姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞生長性能、血清抗氧化功能、腸道微生物數(shù)量和免疫器官指數(shù)的影響

孫全友 李文嘉 徐 彬 魏鳳仙 王琳燚 藺 萍 李紹鈺

(河南省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，鄭州 450002)

隨著社會的快速發(fā)展，我國居民生活水平逐步提高，人均消費肉蛋類所占比重越來越大。肉雞養(yǎng)殖業(yè)在當今我國畜牧業(yè)生產(chǎn)中占有重要比重，年出欄量約為70億只，同時也是畜牧業(yè)中肉、蛋、奶生產(chǎn)的重要組成部分。為了提高生產(chǎn)效率和維持動物健康，通常在飼料中添加低于治療劑量的抗生素作為生長促進劑(AGPs)[1]。近年來伴隨著人們對抗生素作用研究的逐漸深入，其弊端日益突顯，主要表現(xiàn)為：抗生素在發(fā)揮抑制和殺滅病原菌作用的同時也抑制甚至殺滅了體內(nèi)的有益菌群，引起動物體內(nèi)胃腸菌群的失衡；抗生素的大量和長期使用易使動物機體產(chǎn)生耐藥性；動物排泄物殘留及攝食含有抗生素的動物產(chǎn)品，最終導致抗生素通過食物鏈匯集于人體內(nèi)，從而直接危害到人類健康。因此，有效的辦法是找到能增強動物自然防御功能的物質(zhì)，以避免抗生素的大量使用[2]。

姜黃素(curcumin)在食品行業(yè)中是一種重要的添加劑，可用作抗氧化劑防止食物腐敗變質(zhì)[3]。研究還發(fā)現(xiàn)，姜黃素具有廣泛的藥理作用。Sa等[4]報道姜黃素對多種疾病都有預(yù)防和治療作用；Priyadarsini等[5]和Miriyala等[6]研究認為姜黃素可以阻斷自由基反應(yīng)，并清除體內(nèi)多余的自由基；Hatcher等[7]也指出姜黃素是一個自由基清除劑和氫供體，顯示出了親氧化劑和抗氧化劑雙重活性。姜黃素的這些獨特生理功能使其成為一種新型的功能性飼料添加劑。地衣芽孢桿菌(Bacilluslicheniformis)是益生菌中的一種，其具有調(diào)節(jié)動物微生態(tài)平衡、降低腸道疾病、提高機體免疫功能、促進腸道有益菌生長、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)等作用。張菊等[8]研究指出，地衣芽孢桿菌在生長代謝過程可產(chǎn)生多種抗菌物質(zhì)，對常見的致病菌均有較強的抑制作用。Benyacoub等[9]報道芽孢桿菌能刺激機體免疫系統(tǒng)，提高機體免疫功能，是良好的免疫促進劑。

因此，除了建立適合畜禽生長的環(huán)境、配備正確的衛(wèi)生和生物安全措施外，飼喂營養(yǎng)高效的飼料并添加合理的功能性添加劑也尤為重要。本試驗擬通過在肉雞飼糧中添加姜黃素和地衣芽孢桿菌，研究姜黃素和地衣芽孢桿菌單獨或聯(lián)合使用對肉雞生長性能、免疫器官指數(shù)、血清抗氧化功能和腸道微生物數(shù)量的影響，為其進一步的推廣與應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗選取450只1日齡愛拔益加(AA)肉雞(43.15±0.17) g，由開封禾豐牧業(yè)有限公司提供，隨機分成5組，每組6個重復，每個重復15只雞，各組體重無顯著差異(P>0.05)。參照《肉雞飼養(yǎng)標準》(NY/T 33—2004)配制粉狀配合飼料作為基礎(chǔ)飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表1。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗組飼喂在基礎(chǔ)飼糧中分別添加35 mg/kg抗生素(D1組)、200 mg/kg姜黃素(D2組)、100 mg/kg地衣芽孢桿菌(D3組)、100 mg/kg地衣芽孢桿菌+200 mg/kg姜黃素(D4組)的試驗飼糧。飼養(yǎng)試驗于河南省農(nóng)業(yè)科學院尉氏養(yǎng)殖基地進行，試驗期為42 d。飼養(yǎng)試驗期間肉雞自由采食，充足飲水，按正常免疫程序進行免疫接種。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 The premix provided the following per kg of diets：VA 8 000 IU，VB14.2 mg，VB24 mg，VB64.5 mg，VB120.02 mg，VD33 000 IU，VE 20 IU，VK32 mg，生物素 biotin 0.15 mg，葉酸 folic acid 1.0 mg，D-泛酸D-pantothenic acid 11 mg，煙酸 nicotinic acid 10 mg，抗氧化劑 antioxidant regent 100 mg，Cu (as copper sulfate) 10 mg，F(xiàn)e (as ferrous sulfate) 80 mg，Mn (as manganese sulfate) 80 mg，Zn (as zinc sulfate) 75 mg，I (as potassium iodide) 0.40 mg，Se (as sodium selenite) 0.30 mg。
2)代謝能為計算值，其余為實測值。ME was a calculated value, while the others were measured values.

1.2 試驗材料及來源

試驗所用姜黃素為百維素(廣州科虎生物技術(shù)研發(fā)中心)，姜黃素含量10%，地衣芽孢桿菌為美國雅來制藥生產(chǎn)的地衣芽孢桿菌(活菌總數(shù)量為2×1010CFU/g)；抗生素為速大肥(美國輝寶有限公司)，含50%維吉尼霉素。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生產(chǎn)性能測定

試驗雞進雞舍時，稱取其初重；在42日齡空腹稱量末重和采食量，方法如下：稱量前1天20:00斷料，空腹12 h，第2天08:00空腹稱量各重復雞重量。同時，統(tǒng)計各組給料量、剩余料量，以計算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。

1.3.2 血清抗氧化指標測定

于試驗期第42天，從每個重復中隨機選取1只體重接近該重復平均體重的肉雞，翅靜脈采血，3 000 r/min離心15 min，-80 ℃中分裝保存。血清中丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和溶菌酶(LZM)活性均采用南京建成生物工程研究所的試劑盒測定，按照試劑盒說明書上的要求進行操作，在酶標儀(美國BioTech)上進行測定。

1.3.3 腸道微生物指標測定

用戊巴比妥鈉稀釋液(30 mg/mL)將上述取完血清的肉雞麻醉致死。雞處死后迅速拋開腹腔，取出腸道，置于冰上，然后用無菌棉線結(jié)扎消化道各段，分離十二指腸、空腸、回腸和盲腸。立即在冰上無菌條件下取十二指腸、空腸、回腸和盲腸中段內(nèi)容物，混勻。在無菌條件下取混合均勻的內(nèi)容物0.5 g于盛有4.5 mL滅菌生理鹽水及玻璃珠的錐形瓶內(nèi)(10-1稀釋)，稀釋均勻后取此稀釋液0.5 mL于盛有4.5 mL滅菌生理鹽水試管內(nèi)，依次進行10-2～10-7稀釋，用于微生物數(shù)量測定。乳酸桿菌(Lactobacillus)、雙歧桿菌(Bacillusbifidus)、大腸桿菌(Escherichiacoli)和沙門氏菌(Salmonella)數(shù)量均采用平板計數(shù)法測定。

1.3.4 免疫器官指數(shù)指標測定

于上述麻醉致死的肉雞中，分別采摘脾臟、胸腺、法氏囊，并剔除附著的組織，用濾紙吸干血水后稱鮮重，計算免疫器官指數(shù)，計算公式如下：

免疫器官指數(shù)(%)=(免疫器官鮮重/宰前空腹活重)×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗數(shù)據(jù)均采用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，統(tǒng)計組間出現(xiàn)顯著差異，再用Tukey’s HSD法進行多重比較。以P<0.05為差異顯著判斷標準，數(shù)據(jù)以“平均值±標準誤”形式表示。

2 結(jié) 果

2.1 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞生長性能的影響

由表2可知，在ADG方面，與對照組相比，試驗組均顯著提高(P<0.05)，D1組顯著高于D2、D3組(P<0.05)，而與D4組差異不顯著(P>0.05)，D4組比對照組提高了11.33%。在ADFI方面，D2、D4組顯著高于對照組及D1、D3組(P<0.05)。在F/G方面，D1和D4組顯著低于對照組(P<0.05)，D1組最低，但與D4組無顯著差異(P>0.05)。在末重方面，與對照組相比，4個試驗組均顯著上升(P<0.05)，D1和D4組分別提高了11.59%和10.97%；D1和D4組顯著高于D2、D3組(P<0.05)。

表2 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞生長性能的影響Table 2 Effects of curcumin and Bacillus licheniformis on growth performance of broilers

同列數(shù)據(jù)肩標不同字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。
In the same column, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞血清抗氧化功能的影響

由表3可知，血清MDA含量在對照組有最大值，且顯著高于D2、D3和D4組(P<0.05)。對照組和D1組血清LZM活性顯著低于其余各組(P<0.05)。D1組血清SOD活性最低，與對照組差異不顯著(P>0.05)，D2組最高，且顯著高于前2組(P<0.05)。與對照組相比，試驗組血清GSH-Px活性均有所升高，且D2、D3、D4組顯著高于對照組(P<0.05)。

表3 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞血清抗氧化指標的影響Table 3 Effects of curcumin and Bacillus licheniformis on serum antioxidant indexes of broilers

2.3 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞腸道微生物數(shù)量的影響

由表4可知，試驗組腸道中乳酸桿菌數(shù)量均顯著高于對照組(P<0.05)，D2、D3、D4組腸道中雙歧桿菌數(shù)量顯著高于對照組(P<0.05)。D1組腸道中大腸桿菌和沙門氏菌含量最低，而D2、D3和D4組間均無顯著差異(P>0.05)。

表4 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞腸道微生物數(shù)量的影響Table 4 Effects of curcumin and Bacillus licheniformis on intestinal microbe counts of broilers lg(CFU/g)

2.4 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞免疫器官指數(shù)的影響

由表5可知，與對照組相比，試驗組各免疫器官指數(shù)均有不同程度的提高，但除了D4組脾臟和法氏囊指數(shù)顯著提高(P<0.05，分別提高了27.27%和57.14%)外，其余各組均無顯著變化(P>0.05)。

表5 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞免疫器官指數(shù)的影響Table 5 Effects of curcumin and Bacillus licheniformis on immune organ indexes of broilers %

3 討 論

3.1 地衣芽孢桿菌和姜黃素對肉雞生長性能的影響

目前，姜黃素作為一種植物提取物類添加劑應(yīng)用于動物飼料日益普遍。本試驗中，D4組與其他各組相比可顯著提高肉雞的ADFI和ADG。這說明，在飼糧中單獨或聯(lián)合地衣芽孢桿菌使用姜黃素都可提高肉雞的生長性能和飼料利用率。祝國強等[10]報道，姜黃素可以促使雞腿肉中脂肪含量下降，提高肉雞全期增重，降低F/G。胡忠澤等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在雞飼糧中添加姜黃素對雞的攝食、生長、肉品質(zhì)、產(chǎn)蛋率等均有有益作用。彭翔[12]和楊泰等[13]報道，姜黃素可能是通過刺激肉雞胃腸道消化酶的產(chǎn)生或增強消化酶活性來提高飼料消化率及采食量，從而促進肉雞生長性能的提高。有報道稱，應(yīng)激條件下，肉雞的發(fā)育受到抑制，生長性能降低，而飼糧添加姜黃素可緩解應(yīng)激對肉雞生長產(chǎn)生的負面影響。Zhang等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，添加姜黃素有利于緩解應(yīng)激對肉雞產(chǎn)生的影響；Gowda等[15]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加不同水平姜黃素類物質(zhì)可顯著緩解黃曲霉毒素誘導的肉雞生產(chǎn)性能的降低。因此，緩解應(yīng)激損傷可能也是姜黃素提高肉雞生長性能的一個重要原因。

由本試驗結(jié)果可知，D3組ADG顯著高于對照組，這說明地衣芽孢桿菌的添加可使肉雞生長性能顯著提高。Manickam等[16]研究認為在6周齡以內(nèi)肉雞飼糧中添加芽孢桿菌可以使6周齡體重提高9.54%，F(xiàn)/G下降7.45%。推測這可能與肉雞體內(nèi)氮的代謝率改變有關(guān)。楊家軍等[17]研究指出芽孢桿菌可以調(diào)節(jié)機體的氮代謝；Manabe等[18]研究報道地衣芽孢桿菌能夠調(diào)節(jié)機體氮代謝的關(guān)鍵限速酶如黃嘌呤氧化酶和谷氨酰胺合成酶分泌量，從而影響機體的氮代謝。飼糧中添加芽孢桿菌在一定程度上有提高蛋白質(zhì)和能量表觀代謝率的趨勢，且能促進肉雞胸肌的持水性，提高嫩度[19]。本試驗中，D2和D3組ADG顯著低于D1組，然而D1和D4組在沒有顯著差異，這說明姜黃素與芽孢桿菌的共同添效果要優(yōu)于姜黃素或地衣芽孢桿菌的單獨使用，這可能是由于姜黃素和地衣芽孢桿菌聯(lián)合使用具有協(xié)同作用，但其作用機理仍有待進一步研究。

3.2 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞血清抗氧化功能的影響

眾所周知，SOD對機體的氧化與抗氧化平衡起著重要作用，該酶能清除超氧陰離子自由基，保護細胞免受損傷[20]，而MDA含量則可反映脂質(zhì)過氧化程度，間接反映細胞受損傷程度。本試驗中，姜黃素和地衣芽孢桿菌的添加對肉雞血清中MDA含量及過氧化氫酶(CAT)、SOD和GSH-Px活性均有顯著影響。胡春生等[21]研究報道人體試食姜黃素有效成分，試食組血清SOD、GSH-Px活性較試驗前均顯著提高，血清MDA含量降低了1.07%，說明姜黃素對人體具有抗氧化作用。李婉雁等[22]報道在快大型嶺南黃雞飼糧中添加姜黃粉能夠顯著提高雞血清中SOD、CAT、GSH-Px的活性，降低血清中MDA的含量，說明添加姜黃素后可以提高肉雞的抗氧化功能。這可能是由于姜黃素可以部分或完全逆轉(zhuǎn)氧化應(yīng)激導致的細胞內(nèi)谷胱甘肽(GSH)大量消耗，從而改善機體內(nèi)的抗氧化功能[23]。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌的表面抗原或它們的代謝產(chǎn)物通過刺激粒細胞的吞噬活動來充當免疫源，可提高動物機體的抗病力。Benyacoub等[9]報道，芽孢桿菌能刺激機體免疫系統(tǒng)，提高機體免疫功能，是良好的免疫促進劑。Duc等[24]認為芽孢桿菌進入腸道后作用于腸系膜淋巴結(jié)的淋巴組織，可以提高免疫球蛋白G(IgG)和分泌型免疫球蛋白A(sIgA)的水平。

3.3 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞腸道微生物數(shù)量的影響

腸道微生物菌群是禽類消化系統(tǒng)的一個重要組成部分，其組成的變化會影響肉雞的生長性能和免疫功能。本試驗中，D4組肉雞腸道中2種有害菌數(shù)量與D1組相比沒有顯著差異，2種益生菌數(shù)量與D1組相比略顯升高，這說明飼糧中添加姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞腸道有益生效果，而對有害微生物群落顯示出抑制作用。研究表明，植物提取物有很好的抗菌作用。王放銀[25]研究發(fā)現(xiàn)，牛至芳香油有很強的抗菌活性，可防止或限制動物消化系統(tǒng)內(nèi)的病源微生物的生長繁殖。鄭召嶺[26]、孫全友等[27]和鐘英英等[28]研究指出，姜黃素具有廣譜抗菌作用，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌等有強烈的抑制用，可以改善腸道菌群。

趙娜等[29]利用凝結(jié)芽孢桿菌飼喂肉雞，結(jié)果表明凝結(jié)芽孢桿菌可抑制肉雞腸道中大腸桿菌的生長，降低死淘率。齊博等[30]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌飼喂肉雞可增加肉雞盲腸中乳酸桿菌數(shù)量，維持微生物區(qū)系平衡。Teo等[31]報道，玉米-豆粕型飼糧中添加枯草芽孢桿菌飼喂肉雞可以降低回腸大腸桿菌數(shù)。這可能是由于致病性大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等病原菌多為耗氧菌，芽孢桿菌以孢子或活菌形式進入動物體內(nèi)快速繁殖消耗局部氧氣造成厭氧環(huán)境，使耗氧型有害菌不能在腸道生存，鞏固有益菌的主導地位[32]。

3.4 姜黃素和地衣芽孢桿菌對肉雞免疫器官指數(shù)的影響

動物器官的正常發(fā)育和形態(tài)完整是機體健康狀態(tài)的一種表現(xiàn)。Fluharty等[33]研究發(fā)現(xiàn)，動物飼糧的營養(yǎng)水平可在一定程度上影響器官的相對重量。張婧菲[34]研究指出，50和100 mg/kg姜黃素可顯著提高21日齡肉雞的法氏囊臟重量和法氏囊指數(shù)，200 mg/kg姜黃素可顯著提高42日齡肉雞的脾臟重量和脾臟指數(shù)。胡忠澤等[11]研究發(fā)現(xiàn)，250 mg/kg姜黃素可顯著提高肉雞的胸腺指數(shù)，但法氏囊和脾臟指數(shù)均無顯著差異。這可能是由于，動物在高密度飼養(yǎng)條件下，應(yīng)激性大大增加，體內(nèi)會累積較多氧自由基，而氧自由基連鎖反應(yīng)會損害動物細胞的生物膜及其功能，造成神經(jīng)、組織、器官等損傷，而姜黃素可以通過清除體內(nèi)的自由基改善動物自身抗氧化功能[35]，從而影響肉雞免疫器官的生長發(fā)育。

由本試驗結(jié)果可知，D4組脾臟和法氏囊指數(shù)顯著高于其他各組，然而胸腺指數(shù)沒有顯著上升。石寧[36]和孫小沛等[37]研究結(jié)果顯示，肉雞飼糧中添加地衣芽孢桿菌顯著提高了肉雞胸腺和法氏囊指數(shù)，與本試驗結(jié)果略有差異，推測可能是由于芽孢桿菌促進了動物免疫器官的發(fā)育，提高脾臟中T、B淋巴細胞的數(shù)量，激發(fā)免疫球蛋白A(IgA)、IgG、免疫球蛋白M(IgM)等體液免疫，以致基本達到了動物所需的免疫水平，因此胸腺指數(shù)不再上升[38]。

4 結(jié) 論

姜黃素和地衣芽孢桿菌單獨或聯(lián)合使用均能提高肉雞的生長性能和免疫功能，聯(lián)合使用的效果要優(yōu)于單獨使用，二者之間存在一定的協(xié)同作用。