■鞠 瑩 黃麗玲 張芳芳 劉明智 劉 闖 劉栩州*
(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院,廣西作物遺傳改良生物技術(shù)重點開放實驗室,廣西南寧 530007;2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所,廣西南寧 530007;3.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué),食藥用菌教育部工程研究中心,吉林長春 130118;4.梨樹黑土地健康食品有限公司,吉林四平 136500)
玉木耳是一種毛木耳白色變異株,由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)李玉院士團(tuán)隊選育[1]。多糖是木耳最主要的生物活性物質(zhì),具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗腫瘤和保肝等功效[2]。研究發(fā)現(xiàn),一種木耳多糖(AAP I-a)和一種水溶性木耳多糖(由72%葡萄糖、8%甘露糖、10%木糖和10%海藻糖構(gòu)成)可以增加衰老模型小鼠的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性,并降低丙二醛含量[3-4]。一種分子量小于110 ku 的木耳多糖(APPIIA)可以激活巨噬細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素1β(IL-1β)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)[5]。兩種木耳胞外多糖(CEPSN-1 和CEPSN-2)可以促進(jìn)RAW 264.7細(xì)胞釋放細(xì)胞因子IL-6、白細(xì)胞介素-10(IL-10)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)[6]。另外,用熱水提取的一種水溶性多糖(AAP-I)還可以降低高血脂模型小鼠的低密度脂蛋白、三酰甘油和總膽固醇水平[7]。
硒是一種動物機(jī)體必需的微量元素,參與很多重要生理過程,有很強(qiáng)的抗氧化、抗炎和抗病毒活性[8]。硒的生物活性和毒性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān),有機(jī)硒與無機(jī)硒相比,具有更強(qiáng)的抗氧化活性和較小的毒性[9]。玉木耳富硒培養(yǎng)物為玉木耳菌種經(jīng)過液體發(fā)酵,與培養(yǎng)基(麥麩、棉粕、米糠、無機(jī)硒等)混合,經(jīng)固體發(fā)酵所得的功能性飼料原料。玉木耳富硒培養(yǎng)物主要含有玉木耳菌絲體及發(fā)酵產(chǎn)生的多種代謝產(chǎn)物,主要功能性成分為多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、各種微量元素及易于動物吸收的有機(jī)硒。
前期研究發(fā)現(xiàn),玉木耳培養(yǎng)物(未添加硒)和玉木耳富硒培養(yǎng)物可以提高生長育肥豬生長性能和糞便中短鏈脂肪酸含量,并提高結(jié)腸乳酸轉(zhuǎn)運載體單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白1(monocarboxylate transporter 1,MCT1)表達(dá)水平[10-11]。另外,玉木耳培養(yǎng)物可以提高背最長肌中多不飽和脂肪酸含量,優(yōu)化肌肉脂肪酸組成[11]。玉木耳富硒培養(yǎng)物還可以提高豬肝臟及背最長肌抗氧化狀態(tài)、背最長肌硒濃度及鮮肉氧化穩(wěn)定性[10]?;谇捌谘芯拷Y(jié)果,本研究目的在于把玉木耳富硒培養(yǎng)物應(yīng)用于仔豬階段,考察其對斷奶仔豬生長性能、腸道食糜中短鏈脂肪酸及抗氧化指標(biāo)等的影響,為進(jìn)一步開發(fā)利用玉木耳富硒培養(yǎng)物提供參考。
玉木耳富硒培養(yǎng)物,由梨樹黑土地健康食品有限公司提供。
試驗選用初始體重為(7.80±0.43)kg 的28 日齡杜×長×大三元雜交斷奶仔豬108頭,分為3個處理,每處理6個重復(fù),每個重復(fù)為1欄,每欄6頭豬。試驗期28 d,其中1~14 d為第一階段,15~28 d為第二階段。各試驗組飼糧營養(yǎng)水平都滿足NRC(2012)推薦標(biāo)準(zhǔn),飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。其中,對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧;試驗組飼糧在基礎(chǔ)飼糧基礎(chǔ)上分別添加1.5%和3.0%的玉木耳富硒培養(yǎng)物。所有試驗仔豬自由采食和飲水,日常免疫、驅(qū)蟲及消毒等工作按照養(yǎng)殖場常規(guī)進(jìn)行。
表1 試驗基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平
試驗結(jié)束后,選擇每欄中1 頭仔豬(接近平均體重),使用真空采血管吸取10 mL血液樣品。在4 ℃條件下,4 000 r/min 離心15 min,得到血清樣品,-20 ℃條件下保存,用以測定血清抗氧化指標(biāo)。每欄選取1 頭仔豬(接近平均體重)進(jìn)行屠宰。收集結(jié)腸食糜樣品置于5 mL凍存管中-20 ℃保存,用于測定短鏈脂肪酸含量。截取3~5 cm回腸,用生理鹽水沖除內(nèi)容物,立即置于含有多聚甲醛溶液的50 mL離心管中,為形態(tài)學(xué)指標(biāo)觀察做準(zhǔn)備。
1.4.1 玉木耳富硒培養(yǎng)物和試驗飼糧營養(yǎng)成分測定
粗蛋白含量測定參照GB/T 6432—1994 的方法;能量含量測定參照ISO 9831—1998的方法;干物質(zhì)含量測定參照GB/T 6435—2006 的方法;脂肪含量測定參照GB/T 6433—2006 的方法;灰分(有機(jī)物)含量測定參照GB/T 6438—2007 的方法;中性洗滌纖維含量測定參照GB/T 20806—2006 的方法;酸性洗滌纖維含量測定參照NY/T 1459—2007 的方法;鈣含量測定參照GB/T 6436—2018 的方法;總磷含量測定參照GB/T 6437—2018的方法。
1.4.2 生長性能及腹瀉率
在試驗第1、14、28天記錄飼料消耗量,并對仔豬進(jìn)行空腹稱重,用以計算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、增重耗料比(G/F)。每日檢查仔豬是否出現(xiàn)腹瀉狀況,早晚各檢查1 次并記錄,試驗結(jié)束后統(tǒng)計腹瀉頭數(shù),計算腹瀉率。
腹瀉率(%)=仔豬腹瀉癥狀頭次/(仔豬頭數(shù)×試驗天數(shù))×100
1.4.3 血清和肝臟抗氧化指標(biāo)
仔豬血清和肝臟的總抗氧化能力(Total antioxidant capacity, T-AOC)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、過氧化氫酶(Catalase, CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase, GSH-Px)活性及丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量按照試劑盒(南京建成生物工程研究所有限公司)列出的方法步驟,使用酶標(biāo)儀(Multiskan FC,美國賽默飛)在450 nm條件下進(jìn)行測定。
1.4.4 斷奶仔豬結(jié)腸食糜中短鏈脂肪酸的含量
結(jié)腸食糜4 ℃下解凍后,稱取0.5 g置于10 mL離心管中,同時加入8 mL超純水,上下顛倒若干次混合均勻。超聲30 min 后5 000 r/min 離心10 min。吸取上清液稀釋50 倍,再使用ICS3000 型離子色譜儀(美國賽默飛)進(jìn)行測定。
1.4.5 硒含量測定
仔豬肝臟中硒含量采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(iCAPQ,美國賽默飛公司)測定,儀器具體參數(shù)為:射頻功率,1 550 W;泵速,40 r/min;霧化室溫度,2.7 ℃;采樣深度,5 mm;冷卻氣流速,14 L/min;輔助氣流速,0.8 L/min;霧化氣流速0.9 L/min。
1.4.6 腸道形態(tài)學(xué)指標(biāo)
首先,使用乙醇對回腸樣品進(jìn)行脫水,再用二甲苯透明處理。其次,經(jīng)石蠟包埋,切成6 μm 薄片后,使用H.E.進(jìn)行染色處理。最后,使用電子顯微鏡(Eclipse Ci-L,日本尼康)進(jìn)行圖像采集,每個樣品選取8個清晰視野,采用圖片處理和分析系統(tǒng)(7.0,美國Media Cybernetics公司)量取腸絨毛高度和隱窩深度,并計算絨毛高度/隱窩深度值。
數(shù)據(jù)采用SAS分析軟件(9.2版本)進(jìn)行方差分析和多重比較。試驗結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。當(dāng)0.05<P<0.10表示有增加/降低趨勢,P<0.05表示差異顯著。
玉木耳富硒培養(yǎng)物營養(yǎng)水平測定結(jié)果見表2(檢測結(jié)果為2個重復(fù)取平均值)。
表2 玉木耳富硒培養(yǎng)物營養(yǎng)水平
由表3可知,玉木耳富硒培養(yǎng)物有增加仔豬末期體重的趨勢(0.05<P<0.10)。在1~14 d,與對照組相比,3.0%試驗組顯著增加了平均日增重(P<0.05),并且有提高平均日采食量的趨勢(P<0.10)。各試驗組在試驗后期各指標(biāo)差異不顯著。玉木耳富硒培養(yǎng)物有增加全期平均日增重趨勢(P<0.10),而對于平均日采食量、增重料耗比及腹瀉率無顯著影響。
表3 玉木耳富硒培養(yǎng)物對斷奶仔豬生長性能的影響
如表4 所示,在試驗第28 天,添加了玉木耳富硒培養(yǎng)物的試驗組與對照組相比,顯著提高了血清中谷胱甘肽過氧化物酶的含量(P<0.05)。
表4 第28天玉木耳富硒培養(yǎng)物對斷奶仔豬血清抗氧化指標(biāo)的影響
如表5所示,添加玉木耳富硒培養(yǎng)物使仔豬結(jié)腸食糜中丁酸含量有增加趨勢(P<0.10),對其他短鏈脂肪酸無顯著影響。
表5 玉木耳富硒培養(yǎng)物對斷奶仔豬結(jié)腸食糜中短鏈脂肪酸含量的影響(mg/g)
斷奶仔豬回腸形態(tài)學(xué)指標(biāo)如表6所示,對照組和試驗組之間腸絨毛高度、隱窩深度及絨毛高度/隱窩深度值差異均不顯著。
表6 玉木耳富硒培養(yǎng)物對斷奶仔豬回腸形態(tài)學(xué)的影響
斷奶仔豬肝臟抗氧化指標(biāo)及硒含量如表7所示,與對照組相比,試驗組顯著提高了仔豬肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性(P<0.05),0.30%試驗組顯著提高了肝臟中硒含量(P<0.05)。
表7 玉木耳富硒培養(yǎng)物對斷奶仔豬肝臟抗氧化酶活性及硒含量的影響
本試驗中,玉木耳富硒培養(yǎng)物可以提高仔豬階段生長性能,推測是由于培養(yǎng)物中含有的多糖等生物活性物質(zhì)所致。玉木耳細(xì)胞壁多糖以β葡聚糖為主,很多研究證明β葡聚糖可以提高豬生長性能,機(jī)理在于β葡聚糖可以改善腸道結(jié)構(gòu)和形態(tài)[12-14]。而玉木耳富硒培養(yǎng)物所含的硒,應(yīng)該對于仔豬生長性能沒有影響。研究表明,無論是有機(jī)硒或是無機(jī)硒都不影響育肥豬的生長性能[15-16]。
丁酸是由微生物在動物腸道內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生,丁酸不僅是結(jié)腸上皮細(xì)胞的主要能量來源,還可以影響腸道細(xì)胞的發(fā)育、免疫調(diào)節(jié)和基因表達(dá)[17]。飼喂玉木耳富硒培養(yǎng)物,仔豬結(jié)腸食糜中丁酸含量有增加趨勢。而玉木耳富硒培養(yǎng)物可以顯著增加育肥階段豬腸道丁酸含量。差異不顯著的可能原因是仔豬腸道發(fā)育不完全,微生物未能達(dá)到和生長階段豬一樣的成熟水平。育肥豬階段研究也表明,玉木耳富硒培養(yǎng)物可以提高育肥豬結(jié)腸中結(jié)腸乳酸轉(zhuǎn)運載體單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白1 mRNA 相對表達(dá)量。其機(jī)制在于結(jié)腸乳酸轉(zhuǎn)運載體單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白1 的表達(dá)與丁酸緊密相關(guān),呈現(xiàn)時間和濃度線性關(guān)系[10,18]。另外,丁酸可以緩解氧化應(yīng)激,丁酸與抗氧化酶活性關(guān)系尚需進(jìn)一步試驗證明[17]。
抗氧化酶體系是體內(nèi)防御過度氧化的第一道屏障[19]。玉木耳富硒培養(yǎng)物可以提高血清、肝臟的谷胱甘肽過氧化物酶活性。谷胱甘肽過氧化物酶可以減少過氧化氫對細(xì)胞膜的氧化損傷,而硒是合成谷胱甘肽過氧化物酶不可缺少的成分[20]。由此推測,仔豬谷胱甘肽過氧化物酶活性增加,是由于玉木耳富硒培養(yǎng)物中的有機(jī)硒,這也被肝臟中所增加的硒含量所印證。Mahan 等[21]研究也發(fā)現(xiàn),日糧中硒含量增加,可以提高生長育肥豬血清中谷胱甘肽過氧化物酶活性。
2021 年,我國飼料總產(chǎn)量2.9 億噸,其中,玉米進(jìn)口2 836萬噸,豆粕進(jìn)口9 652萬噸,飼料原料對外依存度居高不下。同年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《飼料中玉米豆粕減量替代工作方案》,大力推進(jìn)谷物和雜粕對玉米、豆粕實現(xiàn)減量替代[22]。玉木耳富硒培養(yǎng)物生產(chǎn)所用的原料來源于麩糠及雜粕,通過發(fā)酵產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì),提升了飼用價值,在一定程度上可完成對玉米豆粕的替代。
本研究證實,玉木耳富硒培養(yǎng)物可以提高仔豬生長性能、血清和肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性及肝臟中硒含量,還有提高結(jié)腸食糜中丁酸含量的趨勢。說明在一定程度上,玉木耳富硒培養(yǎng)物可以促進(jìn)仔豬健康和生長。在飼料原料緊缺背景下,通過食用菌發(fā)酵提高麩糠及雜粕利用度,無疑對玉米豆粕減量替代具有重大現(xiàn)實意義。