王雅敏,劉瑩露,李景河,呂 靜,郭麗娟,閔育娜*
(1. 西北農林科技大學 動物科技學院,陜西 楊陵 712100;2. 銅川市動物衛(wèi)生監(jiān)督所,陜西 銅川 629000)
中國農業(yè)農村部發(fā)布公告,自2020年7月1日起,飼料生產企業(yè)將停止生產含有促生長類藥物飼料添加劑的商品飼料,此舉標志著畜禽飼料“禁抗令”將全面施行。因此研究人員尋找無毒無害的益生菌發(fā)酵飼料大規(guī)模應用于畜牧業(yè)從而代替抗生素的使用[1]?!耙嫔币辉~首次出現于1974年,即當給予一定量時,對宿主健康有益的活的微生物[2]。而今,益生菌已發(fā)展成為一個持續(xù)增長、規(guī)模超10億美元的產業(yè)。隨著中國飼料加工方式的轉化,動物飼料利用率低,糞便中含有許多含氮、含硫有機物和碳水化合物,環(huán)境遭到嚴重污染的現象得到改善[3],其有效的方式就是把飼料經過發(fā)酵處理,不僅可以改善飼料營養(yǎng)品質和適口性,而且能提高動物生產性能、機體免疫力和增強抗病力,而且益生菌發(fā)酵飼料作為新型無抗飼料,具有利用效率高、綠色、安全、無殘留等特性[4]。益生菌不僅可以抑制鳥類腸道中微生物病原體的生長,降低發(fā)病率[5],而且不會引發(fā)腸道細菌的抗生素耐藥性,也不會導致有毒抗生素在禽類組織中的積累[6]。同時飼料中存在一些營養(yǎng)成分利用率低的原料和含有植酸、非淀粉多糖、胰淀粉酶抑制劑等抗營養(yǎng)因子的原料,使用這些原料會降低動物的適口性和健康,降低飼料的營養(yǎng)價值,利用一定比例的益生菌菌劑發(fā)酵后,可以適度增加飼料中粗蛋白的含量,降低飼料中纖維素含量,改善飼料的營養(yǎng)價值以及飼料風味和適口性,進而提高飼料利用率,而飼料利用率的提高其原因是益生菌進入動物消化道后提高了動物腸道中消化酶的活力,乳酸菌能夠分泌淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶,其中脂肪酶活性升高能提高肉雞對脂肪的消化率,從而提高動物的生產性能[7-9]。此外,益生菌還可降低蛋雞蛋黃和血清中的膽固醇水平[10-11]。益生菌及其代謝產物能夠降低機體的膽固醇,還可水解膽鹽,與膽固醇發(fā)生共沉淀,能夠影響膽固醇吸收相關轉運蛋白基因的表達,進而調節(jié)蛋雞的脂質代謝功能[12]。因此益生菌發(fā)酵飼料成為人們開發(fā)的新型安全飼料。由于單一菌種發(fā)酵飼料無法兼顧飼料的營養(yǎng)價值和適口性[13],本試驗利用玉米、豆粕、麩皮為底料,用復合益生菌制備發(fā)酵飼料,探討復合益生菌發(fā)酵飼料對蛋雞生產性能、蛋品質及脂質代謝的影響,并找出其最適加入劑量,為益生菌發(fā)酵飼料在蛋雞生產中的應用提供理論依據。
試驗選用22周齡健康京粉6號產蛋雞360羽,隨機分為4個組,每組6個重復,每個重復15只雞。對照組飼喂基礎日糧,試驗組分別飼喂基礎飼糧+4%益生菌發(fā)酵飼料,基礎飼糧+6%益生菌發(fā)酵飼料,基礎飼糧+8%益生菌發(fā)酵飼料。預試期30 d,正試期120 d?;A飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平Table 1 Composition and nutrition level of the basal diet
復合益生菌菌粉由山東某生物科技有限公司提供。由芽孢桿菌(活菌數≥2×108CFU /g)、乳酸桿菌(活菌數≥ 3×109CFU /g)和酵母菌(活菌數≥ 5×108CFU /g)組成。
1.2.1 復合益生菌發(fā)酵飼料發(fā)酵配料的制備 以玉米53%、豆粕23.5%、麩皮23.5%為發(fā)酵底物,將復合益生菌粉溶解于1 L溫水中,并將2倍于菌粉質量的葡萄糖加入到發(fā)酵液中混合均勻,活化復合菌30 min,稀釋混合菌液,將稀釋后的混合菌液加入發(fā)酵基質中攪拌均勻,飼料含水量為30%,然后將混合好的飼料裝在自密封袋中,袋口密封自然發(fā)酵,發(fā)酵溫度為20±5 ℃,持續(xù)5 d,根據每周蛋雞采食量的要求,計算制備好的發(fā)酵飼料,每周配料1次。發(fā)酵飼料量可根據蛋雞飼喂情況進行調整。發(fā)酵飼料的營養(yǎng)成分含量見表2。
本試驗在銅川市印臺區(qū)春滿園養(yǎng)殖專業(yè)合作社進行。采用全進全出飼養(yǎng)管理模式,不同處理組在上、中、下3層均勻分布,最大限度地減少籠效應,所有母雞均置于無窗控制室內。室內溫度20~22 ℃,光照周期16 h/d,自由采食和飲水。按照雞場常規(guī)管理程序進行免疫。
1.4.1 生產性能 試驗期間每天按重復記錄產蛋總數、蛋總重、采食量、軟殼蛋數、破殼蛋數和死淘雞數。以組為單位計算產蛋率、平均蛋重、軟破蛋率、死淘率、平均日采食量和料蛋比。
1.4.2 蛋品質 試驗中期(60 d)和試驗結束(120 d)時分別從每重復選取接近平均蛋重的雞蛋3枚,用于測定蛋殼厚度、蛋殼強度、蛋黃顏色、蛋白高度和哈氏單位,使用的儀器包括蛋殼厚度測量儀ETG-1601A(Robotmation,Japan),自動蛋殼強度測量儀EFG-0503(Robotmation,Japan),多功能蛋質分析儀EMT-5200(Robotmation,Japan),電子天平(精度0.01 g)用游標卡尺測量雞蛋的長徑和短徑,用長徑與短徑之比計算雞蛋形狀指數,在雞蛋采集24 h內完成雞蛋的內外質量分析。
1.4.3 脂質代謝指標 試驗期結束時采集血液樣品。每重復隨機選取1只體況健康的蛋雞,每組6只雞,共24只雞,空腹過夜,進行翅靜脈采血,每只雞采血5 mL。隨后靜置采血管,待血清自然析出,并做好標號,放入冰袋冷藏箱運回,立即置于-20 ℃冰箱凍存,用于測定血清中的甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)含量。每重復隨機抽取3枚雞蛋,分離蛋黃,將新鮮蛋黃用玻璃棒攪勻,取1 mL于離心管中,-20 ℃保存?zhèn)溆?。采用酶?lián)免疫吸附測定(ELISA)試劑盒測定蛋黃中甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)的含量。ELISA試劑盒購自上海優(yōu)選生物科技有限公司。
應用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA),采用Duncan氏法進行多重比較,結果以平均值±標準差表示,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。
由表3可知,與對照組相比,基礎日糧中加入6%的益生菌發(fā)酵飼料組能夠顯著提高蛋雞的產蛋率(P<0.05)和平均蛋重(P<0.05),基礎日糧中加入益生菌發(fā)酵飼料對蛋雞的平均日采食量、料蛋比無顯著影響(P>0.05)。
表3 益生菌發(fā)酵飼料對蛋雞生產性能的影響Table 3 Effects of probiotics fermented feeds on laying hens' production performance
由表4可知,各個處理間的蛋重、蛋殼強度、蛋白高度、哈氏單位、蛋殼厚度均無顯著差異(P>0.05)。在試驗前期,與對照組相比,加入益生菌發(fā)酵飼料組的蛋黃顏色極顯著提高(P<0.01),在整個試驗期間,與對照組和加入4%的益生菌發(fā)酵飼料組相比,加入6%的益生菌發(fā)酵飼料組的蛋黃顏色顯著提高(P<0.05)。
表4 益生菌發(fā)酵飼料對蛋雞蛋品質的影響Table 4 Effects of probiotics fermentated feed with different concentration gradient on egg quality
由表5可知,與對照組相比,加入6%的益生菌發(fā)酵飼料組的蛋雞中的血清甘油三酯含量和總膽固醇含量分別下降了30%和16%;加入6%益生菌發(fā)酵飼料組的蛋雞的血清中的HDL-C含量升高了49%。
表5 益生菌發(fā)酵飼料對蛋雞血脂指標的影響Table 5 Effects of probiotics fermented feed on serum lipid metabolism index of laying hens mmol/L
由表6可知,與對照組相比,加入6%和8%益生菌發(fā)酵飼料的組均極顯著降低了蛋黃中TG和TC的含量(P<0.01),且在試驗前期,加入6%的組的TG含量極顯著低于每個組的水平(P<0.01)。試驗后期飼糧中加入6%和8%的益生菌發(fā)酵飼料組與對照組和4%的益生菌發(fā)酵飼料加入組相比,極顯著降低了蛋黃中TC的含量(P<0.01),且6%與8%的加入組TC含量差異不顯著(P>0.05)。在試驗后期,與對照組相比,加入6%的益生菌發(fā)酵飼料組的蛋黃卵磷脂含量極顯著上升(P<0.01)。
表6 益生菌發(fā)酵飼料對雞蛋膽固醇、甘油三酯及卵磷脂含量的影響Table 6 Effects of probiotics fermented feed on cholesterol,triglyceride and lecithin content in eggs
有研究表明,用乳桿菌和枯草芽孢桿菌發(fā)酵菜籽粕飼喂肉雞,發(fā)現發(fā)酵菜籽粕對肉雞日增重和飼料轉化率有提高效果[14]。用益生菌發(fā)酵豆粕替代普通豆粕能提高日本鵪鶉的增重,同時檢測到發(fā)酵能顯著降低豆粕中的β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白和胰蛋白酶抑制劑水平[15],益生菌發(fā)酵飼料對家禽生產性能的影響得益于這些優(yōu)勢菌群能產生大量的維生素、氨基酸等有益物質,而這些物質又促進了蛋雞對飼料中的礦物質和微量元素的吸收,提高了飼料的利用效率,減少了飼料中能量的浪費,同時蛋雞排出的糞便中有害氣體也減少,使蛋雞在生長期內維持健康的生長水平,保持高的生產性能,還改善了養(yǎng)殖環(huán)境[16]。這些說明發(fā)酵過程中可溶性非淀粉多糖降解和抗營養(yǎng)因子的消除提高了飼料成分的營養(yǎng)價值和消化率,其改變了飼料營養(yǎng)成分的價值,是提高家禽生產性能的主要原因[17]。本試驗結果表明,與對照組相比,飼糧中加入6%的益生菌發(fā)酵飼料后顯著提高了蛋雞的產蛋率,這可能與益生菌在蛋雞腸道中發(fā)揮的有益作用有關。益生菌在腸道中與有害菌競爭腸粘膜的粘附位點與營養(yǎng)物質,從而抑制有害菌的生長,保護腸道健康,不但提高了經濟效益,還達到了綠色安全生產的目的[18]。另外,益生菌在發(fā)酵過程中將飼料原料中的非蛋白氮轉變成為動物提供營養(yǎng)的菌體蛋白,同時豐富了有益菌的數量,在動物體內形成優(yōu)勢菌群,提高了動物對飼料的消化利用率[19]。根據試驗結果可以推測,發(fā)酵過后的飼料在到達動物腸道時,仍有足夠數量的益生菌在腸道占位,提高了消化道內酶的活性或是誘導了蛋雞脂肪酶的合成,高的脂肪酶活性能讓蛋雞提高對脂肪的消化率,從而提高蛋雞的生產性能。但是一些研究表明在飼糧中添加芽孢桿菌對蛋雞的生產性能無顯著影響[20-21],而是當益生菌達到了一定的量才對動物的生產性能產生影響[22]。因此,在生產中蛋雞的生產性能受到品種、雞齡以及飼料成分等多種因素的影響,益生菌發(fā)酵飼料的作用時間不同可能產生的效果也不同。
益生菌發(fā)酵飼料通過改善腸道健康,進而增強腸道的消化功能,促進飼料中營養(yǎng)物質的吸收,提升蛋品質。有研究顯示用益生菌發(fā)酵飼料飼喂蛋雞,蛋雞的采食量降低,但是蛋重無顯著差異,且體重增加,蛋殼強度、蛋殼厚度也有顯著提高[23-24]。本研究表明加入6%的益生菌發(fā)酵飼料能顯著提高蛋黃顏色,司振書等[25]的研究證明益生菌能有效地增加蛋黃顏色,這主要是由于其光合細菌產生的類胡蘿卜素和番茄紅素,雞吸收后轉化而成,從而提高蛋品質。這也與崔衛(wèi)濤等[26]的研究結果一致,在基礎日糧中添加了生物發(fā)酵飼料后,提升了蛋黃顏色和蛋白高度,進而改善了蛋品質。李錦等[27]也通過乳酸菌發(fā)酵飼料替換蛋雞配合飼料的試驗證實了乳酸菌發(fā)酵飼料提升雞蛋蛋品質的結論。
Spence等[28]研究發(fā)現,食用高膽固醇食物對動脈有害,建議有心血管疾病風險的患者應限制其膽固醇攝入量,因此低膽固醇雞蛋更受大家的青睞。Endo等[29]發(fā)現添加益生菌的飼糧可顯著降低公雞血清和肝臟膽固醇含量。本試驗結果進一步證實了上述結論,飼糧中加入不同水平的益生菌發(fā)酵飼料不僅顯著降低了蛋黃中甘油三酯和膽固醇含量,還降低了蛋雞血清中的TG和TC含量,升高了HDL-C。這可能是益生菌進入腸道改變了腸道微生物區(qū)系,建立了菌群優(yōu)勢,產生乙酸和丙酸等有益代謝產物,從而抑制膽固醇的生成,促進了膽固醇的消化吸收,改善了脂類代謝[30]。Fruchart等[31]認為,過氧化物酶體增殖物激活受體( PPARs) 的活化作用于與高密度脂蛋白( HDL ) 相關的基因,從而促進 HDL 形成,提高血清中 HDL含量,促進膽固醇逆向轉運的過程。本研究結果表明,6%的益生菌發(fā)酵飼料能降低血清中TC和TG含量,且能提高HDL-C含量,可能的原因是促進了膽固醇的逆向轉運過程。因此益生菌發(fā)酵飼料進入蛋雞體內消化后影響了脂質代謝過程,產的蛋所含膽固醇較低,可以用來滿足人們的特殊需求。結合本試驗中飼喂益生菌發(fā)酵飼料后蛋雞血脂水平不同程度的降低與蛋黃脂肪含量的變化分析,另一種可能機制是乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌能分泌膽鹽水解酶[32],進一步結合膽鹽將其水解,為了彌補膽鹽的損失,肝臟利用血液中的膽固醇來合成新的膽鹽,因此血清中的膽固醇也降低了。本試驗結果與前人研究結果相符,Kurtoglu等[33]補充250、500和750 mg/kg益生菌可提高產蛋量,降低受損雞蛋比例、顯著降低蛋黃膽固醇和血清膽固醇水平;Panda等[34]在飼料中添加芽孢桿菌飼喂白來航蛋雞血漿和蛋黃膽固醇分別下降20.2%和27.6%。研究還發(fā)現益生菌能作用于動物的腸道,將腸道內膽固醇轉化為膽固4烯3酮,隨糞便排出[35]。本研究中發(fā)現益生菌發(fā)酵飼料對蛋雞血清及蛋黃膽固醇含量的降低作用不盡相同??赡苁且驗橐嫔g的菌種差異較大,分泌膽鹽水解酶的能力不同,以及益生菌使用量的不同。此外,蛋黃中卵磷脂含量的變化并未找到一定的規(guī)律,在本領域內也未找到相關研究,可能是益生菌在影響蛋雞的脂質代謝方面對膽固醇的代謝影響比較大。
飼糧中添加益生菌發(fā)酵飼料可顯著提高蛋雞的產蛋率和平均蛋重,改善蛋品質,降低蛋黃中膽固醇、甘油三酯的含量。在本試驗條件下,6%添加比例的益生菌發(fā)酵飼料效果最佳。