唐怡瑩,劉金松,肖世平,劉玉蘭
(浙江惠嘉生物科技股份有限公司,浙江 安吉 313300)
在仔豬生長發(fā)育過程中,2~4 周齡是斷奶階段,該階段對仔豬生長發(fā)育至關重要。通過科學控制斷奶過程,能更精確地管理仔豬日糧營養(yǎng),確保其獲得充足且均衡的營養(yǎng)物質[1]。 仔豬在斷奶過程中易發(fā)生應激反應,造成采食量下降、腹瀉、生長發(fā)育緩慢等,嚴重時可能導致死亡[2-3],因此,斷奶階段仔豬的日糧營養(yǎng)管理顯得尤為重要。 在斷奶仔豬日糧中添加抗生素可能帶來一系列問題,包括細菌耐藥性產(chǎn)生與傳播、腸道菌群失調(diào)、免疫功能下降等[4]。 我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在2020 年發(fā)布公告, 禁止在動物養(yǎng)殖過程中添加含有促生長類藥物飼料添加劑(中藥類除外)的商品飼料。 在“減抗、禁抗”養(yǎng)殖的大背景下,迫切需要研發(fā)綠色和安全的抗生素替代飼料添加劑。
植物精油是一種綠色、安全、高效的新型動物飼料添加劑, 具有提高生產(chǎn)性能、 改善畜產(chǎn)品品質、促進消化、提高免疫力等功效。目前,植物精油的開發(fā)及在畜禽生產(chǎn)中的應用仍存在一些挑戰(zhàn)和未知因素。例如,不同配方的植物精油飼喂效果不同;植物精油用量不當時,可能導致動物產(chǎn)生消化不良、腸道刺激等問題。 此外,由于植物精油在常溫下呈液態(tài),容易在空氣中快速揮發(fā)和氧化,極大地減弱了其功效[5];一些植物精油散發(fā)出濃烈氣味,添加至日糧中造成適口性下降,影響畜禽采食量[6]。 因此,為提高植物精油的應用效果,一方面需要優(yōu)化提取工藝,以實現(xiàn)降低揮發(fā)速率、減少有效成分流失、提升穩(wěn)定性、便于運輸和保存等目的[7-8];另一方面要探索不同生產(chǎn)工藝制備的植物精油對不同種類、不同養(yǎng)殖階段動物的飼喂效果。本研究旨在通過評價不同工藝制備的植物精油對斷奶仔豬生長性能、 腸道消化酶活力和血清免疫球蛋白的影響, 以期為植物精油在豬生產(chǎn)中的科學應用提供參考。
1.1.1 試驗動物
從浙江省安吉縣正新牧業(yè)有限公司養(yǎng)殖場選取198 頭21 日齡杜×長×大三元健康斷奶仔豬,平均體重為(5.69±0.76)kg。
1.1.2 植物精油及主要試劑
微囊緩釋植物精油:主要成分為5%的百里香酚和15%的肉桂醛, 采用氫化大豆油作為包被材料,通過冷噴工藝生產(chǎn)制備。 混合植物精油:主要成分為5%的百里香酚和15%的肉桂醛,采用二氧化硅作為輔料,通過混合吸附工藝生產(chǎn)制備。
消化酶活力檢測試劑盒和血清免疫球蛋白ELISA 檢測試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
1.2.1 試驗設計
將198 頭21 日齡斷奶仔豬隨機分成3 個處理組, 包括1 個基礎日糧對照組和2 個植物精油添加組,每個處理組11 個重復,每個重復6 頭同性別的仔豬。 對照組飼喂基礎日糧(見表1),微囊緩釋植物精油組和混合植物精油組在基礎日糧中分別添加300 g/t 的微囊緩釋植物精油和300 g/t的混合植物精油(見表2)。 仔豬圈養(yǎng)在33 個育苗圈舍中,每個圈舍6 頭仔豬,試驗期為21 d。 試驗期間試驗仔豬自由飲水和采食,消毒、驅蟲和免疫程序等嚴格按照豬場日常管理程序。
表1 基礎日糧組成及營養(yǎng)水平
表2 試驗分組情況 單位:g/t
1.2.2 檢測指標及方法
1.2.2.1 生長性能及腹瀉率
每周對試驗仔豬稱重1 次, 并計算飼料消耗量。 計算各組仔豬在22~28 日齡、29~35 日齡、36~42 日齡階段的平均日采食量、平均日增重和料重比。試驗期間每天記錄仔豬腹瀉情況,根據(jù)糞便外觀進行判定是否發(fā)生腹瀉, 計算各組仔豬在22~42 日齡階段的腹瀉率。 腹瀉率(%)=[仔豬腹瀉頭次總和÷(試驗仔豬頭數(shù)×試驗天數(shù))]×100。
1.2.2.2 腸道消化酶活力
在試驗第21 天,從每個處理組的每個重復中隨機抽取2 頭體重接近該處理組平均體重的健康仔豬,屠宰后迅速剖開腹腔,移出整個腸道,結扎各腸段后,在相同部位取十二指腸,分裝后立即放入液氮中冷凍,轉入超低溫冰箱中保存。
淀粉酶的測定:測定酶活性前,取出待測樣品室溫解凍,準確稱取1 g 十二指腸食糜用9 倍(W/V) 生理鹽水稀釋后, 攪拌均勻,3 000 r/min 離心10 min,取上清液待測。
胰蛋白酶的測定;測定酶活性前,取出待測樣品室溫解凍,準確稱取2 g 十二指腸食糜用4 倍(W/V)0.05 mol/L、pH 值3.0 的乳酸緩沖液稀釋, 攪拌均勻,3 000 r/min 離心10 min,取上清液待測。
脂肪酶的測定:測定酶活性前,取出待測樣品室溫解凍,準確稱取1 g 十二指腸食糜用9 倍(W/V)生理鹽水稀釋后,攪拌均勻,6 000 r/min 離心10 min,取上清液待測。
上述待測樣品準備好后, 嚴格按照酶活力測定試劑盒說明書進行腸道消化酶活力的測定。
1.2.2.3 血清免疫球蛋白含量
飼喂試驗結束后,從每個處理組的每個重復中分別選擇2 頭健康仔豬進行前腔靜脈采血, 每頭豬采集10 mL, 血液樣本3 500 r/min 離心15 min后,分離獲得血清,-20 ℃條件下保存。采用ELISA試劑盒測定血清IgA、IgG、IgM 的含量, 所有操作嚴格按照試劑盒說明書進行。
采用SPSS 17.0 統(tǒng)計學軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析,采用Duncan′s 法對組間均數(shù)進行多重比較。試驗結果用“平均值±標準差”的形式表示,P<0.05 認為差異顯著。
由表3 可知, 在22~28 日齡以及29~35 日齡階段, 微囊緩釋植物精油組和混合植物精油組仔豬的平均日增重、 平均日采食量及料重比與對照組相比差異均不顯著(P>0.05);總體來看,在這兩個日齡階段,基礎日糧中添加2 種植物精油均有提高平均日增重和平均日采食量、降低料重比的趨勢,且微囊緩釋植物精油的效果優(yōu)于混合植物精油。
表3 不同工藝制備的植物精油制劑對斷奶仔豬生長性能的影響
在36~42 日齡階段, 微囊緩釋植物精油組仔豬的平均日增重比對照組提高17.24%(P<0.05),混合植物精油組的平均日增重比對照組提高6.90%(P>0.05),微囊緩釋植物精油組仔豬的平均日增重高于混合植物精油組(P>0.05);2 個植物精油添加組仔豬的平均日采食量相同, 均高于對照組(P>0.05);微囊緩釋植物精油組仔豬的料重比與對照組相比降低10.69%(P<0.05), 混合植物精油組的料重比與對照組相比降低1.89%(P>0.05),微囊緩釋植物精油組仔豬的料重比低于混合植物精油組(P>0.05)。
基礎日糧中添加2 種植物精油后, 仔豬的腹瀉率均顯著(P<0.05)降低,且微囊緩釋植物精油組的效果更好, 與對照組相比腹瀉率下降幅度為67.79%(見表4)。 以上結果提示,基礎日糧中添加2 種植物精油對改善斷奶仔豬生長性能、 降低腹瀉率具有積極作用,微囊緩釋植物精油效果更佳。
表4 不同工藝制備的植物精油制劑對斷奶仔豬腹瀉率的影響 單位:%
由表5 可知, 微囊緩釋植物精油組和混合植物精油組仔豬的十二指腸胰蛋白酶活力與對照組相比分別提高35.05%和21.41%,差異均達到顯著(P<0.05)水平;微囊緩釋植物精油組仔豬的十二指腸胰蛋白酶活力高于混合植物精油組 (P>0.05)。 微囊緩釋植物精油組和混合植物精油組仔豬的十二指腸淀粉酶活力與對照組相比分別提高26.80%(P<0.05)和16.69%(P>0.05);微囊緩釋植物精油組仔豬的十二指腸淀粉酶活力高于混合植物精油組(P>0.05)。 與對照組相比,微囊緩釋植物精油組和混合植物精油組仔豬的十二指腸脂肪酶活力分別提高38.50%(P<0.05) 和31.51%(P>0.05);微囊緩釋植物精油組仔豬的十二指腸脂肪酶活力顯著(P<0.05)高于混合植物精油組。 以上結果提示, 基礎日糧中添加2 種植物精油對斷奶仔豬腸道消化酶活力具有提升作用, 微囊緩釋植物精油的效果優(yōu)于混合植物精油。
表5 不同工藝制備的植物精油制劑對斷奶仔豬十二指腸消化酶活力的影響 單位:U/mg prot
由表6 可知,2 個植物精油添加組仔豬血清中的IgG、IgA、IgM 水平均高于對照組。 微囊緩釋植物精油組仔豬血清中的IgG 和IgM 水平顯著(P<0.05)高于對照組,IgA 水平也高于對照組(P>0.05);混合植物精油組仔豬血清中的IgM 水平顯著(P<0.05)高于對照組,IgG 和IgA 水平也高于對照組(P>0.05);微囊緩釋植物精油組仔豬血清中的IgG、IgA、IgM 水平均高于混合植物精油組 (P>0.05)。 以上結果提示,基礎日糧中添加2 種植物精油可提高斷奶仔豬血清免疫球蛋白水平, 微囊緩釋植物精油的效果更好。
表6 不同工藝制備的植物精油制劑對斷奶仔豬血清免疫球蛋白含量的影響 單位:g/L
萜烯類化合物是植物精油中常見的成分,如薄荷腦、松油萜、檸檬烯等,具強烈香味,有刺激食欲、促進飼料消化、改善胃腸健康的作用,提高仔豬飼料攝入和生長性能。研究表明,添加植物精油可改善畜類生產(chǎn)性能。 方秋紅等[9]研究表明,在日糧中添加50 mg/kg 的肉桂油可改善斷奶仔豬營養(yǎng)狀況,平均日采食量提高,料肉比降低。 毛婷[10]通過探究得出植物精油添加可降低仔豬腹瀉率,最適添加劑量為400 mg/kg。 同時,研究發(fā)現(xiàn)微囊緩釋植物精油在改善生長性能方面優(yōu)于傳統(tǒng)植物精油,微囊緩釋技術延長了植物精油釋放時間,精準控制釋放速率和劑量,確保提供適量活性成分。張玲玲[11]研究發(fā)現(xiàn),有機酸與植物精油通過微囊緩釋工藝的制備,顯著提高仔豬生長性能。有報道稱百里香精油在包埋后,不論光照條件如何,金黃色葡萄球菌抑制率均提高[12]。 楊在賓等[13]的研究表明, 將復合植物精油包埋為粉狀飼料添加劑明顯改善仔豬對飼料養(yǎng)分的利用效率。 經(jīng)過本試驗結果也表明,飼喂植物精油后,仔豬的生長性能都有所提高, 其中微囊緩釋植物精油組提高了斷奶仔豬平均日采食量、平均日增重,降低了料重比,效果更顯著,結果與上述研究報道結果基本一致。
仔豬在斷奶階段,常因多種因素(營養(yǎng)不良、免疫不全、應激反應等)而容易發(fā)生腹瀉。 研究發(fā)現(xiàn),植物精油中的某些酚類化合物,如肉桂酚、丁香酚等具有抗菌、抗炎和抗氧化作用,它們可能通過減少病原微生物的數(shù)量和炎癥程度來改善腸道健康,從而降低腹瀉的風險。 Li 等[14]試驗表明,仔豬飼糧中添加肉桂醛植物精油(100 mg/kg)替代抗生素,兩者均降低了腹瀉率。研究表明,雖然植物精油對降低腹瀉有積極作用,但效果不如抗生素[15]。另外,微囊緩釋植物精油采用了緩釋技術,使其釋放更持續(xù)和穩(wěn)定, 確保腸道更長時間接觸到有效成分,提高生物利用度,從而改善腹瀉。 馬明等[16]研究發(fā)現(xiàn), 將復合植物精油添加到仔豬飼料中可以顯著減少腹瀉指數(shù),腹瀉率降低57.7%。 但是需要注意的是, 不同的植物精油和其成分在降低腹瀉方面的效果可能因劑量、使用方式、病原微生物種類等因素而異。因此,在使用植物精油作為飼料添加劑時,必須進行科學的研究和實驗,確保其安全性和有效性。
消化酶是消化功能的關鍵組成部分, 它們促使食物中營養(yǎng)物質從復雜分子轉化為可吸收的分子,確保機體獲取所需的能量和營養(yǎng),同時維護腸道健康。 植物精油可以通過多種方式促進消化酶活性,如刺激腸道分泌、刺激消化道感受器以及調(diào)節(jié)微生物群落, 從而提升動物對營養(yǎng)物質的消化吸收利用率[17]。 不同的制作工藝對植物精油發(fā)揮的效果有很大影響[18]。 微囊緩釋技術可以控制精油以適當?shù)乃俣柔尫诺侥c道中, 有助于提高精油效果,減少刺激,延長與生物反應物質接觸時間,提高酶活性[19],并保護精油免受不利環(huán)境影響[20]。晏家友[21]在探究不同類型(包被與未包被)復合酸化劑對斷奶仔豬腸道影響中, 得出緩釋復合酸化劑可以顯著提高小腸中消化酶的活性 (P<0.05)。梁曉玉等[5]研究表明,在飼料中添加復合植物精油,可以顯著提高十二指腸和空腸胰蛋白酶活性,從而提升保育豬營養(yǎng)物質消化率,維護腸道健康。本試驗與上述結論基本一致, 通過飼喂微囊緩釋植物精油后,仔豬的胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的活性均升高,且效果比混合植物精油好。
動物機體免疫是一套用于保護機體免受病原體侵害的防御系統(tǒng), 包括非特異性免疫和特異性免疫兩部分。非特異性免疫通過生理和化學障礙、巨噬細胞等抑制病原體。 特異性免疫則由T 細胞和B 細胞協(xié)同作用,產(chǎn)生特異性抗體和細胞免疫,對抗病原體。 血清免疫球蛋白在機體的免疫功能中起到重要作用,通過與抗原結合來清除病原體,提供免疫保護, 并協(xié)助其他免疫細胞參與免疫應答。因此,血清免疫球蛋白水平可以反映機體免疫強弱[22]。孫代鵬等[23]在探究植物精油替抗中發(fā)現(xiàn),添加含有百里香酚和肉桂醛的植物精油可顯著改善仔豬的生長性能和免疫功能, 血清中IgG 和IgM 的含量顯著提高,促進補體C3 和C4 的生成,從而提高免疫應答水平。此外,添加牛至精油也可以提高豬的免疫功能[24],在斷奶仔豬中,添加500 mg/kg 牛至油能顯著提高機體的免疫力,改善生化指標和紅細胞數(shù)[25]。本試驗結果顯示,與對照組相比, 添加微囊緩釋植物精油更能提高斷奶仔豬血清中IgA、IgM、IgG 的含量, 表明植物精油在一定程度上可以增強仔豬的免疫水平,維持健康。
斷奶仔豬日糧中添加微囊緩釋植物精油和混合植物精油對提高生長性能、 提升腸道消化酶活力和血清免疫球蛋白水平具有積極作用, 微囊緩釋植物精油的效果更好。