陳丹蝶, 黃艷玲*, XILin
(1.西南民族大學生命科學與技術(shù)學院,四川成都 610041;2.Department of Animal Science,North Carolina State University,Raleigh,NC 27695-7621,USA)
現(xiàn)代畜牧業(yè)的過度集約化和藥物使用不當,不僅影響了動物機體的正常發(fā)育和健康狀況,而且還對環(huán)境和人類健康造成了嚴重的威脅。在豬生產(chǎn)中,通常需要對仔豬進行早期斷奶,但因此時仔豬腸道發(fā)育不完全而引起應(yīng)激,抗生素因而成為仔豬早期斷奶抗應(yīng)激常用的添加劑,但其使用會給人類帶來一定的危害,因此,開發(fā)對動物和人類無毒副作用的產(chǎn)品至關(guān)重要。
絲蘭是一種生長在美國和墨西哥的絲蘭屬植物,在我國浙江一帶也有生長,且主要作為觀賞類植物。YE是一種從絲蘭屬植物內(nèi)提取出來的特殊物質(zhì),對動物無毒副作用,可提高動物生產(chǎn)性能,減少氨氣的排放和降低畜舍有害氣體濃度,不僅提高了經(jīng)濟效益,還解決了由養(yǎng)殖業(yè)造成的環(huán)境問題。有研究表明,YE的使用可以調(diào)控動物腸道內(nèi)環(huán)境,提高動物機體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和利用率,同時還增強了動物的免疫功能(朱長生,2016)。孫登生等(2018)表示,YE在生產(chǎn)中的使用具有廣泛的前景,同時還符合健康養(yǎng)殖理念。因此,YE可以作為一種純天然、多功能、新型的飼料添加劑應(yīng)用于畜牧業(yè)的實際生產(chǎn)當中。
近年來,國內(nèi)外對YE在畜牧業(yè)生產(chǎn)中使用的研究越來越多,主要集中在斷奶仔豬抗應(yīng)激、肉雞健康和生長以及改善畜禽舍環(huán)境方面。本文重點闡述了YE含有的活性成分,以及其作為一種飼料添加劑對動物生產(chǎn)性能、健康和畜舍環(huán)境衛(wèi)生的影響,為YE在畜牧業(yè)中的應(yīng)用提供參考。
絲蘭提取物主要含有皂苷、多糖和多酚三種有效成分(羅瑩瑩,2017)。皂苷具有表面活性劑的特性,能夠降低細胞表面張力,刺激免疫細胞反應(yīng),從而促進抗體的生成以提高動物機體免疫;多糖與氨氣有非常強的親和力,因此可以結(jié)合氨氣,抑制氨的危害,并將氨轉(zhuǎn)化為無害的氮化物被機體利用,從而維持腸道的酸堿平衡,促進腸道菌群的穩(wěn)定和消化酶發(fā)揮作用(馬恒甲,2017);多酚具有抗氧化和抗炎癥的作用,其抗氧化作用主要表現(xiàn)在:可以使活性氧自由基消除,阻止脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng),使金屬離子整合,同時使細胞內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)被激活,避免身體細胞和各個組織受到損害;此外,還可以延長機體內(nèi)其他抗氧化劑的作用時間(如維生素E和維生素C)。多酚的抗炎癥作用主要表現(xiàn)在其可以抑制炎癥因子(iNOS)表達,同時可還抑制血小板的凝集(龔紅,2015)。
2.1 絲蘭提取物在反芻動物飼糧中的應(yīng)用 在反芻動物瘤胃中含有功能特殊、種類繁多的微生物(包括原蟲與細菌),這些微生物不僅能夠協(xié)助動物消化各種精、粗飼料,還可以協(xié)助動物合成蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖和維生素等物質(zhì),最為重要的是這些微生物可以利用非蛋白氮(NPN)合成飼料中容易缺乏且對動物生長和生產(chǎn)極為重要的微生物蛋白質(zhì)(MCP)(李大剛,2004)。反芻動物對精、粗飼料的降解是瘤胃微生物的總量起主要作用(Wang,1998)。 李國祥等(2008)研究表明,隨著絲蘭提取物添加量的逐漸增加,培養(yǎng)液中氨態(tài)氮(NH3-N)濃度、原蟲數(shù)目及甲烷(CH4)的產(chǎn)氣量均呈下降趨勢,而YE不同的添加水平使微生物的組成表現(xiàn)出了一定的波動。李大剛等(2004)研究乙酰氧肟酸、絲蘭皂苷、對苯二酚3種脲酶抑制劑對山羊瘤胃中微生物數(shù)量變化的影響,結(jié)果表明,在基礎(chǔ)飼糧中添加36 mg/kg的YE能顯著降低山羊瘤胃中原蟲數(shù)目。劉春龍(2004)研究飼糧中分別添加 100、200、300 mg/kg的YE對綿羊瘤胃發(fā)酵以及飼糧中養(yǎng)分消化的影響,結(jié)果表明,隨著YE添加水平的上升,飼糧中的干物質(zhì)(DM)、有機物(OM)、酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)的降解率呈上升趨勢,其中添加300 mg/kg組與對照組相比,NDF、DM、OM的降解率和消化率差異顯著,對ADF的消化率有一定影響,但差異不顯著;pH總體變異隨時間的推移有變緩的趨勢,且各處理組各時間點的pH均正常;平均原蟲數(shù)隨著YE添加水平升高表現(xiàn)出下降的趨勢。Lovett等(2006)研究在飼糧中添加YE對奶牛泌乳性能和瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響,其結(jié)果表明,早期喂飼YE對產(chǎn)奶率和消化率沒有影響,但對奶牛瘤胃發(fā)酵特性產(chǎn)生影響,因此產(chǎn)奶效率提高,且添加量為25、50 mg/kg時極顯著地減少了總揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的濃度。 Liu等(2007)研究表明,在日糧中添加YE可以實現(xiàn)manipu瘤胃后期發(fā)酵,且在100~300 mg/kg范圍內(nèi)使用,各組血清的各項指標均在正常的生理范圍內(nèi),對綿羊的生長無毒副作用。田麗新等(2016)研究飼糧中添加YE對奶牛免疫及抗氧化功能的影響,結(jié)果表明,在奶牛飼糧中添加YE能夠極顯著的降低血清可溶性CD8抗原(sCD8)的含量,提高血清中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和過氧化氫酶(CAT)的活性,其中YE添加量為200 mg/kg時顯著提高了血清免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)的含量和CAT的活性;另外,血清中免疫球蛋白G(IgG)的含量在YE添加量為100 mg/kg時顯著提高。田麗新等(2014)研究結(jié)果表明,在奶牛人工瘤胃液中添加100、200 mg/kg YE,乳中體細胞數(shù)(SCC)和尿素氮(MUN)含量顯著降低,牛奶乳脂率、乳蛋白率、乳中總固體物質(zhì)含量顯著提高,改善了乳品質(zhì);此外,還可以提高營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率,增強機體免疫能力和抗氧化功能。綜上所述,在反芻動物飼糧中添加YE能夠提高動物對飼糧中養(yǎng)分的降解率和消化率,且最適添加量為100~200 mg/kg。在牛飼糧中添加YE能提高機體免疫能力和抗氧化功能,可能是因為YE的添加使瘤胃中原蟲數(shù)目降低,減輕了原蟲周轉(zhuǎn)引起的可利用蛋白的損失(Jouany,1989),同時還維持了瘤胃微生物環(huán)境的穩(wěn)定。因此,YE可作為一種添加劑應(yīng)用在牛生產(chǎn)中,但對羊免疫力和抗氧化功能的影響研究較少,需進一步研究。
2.2 絲蘭提取物在單胃動物飼糧中的應(yīng)用
2.2.1 絲蘭提取物在豬飼糧中的應(yīng)用 為緩解仔豬因早期斷奶而引起的應(yīng)激,YE可替代抗生素添加于斷奶仔豬飼糧中。陳贊謀等(1998)研究表明,在斷奶仔豬飼糧中添加YE不僅能夠顯著的提高仔豬平均日增重和降低料重比,同時還抑制了仔豬下痢,抗應(yīng)激效果比其他飼料添加劑要好。胥令輝(2015)研究不同YE添加量對仔豬生長性能的影響,結(jié)果表明,與對照組相比,當飼糧中YE的添加水平為120 mg/kg時,料重比降低了7.8%,日采食量和仔豬日增重分別顯著提高了9.0%和17.95%;同時仔豬的腹瀉指數(shù)和腹瀉率也顯著降低,降低效果60 mg/kg組>180 mg/kg組>120 mg/kg組。 何貝貝等(2017)分別添加 0、90、120、150、180 mg/kg YE于斷奶仔豬飼糧中,結(jié)果表明,與對照組相比,Ⅲ組的血清過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、總抗氧化能力、血清一氧化氮含量、胸腺指數(shù)、平均日增重、平均日采食量極顯著提高,料重比顯著降低;Ⅲ組一氧化氮合酶、誘導型一氧化氮合酶活性極顯著提高;Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組的腹瀉率顯著或極顯著降低,IgG含量顯著提高。梁國旗等(2009)研究表明,與對照組相比,在仔豬飼糧中添加125 mg/kg YE能顯著提高平均末重和日增重,分別提高了6.94%和10.70%,料重比降低6.53%。Guo等(2009)研究表明,飼料中添加YE對仔豬平均日增重和料重比均有顯著影響。魏金龍等(2012)研究發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加 YE(60、120、240 mg/kg)對母豬的繁殖性能及其哺乳仔豬的生產(chǎn)性能均有改善作用,但效果不明顯。Hong等(2001)研究表明,可在不影響生長育肥豬生長性能和營養(yǎng)消化率的前提下,制備環(huán)保型生長肥育豬飼糧。以上研究結(jié)果表明,在豬飼糧中添加YE可提高采食量、日增重,降低料重比,并且能夠緩解斷奶仔豬應(yīng)激。原因可能是YE可增強仔豬腸道內(nèi)微生物的作用與繁殖,進而促進氮素的有效利用合成蛋白質(zhì),通過促進仔豬腸道發(fā)育以減慢飼糧通過消化道的速度,使養(yǎng)分充分吸收從而提高消化率和增重率,降低飼養(yǎng)成本,增加經(jīng)濟效益,因此YE可作為飼料添加劑應(yīng)用于斷奶仔豬飼糧中,且添加量為120 mg/kg最佳,但YE在母豬生產(chǎn)中使用的研究較少,不能確定對其使用的最適添加量。
2.2.2 絲蘭提取物在禽類飼糧中的應(yīng)用 由于生活中對雞肉的需求量較大,因此對雞出欄率有較高的要求,為解決此類問題將YE作為一種飼料添加劑應(yīng)用于雞的飼糧中。周霞等(2012)研究結(jié)果表明,飼糧中添加YE可增強肉雞機體的免疫能力,提高肉雞的日增重,降低料重比;還可以顯著降低血清中尿酸、尿素氮、氨氣的含量和黃嘌呤氧化酶活性,提高總蛋白和白蛋白的含量。丁永敏等(2011)研究YE對肉雞生產(chǎn)及血液生化指標的影響,結(jié)果表明,在飼糧中添加60、120、240 mg/kg的YE可顯著提高肉雞末體重、平均日增重、平均日采食量并改善肉雞的生產(chǎn)性能;顯著降低血液中尿素氮的含量和料重比,但對血液中甘油三酯和總膽固醇含量無顯著影響,且隨著YE添加量的增加呈下降趨勢。駱桂蘭等(2008)將0.10%的尿素和0.01%的YE分別和同時添加到黃羽肉雞的飼糧中,結(jié)果表明,飼糧中單獨添加0.10%尿素或單獨添加0.01%YE均可提高黃羽肉雞的日增重,降低料重比,但效果不明顯,而飼糧中同時添加0.10%尿素及0.01%YE可使日增重顯著提高,料重比顯著下降。賈淑庚等(2014)研究表明,飼糧中添加YE可降低料蛋比和平均耗料量,提高蛋雞產(chǎn)蛋率和平均蛋重,對蛋雞的蛋黃比率、蛋白高度、蛋形指數(shù)、蛋殼厚度、蛋殼強度、蛋殼相對重、哈氏單均無顯著影響,對蛋殼顏色的影響沒有規(guī)律性,隨著YE添加劑量的增加,蛋黃顏色輕微降低,蛋黃重有降低的趨勢,且YE的適宜添加水平為60~120 mg/kg。李萬軍(2014)研究結(jié)果表明,肉雞飼糧中添加YE可顯著提高末重、平均日增重、代謝能、粗蛋白質(zhì)利用率以及降低料重比,加快肉雞的生長速度。蘇俊玲等(2015)研究表明,添加YE可顯著提高AA肉仔雞的日增重、飼料轉(zhuǎn)化率、屠宰率以及降低料重比,其中添加100、200 mg/kg YE處理組與對照組比,平均日增重分別提高了6.30%和5.61%,料重比分別降低了8.84%和7.18%;當添加量為200 mg/kg時可顯著提高肉仔雞的屠宰率。白東英等(2004)在肉雞飼糧中添加250 mg/kg YE,結(jié)果表明,與對照組相比死亡率降低了1.75%,飼料報酬提高了8.92%。蘇俊玲等(2016)和王勉超等(2007)研究結(jié)果表明,飼糧中添加YE顯著提高了肉仔雞空腸、十二指腸絨毛高度(VH);蘇俊玲等(2016)研究表明,飼糧中添加YE可顯著提高絨毛高度/隱窩深度 (V/C),提高回腸食糜胰蛋白酶(TRY)、脂肪酶(LPS)和十二指腸食糜LPS活力,提高肉仔雞干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)的表觀代謝率;鈣(Ca)、磷(P)表觀代謝率呈升高趨勢。程志斌等(2013)研究發(fā)現(xiàn),在羅斯肉雞飼糧中添加120 mg/kg YE能夠提高肉雞對飼料蛋白的代謝利用率。Sun等(2018)研究表明,飼糧中添加YE可改善肉雞生長性能和免疫反應(yīng),添加量以100 mg/kg為宜。Sahoo等(2015)研究YE對肉雞越冬性能的影響,結(jié)果表明,添加YE對提高肉雞生長性能、飼料利用率、蛋白質(zhì)利用率、能量利用率和生存能力具有重要作用,添加量以125 mg/kg為宜。以上研究結(jié)果表明,肉雞飼糧中添加YE能夠提高雞生產(chǎn)性能,降低飼養(yǎng)成本,取得良好的社會、經(jīng)濟效益,其原因可能是YE可促進雞腸道的發(fā)育,增加腸道絨毛長度,有助于飼料中營養(yǎng)成分被充分吸收利用。因此,YE可以應(yīng)用于雞生產(chǎn)當中,且添加劑量以60~200 mg/kg為宜。
2.3 絲蘭提取物對畜禽有害氣體減排的影響為了改善畜舍的環(huán)境衛(wèi)生,提高畜禽健康狀況,有研究發(fā)現(xiàn),YE對氨氣的減排有一定的效果,并被廣泛用作畜禽舍的除臭劑。劉文裴等(2015)研究表明,飼糧中添加100 mg/kg YE可顯著降低雞舍內(nèi)氨氣的濃度。白東英等(2004)研究表明,與對照組相比,YE用量為250 mg/kg時,雞舍內(nèi)氨氣的平均濃度顯著降低了9.05 mg/L。李萬軍(2014)研究分別添加 0、60、120、180 mg/kg的 YE 對雞舍有害氣體濃度的影響,結(jié)果表明,添加YE極顯著的降低了雞舍內(nèi)NH3的含量,顯著降低了H2S的含量,改善了雞舍內(nèi)的空氣狀況。蘇子峰等(2012)研究發(fā)現(xiàn),在羅斯肉仔雞的飼糧中添加120 mg/kg YE可顯著降低20日齡的雞舍NH3、H2S濃度,說明YE的使用能夠減輕雞舍有害氣體的污染。潘寶海等(2014)研究表明,在肉雞飼糧中添加150 mg/kg YE能有效降低雞舍內(nèi)氨氣濃度。王保黎等(2010) 在仔豬飼糧中分別添加 45、90、135、180 mg/kg YE,結(jié)果表明,添加YE的試驗組氨氣產(chǎn)量比對照組顯著降低,并且添加量為90 mg/kg的降低幅度最大。何貝貝等(2017)分別添加90、120、150、180 mg/kg YE于斷奶仔豬飼糧中,結(jié)果表明,與對照組相比,Ⅳ組糞便中總氮的含量顯著降低,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組糞便中氨態(tài)氮的含量顯著降低,Ⅲ、Ⅳ組糞便中大腸桿菌數(shù)量顯著減少;各組間糞便中總磷含量無顯著差異,添加量為120 mg/kg較為適宜。梁國旗等(2009)研究表明,與對照組相比,在仔豬飼糧中添加125 mg/kg的YE能有效降低仔豬排泄物中脲酶的活性,減少氨氣的散發(fā),同時減緩尿素分解;另外還能有效的減緩可溶性硫化物的產(chǎn)生量,減少舍內(nèi)硫化氫散發(fā),改善豬舍內(nèi)的空氣環(huán)境。Guo等(2009)比較了肉桂提取物(CFPE)和YE對斷奶仔豬糞中NH3和H2S排放量的影響,結(jié)果表明,飼料中添加YE可以降低尿素的分解速率和可溶硫化物的生成,從而降低NH3和H2S的排放,且效果較好。田麗新等(2014)研究表明,在奶牛糞便中添加YE,可以減少糞便中氨氣的產(chǎn)生,添加量為2%時氨態(tài)氮濃度最低;此外,糞便中總需氧菌和大腸桿菌數(shù)量顯著降低,乳酸菌數(shù)量顯著提高。Pen等(2010)研究枇杷總皂苷(QS)單獨或與YE聯(lián)合應(yīng)用對瘤胃發(fā)酵和體外產(chǎn)甲烷的影響,結(jié)果表明,添加QS不影響CH4的產(chǎn)量,添加YE后CH4產(chǎn)量顯著下降。以上研究結(jié)果表明,在動物飼糧中使用YE可有效減少畜舍內(nèi)有害氣體的產(chǎn)生,改善畜舍環(huán)境衛(wèi)生狀況,以90~120 mg/kg為最佳添加量。
綜上所述,絲蘭提取物作為一種新型的飼料添加劑,適量的應(yīng)用于動物飼糧中不僅可以明顯的提高動物生產(chǎn)性能、機體免疫力和飼料轉(zhuǎn)化率,降低飼料成本,提高畜牧業(yè)的經(jīng)濟效益,同時還能降低畜舍有害氣體的濃度,減輕對環(huán)境造成的污染,具有良好的生態(tài)學效益,是養(yǎng)殖業(yè)中較好的天然飼料添加劑;但對于不同種類及不同生長階段的動物,其最佳添加水平并沒有形成固定的標準,而且其生產(chǎn)方式及在動物飼糧中添加的種類也不盡相同,因此,絲蘭提取物在動物飼糧中的應(yīng)用還有待進一步的研究。