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(biāo)的影響
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(biāo)的影響。選取50頭出生日期相近的新生犢牛(西雜?!帷陵!?,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(fù),每個重復(fù)1頭牛。在為期90d的試驗期內(nèi),2組犢牛均全程飼喂代乳粉,酵母組在飼喂代乳粉的基礎(chǔ)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(jié)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(qū)、半農(nóng)半牧區(qū)每年餓死的牛達10%~15%,春冬季節(jié),母牛無牧草可食,瘦骨嶙峋,自身尚難活命,產(chǎn)的犢牛初生重小,沒有奶水喂養(yǎng)犢牛,即使有牧民也會賣掉以增加收入而不是用于養(yǎng)犢牛。初乳中含有豐富的抗菌肽、免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)和促生長因子,能提供機體所必須的營養(yǎng)物質(zhì),增強免疫力,調(diào)節(jié)腸道微生物菌群。未采食初乳的犢牛免疫力低下,發(fā)生腹瀉甚至死亡的幾率高。牧區(qū)犢牛飼養(yǎng)管理落后,幾乎完全處于“靠天養(yǎng)畜”的狀態(tài),犢牛成活率低,每年犢牛死亡率高達30%~40%,嚴(yán)重阻礙了當(dāng)?shù)厝馀.a(chǎn)業(yè)的發(fā)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(wěn)定瘤胃pH,降低瘤胃亞急性酸中毒風(fēng)險,減少內(nèi)毒素產(chǎn)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?fàn)倥4榉壑刑砑覣DY,84d內(nèi)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(fā)現(xiàn),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(biāo)。以上結(jié)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(biāo)。但目前關(guān)于ADY對犢牛血清抗氧化和免疫指標(biāo)的影響還未見報道。基于此,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(biāo)的影響,探討營養(yǎng)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(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
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(shù)≥2×1010CFU/g)。
1.2 試驗動物與試驗設(shè)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(nèi),2組犢牛均全程飼喂代乳粉,酵母組在飼喂代乳粉的基礎(chǔ)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(yǎng)水平分別見表1和表2。
1.4 飼養(yǎng)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(jīng)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(diào)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(chǔ)上每頭額外添加2g/d的ADY,試驗第10天開始訓(xùn)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(fā)腹瀉。
1.5 樣品的采集與指標(biāo)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(yǎng)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(zhì)(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(zhì)(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(shù);
平均日增重=(末重-始重)/試驗天數(shù)。
1.5.3 血清生化、抗氧化和免疫指標(biāo)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(xù)法測定,尿素氮(UN)含量采用尿素酶法測定,谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、堿性磷酸酶(ALP)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性采用比色法測定,以上指標(biāo)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(lián)氨-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽(ABTS)法和微量酶標(biāo)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(biāo)儀采用酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)法測定。
以上指標(biāo)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(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
數(shù)據(jù)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(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。
2結(jié)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%。
2.2 ADY對犢牛血清生化指標(biāo)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(biāo)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(biāo)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)。
2.3 ADY對犢牛血清抗氧化指標(biāo)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(biāo)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)。
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)。
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)。
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(shù)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(yǎng)畜的飼養(yǎng)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(yǎng)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(fā)育是否良好的綜合性指標(biāo),一定程度上可以反映犢牛的生長性能。本試驗結(jié)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(jié)果相一致。Broadway等研究發(fā)現(xiàn),ADY能通過建立一個健康的胃腸道環(huán)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(biāo)的影響
GLU是動物機體主要的能源物質(zhì),變化范圍為3.89~6.11mmol/L,在此范圍內(nèi)GLU含量越高意味著機體糖代謝越旺盛。UN是蛋白質(zhì)代謝中間產(chǎn)物,其含量與蛋白質(zhì)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(zhì)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(jié)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(biāo),當(dāng)肝臟發(fā)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(jié)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(jié)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(zhì)代謝。
3.3 ADY對犢牛血清抗氧化指標(biāo)的影響
血清抗氧化指標(biāo)是反映機體抵御自由基傷害的重要指標(biāo)。T-AOC是評定抗氧化能力的綜合指標(biāo),SOD和GSH-Px是體內(nèi)主要的抗氧化酶,在一定范圍內(nèi)活性越高清除氧自由基的能力越強。MDA是脂肪氧化的產(chǎn)物,其含量反映了機體氧化損傷程度。正常狀態(tài)下,活性氧的產(chǎn)生與去除處于動態(tài)平衡,氧化應(yīng)激時氧自由基大量產(chǎn)生,不但影響細胞代謝,嚴(yán)重時會導(dǎo)致自身代謝性疾病的發(fā)生。本試驗結(jié)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(fā)揮,可能與其優(yōu)化腸道菌群組成有關(guān),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(biāo)的影響
免疫球蛋白能直接或間接地與抗原或病原菌發(fā)生相互作用。IgG是主要免疫球蛋白,能與病原微生物結(jié)合激活補體,也可以通過抗體依賴性細胞介導(dǎo)的細胞毒作用和調(diào)理作用來清除細胞性抗原。IgM最早產(chǎn)生,可作為傳染病早期診斷的依據(jù),而IgA能通過旁路途徑激活補體發(fā)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(tǒng)還未完全發(fā)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(jié)果一致。添加ADY在特定時間內(nèi)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(yīng)起著調(diào)節(jié)和激活作用。IL-2是由T細胞產(chǎn)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(yīng)答。IFN-γ是由巨噬細胞產(chǎn)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(fā)揮著重要作用。IL-2、IL-6、IFN-γ和TNF-α在介導(dǎo)炎性反應(yīng)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(jié)合,減輕炎性反應(yīng)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(chǎn)生,抑制炎性反應(yīng)。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(yīng)激,增加與非特異性免疫相關(guān)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(shù)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(xiàn)的。
4結(jié)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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