葡萄糖氧化酶對育成期母水貂生長性能、養(yǎng)分表觀消化率及腸道組織形態(tài)的影響

王路義 宇曉軍 郭贄豪 李亞霖 甄士博 王 光 王利華

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，青島 266109)

葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOD)能專一氧化β-D-葡萄糖成葡萄糖酸和過氧化氫，同時(shí)消耗大量氧氣，使腸道形成厭氧環(huán)境，促進(jìn)有益菌繁殖[1]。過氧化氫能直接抑制大腸桿菌等有害菌生長。葡萄糖酸能降低胃腸道內(nèi)pH，形成酸性環(huán)境促進(jìn)有益菌繁殖，提高胃蛋白酶活性，促進(jìn)養(yǎng)分消化吸收。GOD也能促進(jìn)胃腸道內(nèi)食糜發(fā)酵生成短鏈脂肪酸，為腸道的健康發(fā)育和有益菌繁殖提供能量[2-3]。有研究表明，飼糧中添加GOD可以改善畜禽腸道組織形態(tài)[4]，提高消化酶活性，改善動物養(yǎng)分消化吸收能力[5]，提高動物的生長性能[6]。水貂的育成期正值每年的6月至9月中旬，處于一年中氣候最炎熱的時(shí)期，也是水貂腸道疾病的多發(fā)期。腸道是機(jī)體養(yǎng)分消化、吸收和免疫的主要器官，腸道環(huán)境的健康不僅有利于養(yǎng)分的消化和吸收，更有助于增強(qiáng)機(jī)體抗病能力[7]。本試驗(yàn)通過在育成期水貂飼糧中添加不同水平的GOD，探究GOD對育成期母水貂生長性能、養(yǎng)分表觀消化率及腸道組織形態(tài)的影響，確定GOD在育成期母水貂上的應(yīng)用效果及適宜添加水平。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用GOD(活性10 000 U/g)購自濟(jì)南某飼料公司?；A(chǔ)飼糧為自配鮮飼料。水貂選自青島市某水貂養(yǎng)殖基地。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取75日齡紅眼白貂(母水貂)150只，隨機(jī)分為5組，每組10個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3只水貂。各組飼糧中GOD添加水平分別為0(對照組)、50、100、200和400 U/kg。預(yù)試期1周，正試期8周。正試期分為前期(1～4周)和后期(5～8周)?；A(chǔ)飼糧參照NRC(1982)和文獻(xiàn)[8-9]配制，其組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets %

1.2.2 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)于2021年7—9月在青島市某水貂養(yǎng)殖基地進(jìn)行，試驗(yàn)水貂已完成犬瘟熱和細(xì)小病毒疫苗的接種。水貂采用雙列棚舍飼養(yǎng)，為自然光照，每天05：00、14：00和20：00各飼喂1次，飼糧為黏稠狀，放置于籠頂供水貂自由采食，籠內(nèi)設(shè)有水盒，保證水貂自由飲水。

1.2.3 測定指標(biāo)及方法

試驗(yàn)正式開始時(shí)、試驗(yàn)中期和結(jié)束時(shí)對水貂逐只進(jìn)行空腹稱重，試驗(yàn)期間每天準(zhǔn)確記錄給料量和剩料量，計(jì)算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)，公式如下：

平均日增重(g/d)=(終末體重-初始體重)/(試驗(yàn)天數(shù)×水貂數(shù)量)；平均日采食量(g/d)=(初始料量-剩余料量)/(試驗(yàn)天數(shù)×水貂數(shù)量)；料重比=平均日采食量/平均日增重。

分別在正式試驗(yàn)后第3周和第7周采用內(nèi)源指示劑法進(jìn)行消化試驗(yàn)，每組6個(gè)重復(fù)，參照李丹丹等[11]的方法處理糞便、飼糧樣品，參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)測定糞樣和飼糧樣品中鹽酸不溶灰分(GB/T 23742—2009)、水分(GB/T 6435—2014)、粗蛋白質(zhì)(GB/T 6432—2018)、粗脂肪(GB/T 6433—2006)和粗灰分(GB/T 6438—2007)含量，并計(jì)算養(yǎng)分表觀消化率，公式如下：

飼糧中某養(yǎng)分表觀消化率(%)=100-(A1/A2)×(B2/B1)。

式中：A1為飼糧中鹽酸不溶灰分含量；A2為糞樣中鹽酸不溶灰分含量；B1為飼糧中該養(yǎng)分含量；B2為糞樣中該養(yǎng)分含量。

試驗(yàn)結(jié)束后，每組選6只水貂(來自不同重復(fù))進(jìn)行屠宰，取十二指腸內(nèi)容物用于測定胰蛋白酶、脂肪酶和α-淀粉酶活性，具體方法參照王群等[12]的方法。取十二指腸和空腸制作組織切片，參照宇曉軍等[13]的方法，在50倍顯微鏡下觀察，應(yīng)用ZEN 2011(Blue version)軟件測量十二指腸和空腸絨毛高度和隱窩深度，計(jì)算絨毛高度/隱窩深度(V/C)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 GOD對育成期母水貂生長性能的影響

由表2可知，GOD顯著影響育成期母水貂試驗(yàn)前期的末重、平均日增重、平均日采食量和料重比(P<0.05)，顯著影響試驗(yàn)后期的末重(P<0.05)。試驗(yàn)前期，與對照組相比，飼糧中添加100 U/kg GOD可顯著提高末重和平均日采食量(P<0.05)，飼糧中添加100、200和400 U/kg GOD可顯著提高平均日增重(P<0.05)，飼糧中添加100和200 U/kg GOD可顯著降低料重比(P<0.05)。試驗(yàn)后期，與對照組相比，飼糧中添加50、100和400 U/kg GOD可顯著提高末重(P<0.05)。

表2 GOD對育成期母水貂生長性能的影響Table 2 Effects of GOD on growth performance of growing female minks

2.2 GOD對育成期母水貂養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表3可知，GOD顯著影響育成期母水貂試驗(yàn)前期和后期的干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀消化率(P<0.05)，對粗脂肪、粗灰分表觀消化率無顯著影響(P>0.05)。試驗(yàn)前期，與對照組相比，飼糧中添加50、100、200和400 U/kg GOD可顯著提高干物質(zhì)表觀消化率(P<0.05)，飼糧中添加50 U/kg GOD可顯著提高粗蛋白質(zhì)表觀消化率(P<0.05)。試驗(yàn)后期，與對照組相比，飼糧中添加50、100、200 U/kg GOD可顯著提高干物質(zhì)表觀消化率(P<0.05)，飼糧中添加100 U/kg GOD可顯著提高粗蛋白質(zhì)表觀消化率(P<0.05)。

表3 GOD對育成期母水貂養(yǎng)分表觀消化率的影響Table 3 Effects of GOD on nutrient apparent digestibility of growing female minks %

2.3 GOD對育成期母水貂十二指腸消化酶活性的影響

由表4可知，GOD顯著影響育成期母水貂十二指腸胰蛋白酶活性(P<0.05)，對十二指腸脂肪酶和α-淀粉酶活性無顯著影響(P>0.05)。與對照組相比，飼糧中添加50、100和200 U/kg GOD可顯著提高十二指腸胰蛋白酶活性(P<0.05)。

表4 GOD對育成期母水貂十二指腸消化酶活性的影響Table 4 Effects of GOD on duodenum digestive enzyme activities of growing female minks

2.4 GOD對育成期母水貂腸道組織形態(tài)的影響

由表5可知，GOD顯著影響育成期母水貂十二指腸絨毛高度、V/C以及空腸絨毛高度、隱窩深度、V/C(P<0.05)。與對照組相比，飼糧中添加50、100、200和400 U/kg GOD可顯著提高十二指腸絨毛高度和V/C(P<0.05)；飼糧中添加200 U/kg GOD可顯著提高空腸絨毛高度(P<0.05)，飼糧中添加100 U/kg GOD可顯著降低空腸隱窩深度(P<0.05)，飼糧中添加100、200和400 U/kg GOD可顯著提高空腸V/C(P<0.05)。

表5 GOD對育成期母水貂腸道組織形態(tài)的影響Table 5 Effects of GOD on intestinal morphology of growing female minks

3 討 論

3.1 GOD對育成期母水貂生長性能的影響

水貂育成期正值炎熱的夏季，鮮飼料在高溫環(huán)境下容易滋生細(xì)菌，水貂也容易出現(xiàn)高溫?zé)釕?yīng)激，從而影響水貂的采食。有研究表明，GOD能減少動物因高溫而產(chǎn)生的拒食、厭食、消化不良、腹瀉等問題，緩解高溫?zé)釕?yīng)激[14-15]。本試驗(yàn)表明，飼糧中添加100 U/kg GOD對育成期母水貂的末重、平均日增重、平均日采食量和料重比均有顯著影響。Meng等[16]和Wu等[17]研究表明，飼糧中添加GOD可以改善腸道健康，提高肉仔雞的平均日增重。侯振平等[18]和張宏宇等[19]研究表明，飼糧中添加GOD可以提高斷奶仔豬的末重和平均日增重。本試驗(yàn)中，飼糧中添加GOD能提高母水貂的采食量，可能是因?yàn)镚OD能夠氧化β-D-葡萄糖生成δ-D-葡萄糖酸內(nèi)酯，δ-D-葡萄糖酸內(nèi)酯具有甜味[20]，而水貂喜歡甜味，由此可以推斷GOD能夠改善飼糧的適口性。GOD通過催化作用產(chǎn)生的短鏈脂肪酸能快速被腸道吸收并為其供能[15]，促進(jìn)腸道發(fā)育，保證腸道健康。這說明GOD對于水貂的促生長作用可能是通過改善腸道健康、提高消化酶活性來提高對養(yǎng)分的消化吸收，并通過改善飼糧適口性提高采食量來實(shí)現(xiàn)的。

3.2 GOD對育成期母水貂養(yǎng)分表觀消化率和消化酶活性的影響

養(yǎng)分表觀消化率能夠反映出動物對飼糧中養(yǎng)分的消化吸收能力，育成期水貂生長迅速，水貂對飼糧中養(yǎng)分的利用程度能影響其生長發(fā)育。本試驗(yàn)表明，飼糧中添加100 U/kg GOD可顯著提高育成期母水貂試驗(yàn)前期干物質(zhì)表觀消化率及試驗(yàn)后期干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀消化率。這與崔細(xì)鵬等[21]在白羽肉雞上的研究結(jié)果一致。楊久仙等[4]研究表明，斷奶仔豬飼糧中添加GOD能提高干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀消化率。養(yǎng)分的消化吸收能力與腸道內(nèi)消化酶活性密切相關(guān)，胰蛋白酶能水解蛋白質(zhì)生成小分子氨基酸，胰蛋白酶活性的提高有利于粗蛋白質(zhì)的消化吸收[22]。本試驗(yàn)表明，飼糧中添加50、100、200 U/kg GOD可顯著提高育成期母貂十二指腸胰蛋白酶活性，其中100 U/kg GOD添加組十二指腸胰蛋白酶活性顯著高于50和200 U/kg GOD添加組。宋海彬等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在肉雞飼糧中添加GOD能顯著提高胰蛋白酶和淀粉酶活性，優(yōu)化腸壁結(jié)構(gòu)，促進(jìn)腸道發(fā)育。楊海濤[24]研究表明，飼糧中添加GOD能顯著提高肉仔雞十二指腸內(nèi)的胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，維持腸道內(nèi)菌群平衡，提高有益菌的數(shù)量。因此，本試驗(yàn)中飼糧中添加GOD提高粗蛋白質(zhì)表觀消化率，其原因一方面可能是GOD催化作用生成的葡萄糖酸改變腸道pH，在動物胃腸道內(nèi)發(fā)揮酸化劑的功效，形成的弱酸性環(huán)境有利于消化酶活性基因的解離狀態(tài)[25]，適宜與底物結(jié)合，酶與底物結(jié)合力提高，反應(yīng)速率提高，加快飼糧中養(yǎng)分的消化[26]；另一方面可能是GOD能改善腸黏膜結(jié)構(gòu)，促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌生長，改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)[5]，激活胃腸道內(nèi)消化酶活性，進(jìn)而提高養(yǎng)分消化率。

3.3 GOD對育成期母水貂腸道組織形態(tài)的影響

小腸絨毛高度和隱窩深度與腸道消化吸收能力有著密切聯(lián)系，小腸絨毛高度提高和隱窩變淺可表明消化吸收能力增強(qiáng)，V/C是衡量腸道內(nèi)黏膜面積的指標(biāo)，V/C越大說明腸上皮表面積越大，腸道消化吸收能力越好[27-28]。本試驗(yàn)中，飼糧中添加GOD可提高育成期母水貂十二指腸絨毛高度和V/C，其中100 U/kg GOD添加組十二指腸V/C顯著升高，空腸隱窩深度顯著降低。這說明在飼糧中添加適量的GOD能夠擴(kuò)大腸黏膜面積，有利于腸黏膜保持完整性，進(jìn)而提高腸道對養(yǎng)分的消化吸收。楊久仙等[4]研究表明，飼糧中添加GOD能顯著提高斷奶仔豬十二指腸及空腸的腸絨毛高度和V/C。GOD催化葡萄糖產(chǎn)生的葡萄糖酸經(jīng)發(fā)酵后產(chǎn)生短鏈脂肪酸，短鏈脂肪酸不僅能夠?yàn)槟c細(xì)胞的正常生理功能提供能量，還可以通過抑制組蛋白脫乙酰酶與腸上皮細(xì)胞的相互作用或者激活游離脂肪酸受體，提高腸黏膜免疫和屏障功能[29]，增加腸黏膜厚度，提高腸細(xì)胞的分泌功能，改善腸道對養(yǎng)分的吸收能力，促進(jìn)腸道健康發(fā)育[30-31]。

4 結(jié) 論

在本試驗(yàn)條件下，飼糧中添加100 U/kg GOD可提高育成期母水貂生長性能、養(yǎng)分表觀消化率、十二指腸胰蛋白酶活性，改善腸道組織形態(tài)。