后生元对肉鸡生长性能、肠道发育和养分表观代谢率的影响.pdf

2023年第45卷第9期China Poultry Vol.45，No.9.2023Effect of Postbiotics on Growth Performance,Intestinal Development andApparent Nutrient Metabolic Rate of BroilersXU Dahai1,TIAN Maojin2,WANG Xiao1,WANG Guangsheng3,XING Qianwang3,SHI Wanyu1*（1.College of Veterinary Medicine/Traditional Chinese Veterinary Medicine,HebeiAgricultural University,Baoding,Hebei 071000；2.Shandong Xuchang Biotechnology Co.,Ltd.,Dezhou,Shandong 251200；3.Beijing Huadu Yukou Poultry Industry Co.,Ltd.,Beijing 101206）Abstract：The trial was designed to investigate the effects of postbiotics on growth performance,intestinal development andthe apparent metabolic rate of nutrients in the broilers.A total of five hundred and ten 1-day-age WOD168 female chicks withsimilar weight were randomly divided into 3 groups with 5 replicates of 34 chicks each.The control group was fed with the basal diet,the antibiotic group and the postbiotics group was fed with the basal diets supplemented with 50 million units/t spectinomycinhydrochloride+25 g/t lincomycin hydrochloride or 750 g/t postbiotic，respectively.The trial was conducted in two stages,from 1 to21 and 22 to 35 days of age.The results showed that compared with the control and antibiotic group,the postbiotics groups bodyweight,the evenness degree,the apparent metabolic rate of crude fat of broilers at 35 days of age,the villus height of the small intestine at 21 and 35 days of age,the ratio of crypt depth of broilers at 35 days of age were significantly increased(P0.05 or P0.01);收稿日期：2022-10-12；修回日期：2023-02-25基金项目：“十四五”国家重点研发计划课题（2022YFD1801104）作者简介：徐大海（1988-），男，博士研究生，研究方向为中药药理与新产品研发，E-mail：*通讯作者：史万玉（1969-），男，博士，教授，主要从事中药药理与新兽药创制研究，E-mail：后生元对肉鸡生长性能后生元对肉鸡生长性能、肠道发育和养分肠道发育和养分表观代谢率的影响表观代谢率的影响徐大海1，田茂金2，王霄1，王广胜3，邢千旺3，史万玉1*（1.河北农业大学动物医学院/中兽医学院，河北保定071000；2.山东旭昶生物科技有限公司，山东德州251200；3.北京市华都峪口禽业有限责任公司，北京101206）饲料营养饲料营养摘要：试验旨在研究后生元对肉鸡生长性能、肠道发育和养分表观代谢率的影响。试验选用1日龄健康、体重相近的WOD168母雏510只，随机分成3组，每组5个重复，每个重复34只。对照组饲喂基础日粮，抗生素组、后生元组分别在基础日粮添加盐酸大观霉素（5 000万单位/t）+盐酸林可霉素（25 g/t）和后生元（750 g/t）。试验分121、2235日龄两个阶段。结果显示：与对照组和抗生素组对比，后生元组肉鸡35日龄体重、均匀度和粗脂肪的表观代谢率，21和35日龄小肠的绒毛高度及35日龄绒隐比均显著提高（P0.05或P0.01）；135日龄肉鸡的料重比和35日龄回肠隐窝深度均显著降低（P0.05）；抗生素组肠道组织结构出现不同程度的病变，而后生元组未见异常。研究提示750 g/t后生元对肉鸡的生长性能、肠道发育和养分表观代谢率有较好的调节作用。关键词：后生元；肉鸡；生长性能；肠道发育；养分表观代谢率中图分类号：S831.5文献标识码：A文章编号：1004-6364（2023）09-45-07doi：10.16372/j.issn.1004-6364.2023.09.008-452023年第45卷第9期China Poultry Vol.45，No.9.2023饲用抗生素在提高畜禽抗病性、促进生长及改善饲养环境等方面具有良好效果，但抗生素不合理使用会引起过敏、毒性反应等，且致病菌耐药性增加了畜禽疾病的治疗费用和养殖成本1-2。此外畜禽体内抗生素残留将严重威胁人类的健康3-4。因此，寻找高效、安全、无污染的新型抗生素替代物对于实现生态养殖、保障食品安全具有重要意义。研究表明，益生菌对动物机体免疫系统、消化系统、神经系统、内分泌系统等发挥着重要的调节作用5-7。但益生菌产品活性很大程度上受基质组成（pH值、蛋白质、脂肪和碳水化合物浓度、水活性、天然抗生素）、获取生长发育所需营养物质的途径、发酵条件、生产工艺技术（喷雾干燥、冷冻浓缩、干燥等）的影响8。益生菌作为一种活菌体，很难计算其在肠道中的生物利用度9，临床最佳使用剂量和疗程也难以明确，同时益生菌的安全性和耐药基因传递性难以评估。近年来益生菌的使用是否会对家禽的健康产生负面影响，是否会使肠道逐渐丧失自身繁殖益生菌的功能，是否会让机体对益生菌产生依赖性需要进一步验证，而后生元作为活益生菌细胞替代品10，在技术、经济和安全性上具有显著优势。后生元是指对宿主健康有益的无生命微生物和/或其成分的制剂，如灭活的菌体细胞、菌体死亡后溶解释放的成分以及细菌的代谢产物11-13。研究发现，后生元通过直接或间接途径发挥多种生物作用，如抗菌、抗氧化和免疫调节等14；后生元、类生元对于维持肉鸡肠道健康、改善肉鸡风味等具有重要作用15-16。同时，后生元也具有益生菌无法比拟的优点，包括明确的化学结构、安全的剂量参数和更长的保存期（作为营养添加剂，保存期可长达5年）17。后生元具有很好的吸收性、代谢性和机体分布性，避免了活菌本身生物利用度低、效果不稳定、易传递耐药基因等问题，后生元将会是未来益生菌领域研究的新方向18。本试验以WOD168小型优质肉杂鸡为研究对象，研究饲粮添加后生元（使用酿酒酵母菌、产朊假丝酵母菌和嗜酸乳杆菌制备）对肉鸡生长性能、肠道发育和养分表观代谢率的影响，为其在商品肉鸡上的替抗应用提供科学依据。1材料与方法1.1试验药物及试剂后生元：委托山东旭昶生物科技有限公司进行生产。酿酒酵母菌、产朊假丝酵母菌和嗜酸乳杆菌各自液体发酵后，再经酶、高压等裂解、灭活，再离心、透析等提纯、喷雾干燥而成。含有酿酒酵母菌、产朊假丝酵母菌、嗜酸乳杆菌等菌体自溶物和初级代谢产物，包括小分子有机酸、B族维生素、氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、酵母葡聚糖、甘露聚糖肽（分子量为1040 ku）、低聚肽、-氨基丁酸等成分。部分有效成分含量：酵母葡聚糖12%、氨基丁酸2 mg/kg、低聚肽（小于1 000单位量占总蛋白量）35%。鸡新城疫、传染性支气管炎、禽流感（H9亚型）、传染性法氏囊病四联灭活疫苗（La Sota株+M41株+SZ株+rVP2蛋白）购自天津瑞普生物技术股份有限公司；鸡新城疫、传染性支气管炎二联活疫苗（HB1株+H120株）购自法国诗华动物保健公司；盐酸大观霉素盐酸林可霉素可溶性粉（100 g 大观霉素1000万单位与林可霉素5 g）购自湖南加农正和生物技术有限公司。1.2试验动物及分组试验地点在思玛特（北京）食品有限公司商品肉鸡场。选择健康且体重为（40.010.62）g的1日龄WOD168母雏（购于北京市华都峪口禽业有限责任公司）510只。分组前雏鸡1日龄新支二联疫苗喷雾免疫（1羽份/鸡）和颈部皮下注射鸡新支流法疫苗（0.15 mL/鸡）。将雏鸡随机分成3组，每组5个重复，每个重复34只，试验期为35 d。对照组饲喂基础日粮，抗生素组、后生元组分别在基础日粮中添加盐酸大观霉素（5 000万单位/t）+盐酸林可霉素（林可霉素25 g/t）可溶性粉和750 g/t后生元。试验鸡采用2层笼养，日常饲养管理参照GB/T 196642005 商品肉鸡生产技术规程19执The feed-to-gain ratio of broilers from 1 to 35 days of age and the crypt depth of the ileum at 35 days of age were significantly lower(P0.05);The histological structure of the intestine in the antibiotic group showed different degrees of lesions,while no abnormalities were observed in the postbiotics group.Its suggested that 750 g/t postbiotics had a better effect on the growth performance,intestinal development and the apparent metabolic rate of nutrients in broilers.Key words：postbiotics;broilers;growth performance;intestinal development;apparent nutrient metabolic rate饲料营养饲料营养-462023年第45卷第9期China Poultry Vol.45，No.9.2023行。试验鸡所用基础日粮为玉米-豆粕型，参考NRC（1994）营养需要量设计并制成颗粒饲料20，基础日粮组成及营养水平见表1。1.3检测指标及方法1.3.1生长性能分别于试验第7、14、21、28、35天将各组肉鸡停料 12 h 后称重，统计饲料消耗，参照 NY/T8232020 家禽生产性能名词术语和度量计算方法21计算平均日增重、料重比、存活率和35日龄肉鸡均匀度。计算公式如下：平均日增重（g/d）=后一次测定的重量(g)-前一次测定的重量(g)后一次测定的日龄(d)-前一次测定的日龄(d)料重比=i=1dEiWi-Wo式中，Ei为第i天的采食量（kg）；Wi为第i天测定群体的重量（kg）；Wo为测定群体的始重量（kg）；d为统计期天数（d）。存活率（%）=期末存活禽数入舍禽数100%体重均匀度=1-（鸡只体重的标准差/鸡只平均体重）22。1.3.2肠道形态发育各组随机选取肉鸡10只（每个重复2只）屠宰，取十二指肠、空肠、回肠肠段进行固定，将固定的样品经冲洗、脱水、透明、浸蜡、包埋等处理后切片，进行苏木精-伊红染色，显微照相，每张切片选5个视野，应用Image J图像分析系统测量绒毛高度（VH）及隐窝深度（CD），计算绒毛高度（以肠腺绒毛连接处到绒毛顶端为准）与隐窝深度（以肠腺绒毛连接处到肠腺基部为准）的比值，并计算绒隐比（VH/CD）23。同时采用H&E染色法光镜观测肠道组织细胞病理学变化。1.3.3养分表观代谢率在测量的前3 d，采用内源指示剂法进行代谢试验。每天以重复为单位，早、中、晚各收最上层鲜粪1次，每次收粪3550，每100 g粪样加20 mL10%浓硫酸用以固定氮。将样品存放于-20 保存。将每组粪样混合均匀后，采用盐酸不溶灰分作为内源指示剂，能量、粗蛋白、粗脂肪、钙、磷、盐酸不溶灰分含量测定按照袁缨24的饲料常规分析方法进行，养分表观代谢率计算公式如下：养分表观代谢率（%）=100%-100%（bc）/（ad）。式中，a为饲料中某养分含量；b为粪样中某养分含量；c为饲料中酸不溶灰分含量；d为粪样中酸不溶灰分含量。1.4统计与分析肉鸡生长性能、肠道形态发育和养分表观代谢率采用SPSS 20软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA），差异显著时用Duncan法进行多重比较，结果以“平均值标准误”表示，P0.05表示差异显著，P0.01表示差异极显著。2结果与分析2.1后生元对肉鸡生长性能的影响由表2可知，5周龄时后生元组体重极显著高于抗生素组和对照组（P0.01）；2135日龄、135日龄后生元组平均日增重显著高于对照组（P0.05）；2135日龄、135日龄后生元组料重比显著低于对照组和抗生素组（P0.05）；35日龄后生元组均匀度最高，抗生素组次之，对照组最低。2.2后生元对肉鸡肠道形态发育的影响由表3可知，后生元组21、35日龄十二指肠、空肠、回肠绒毛高度显著高于抗生素组和对照组（P0.05），35日龄回肠隐窝深度显著低于抗生素组和对照组（P0.05），后生元组21日龄空肠、回肠和35日龄各肠段的绒隐比极显著高于抗生素组和对照组（P0.01）。表1基础日粮组成与营养水平（风干基础）原料组成/%玉米豆粕（43.5%CP）豆油磷酸氢钙石粉食盐L-赖氨酸盐酸（98%）DL-蛋氨酸（98%）预混料胆碱合计121日龄52.5040.003.001.901.080.370.050.190.800.11100.002235日龄58.8033.803.001.801.220.370.030.070.800.11100.00营养水平/%代谢能/（MJ/kg）粗蛋白质钙有效磷赖氨酸蛋氨酸胱氨酸121日龄12.4222.271.000.441.340.550.402235日龄12.6219.241.020.421.150.400.36注：预混料为每千克日粮提供：VA6 141.5 IU、VD31 789.2 IU、VE7.99 mg、VK1.82 mg、VB10.65 mg、VB23.93 mg、VB62.08 mg、VB120.01 mg、烟酸18.06 mg、泛酸钙6.65 mg、叶酸0.59 mg、生物素0.07 mg、胆碱332.28 mg、铁60.91 mg、铜6.01 mg、锌65.75 mg、锰62.3 mg、碘0.9 mg、硒0.21 mg；营养水平中粗蛋白为实测值，其余均为计算值。饲料营养饲料营养-472023年第45卷第9期China Poultry Vol.45，No.9.2023十二指肠空肠回肠后生元组抗生素组对照组21、35日龄时，对照组肉鸡十二指肠、空肠和回肠黏膜结构完整，黏膜基部整齐均匀，肠道隐窝深度正常，肌肉层次分明，纹路清晰（见图 1、图2）。与对照组相比，抗生素组肉鸡十二指肠、空肠和回肠出现部分绒毛明显断裂，黏膜层结构紊乱，肠绒毛上皮细胞坏死脱落和肠道肌层边界不清的现象；而与抗生素组相比，后生元组肉鸡肠道的黏膜、隐窝和肌层组织结构和细胞形态基本完好，无明显异常现象。表2后生元对肉鸡生长性能的影响组别对照组抗生素组后生元组P值平均体重/g1周龄119.231.25AB121.981.10A116.841.10B0.0082周龄230.083.13221.372.82223.782.990.1003周龄400.266.42398.1475.85402.597.090.8904周龄600.999.73594.428.25615.4310.510.1405周龄877.5310.09B845.3310.95C900.6211.28A0.007平均日增重/g121日龄18.157.4517.997.4518.547.830.5802135日龄30.3815.77Ab31.5716.51Aab33.7813.94Aa0.090135日龄23.1914.76Ab23.5813.94Ab24.8212.02Aa0.012料重比121日龄1.400.081.410.051.380.090.2602135日龄2.000.05Aa1.990.06Aa1.900.07Bb0.007135日龄1.730.05Aa1.720.04Aa1.670.05Ab0.080存活率/%95.8897.0698.24/35日龄均匀度/%85.8686.8689.21/注：同列数据肩标不同小写字母表示差异显著（P0.05），肩标不同大写字母表示差异极显著（P0.05），下同。表3后生元对肉鸡肠道发育的影响部位十二指肠空肠回肠组别对照组抗生素组后生元组P值对照组抗生素组后生元组P值对照组抗生素组后生元组P值21 日龄绒毛高度VH/m1 015.5110.67B872.8812.20C1 102.3710.42A0.001833.6510.87B684.3513.59C916.0213.38A0.001381.3814.06B306.8212.11C475.2418.21A0.001隐窝深度CD/m83.103.93B104.922.94A76.783.75B0.001177.513.82B200.501.59A171.482.85B0.00181.331.34B105.162.94A77.101.85B0.001绒隐比VH/CD12.480.62A8.380.26B14.660.70A0.0014.720.12B3.420.070C5.360.13A0.0014.720.23B2.940.15C6.220.32A0.00135 日龄绒毛高度VH/m1 129.4811.57B992.6912.57C1 220.6510.14A0.001946.5110.72B802.9612.12C1 033.1710.84A0.001405.9123.11Bb350.7110.00Bc579.5711.39Aa0.001隐窝深度CD/m200.474.40B224.632.28A193.122.88B0.001199.644.41B224.522.14A194.003.36B0.00188.304.04Bb110.852.78Aa77.482.35Bc0.001绒隐比VH/CD5.650.11B4.420.05C6.330.11A0.0014.760.11B3.580.060C5.340.11A0.0014.630.24B3.190.14C7.560.32A0.001饲料营养饲料营养图121日龄各试验组肠道组织形态（400）5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m-482023年第45卷第9期China Poultry Vol.45，No.9.20233讨论3.1后生元对肉鸡生长性能的影响体重是衡量动物生长状况的一个重要指标，饲料消耗量和肉鸡的增重量是衡量肉鸡生产效益最重要的指标 25。研究表明后生元可作为肉鸡饲料中抗生素的替代品，以改善肉鸡的生长和肠道健康26。后生元对生长性能有促进作用，由植物乳杆菌产生的后生元已被认为是抗生素生长促进剂的潜在替代品。研究显示，由植物乳杆菌制备的后生元能显著提高肉鸡42日龄的体重及日增重，显著降低肉鸡的料肉比 27，且对肉鸡料重比的影响因其添加菌株的不同而变化较大，0.1%植物乳杆菌RS5株制备的后生元较RG11/RI11株能显著降低肉鸡的料重比28。本研究750 g/t后生元显著降低了35日龄料重比，显著提高了35日龄肉鸡体重，与前人研究结果 27-28 一致。研究表明鼠李糖乳杆菌GG株制备的后生元能促进黏液素的产生，黏液素不仅能为肠道共生菌提供黏附位点，还能被共生菌分解，为其提供营养来源 29；由普氏粪杆菌A2-165和多形拟杆菌VPI-5482制备的后生元在诺斯生物模型上有维持结肠上皮内环境平衡的作用 30；后生元对致病菌有抑杀作用，能提高肠道黏液层的稳定，保证肠道菌群的平衡和内环境的稳态，这可能是后生元对生长性能有促进作用的原因 31-32。本研究750 g/t后生元对13周龄肉鸡体重和平均日增重无显著影响，与Danladi 等 31 研究结果一致，但饲料营养饲料营养表4后生元对肉鸡养分表观代谢率的影响日龄21日龄35日龄组别对照组抗生素组后生元组P值对照组抗生素组后生元组P值能量/%90.050.32A82.240.33C86.60.33B0.00191.130.2088.701.3891.500.170.056粗脂肪/%86.220.85a79.551.98b83.222.32ab0.11069.701.37Ab65.074.05Bb80.061.88ABa0.020粗蛋白/%80.840.60A67.750.42C73.470.63B0.00183.440.3978.822.483.480.390.069钙/%43.580.23A40.430.51B38.710.055C0.00143.90.22ABa42.430.68Bb45.120.01Aa0.011磷/%43.560.04A39.410.14B37.860.17C0.00145.680.16A43.670.63B46.460.055A0.0052.3后生元对肉鸡养分表观代谢率的影响由表4可知，后生元组21日龄肉鸡粪便的能量、粗蛋白表观代谢率极显著低于对照组（P0.01），但极显著高于抗生素组（P0.01），钙、磷表观代谢率极显著低于抗生素组和对照组（P0.01）；后生元组35日龄钙、磷表观代谢率显著高于抗生素组（P0.05），35日龄粗脂肪表观代谢率显著高于抗生素组和对照组（P0.05）。十二指肠空肠回肠后生元组抗生素组对照组图235日龄各试验组肠道组织形态（400）5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m5050 m m-492023年第45卷第9期China Poultry Vol.45，No.9.2023Chang等 28 试验表明植物乳杆菌RG11株制备而成的后生元可显著降低13周龄体重、体增重，这一试验差异性可能与肉鸡前期消化系统尚未发育成熟，内源酶分泌不足，消化吸收水平较低造成试验结果的不稳定 32，也可能与后生元的饲用效果有一定的作用剂量范围和所选用菌株有关 33。目前相关文献缺少后生元对肉鸡均匀度影响的相关研究，本试验研究发现饲粮中添加后生元能提高肉鸡的均匀度，比抗生素组高2.35%，较空白组高3.35%。3.2后生元对肉鸡肠道形态发育的影响小肠的绒毛高度、隐窝深度和绒隐比被认为是评价肠黏膜消化吸收功能的重要指标34-35。绒毛高度越大说明肠上皮细胞发育较高，肠绒毛吸收养分能力越强，隐窝深度越浅说明肠上皮细胞成熟率越高，而绒隐比降低说明肠道的吸收功能变差，有可能存在黏膜受损的情况，导致动物发生腹泻的概率增加36。后生元可以通过增加有益微生物来改善小肠的组织形态，从而降低肠道内致病菌对肠道绒毛的损伤37-38；饲粮添加0.2%植物乳杆菌制备的后生元显著提高了肉鸡21、35日龄肠道的绒毛高度、绒隐比，显著降低了隐窝深度29；高剂量的植物乳杆菌菌粉在一定程度上可以改善肉鸡空肠的肠道形态和屏障功能39。本试验后生元显著提高了十二指肠、空肠回肠的绒毛高度，极显著提高21日龄空肠、回肠的绒隐比和35日龄的肠道绒隐比，显著降低了35日龄的回肠隐窝深度，试验的结果与文献报道27，31一致。3.3后生元对肉鸡养分表观代谢率的影响饲粮养分代谢率的高低直接影响肉鸡的生长速度和生产性能39。Danladi等31研究表明植物乳杆菌制备的后生元能减少腹部脂肪的沉淀，同时粗脂肪的吸收利用率的提高，能促进全身脂肪的沉淀，提高鸡群日增重32，40。目前相关文献缺少后生元对营养成分表观代谢率影响的研究。本试验研究发现21日龄后生元粗脂肪表观代谢率与对照组差异不显著，但35日龄显著高于抗生素组和对照组，本试验在2135日龄后生元组平均日增重显著高于对照组，可能与后生元提高粗脂肪的表观代谢率有关，因本试验缺少对胴体腹脂率和肌内脂肪含量的数据统计，无法明确吸收脂肪在体内的沉淀位置，需要进一步的试验验证。同时本试验发现后生元组21日龄能量、粗蛋白表观代谢率极显著低于对照组，但35日龄各试验组无显著性差异。21日龄钙、磷表观代谢率极显著低于抗生素组和对照组，但35日龄后生元组与对照组无显著差异，并且显著高于抗生素组，这可能与肉鸡前期消化系统尚未发育成熟，内源酶分泌不足，消化吸收水平较低有关32，也可能与试验品种为WOD168前期发育较慢有关41。4结论本试验条件下，饲粮添加由酵母菌和乳酸杆菌加工成的后生元，能降低肉鸡料重比，提高饲粮粗脂肪表观消化率、肉鸡均匀度和饲养末期体重，改善肠道组织形态。参考文献：1WENCEWICZ 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