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活性干酵母對犢牛生長性能及血清生化、抗氧化和免疫指標的影響

2020-09-27 09:31:54      點擊:

摘要:本試驗旨在研究活性干酵母對犢牛生長性能及血清生化、抗氧化和免疫指標的影響。選取50頭出生日期相近的新生犢牛(西雜牛♂×犏?!?,隨機分為對照組[(13.28±1.25)kg]和酵母組[(13.10±1.22)kg],每組25個重復,每個重復1頭牛。在為期90d的試驗期內,2組犢牛均全程飼喂代乳粉,酵母組在飼喂代乳粉的基礎上每頭牛添加2g/d的活性干酵母。10日齡后,2組犢牛自由采食開食料。結果表明:1)酵母組第1~90天平均日增重顯著高于對照組(P<0.05),第61~90天平均日采食量顯著高于對照組(P<0.05)。2)第60和90天,酵母組血清堿性磷酸酶活性顯著低于對照組(P<0.05)。3)第30、60和90天,酵母組血清中超氧化物歧化酶活性顯著高于對照組(P<0.05)。4)第30和60天,酵母組犢牛血清免疫球蛋白G含量顯著高于對照組(P<0.05)。5)第30天,酵母組血清中白細胞介素-10和腫瘤壞死因子-α含量顯著高于對照組(P<0.05);第60天,酵母組血清中白細胞介素-2含量顯著高于對照組(P<0.02);第90天,酵母組血清中白細胞介素-2、干擾素-γ和腫瘤壞死因子-α含量顯著高于對照組(P<0.05)。綜上,代乳粉中添加活性干酵母可以提高犢牛平均日增重、抗氧化能力和免疫功能。

在牧區、半農半牧區每年餓死的牛達10%~15%,春冬季節,母牛無牧草可食,瘦骨嶙峋,自身尚難活命,產的犢牛初生重小,沒有奶水喂養犢牛,即使有牧民也會賣掉以增加收入而不是用于養犢牛。初乳中含有豐富的抗菌肽、免疫調節物質和促生長因子,能提供機體所必須的營養物質,增強免疫力,調節腸道微生物菌群。未采食初乳的犢牛免疫力低下,發生腹瀉甚至死亡的幾率高。牧區犢牛飼養管理落后,幾乎完全處于“靠天養畜”的狀態,犢牛成活率低,每年犢牛死亡率高達30%~40%,嚴重阻礙了當地肉牛產業的發展。

活性干酵母(active dry yeast,ADY)是反芻動物中使用最廣泛的一種活菌制劑,可以穩定瘤胃pH,降低瘤胃亞急性酸中毒風險,減少內毒素產生,提高生長性能。研究表明,飼糧添加ADY可以改變犢牛腸道微生物菌群,減少鏈球菌屬等潛在致病菌屬的定殖,增加有益菌屬如纖維桿菌屬、羅斯氏菌屬的相對豐度。此外,飼糧添加ADY可以提高犢牛平均日增重(ADG)和體重。被動免疫失敗的新生荷斯坦犢牛代乳粉中添加ADY,84d內平均體重增加了3.4kg;10日齡的奶公犢飼糧中添加ADY,斷奶前平均日增重增加了0.14kg/d。研究發現,肉牛飼糧中添加ADY(1.5g/d),試驗第112天血清葡萄糖(GLU)含量顯著高于對照組。飼糧添加ADY能顯著提高牦牛僵牛血清抗氧化和免疫指標。以上結果表明,飼糧添加ADY能影響機體血清生化、抗氧化以及免疫指標。但目前關于ADY對犢牛血清抗氧化和免疫指標的影響還未見報道?;诖?,本試驗擬通過研究代乳粉中添加ADY對犢牛生長性能及血清生化、抗氧化和免疫指標的影響,探討營養手段提高未能采食初乳犢牛存活率的可能性,為ADY在犢牛代乳粉中的應用提供基礎數據和理論依據。

1材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗使用的ADY為反芻動物專用釀酒酵母(活細胞數≥2×1010CFU/g)。

1.2 試驗動物與試驗設計

選取50頭出生日期[(0±2)d]相近且未采食初乳的犢牛(西雜?!帷陵!?作為試驗動物。將犢牛按體重相近原則隨機分為對照組[(13.28±1.25)kg]和酵母組[(13.10±1.22)kg],每組25頭。在90d的試驗期內,2組犢牛均全程飼喂代乳粉,酵母組在飼喂代乳粉的基礎上每頭牛添加2g/d的ADY。10日齡后,供給開食料任2組犢牛自由采食。

1.3 代乳粉和開食料

犢牛代乳粉和開食料組成及營養水平分別見表1和表2。

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1.4 飼養管理

本試驗所用犢牛從阿壩州牧民手中購入,犢牛出生后沒有條件采食初乳且經歷長途運輸。到場后對犢牛進行隨機分組,定時定量飼喂代乳粉,每天2次(07:00和17:00),每次125g,沖調成1L,冷卻至38~41℃后用奶瓶飼喂,確保犢牛全部飲用;3d后開始試驗,酵母組犢牛在飼喂代乳粉的基礎上每頭額外添加2g/d的ADY,試驗第10天開始訓練犢牛采食開食料,投少許開食料于犢牛槽中供其隨意采食。每天給犢牛供2次溫水,并防止飲水過多引發腹瀉。

1.5 樣品的采集與指標測定

試驗第30、60和90天晨飼前,頸靜脈采血10mL于不含抗凝劑的真空采血管中,-4℃靜置30min,1237×g離心10min,分離血清,分裝,-20℃保存待測。

1.5.1 飼糧營養水平測定

代乳粉和開食料中粗脂肪(EE)含量參照GB/T 6433—2006的方法測定,粗蛋白質(CP)含量參照GB/T 6432—2018的方法測定,粗灰分(Ash)含量參照GB/T 6438—2007的方法測定,鈣(Ca)和磷(P)含量參照GB/T 6436—2002和GB/T 6437—2002的方法測定;代乳粉中干物質(DM)含量采用直接烘干法測定,粗纖維(CF)含量參照GB/T 6434—2006的方法測定;開食料中的中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量參照GB/T 20806—2006和NY/T 1459—2007的方法測定。

1.5.2 生長性能

試驗第10天開始記錄投料量和剩余量,計算平均日采食量(ADFI)。在犢牛入場3d后稱重作為犢牛的始重,之后第30、60和90天清晨進行空腹稱重,計算平均日增重。計算公式如下:

平均日采食量=(投料量-剩余量)/試驗天數;

平均日增重=(末重-始重)/試驗天數。

1.5.3 血清生化、抗氧化和免疫指標測定

血清總蛋白(TP)含量采用雙縮脲法測定,白蛋白(ALB)含量采用溴甲酚綠法測定,球蛋白(GLOB)含量由TP與ALB之差得出,GLU和甘油三酯(TG)含量采用酶連續法測定,尿素氮(UN)含量采用尿素酶法測定,谷丙轉氨酶(ALT)、堿性磷酸酶(ALP)、谷草轉氨酶(AST)活性采用比色法測定,以上指標均利用全自動生化儀(日立7020)測定。

血清丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定,超氧化物歧化酶(SOD)活性采用黃嘌呤氧化酶法測定,總抗氧化能力(T-AOC)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性采用2,2'-聯氨-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽(ABTS)法和微量酶標法測定。

免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM)含量采用雙抗體夾心法測定。白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-4(IL-4)、白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-10(IL-10)、干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量通過酶標儀采用酶聯免疫吸附測定(ELISA)法測定。

以上指標所用試劑盒均購于南京建成生物工程研究所,操作方法詳見說明書。

1.6 數據統計與分析

數據采用SAS 9.2中t檢驗進行顯著性分析,P<0.05表示差異顯著,0.05≤P<0.10表示有顯著差異趨勢,結果以“平均值±標準差”表示。

2結果

2.1 ADY對犢牛生長性能的影響

如表3所示,酵母組的始重及第30、60天體重與對照組相比差異不顯著(P>0.05),第90天體重顯著高于對照組(P<0.05)。酵母組的第1~30天和第31~60天平均日增重與對照組相比差異不顯著(P>0.05),第61~90天和第1~90天平均日增重顯著高于對照組(P<0.05)。酵母組的第10~30天和第31~60天平均日采食量與對照組相比差異不顯著(P>0.05),第61~90天平均日采食量顯著高于對照組(P<0.05)。整個試驗期間,對照組犢牛死亡15頭,酵母組犢牛死亡13頭,死亡率分別為60%和52%。

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2.2 ADY對犢牛血清生化指標的影響

如表4所示,第30天,酵母組血清中GLU含量顯著低于對照組(P<0.05)),血清中AST活性有高于對照組的趨勢(P=0.052),其余血清生化指標均與對照組相比差異不顯著(P>0.05)。第60天,酵母組血清中TP、UN含量及ALT、AST、ALP活性顯著低于對照組(P<0.05),而血清中GLU含量顯著高于對照組(P=0.002),其余血清生化指標與對照組相比差異不顯著差異(P>0.05)。第90天,酵母組血清中UN含量和ALP活性顯著低于對照組(P<0.05),酵母組血清中AST活性有低于對照組的趨勢(P=0.058),酵母組血清中ALB含量有高于對照組的趨勢(P=0.076)。

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2.3 ADY對犢牛血清抗氧化指標的影響

如表5所示,第30天,酵母組血清中SOD活性顯著高于對照組(P<0.05),其余血清抗氧化指標與對照組相比差異不顯著(P>0.05)。第60天,酵母組血清中SOD、GSH-Px活性顯著高于對照組(P<0.05),而血清MDA含量顯著低于對照組(P<0.05),血清中T-AOC與對照組相比差異不顯著(P>0.05)。第90天,酵母組血清中T-AOC和SOD活性顯著高于對照組(P<0.05),血清中GSH-Px活性有高于對照組的趨勢(P=0.096),血清中MDA含量有低于對照組的趨勢(P=0.086)。

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2.4 ADY對犢牛血清免疫球蛋白含量的影響

如表6所示,第30和60天,酵母組血清中IgG含量顯著高于對照組(P<0.05);第60天,酵母組血清中IgA(P=0.056)和IgM含量(P=0.072)有高于對照組的趨勢;第90天,酵母組血清中IgA含量顯著高于對照組(P<0.05)。

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2.5 ADY對犢牛血清細胞因子含量的影響

如表7所示,第30天,酵母組血清中IL-10和TNF-α含量顯著高于對照組(P<0.05),血清中IL-4含量有高于對照組的趨勢(P=0.096);第60天,酵母組血清中IL-2含量顯著高于對照組(P=0.002),血清中IFN-γ(P=0.092)和TNF-α含量(P=0.089)有高于對照組的趨勢;第90天,酵母組血清中IL-2、IFN-γ和TNF-α含量顯著高于對照組(P<0.05),血清中IL-4、IL-6、IL-10含量對照組相比差異不顯著(P>0.05)。

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3討論

3.1 ADY對犢牛生長性能的影響

本研究使用的犢牛于春季購自四川阿壩州紅原縣,因大雪封山,母牛無牧草可采食,多數身體瘦弱有的甚至餓死,以致犢牛初生重小,出生后沒能采食初乳,獲得性免疫力低。本試驗中,酵母組犢牛的死亡率比對照組降低了8個百分點,但遠高于正常條件下培育的犢牛。由此可以看出,ADY在解決犢牛死亡率問題上作用甚微,而改變這種靠天養畜的飼養模式,確保犢牛有條件采食初乳和常乳,改變“人畜爭奶”的局面,只有滿足犢牛營養需求、提高機體免疫力才能從根本上解決犢牛死亡率高的問題。體重和采食量是衡量犢牛生長發育是否良好的綜合性指標,一定程度上可以反映犢牛的生長性能。本試驗結果表明,酵母組犢牛第90天體重和全期(第1~90天)平均日增重顯著高于對照組,第61~90天平均日采食量顯著高于對照組。Hassan等研究表明,4日齡后每頭犢牛代乳粉中添加2.5g/d的ADY,42、56、70和84日齡體重均高于對照組,全期平均日增重與對照組相比增加了34%,36~90日齡精料平均日采食量增加了75g/d,與本試驗結果相一致。Broadway等研究發現,ADY能通過建立一個健康的胃腸道環境,改善動物健康,提高生長性能。本試驗所觀察到的體重的增加可能是由于ADY能改善腸道健康,提高犢牛采食量所致。

3.2 ADY對犢牛血清生化指標的影響

GLU是動物機體主要的能源物質,變化范圍為3.89~6.11mmol/L,在此范圍內GLU含量越高意味著機體糖代謝越旺盛。UN是蛋白質代謝中間產物,其含量與蛋白質沉積率以及利用率成反比。本試驗中,血清中GLU含量均處于正常范圍,第60天,酵母組血清中GLU含量顯著高于對照組;第60和90天,酵母組血清中UN含量顯著低于對照組。這說明ADY改善了犢牛機體糖和蛋白質代謝。Issakowicz等報道,在羔羊飼糧中添加釀酒酵母可降低血清中UN含量,與本試驗結果一致。而Hassan等研究表明,在奶公犢代乳粉中添加釀酒酵母可提高血清中GLU含量,但對血清中UN含量無顯著影響。該差異可能是由于試驗飼糧不同所造成的。血清中ALT、ALP和AST是表征肝臟功能的重要指標,當肝臟發生炎癥或損傷時,血清中ALT、ALP和AST活性會急劇升高。本試驗中,第30天,酵母組犢牛血清中AST活性有降低的趨勢;第60天,酵母組血清中ALT、ALP和AST活性顯著低于對照組;第90天,2組間血清中ALP和AST活性已無顯著差異。以上結果表明,代乳粉中添加ADY飼喂1~2月可改善犢牛肝臟功能,而3月齡的犢牛機體趨于成熟,因而2組間血清中ALP和AST活性無顯著差異。Geng等報道,在育肥肉牛飼糧中添加ADY,試驗組血清中AST和ALT活性與對照組相比無顯著差異,與本試驗第90天結果一致。飼糧添加ADY或許能改善犢牛肝臟功能,在3月齡前還可能促進犢牛機體的糖和蛋白質代謝。

3.3 ADY對犢牛血清抗氧化指標的影響

血清抗氧化指標是反映機體抵御自由基傷害的重要指標。T-AOC是評定抗氧化能力的綜合指標,SOD和GSH-Px是體內主要的抗氧化酶,在一定范圍內活性越高清除氧自由基的能力越強。MDA是脂肪氧化的產物,其含量反映了機體氧化損傷程度。正常狀態下,活性氧的產生與去除處于動態平衡,氧化應激時氧自由基大量產生,不但影響細胞代謝,嚴重時會導致自身代謝性疾病的發生。本試驗結果表明,第30、60和90天,酵母組血清中SOD活性均顯著高于對照組;第60天,酵母組血清中GSH-Px活性顯著高于對照組,血清中MDA含量顯著低于對照組;第90天,酵母組血清中T-AOC顯著高于對照組,說明代乳粉中添加ADY能提高機體抗氧化能力。ADY能提高抗氧化能力的作用在單胃動物中也得到證實。在斷奶第14和30天的仔豬飼糧中添加ADY,均提高了血清中SOD活性,降低了血清中MDA含量。Jia等報道,飼糧添加釀酒酵母提高了育肥羊血清中GSH-Px活性,但對血清中MDA含量無顯著影響。ADY抗氧化作用的發揮,可能與其優化腸道菌群組成有關,其具體作用機制有待進一步研究。

3.4 ADY對犢牛血清免疫指標的影響

免疫球蛋白能直接或間接地與抗原或病原菌發生相互作用。IgG是主要免疫球蛋白,能與病原微生物結合激活補體,也可以通過抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用和調理作用來清除細胞性抗原。IgM最早產生,可作為傳染病早期診斷的依據,而IgA能通過旁路途徑激活補體發揮對靶細胞的殺傷作用。本試驗中,第30、60天,酵母組血清中IgG含量顯著高于對照組;第60天,酵母組血清中IgA和IgM含量有高于對照組的趨勢;第90天,酵母組血清中IgA含量顯著高于對照組,血清中IgG含量與對照組無顯著差異。第30、60天,犢牛免疫系統還未完全發育成熟,添加ADY可能在提高機體免疫功能方面具有一定的輔助作用,但是第90天,犢牛各項機能趨于成熟,2組間免疫功能再無顯著差異。王泳杰等等報道,補飼精料的同時添加ADY提高了牦牛僵牛血漿中IgA和IgM含量,與本試驗結果一致。添加ADY在特定時間內可能有助于促進免疫球蛋白的分泌,增強犢牛免疫力。

細胞因子是一類胞間信號分子,對機體炎性和免疫反應起著調節和激活作用。IL-2是由T細胞產生的最常見的細胞因子,臨床上常用作免疫治療劑,IL-2與IL-6都能促進B淋巴細胞和T淋巴細胞的增殖分化,促進機體免疫應答。IFN-γ是由巨噬細胞產生的一類抗病毒因子,TNF-α在激活免疫細胞、抗感染和抗腫瘤中發揮著重要作用。IL-2、IL-6、IFN-γ和TNF-α在介導炎性反應方面具有重疊性。IL-4和IL-10都能選擇性地阻止促炎因子的合成及與受體的結合,減輕炎性反應對機體的傷害。本試驗中,第30天,酵母組血清中IL-10含量顯著高于對照組,血清中IL-4含量有高于對照組的趨勢。陳生龍等研究表明,斷奶仔豬血清中IL-10和IL-4含量隨ADY添加水平增加而逐漸增加,說明ADY能刺激抗炎因子產生,抑制炎性反應。釀酒酵母可以緩解接種細菌病毒(溶血性曼氏桿菌和皰疹病毒)給肉犢牛造成的應激,增加與非特異性免疫相關的中性粒細胞和單核細胞。本試驗中,第60天,酵母組血清中IL-2含量顯著高于對照組;第90天,酵母組血清中IL-2、IFN-γ和TNF-α含量顯著高于對照組。由此可以看出,ADY能刺激免疫細胞增殖,提高機體免疫力。Kayser等研究表明,肉牛接種溶血性曼氏桿菌后添加釀酒酵母,中性粒細胞和白細胞數量顯著增加。ADY對炎性因子的影響可能是通過激活中性粒細胞、單核細胞以及白細胞等非特異性免疫細胞來實現的。

4結論

代乳粉中添加ADY可以提高犢牛平均日增重、抗氧化能力和免疫功能。

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