗,發(fā)育不良,排列不規(guī)則,空腸和回腸部分絨毛頂部出現(xiàn)上皮細(xì)胞脫落現(xiàn)象,甚至固有層裸露(C,E)。酶制劑3組小腸形態(tài)上相對完整,結(jié)構(gòu)基本修復(fù);各個(gè)腸段絨毛發(fā)育良好,較長較寬,比例協(xié)調(diào),排列較整齊,高低均勻(B,D,F)。

圖1 非淀粉多糖酶制劑對肉仔雞小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響Fig.1 Eff ects of NSPenzyme preparations on intestine mucosal structure of broilers(10×)

表6的結(jié)果顯示,黏膜厚度在各組間均無顯著差異(P＞0.05);絨毛長度方面,酶制劑1組和酶制劑2組比正常對照組顯著升高(P＜0.05),酶制劑4組的絨毛長度比正常對照組和低能對照組分別增加了17.76%和15.75%(P＜0.05);隱窩深度方面,低能對照組、酶制劑3組和酶制劑4組的隱窩深度分別比正常對照組降低了 24.59%、15.10%、21.10%(P＜0.05)。

表6 非淀粉多糖酶制劑對肉仔雞十二指腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響Table 6 Ef fects of NSPenzyme preparations on duodenum mucosal structure of broilers μm

由表7結(jié)果可知,添加酶制劑后,試驗(yàn)雞空腸黏膜厚度比正常對照組顯著提高(P＜0.05),絨毛長度比正常對照組和低能對照組顯著增加(P＜0.05),隱窩深度與正常對照組相比差異不顯著(P＞0.05)。其中,酶制劑3組和酶制劑4組的空腸黏膜厚度分別比低能對照組增加9.16%和12.05%(P＜0.05),酶制劑1組、酶制劑 2組、酶制劑 3組和酶制劑4組的空腸絨毛長度分別比低能對照組增加17.36%,15.21%,9.62%和13.90%(P＜0.05)。

表7 非淀粉多糖酶制劑對肉仔雞空腸黏膜結(jié)構(gòu)變化的影響Table 7 Ef fects of NSP enzyme on jejunum mucosal structure of broilers μm

表8的結(jié)果表明,低能對照組組肉仔雞的回腸黏膜厚度比正常組顯著降低(P＜0.05)。與低能對照組相比,添加酶制劑后,試驗(yàn)雞回腸黏膜厚度、絨毛長度均呈現(xiàn)增加趨勢,隱窩深度呈現(xiàn)下降趨勢。其中酶制劑3組的黏膜厚度、絨毛長度分別比低能對照組分別高9.50%和8.61%(P＜0.05),隱窩深度降低21.58%(P＜0.05)。

表8 非淀粉多糖酶制劑對肉仔雞回腸黏膜結(jié)構(gòu)變化的影響Table 8 Effects of NSP enzyme preparations on ileum mucosal structure of broilers μm

3 討 論

3.1 不同酶制劑組合對肉仔雞生產(chǎn)性能及養(yǎng)分表觀利用率的影響

近年來,有關(guān)麥類飼糧中NSP對單胃動(dòng)物的抗?fàn)I養(yǎng)作用正逐漸被重視,利用NSP酶制劑來提高小麥飼糧利用率的研究報(bào)道也很多[5]。Annison[6]報(bào)道,飼糧中添加木聚糖酶和β-葡聚糖酶,可使小麥的表觀代謝能(AME)提高1 MJ/kg,AME值的改善伴隨著空腸淀粉消化率的顯著增加,酶制劑通過提高阿拉伯木聚糖消化率使小麥營養(yǎng)品質(zhì)得到改善。麥類籽實(shí)細(xì)胞壁主要由阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、纖維糖、果膠等NSP與一些蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)組成,這些物質(zhì)通過氫鍵或共價(jià)鍵相互交聯(lián)結(jié)合,共同構(gòu)成細(xì)胞壁,支持和保護(hù)細(xì)胞內(nèi)容物。木聚糖酶和β-葡聚糖酶通常作為破壞細(xì)胞壁、釋放細(xì)胞壁內(nèi)養(yǎng)分的首選酶類。宋凱等[7]研究指出,小麥飼糧中添加木聚糖酶與β-葡聚糖酶配合的復(fù)合酶制劑能顯著改善肉仔雞的生產(chǎn)性能和血液指標(biāo),接近玉米飼糧組。本試驗(yàn)中,添加由木聚糖酶+β-葡聚糖酶和木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶組成的酶制劑2組、酶制劑3組均顯著提高了肉仔雞的能量表觀利用率,改善了其生產(chǎn)性能,這進(jìn)一步證實(shí)了以上觀點(diǎn)。但本研究發(fā)現(xiàn),每千克飼糧添加0.01%木聚糖酶對肉雞生產(chǎn)性能沒有顯著改善,其原因可能是因?yàn)樾←滐暭Z中可溶性非淀粉多糖(SNSP)種類較多,單一的木聚糖酶作用不明顯,不同酶之間具有協(xié)同效應(yīng)。王金全等[8]報(bào)道,添加木聚糖酶后飼喂小麥飼糧的肉雞生產(chǎn)性能也相應(yīng)提高。唐瓊等[9]在能量水平降低的負(fù)對照飼糧中添加200μL/kg液體木聚糖酶(9 300 U/g)能夠改善肉鴨的生長性能和回腸養(yǎng)分表觀消化率,達(dá)到正對照飼糧的飼喂效果,這可能與木聚糖酶的添加水平不同有關(guān)。

此外,通過對酶制劑3組、酶制劑4組的結(jié)果分析,表明木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶和木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶+纖維素酶組合后添加在小麥飼糧中飼喂肉仔雞時(shí),可顯著提高其養(yǎng)分表觀利用率,且飼養(yǎng)效果甚至高于正常組。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分,為不溶性NSP,纖維素對單胃動(dòng)物不具有提高食糜黏性等抗?fàn)I養(yǎng)作用,但纖維素酶能破除植物細(xì)胞壁,使細(xì)胞內(nèi)容物充分釋放出來,為單胃動(dòng)物腸道所吸收,β-甘露聚糖酶有輔助纖維素酶的作用,這可能是酶制劑3組和酶制劑4組能顯著提高肉仔雞生產(chǎn)性能的主要原因。有關(guān) β-甘露聚糖酶和纖維素酶對小麥飼糧的作用尚需進(jìn)一步研究。

3.2 不同酶制劑組合對肉仔雞小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

小腸的正常結(jié)構(gòu)與功能是營養(yǎng)物質(zhì)被充分消化與吸收的基本保證,小腸的腸絨毛長度和黏膜厚度是衡量小腸消化吸收功能的重要指標(biāo)。腸絨毛的長度與細(xì)胞數(shù)量呈顯著正相關(guān),絨毛短時(shí),成熟的絨毛細(xì)胞少,對養(yǎng)分的吸收能力低,同時(shí)相關(guān)免疫細(xì)胞如杯狀細(xì)胞、上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞數(shù)量減少,黏膜免疫力下降。腸道絨毛上皮細(xì)胞來源于腸腺干細(xì)胞的不斷分化,腸腺潘氏干細(xì)胞分化成熟后從絨毛底部不斷上移,最終在絨毛頂端脫落,隱窩深度則反映了腸道絨毛的發(fā)育狀況[10]。

小麥飼糧中較高的水溶性NSP對動(dòng)物小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)影響的原因可能有以下2個(gè)方面：一方面是采食小麥飼糧后腸內(nèi)容物黏度上升可直接刺激或損害腸絨毛的形態(tài);另一方面是由黏性上升所引起的營養(yǎng)物質(zhì)吸收不良及營養(yǎng)物質(zhì)在腸道內(nèi)的富集,促使細(xì)菌大量增殖,特別是一些有害細(xì)菌所產(chǎn)生的代謝物質(zhì)也可損害腸道黏膜上絨毛與微絨毛的形態(tài)與結(jié)構(gòu)[11]。添加木聚糖酶等酶制劑可消除腸道微生物的大量繁殖,從而體現(xiàn)其對畜禽腸道的改善作用[12]。前期研究表明,NSP酶能顯著改善畜禽消化道結(jié)構(gòu)和功能,提高飼料養(yǎng)分的消化吸收,促進(jìn)畜禽生長。陳清華等[13]在小麥飼糧中添加NSP復(fù)合酶,仔豬胃、小腸、胰臟的相對重量顯著降低,肝臟相對重量極顯著提高,均與玉米組有顯著性差異。王佳麗等[14]報(bào)道,小麥飼糧中添加0.2%或0.1%劑量的木聚糖酶能顯著提高肉鵝小腸絨毛的高度。本研究結(jié)果表明,在小麥飼糧中添加由木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶和纖維素酶組合的復(fù)合酶制劑可顯著增加肉仔雞小腸絨毛長度,降低隱窩深度,這表明酶制劑對小麥飼糧飼養(yǎng)下肉仔雞腸道結(jié)構(gòu)有顯著改善作用,進(jìn)而促進(jìn)了肉仔雞對飼糧的消化吸收功能。

4 結(jié) 論

添加木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶和木聚糖酶+β-葡聚糖酶+β-甘露聚糖酶+纖維素酶2種組合的酶制劑能顯著改善肉仔雞小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu),提高其能量及蛋白質(zhì)的表觀利用率,并使低能飼養(yǎng)下肉仔雞的生產(chǎn)性能達(dá)到正常能量飼養(yǎng)水平。

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