西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及血清生化、抗氧化和免疫指標的影響

周 瑞 李耀東 羅建芬 張小明 吳慧昊 朱 凱 吳 凡 徐紅偉* 臧榮鑫*

(1.西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院,蘭州 730100;2.甘肅大北農(nóng)農(nóng)牧科技有限責(zé)任公司,蘭州 730000;3.西北民族大學(xué)實驗教學(xué)部,蘭州 730100;4.武漢科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,武漢 430000)

近年來,隨著人們生活水平的提高,蔬菜的采收、儲存及銷售方式也隨之發(fā)生改變。我國每年產(chǎn)生的蔬菜尾菜達8億t[1]。然而,這些蔬菜尾菜通常堆積于田間地頭,不僅造成了環(huán)境污染,其中的營養(yǎng)物質(zhì)也未得到有效地利用[2-4]。蔬菜尾菜通常具有很強的季節(jié)性和很高的含水量(>80%),且含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),微生物發(fā)酵飼料是利用微生物代謝作用將飼料原料通過發(fā)酵制成的一種新型飼料,近年來受到了廣泛的關(guān)注。飼料原料在發(fā)酵過程能夠提高飼料中潛在營養(yǎng)物質(zhì)的保存并降低抗營養(yǎng)因子含量[5]。一方面,飼料原料中的大分子物質(zhì)和抗營養(yǎng)因子經(jīng)過微生物的代謝活動可以轉(zhuǎn)化為高效、無毒的小分子營養(yǎng)物質(zhì);另一方面,發(fā)酵可以改善飼料的營養(yǎng)特性、消化率適口性和安全性。發(fā)酵飼料在制作的過程中通常需要添加水,從而達到一定的濕度利于發(fā)酵,利用蔬菜尾菜作為發(fā)酵飼料中水分的來源,不僅可以將其轉(zhuǎn)化為具有更高價值的動物飼料,同時還可減少對環(huán)境的污染[6-8]。大量研究表明,利用農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物制成的發(fā)酵飼料應(yīng)用于動物生產(chǎn)后,對畜禽的腸道微生態(tài)、健康和生產(chǎn)力均有積極影響[9-11]。Kim等[12]研究發(fā)現(xiàn),添加經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵的飼料可以提高韓牛的采食量和生長效率。然而,國內(nèi)關(guān)于利用蔬菜尾菜制作發(fā)酵飼料且應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)的研究鮮有報道。因此,本試驗通過在飼糧中添加不同比例的西蘭花尾菜發(fā)酵飼料,探究其對綿羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及血清生化、抗氧化和免疫指標的影響,為西蘭花尾菜發(fā)酵飼料在綿羊生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 西蘭花尾菜發(fā)酵飼料的制作

將新鮮、干凈的西蘭花尾菜切碎成2～3 cm后,與棉籽粕、菜籽粕、胡麻粕、小麥麩和玉米按重量比43∶15∶15∶12∶12∶3(鮮重基礎(chǔ))混合均勻,利用西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院資源微生物開發(fā)與利用實驗室保存的枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和植物乳桿菌按照質(zhì)量比1∶1∶1進行混合制作復(fù)合菌液,按0.2%將復(fù)合菌液添加于飼料原料中,混合均勻后裝至帶呼吸閥的厭氧發(fā)酵袋中密封,室溫(25 ℃)下經(jīng)厭氧發(fā)酵5 d得到發(fā)酵飼料。西蘭花尾菜發(fā)酵飼料營養(yǎng)水平見表1。

表1 西蘭花尾菜發(fā)酵飼料pH、營養(yǎng)水平和細菌菌落(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.2 試驗設(shè)計及飼養(yǎng)管理

試驗采用單因素完全隨機設(shè)計,選取54只體重相近、體況良好的5月齡歐拉綿羊公羔,隨機分為3組,每組3個重復(fù),每個重復(fù)6只。對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組分別飼喂添加0、10%和20%西蘭花尾菜發(fā)酵飼料的試驗飼糧。試驗期共78 d,其中預(yù)試期14 d,正試期64 d。每天分別于08:00和18:00將精料和粗料等量混合(鮮重基礎(chǔ))后飼喂,自由飲水。定期對食槽、水槽及圈舍進行清理、消毒。試驗飼糧根據(jù)《肉羊飼養(yǎng)標準》(NY/T 816—2021)和羊場實際條件進行配制,其組成及營養(yǎng)水平見表2。

表2 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.3 樣品采集和指標測定

1.3.1 生長性能

預(yù)試期結(jié)束后,于正試期第1、32、64天早上對試驗羊進行空腹稱重,每天記錄試驗羊的投料量和剩料量,計算每組的平均日增重(ADG)、干物質(zhì)采食量(DMI)和料重比(F/G)[13]。

1.3.2 營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率

正試期第54天每組隨機選取體況良好、體重接近的6只試驗羊進行消化代謝試驗,預(yù)試期5 d,正試期5 d。正試期期間,每天采集100 g飼料樣品,于-20 ℃保存。采用全收糞法每天收集每只羊的新鮮糞便,除去羊毛及其他雜物后稱重并記錄。取糞便總量的10%加入硫酸進行固氮,用于粗蛋白質(zhì)(CP)含量的測定;另取20%放入-20 ℃保存用于其他常規(guī)營養(yǎng)物質(zhì)含量的測定。

飼糧和糞便解樣品凍后放入65 ℃烘箱內(nèi)烘干48 h,回潮24 h稱重,經(jīng)粉碎過16和40目網(wǎng)篩制成分析樣品,參照《動物營養(yǎng)學(xué)實驗教程》[14]測定樣品中的干物質(zhì)(DM)、CP、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、鈣(Ca)和磷(P)含量。營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率計算公式如下:

某營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率(%)=100×(該營養(yǎng)物質(zhì)攝入量-該營養(yǎng)物質(zhì)排出量)/該營養(yǎng)物質(zhì)攝入量。

1.3.3 血清生化、抗氧化和免疫指標

試驗結(jié)束前1天晨飼前,頸靜脈采血5 mL,利用離心機3 000 r/min離心20 min,吸取血清后于-20 ℃保存。血清生化、抗氧化和免疫指標均采用全自動生化分析儀(日立7020)進行測定,所需試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)使用Excel 2010進行初步整理后,利用SPSS 22.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA),方差分析差異顯著時利用Duncan氏法進行多重比較,差異顯著性判斷標準為P<0.05。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊生長性能的影響

由表3可知,試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的第33～64天及第1～64天的ADG顯著高于對照組(P<0.05),且F/G顯著低于對照組(P<0.05)。另外,試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的末重均高于對照組,但差異不顯著(P>0.05);第1～32天的ADG和DMI均低于對照組,但差異不顯著(P>0.05)。

表3 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊生長性能的影響

2.2 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊營養(yǎng)物質(zhì)攝入量和表觀消化率的影響

由表4可知,各組之間營養(yǎng)物質(zhì)攝入量無顯著差異(P>0.05)。試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的CP表觀消化率顯著高于對照組(P<0.05),試驗Ⅰ組的EE表觀消化率顯著高于對照組(P<0.05)。隨著飼糧中西蘭花尾菜發(fā)酵飼料添加比例的增加,DM、NDF、ADF、Ca和P的表觀消化率均逐漸升高,但各組之間差異不顯著(P>0.05)。

表4 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊營養(yǎng)物質(zhì)攝入量和表觀消化率的影響

2.3 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊血清生化指標的影響

由表5可知,試驗Ⅱ組的血清乳酸脫氫酶(LDH)活性顯著低于對照組(P<0.05),試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的血清肌酸激酶(CK)活性顯著低于對照組(P<0.05)。各組之間血清葡萄糖(GLU)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、尿素氮(UN)含量和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、堿性磷酸酶(ALP)活性均無顯著差異(P>0.05)。

表5 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊血清生化指標的影響

續(xù)表5項目Items對照組Control group試驗Ⅰ組Trail group Ⅰ試驗Ⅱ組Trail group Ⅱ標準誤SEP值P-value堿性磷酸酶 ALP/(U/L)654.6563.00568.2555.560.15甘油三酯 TG/(mmol/L)0.360.250.290.060.25總膽固醇 TC/(mmol/L)1.551.451.440.220.86尿素氮 UN/(mmol/L)2.313.123.700.620.11

2.4 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊血清抗氧化和免疫指標的影響

由表6可知,試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的血清總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性及免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)含量均顯著高于對照組(P<0.05),且以試驗Ⅰ組最高。試驗Ⅱ組的血清過氧化氫酶(CAT)活性顯著低于對照組和試驗Ⅰ組(P<0.05)。各組之間血清總抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和丙二醛(MAD)含量均無顯著差異(P>0.05)。

表6 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊血清抗氧化和免疫指標的影響

3 討 論

3.1 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊生長性能的影響

動物的生長性能直接影響生產(chǎn)經(jīng)濟效益,而動物的ADG和F/G則是飼料價值評定的主要指標。大量研究表明,飼糧中添加發(fā)酵飼料能夠提高家畜的生長性能[15-17]。仲偉光等[18]研究發(fā)現(xiàn),給育肥羊飼喂膨化發(fā)酵秸稈可提高其采食量,并改善羊肉品質(zhì)。曾鈺等[19]研究發(fā)現(xiàn),飼喂含有以發(fā)酵雜粕代替75%豆粕的飼糧時,肉牛的生長性能和經(jīng)濟效益均有所提高。邱玉朗等[20]給肉羊飼喂秸稈和玉米漿混合微生物發(fā)酵飼料后發(fā)現(xiàn),肉羊的ADG顯著提高,F/G顯著下降。以上研究結(jié)果與本試驗結(jié)果一致。本試驗中,雖然3組綿羊的ADG在第1～32天無顯著差異,但隨著試驗的進行,飼喂添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料的飼糧顯著提高了綿羊第33～64天及第1～64天的ADG,且飼喂添加10%西蘭花尾菜發(fā)酵飼料的飼糧綿羊的ADG最高。另外,雖然3組綿羊末重差異不顯著,但試驗組在數(shù)值上均高于對照組。DMI對動物的生長發(fā)育非常重要,薛晨[21]報道指出,發(fā)酵飼料中乳酸菌的迅速增殖可產(chǎn)生大量乳酸,使pH降低并產(chǎn)生酸香味刺激犢牛的食欲,進而提高采食量。然而,丁亞偉等[22]研究表明,添加10%復(fù)合益生菌發(fā)酵飼料羔羊的采食量高于添加15%復(fù)合益生菌發(fā)酵飼料。本研究中,綿羊的DMI隨著飼糧中西蘭花發(fā)酵飼料添加比例的增加有下降趨勢,但3組之間無顯著差異,而且試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的F/G顯著低于對照組。這可能是由于較高比例西蘭花發(fā)酵飼料的酸度較大,導(dǎo)致飼料適口性降低,從而使采食量略有下降。另外,對照組綿羊在試驗后期的ADG略有下降,分析其原因可能是由于在適應(yīng)了飼糧后其對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收效率有所降低引起。

3.2 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊營養(yǎng)物質(zhì)攝入量和表觀消化率的影響

家畜的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率不僅可以反映家畜的消化能力,也是評價家畜生長性能的重要參考指標,其受多種因素的影響,如飼糧組成、原料的加工方式及采食量等。發(fā)酵飼料中的益生菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的多種消化酶不僅可以將飼料原料中的大分子物質(zhì),如淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素等分解為小分子物質(zhì)便于動物消化,還可以作為動物消化道消化酶的補充進一步分解營養(yǎng)物質(zhì),提高其利用效率[23-26]。本試驗中,雖然3組綿羊的CP攝入量無顯著差異,但綿羊的DM和CP表觀消化率隨著飼糧中西蘭花尾菜發(fā)酵飼料添加比例的增加而升高,且添加10%西蘭花尾菜發(fā)酵飼料顯著提高了綿羊EE表觀消化率,與綿羊ADG結(jié)果一致。這表明西蘭花尾菜發(fā)酵飼料中的微生物能夠提高對氮的利用,促進微生物蛋白合成,進而減少糞中的氮排出量。另外,綿羊EE表觀消化率的提高可能是由于發(fā)酵飼料中含有大量益生菌及其活性代謝產(chǎn)物,可以改善腸道微生物菌群,提高消化酶活性,進而促進了腸道對脂肪的化吸收。丁亞偉等[27]報道指出,添加10%益生菌復(fù)合發(fā)酵飼料羔羊的NDF和ADF表觀消化率均顯著升高。然而,張喆萍等[28]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加15%發(fā)酵棗粉降低了荷斯坦犢牛的NDF和ADF表觀消化率。本試驗中,3組綿羊的NDF和ADF表觀消化率無顯著差異,這與黃麗琴等[29]的研究結(jié)果一致,飼糧中添加35%全株水稻與平菇菌糠共發(fā)酵飼料對瀏陽黑山羊的NDF和ADF表觀消化率無顯著影響,說明發(fā)酵飼料的原料、添加比例等對飼糧中NDF和ADF表觀消化率的影響較大。

3.3 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊血清生化指標的影響

血清生化指標與動物機體的代謝、免疫調(diào)節(jié)和生長發(fā)育等方面具有非常密切的關(guān)系,因此,血清生化指標可以反映家畜的健康狀況[30]。血清酶活性在飼糧營養(yǎng)水平不變的情況下通常處于平穩(wěn)狀態(tài)。LDH是一種糖酵解酶,可催化丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸,其活性強弱可反映動物體的應(yīng)激敏感性。研究表明,在心肌細胞凋亡和血清LDH活性提高的情況下,用苦豆堿處理后,會抑制LDH活性,降低機體的應(yīng)激敏感性[31]。另外,LDH活性提高會促進還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸作為還原劑,將丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?誘發(fā)瘤胃酸中毒[32]。本試驗中,隨著飼糧中西蘭花尾菜發(fā)酵飼料添加比例的增加,綿羊血清LDH活性呈下降趨勢,且試驗Ⅱ組顯著低于對照組,說明添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料可能通過降低綿羊血清LDH活性進而降低機體的應(yīng)激敏感性和瘤胃發(fā)生酸中毒的幾率,相關(guān)作用機理還需要進一步研究。CK可調(diào)控動物細胞內(nèi)能量的運輸和肌肉收縮,當機體肌肉發(fā)生損害時,血清CK活性就會升高。本試驗中,試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的血清CK活性顯著低于對照組,表明添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料未對綿羊肌肉造成損傷。ALT是反映肝臟功能的重要指標之一,當肝臟功能下降,血清ALT活性上升。ALP可反映腸道吸收效率,當出現(xiàn)腸道吸收機障礙時,血清ALP活性會下降。本試驗中,飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊血清ALT和ALP活性均無顯著影響,表明西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊的肝臟功能與腸道機械屏障的完整性無負面影響。這與孟子琪[33]的研究結(jié)果一致,即飼糧中添加發(fā)酵麩皮多糖對羔羊血清ALT和ALP活性無顯著影響。

3.4 飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對綿羊血清抗氧化和免疫指標的影響

健康的動物體內(nèi)活性氧與抗氧化酶保持著動態(tài)平衡關(guān)系,當平衡打破時,會產(chǎn)生大量自由基,造成氧化應(yīng)激反應(yīng),從而引起多種疾病的發(fā)生[34]?？寡趸缚捎行У厍宄龣C體代謝過程中產(chǎn)生的自由基,超氧化物歧化酶(SOD)主要存在于有氧代謝的細胞內(nèi),使細胞免受自由基損失的同時修復(fù)被氧化的細胞膜[35]。Jia等[36]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加地衣芽孢桿菌和釀酒酵母復(fù)合添加劑能顯著提高育肥羔羊血清T-SOD和GSH-Px活性。本試驗中,與對照組相比,試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的血清T-SOD活性顯著升高,試驗Ⅱ組的血清CAT活性顯著降低,表明飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料能夠提高綿羊抗氧化能力,保護機體免受氧化損傷。免疫球蛋白主要參與機體的體液免疫,其含量高低能夠反映機體的免疫功能[37]。IgA是分泌型抗體,也是黏膜免疫的主要成分,但在反芻動物血清中含量較其他免疫球蛋白含量低。盧張艷等[38]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加14%雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料可以提高湖羊血清IgG含量,這與本試驗研究結(jié)果一致。本研究中,飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料顯著提高了綿羊血清IgA、IgM和IgG含量,表明西蘭花尾菜發(fā)酵飼料對于提高綿羊的免疫功能具有一定的作用,但具體的作用機制還需深入研究。

4 結(jié) 論

飼糧中添加西蘭花尾菜發(fā)酵飼料可以提高綿羊的生長性能、CP表觀消化率以及抗氧化性能和免疫功能。