楊 濤 甘悅寧 宋志芳 趙婷婷 龔月生
(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,楊凌 712100)
維生素D是動(dòng)物所必需的營(yíng)養(yǎng)素,在促進(jìn)動(dòng)物鈣、磷吸收,蛋殼形成以及骨骼發(fā)育等方面具有重要作用。多年以來(lái),國(guó)內(nèi)外養(yǎng)殖業(yè)都是通過向飲水或飼糧中添加微米級(jí)的維生素D3來(lái)滿足畜禽對(duì)維生素D的需要。由于維生素D3屬于脂溶性維生素,直接添加后吸收率和利用率均比較低,近年來(lái),隨著納米技術(shù)的發(fā)展,納米材料逐漸被人們認(rèn)識(shí)和接受[1]。研究表明,運(yùn)用納米技術(shù)能改善或改變脂溶性維生素的水溶性、分散性和吸收率,改變維生素在畜禽體內(nèi)的生理生化過程,提高維生素的生物利用率[2-3]。目前,關(guān)于比較單一納米級(jí)維生素和普通微米級(jí)維生素在動(dòng)物機(jī)體生理生化過程中代謝差異的研究較少,因此,本試驗(yàn)旨在以普通維生素 D3(ordinary vitamin D3,OVD3)為參比,對(duì)納米維生素 D3(nano vitamin D3,NVD3)的生物學(xué)效價(jià)進(jìn)行評(píng)定,為其在蛋雞飼糧中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
OVD3為普通飼料級(jí)產(chǎn)品,由金達(dá)威股份有限公司提供,維生素D3含量為500 000 IU/g,粒徑300~600 nm;NVD3由金冠牧業(yè)有限公司提供,維生素D3含量為150 000 IU/g,粒徑10~30 nm。
試驗(yàn)動(dòng)物選用320只21周齡健康的尼克粉蛋雞(購(gòu)自陜西巨龍禽業(yè)有限公司)?;A(chǔ)飼糧營(yíng)養(yǎng)水平參考 NRC(1994)[4]和我國(guó)《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)[5],并結(jié)合本課題組前期試驗(yàn)成果[6]配制,其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %
試驗(yàn)采用2×4雙因子完全隨機(jī)設(shè)計(jì),將320只21周齡健康的尼克粉蛋雞隨機(jī)分成8組,每組4個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10只雞。1~4組在基礎(chǔ)飼糧中添加 OVD3,添加水平分別為 100、300、900、2 700 IU/kg,5~8組在基礎(chǔ)飼糧中添加 NVD3,添加水平分別為 100、300、900、2 700 IU/kg。上述 2種來(lái)源的維生素D3均先加稀釋劑稀釋,再與配好的原料充分混合均勻,從配好的飼糧中采樣,樣品用于測(cè)定飼糧中粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷及維生素D3含量。各飼糧中維生素D3含量的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值見表2。預(yù)試期1周,正試期18周。試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)畜禽生態(tài)養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行,試驗(yàn)雞采用2層階梯式籠養(yǎng),自由采食與飲水,16 h光照。試驗(yàn)以重復(fù)為單位,每天記錄總產(chǎn)蛋數(shù)、產(chǎn)蛋量、軟破蛋數(shù)、耗料量及雞群的死淘數(shù),觀察試驗(yàn)雞的采食情況和精神狀態(tài)。
分別于正式試驗(yàn)第4、8、12和16周末,每個(gè)重復(fù)隨機(jī)采集蛋樣5枚,用于測(cè)定蛋品質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)束時(shí),分別從每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取體重相近的雞2只,取左、右側(cè)脛骨,右側(cè)脛骨立即用于測(cè)定強(qiáng)度,左側(cè)脛骨放入樣品袋,密封、冷凍保存,用于測(cè)定脛骨粗灰分及鈣、磷含量。
1.5.1 生產(chǎn)性能
試驗(yàn)期間,每天以重復(fù)為單位記錄產(chǎn)蛋數(shù)、產(chǎn)蛋量、軟破蛋數(shù)、耗料量,計(jì)算全期蛋雞的產(chǎn)蛋率、日產(chǎn)蛋量、料蛋比、軟破蛋率、平均蛋重。相關(guān)計(jì)算公式如下:
產(chǎn)蛋率(%)=(平均每日總蛋數(shù)/雞只數(shù))×100;
日產(chǎn)蛋量(g/d)=平均每日總蛋重/雞只數(shù);料蛋比=采食量/產(chǎn)蛋重;
軟破蛋率(%)=(軟破蛋數(shù)/總蛋數(shù))×100;
平均蛋重(g)=平均每日總蛋重/總蛋數(shù)。
1.5.2 蛋品質(zhì)
蛋殼比率用BS224S電子天平測(cè)定,蛋殼厚度用ETG-1601A蛋殼厚度儀測(cè)定;蛋殼強(qiáng)度用QC-SPA蛋殼強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定;蛋黃顏色、哈氏單位用EMT-5200多功能蛋品質(zhì)分析儀測(cè)定;蛋形指數(shù)用游標(biāo)卡尺測(cè)定。
1.5.3 脛骨質(zhì)量
將左側(cè)脛骨在沸水中煮3~5 min,去除殘余肌肉、腓骨,剝離干凈后用無(wú)水酒精浸泡36 h,乙醚抽提36 h,除去水分和脂肪,烘箱中100℃烘24 h后測(cè)定脛骨重量。將脛骨壓碎,放入坩堝于馬福爐中600℃灰化18 h測(cè)定粗灰分含量,之后加入鹽酸使之溶解,測(cè)定鈣、磷含量。取右側(cè)脛骨,去除殘余肌肉、腓骨,剝離干凈后用CMT5504數(shù)顯萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定脛骨折斷力(即脛骨強(qiáng)度),參數(shù)設(shè)置:跨度40 mm,位移速度10 mm/min,勻速加載至標(biāo)本斷裂,記錄脛骨斷裂時(shí)的強(qiáng)度。脛骨強(qiáng)度以牛頓為單位表示。
表2 飼糧中維生素D3含量的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值Table 2 Calculated and measured values of vitamin D3content in diets IU/kg
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0的GLM模型進(jìn)行雙因子方差分析,模型的主效應(yīng)包括維生素D3來(lái)源、水平以及兩者之間的互作效應(yīng),并用Duncan氏法進(jìn)行多重比較,差異顯著水平為P<0.05。
由表3可知,維生素D3來(lái)源及水平對(duì)蛋雞的產(chǎn)蛋率、日產(chǎn)蛋量、料蛋比和平均蛋重?zé)o顯著影響(P>0.05),對(duì)軟破蛋率有極顯著影響(P<0.01)。NVD3組蛋雞的產(chǎn)蛋率、日產(chǎn)蛋量、平均蛋重均略高于OVD3組(P>0.05),料蛋比則略低于OVD3組(P>0.05);NVD3組蛋雞的軟破蛋率顯著低于OVD3組(P<0.05)。隨著維生素D3水平的升高,產(chǎn)蛋率有升高的趨勢(shì)(P>0.05),軟破蛋率則顯著降低(P<0.05)。維生素D3來(lái)源與水平的互作效應(yīng)對(duì)蛋雞的產(chǎn)蛋率、日產(chǎn)蛋量、料蛋比、軟破蛋率和平均蛋重均無(wú)顯著影響(P>0.05)。
由表4可知,維生素D3來(lái)源、水平及來(lái)源與水平的互作效應(yīng)對(duì)蛋雞的蛋殼厚度、蛋殼強(qiáng)度、蛋殼比率、蛋黃顏色、哈氏單位及蛋形指數(shù)均無(wú)顯著影響(P>0.05)。從維生素D3來(lái)源來(lái)看,NVD3組的蛋殼厚度、蛋殼強(qiáng)度和蛋殼比率均高于OVD3組(P>0.05),而OVD3組的蛋黃顏色和哈氏單位略則高于NVD3組(P>0.05),蛋形指數(shù)二者相當(dāng)(P>0.05);從維生素D3水平來(lái)看,隨著維生素D3水平的升高,蛋殼厚度和蛋殼強(qiáng)度有先升高后降低的趨勢(shì)(P>0.05),在900 IU/kg水平時(shí)蛋殼厚度和蛋殼強(qiáng)度最大。
由表5可知,維生素D3來(lái)源對(duì)脛骨強(qiáng)度有極顯著影響(P<0.01),對(duì)脛骨磷含量有顯著影響(P<0.05),而對(duì)脛骨干重以及脛骨粗灰分、鈣含量無(wú)顯著影響(P>0.05)。NVD3組脛骨強(qiáng)度顯著高于OVD3組(P<0.05),而OVD3組脛骨磷含量則顯著高于NVD3組(P<0.05)。維生素D3水平對(duì)脛骨強(qiáng)度、干重有極顯著影響(P<0.01),而對(duì)脛骨粗灰分、鈣、磷含量無(wú)顯著影響(P>0.05)。脛骨強(qiáng)度隨著維生素D3水平升高有升高的趨勢(shì),100 IU/kg組顯著低于900和2 700 IU/kg組(P<0.05),但300、900和2 700 IU/kg組之間差異不顯著(P>0.05)。維生素D3來(lái)源與水平的互作效應(yīng)對(duì)蛋雞的脛骨強(qiáng)度、干重以及脛骨粗灰分、鈣、磷含量均無(wú)顯著影響(P>0.05)。
表3 不同來(lái)源和水平的維生素D3對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的影響Table 3 Effects of different sources and levels of vitamin D3on performance of laying hens
表4 不同來(lái)源和水平的維生素D3對(duì)蛋雞蛋品質(zhì)的影響Table 4 Effects of different sources and levels of vitamin D3on egg quality of laying hens
表5 不同來(lái)源和水平的維生素D3對(duì)蛋雞脛骨質(zhì)量的影響Table 5 Effects of different sources and levels of vitamin D3on tibial quality of laying hens
研究表明,由于納米級(jí)維生素粒徑小,改善了維生素尤其是脂溶性維生素的水溶性、分散性和透析性,就此改變了維生素在生物機(jī)體內(nèi)的生理生化過程,從而維生素的吸收率和生物利用率顯著提高[7-8],這對(duì)于動(dòng)物維生素的及時(shí)補(bǔ)給,保證機(jī)體健康具有十分重要的生理學(xué)意義[2]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,NVD3相對(duì)于OVD3可以顯著降低蛋雞的軟破蛋率,且NVD3組的產(chǎn)蛋率、料蛋比、蛋殼厚度、蛋殼強(qiáng)度也均優(yōu)于OVD3組。張文娟[3]研究發(fā)現(xiàn),將每千克含800 000 IU維生素D3的納米乳復(fù)合維生素1 000、2 000和5 000倍稀釋后供蛋雞飲水,納米乳復(fù)合維生素組相對(duì)于普通復(fù)合維生素組能提高商品蛋雞的產(chǎn)蛋率,降低料蛋比,減少死淘雞只數(shù),并可提高蛋品質(zhì),本試驗(yàn)與該研究結(jié)果一致。
Huang等[9]研究表明,與普通鈣相比,將鈣做成納米顆粒后可以顯著提高小鼠的骨骼密度。Driver等[10]研究表明,長(zhǎng)期飼喂含 2 000 IU/kg維生素D3的飼糧可以有效降低種雞腿病的發(fā)生率。Frost等[11]研究表明,飼糧中維生素D3水平可影響蛋雞的脛骨干重和脛骨折斷力,在一定范圍內(nèi)隨著維生素D3水平的升高,脛骨干重和脛骨折斷力均有所增加。本試驗(yàn)結(jié)果表明,維生素D3來(lái)源對(duì)蛋雞脛骨強(qiáng)度有顯著影響,NVD3組蛋雞的脛骨強(qiáng)度顯著高于OVD3組,這可能是由于NVD3的生物利用率高于NVD3,維生素D3進(jìn)入體內(nèi)經(jīng)過肝臟和腎臟轉(zhuǎn)化為有活性的1,25-二羥維生素D3[1,25-(OH)2D3],在一定范圍內(nèi),1,25-(OH)2D3水平的升高可以促進(jìn)鈣的吸收,吸收的鈣部分沉積在脛骨,從而可以提高脛骨強(qiáng)度。Di Renzo等[12]研究表明,將維生素A做成納米顆??梢蕴岣咂渖锢寐剩捎诩{米維生素吸收率相比普通維生素高,所以相同劑量添加時(shí)納米維生素吸收量高于普通維生素,從而對(duì)鈣、磷代謝的調(diào)控更有效,本試驗(yàn)結(jié)果與該研究結(jié)果一致。
維生素D3的適宜添加對(duì)蛋雞的產(chǎn)蛋性能、蛋殼質(zhì)量等的影響至關(guān)重要,其原因是適宜水平的維生素D3可促進(jìn)鈣在腸黏膜細(xì)胞中形成鈣結(jié)合蛋白,從而促進(jìn)鈣的主動(dòng)吸收,使蛋殼中鈣的含量增加,蛋殼厚度增加,相對(duì)軟破蛋率下降[13]。高英衛(wèi)[14]建議蛋雞飼糧中維生素 D3的水平為1 500 IU/kg,過高或過低的維生素D3水平均會(huì)影響鈣的吸收和利用。本試驗(yàn)結(jié)果表明,飼糧維生素D3水平為2 700 IU/kg時(shí)蛋雞的產(chǎn)蛋率和平均蛋重最大,軟破蛋率最低,而料蛋比在900 IU/kg時(shí)最低。飼糧維生素D3水平為900和2 700 IU/kg時(shí)蛋雞的蛋品質(zhì)和生產(chǎn)性能各項(xiàng)指標(biāo)均差異不顯著,所以最佳水平可能在900~2 700 IU/kg之間,我國(guó)《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)推薦產(chǎn)蛋高峰期蛋雞飼糧維生素D3水平為1 600 IU/kg,與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。Atencio等[15]研究表明,對(duì)22~66周齡的蛋雞,當(dāng)達(dá)到最大產(chǎn)蛋量時(shí)維生素D3的最大添加量是1 424 IU/kg。Frost等[11]研究表明,在 36 周齡的商品海蘭褐殼蛋雞中添加維生素 D3(0、500、1 000、1 500 IU/kg)與添加 1,25-(OH)2D3(0、5、10 μg/kg)相比,在低劑量添加時(shí)對(duì)蛋品質(zhì)和產(chǎn)蛋量的效果1,25-(OH)2D3優(yōu)于維生素D3,但高劑量添加時(shí)維生素D3和1,25-(OH)2D3對(duì)蛋品質(zhì)和產(chǎn)蛋量的影響差異不顯著,這可能是由于高劑量添加時(shí)維生素D3已經(jīng)滿足了動(dòng)物體的最大需要 量。Stevens等[16]研 究 表 明,飼 糧 添 加900 IU/kg維生素D3相對(duì)于添加300和2 700 IU/kg時(shí)顯著提高了肉種雞的產(chǎn)蛋率及孵化率。本試驗(yàn)結(jié)果表明,維生素D3水平在300~2 700 IU/kg時(shí)對(duì)蛋雞的產(chǎn)蛋率無(wú)顯著影響,但軟破蛋率隨維生素D3水平的增加而降低,可能是由于隨著維生素D3水平的升高,機(jī)體對(duì)鈣的吸收增強(qiáng),使得更多的鈣沉積在蛋殼,從而降低了軟破蛋率。
Mattila等[17]研究表明,在一定范圍內(nèi),隨著維生素D3水平的升高,蛋雞的脛骨強(qiáng)度隨之增大。Fritts等[18]研究表明,在肉雞飼糧中添加250~4 000 IU/kg維生素D3對(duì)脛骨粗灰分含量的影響不顯著。本試驗(yàn)結(jié)果表明,維生素D3水平對(duì)蛋雞的脛骨強(qiáng)度和干重有極顯著影響,對(duì)脛骨粗灰分含量則無(wú)顯著影響,但維生素D3水平在300、900、2 700 IU/kg時(shí)脛骨強(qiáng)度和干重差異不顯著。這說明當(dāng)飼糧中維生素D3水平高于某個(gè)值時(shí),蛋雞對(duì)維生素D3的吸收代謝能力開始減弱,從而機(jī)體對(duì)鈣的吸收和沉積能力趨于相對(duì)穩(wěn)定水平。由此得出,飼糧中適宜水平的維生素D3可以提高蛋雞對(duì)鈣吸收、代謝及沉積的能力,從而在一定范圍內(nèi)提高蛋雞的生產(chǎn)性能和脛骨質(zhì)量。
①NVD3可以替代OVD3作為蛋雞飼糧的維生素D3來(lái)源。
②作為蛋雞飼糧的維生素D3來(lái)源,NVD3在蛋雞生產(chǎn)性能、脛骨質(zhì)量方面的表現(xiàn)要優(yōu)于OVD3。
③結(jié)合生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)和脛骨質(zhì)量,蛋雞飼糧適宜維生素D3水平應(yīng)在900~2 700 IU/kg內(nèi)。
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