文章信息
- 普少瑕, 崔宇, 李春梅. 2015.
- PU Shaoxia, CUI Yu, LI Chunmei. 2015.
- 竹醋液对肉鸡生产性能、生理指标及粪便中氨气的影响
- Effects of bamboo vinegar on growth performance,physiological indicators and fecal ammonia in broiler chickens
- 南京农业大学学报, 38(2): 330-338
- Journal of Nanjing Agricultural University, 38(2): 330-338.
- http://dx.doi.org/10.7685/j.issn.1000-2030.2015.02.023
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文章历史
- 收稿日期：2014-06-23
2. 江阴中炬生物技术有限公司, 江苏 江阴 214400
2. Jiangyin China Grand Biotechnology Co.Ltd., Jiangyin 214400, China
竹醋液是竹材热解过程中得到的青黄色或黄棕色液体,成分复杂,含有200多种有机成分以及数10种矿物质,其主要成分是水、有机酸、酚类、酮类、醇类等,乙酸是最主要的成分,约占60%[1]。竹醋液产量随竹材种类和质量及热解工艺的不同而不同,其组分则随收集方法、贮存运输条件等的不同而不断变化[2]。由于竹醋液成分复杂,各成分所起的作用各不相同,因此竹醋液用途广泛。规模养殖场畜禽粪便造成的环境污染问题日益显现,特别是畜禽粪便中产生的氨气和硫化氢是空气污染的重要来源之一[3]。竹醋液作为除臭剂和杀菌剂在许多领域得到了较好应用[4]。Akakabe等[5]认为,pH值2.5~2.8的竹醋液可以作为杀虫剂、杀菌剂和除臭剂,从而治疗宠物恶臭。Baimark等[6]也发现在体外试验中竹醋液的抗真菌率高于甲酸和乙酸,并且发现竹醋液中的酚类化合物可能有一定的抗真菌效果。在育肥猪日粮中添加竹醋液后生产性能和表观总肠道消化率得到提高,并且对肠道菌群、肉的品质及粪便中有害气体的浓度产生有利影响[7]。目前,竹醋液在肉鸡生产中的应用研究尚未见报道。本试验以AA肉鸡为研究对象,探讨基础日粮中添加不同水平的竹醋液对其生产性能、免疫器官、血清生化指标、消化道及食糜pH值、消化酶活性、小肠形态、胸肌pH值、肉色以及粪便中氨气浓度的影响,为竹醋液作为肉鸡饲料添加剂的可行性提供一定依据。 1 材料与方法 1.1 试验动物
192只1日龄健康Arbor Acres肉鸡(简称AA肉鸡,公母各半,购于安徽和威农牧有限公司),初始体质量相近。饲料级竹醋液由江阴中炬生物科技有限公司提供。主要成分:水分80%~90%、乙酸0.32%、甲醇0.023%、丙酸0.02%、氨基酸0.015%~0.028%、酚0.006 4%、邻甲基苯酚0.004 0%、糖醛0.002 2%、其他0.5%~1.0%,以上均为体积分数。测试试剂盒购自南京建成生物工程研究所。 1.2 试验设计与饲养管理
采用单因子完全随机化设计试验,将192只1日龄健康AA肉鸡随机分成4个处理组,分别在其基础日粮中添加0、5、10和20 mL · kg-1的竹醋液(BV),简称对照、BV5、BV10和BV20组。每个处理组设6个重复,每个重复8只鸡。基础日粮(粉料)参照NRC(1994)标准配制。试验期为42 d,1~21日龄饲喂肉鸡前期日粮,22~42日龄饲喂肉鸡后期日粮。日粮组成和营养水平见表 1。
| % | ||||||||
| 组成Composition | 1~21 d | 22~42 d | 组成Composition | 1~21 d | 22~42 d | |||
| 饲料组成Ingredient | 营养组成Nutrient composition | |||||||
| 玉米Maize | 55.1 | 60.8 | 粗蛋白Crude protein | 21.88 | 19.41 | |||
| 豆粕Soybean meal | 32.2 | 23.7 | 钙Calcium | 0.97 | 0.81 | |||
| 玉米蛋白粉Corn gluten meal | 4.5 | 5.5 | 有效磷Available phosphorus | 0.33 | 0.39 | |||
| 豆油Soybean oil | 3.2 | 5.0 | 赖氨酸Lysine | 1.18 | 1.06 | |||
| 预混料1 Premix | 5.0 | 5.0 | 蛋氨酸Methionine | 0.5 | 0.43 | |||
| 蛋氨酸+胱氨酸Methionine+cystine | 0.87 | 0.76 | ||||||
| 代谢能2 Metabolisable energy | 12.56 | 13.34 | ||||||
|
注: 1)预混料为每kg日粮提供维生素A醋酸酯24 mg;维生素D36 mg;α-生育酚乙酸酯20 mg;维生素K 1.3 mg;维生素B1 2.2 mg;维生素B2 8 mg;维生素B3 40 mg;胆碱400 mg;泛酸钙10 mg;维生素B6 4 mg;生物素0.04 mg;叶酸1 mg;维生素B12 0.013 mg;铁80 mg;铜8.0 mg;锌65 mg;锰110 mg;碘1.1 mg;硒0.3 mg;杆菌肽锌30 mg。2)代谢能单位为MJ · kg-1。 Note: 1)Premix provided per kg of diet:transretinyl acetate 24 mg;cholecalciferol 6 mg;all-rac-α-tocopherol acetate 20 mg;menadione 1.3 mg;thiamin 2.2 mg;riboflavin 8 mg;nicotinamide 40 mg;choline chloride 400 mg;calcium pantothenate 10 mg;pyridoxine · HCl 4 mg;biotin 0.04 mg;folic acid 1 mg;vitamin B12 0.013 mg;iron 80 mg;copper 8.0 mg;zinc 65 mg;manganese 110 mg;iodine 1.1 mg;selenium 0.3 mg;bacitracin zinc 30 mg. 2)The unit of metabolisable energy is MJ · kg-1. |
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进雏前,对鸡舍进行彻底清洗、消毒。试验鸡采用笼养,期间24 h光照(白天自然光照,夜间白炽灯光照),自由采食和饮水。鸡舍第1~7天温度控制在32 ℃左右,以后温度逐渐下调至室温(25 ℃)。于试验第12天进行鸡新城疫、鸡传染性支气管炎和传染性法氏囊病三联多价及禽流感灭活疫苗免疫,免疫方式采用颈背侧皮下注射。试验中观察鸡群的精神状态,记录试验鸡采食量、死亡淘汰情况。 1.3 测定指标与方法
以重复为单位记录试验鸡每天的采食量,并分别于试验第1、21、42天以重复为单位对肉鸡空腹12 h后称体质量(断料12 h,自由饮水),计算试验各阶段以及试验全期肉鸡体增质量(BWG)、采食量(FI)以及料质量比(F/G)。
于42日龄清晨,每组随机抓取12只鸡,每个重复2只(1公1母),称体质量后颈静脉采血后放血致死,切开颈部和腹腔,分离并摘取胸腺、脾脏和法氏囊,剔除周围脂肪组织,用滤纸吸干血水后准确称质量。免疫器官指数按如下公式计算:免疫器官指数=器官质量(g)/活体质量(kg)。
静脉采血于10 mL离心管中,倾斜室温放置,待析出血清后于4 ℃下3 000 g离心15 min,血清分装后于-20 ℃保存待测。总蛋白(TP)采用考马斯亮蓝法测定,白蛋白(ALB)采用溴甲酚绿法测定,血清球蛋白(GLB)为血清总蛋白和白蛋白含量的差值。
样鸡屠宰后,迅速剖开腹腔,取出消化道,分离出肌胃和腺胃,将pH计(HI9125,意大利HANNA)插入肌胃和腺胃中,测定pH值。分离出肠道,轻轻挤出前肠(十二指肠和空肠)中的内容物约5 mL,混合均匀后使用pH计测定pH值。每个样品测3次,取平均值。
将测完pH值后的食糜置于-20 ℃保存,测定食糜中淀粉酶(AMS)、脂肪酶(LPS)、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性。
取完食糜后的十二指肠和空肠在相同的部位取1 cm左右,用4 ℃生理盐水洗净后放入4%多聚甲醛溶液固定24 h,制作组织切片,HE染色,观察小肠组织形态学。每个样品观察5个非连续性的横切面,每张切片测量10个最长肠绒毛高度和最深隐窝深度。
试验于42日龄时屠宰采样,每组随机抓取12只鸡,每个重复2只(1公1母)宰后45 min利用HI9125便携式pH计测定胸肌pH值(pH45 min),4 ℃冷藏24 h后再次测定pH值(pH24 h)。测定时pH计探头以45°角插入胸大肌中,在测定不同样品前,用去离子水冲洗探头。每个样品测3次,取其平均值进行统计。
pH24 h测定结束后,紧接着用色差仪(Konicaminolta Allbratinn Plate,日本)对胸肌中部3个点进行各胸肌亮度(L*)、红色度(a*)和黄色度(b*)的测定。
试验结束当天,在每个重复中收集鸡粪100 g,将其装入500 mL玻璃瓶。在30 ℃条件下发酵24 h。用一个内装10 mL吸收液的大型气泡吸收管,以0.5 L · min-1流量,采气0.25 L,然后采用容量分析法测定氨气浓度(mg · m-3)。 1.4 数据统计与分析
数据先用Microsoft Excel 2010作初步处理,然后采用GraphPad(Prism 5)统计软件进行处理,经单因素方差分析(ANOVA),差异显著性检验采用Turkey检验法进行多重比较。 2 结果与分析 2.1 竹醋液对肉鸡生产性能的影响
由表 2可见:在0~3周生长阶段中对照组和10 mL · kg-1 BV添加组(BV10组)体增质量显著高于其他2个竹醋液添加组(P < 0.05),并且BV10组料质量比显著低于20 mL · kg-1 BV添加组(BV20组)(P < 0.05)。在0~6周生长阶段中BV10组体增质量显著高于BV20组(P < 0.05)。除此之外,在0~3周、3~6周和0~6周生长阶段中,对照组及各竹醋液组间的体增质量及料质量比均无显著差异(P>0.05)。
| 生长阶段Growth Stage | 项目Item | 竹醋液添加水平/(mL·kg-1) The level of bamboo vinegar | |||
| 0 | 5 | 10 | 20 | ||
| 0~3周0-3 weeks | 体增质量/g Body weight gain | 857.20±8.17a | 800.30±10.45b | 861.50±20.58a | 807.50±13.06b |
| 采食量/g Food intake | 1 122.80±16.07 | 1 072.40±8.87 | 1 119.90±34.78 | 1 090.10±22.69 | |
| 料质量比Feed/gain | 1.31±0.01ab | 1.34±0.01ab | 1.30±0.01a | 1.35±0.01b | |
| 4~6周4-6 weeks | 体增质量/g Body weight gain | 1 300.00±14.50 | 1 425.00±32.98 | 1 346.00±24.15 | 1 281.00±28.39 |
| 采食量/g Food intake | 2 649.40±24.85 | 2 842.90±89.07 | 2 735.10±84.24 | 2 656.80±76.89 | |
| 料质量比Feed/gain | 2.04±0.03 | 2.00±0.04 | 2.03±0.01 | 2.07±0.01 | |
| 0~6周0-6weeks | 体增质量/g Body weight gain | 2 150.00±22.67ab | 2 226.00±43.33ab | 2 208.00±44.93a | 2 095.00±31.45b |
| 采食量/g Food Intake | 3 719.50±35.82 | 3 850.90±133.70 | 3 841.00±119.80 | 3 729.10±118.30 | |
| 料质量比Feed/gain | 1.73±0.02 | 1.73±0.01 | 1.74±0.01 | 1.78±0.01 | |
|
注:同行肩标不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。
Note:The data within a row with different small letters mean significantly difference at 0.05 level. |
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图 1显示:添加竹醋液后肉鸡胸腺指数有所降低,脾脏指数和法氏囊指数有所升高,但是均无显著影响(P > 0.05)。
 | 图 1 竹醋液对肉鸡免疫器官指数的影响(n=12) Fig. 1 Effect of dietary bamboo vinegar on the immune organ index in broiler chickens |
如图 2所示:肉鸡日粮中添加竹醋液后血清总蛋白和球蛋白含量均有升高,血清白蛋白含量均有下降,且1 mL · kg-1 BV添加组(BV1组)显著低于对照组(P < 0.05),BV20组极显著低于对照组(P < 0.01)。5 mL · kg-1 BV添加组(BV5组)和BV20组血清中球蛋白含量显著高于对照组(P < 0.05)。血清淀粉酶活性在各组间无显著差异(P>0.05),但均低于对照组。
 | 图 2 竹醋液对肉鸡血清生化指标的影响,(*P<0.05,* *P<0.01;n=12) Fig. 2 Effect of dietary bamboo vinegar on serum biochemical values in broiler chickens |
如图 3所示:添加竹醋液后肌胃和腺胃pH值均降低,并呈现出剂量效应,且BV20组肌胃pH值和腺胃pH值均显著低于对照组(P < 0.05)。随着竹醋液添加水平的增加,小肠食糜pH值也相应的降低,BV20和BV10组小肠食糜pH均极显著低于对照组(P < 0.01)。
 | 图 3 竹醋液对肉鸡肌胃(A)、腺胃(B)及小肠食糜(C)pH值的影响(n=12; *P<0.05, * *P < 0.01) Fig. 3 Effect of dietary bamboo vinegar on the pH value of gizzard(A),proventriculus(B) and chyme(C)in small intestine of broiler chickens |
如图 4所示:日粮中添加竹醋液后,肉鸡小肠食糜淀粉酶和糜蛋白酶活性升高,BV10组淀粉酶活性显著高于对照组(P < 0.05),BV5和BV10组糜蛋白酶活性极显著高于对照组(P < 0.01),BV10组糜蛋白酶活性显著高于BV20组(P < 0.05)。日粮中添加竹醋液后脂肪酶活性均下降,并呈现出一定的剂量效应,但是没有显著差异(P > 0.05)。BV20组胰蛋白酶活性高于其他3个组,但无显著差异(P > 0.05)。
 | 图 4 竹醋液对肉鸡小肠食糜消化酶活性的影响(n=12, *P < 0.05, * *P < 0.01) Fig. 4Effect of dietary bamboo vinegar on digestive enzyme activity of chyme in small intestine of broiler chickens |
由表 3可知:BV10和BV20组十二指肠绒毛长度和隐窝深度均增加,且绒毛长度极显著高于BV5组(P < 0.01),隐窝深度极显著高于对照组和BV5组(P < 0.01),BV10组空肠绒毛长度显著高于对照组和BV20组(P < 0.05),并极显著高于BV5组(P < 0.01),且其空肠隐窝深度最低,极显著低于BV5组(P < 0.01)。
| 项目Item | 部位Part | 竹醋液添加水平/(mL·kg-1) Level of bamboo vinegar | ||||
| 0 | 5 | 10 | 20 | |||
| 绒毛长度/μm Villus height | 十二指肠Duodenum | 134.0±3.3A | 119.6±3.4B | 144.1±3.9A | 136.3±1.8A | |
| 空肠Jejunum | 138.6±3.7ABa | 136.4±5.3Aa | 156.7±3.6Bb | 136.2±3.8Ba | ||
| 隐窝深度/μm Crypt depth | 十二指肠Duodenum | 30.7±1.2A | 29.1±0.7A | 40.4±1.1B | 37.0±1.4B | |
| 空肠Jejunum | 33.5±1.1AB | 39.8±3.5A | 28.8±1.4B | 34.5±1.8AB | ||
|
注:同行肩标不同大小写字母分别表示差异极显著(P < 0.01)和差异显著(P < 0.05)。
Note:The different capital letters and small letters mean significant difference at 0.01 and 0.05 levels. |
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如图 5所示:BV5组肉鸡胸肌pH45 min极显著的高于其他3个组(P < 0.01),而肌肉胸肌pH24 h在各组间无显著差异。
 | 图 5 竹醋液对肉鸡胸肌pH值的影响 Fig. 5Effect of dietary bamboo vinegar on the pH value of pectorals in broiler chickens |
由图 6可知:添加竹醋液后胸肌亮度(L*)值有所降低,红色度(a*)值有所升高,但与对照组相比,L*、a*和b*值差异不显著(P > 0.05)。
 | 图 6 竹醋液对肉鸡胸肌肉色(L*、a*、b*值)的影响(n=12) Fig. 6Effect of dietary bamboo vinegar on meat colour in broiler chickens |
由图 7可知:添加竹醋液后,发酵鸡粪中氨气产生量均有所降低,其中BV5组氨气产生量显著低于对照组(P < 0.05)。
 | 图 7 竹醋液对发酵鸡粪中氨气产生量的影响(n=6) Fig. 7 Effect of dietary bamboo vinegar on ammonia production in manure fermentation in broiler chickens |
在整个试验期均观察到添加10 mL · kg-1竹醋液可以提高生产性能,该结果与Kook等[8, 9]研究结果基本一致。竹醋的主要有机成分为乙酸[10],Baimark等[6]提出竹醋液在体外有着比甲酸和乙酸更强的抗菌率,另外他们认为竹醋液中的酚类化合物可能有抗菌作用。Kishi等[11]发现切除卵巢的大鼠能够通过乙酸调节肠道有益菌和病原菌的平衡,从而提高营养物质的消化和吸收。Benkeblia等[12]的研究表明酚类化合物表现出抗菌活性,适合作为天然抗菌添加剂加入到多种食品中。本试验中10 mL · kg-1竹醋液提高肉鸡生产性能的原因可能是由于竹醋液对肠道微生物产生有益影响从而改善了肠道环境,Choi等[13]的研究结果支持这一结论。Kook等[8]也发现日粮中添加20 mL · kg-1竹醋液减少了肉鸭肠道中大肠杆菌和沙门氏菌的浓度。蒋竹英等[14]的研究表明添加质量分数为0.99%的竹醋液可以缓解DON污染饲料导致的肠绒毛萎缩和隐窝加深。本试验中添加20 mL · kg-1竹醋液组肉鸡生产性能不及添加10 mL · kg-1竹醋液组,另外在试验过程中我们发现添加20 mL · kg-1竹醋液后饲料水分含量增加,在试验的第38天时饲料出现结块和轻微的霉变,这可能是导致生产性能下降的原因之一。 3.2 竹醋液对肉鸡免疫器官发育的影响
胸腺、法氏囊及脾脏是禽类的主要免疫器官[15],它们在家禽的免疫过程中发挥着十分重要的作用。目前尚未见竹醋液对肉鸡免疫器官的影响的研究报道,在本试验中添加竹醋液对肉鸡免疫器官的指数稍有提高但没有显著影响。 3.3 竹醋液对肉鸡血清生化指标的影响
鸡的血液蛋白质具有其特定的生理生化功能。另外肉鸡血清蛋白含量通常还能反映肉鸡对日粮中蛋白质利用率情况[16],本试验中添加竹醋液后增加了血清总蛋白和球蛋白含量,说明添加竹醋液提高了肉鸡对日粮中蛋白质的利用率。许多研究表明,酸化剂能够改善矿质元素铁、钙、磷等利用,这对提高机体免疫起着重要作用[17, 18, 19]。Knekt等[20]的研究表明植物源的多酚粗提液混合物具有重要的抗癌、抗菌和抗病作用。钱俊青等[21]的研究表明竹醋液中的醇、酮、酯、吡啶和直链酸类以及酚类具有抗炎作用。由此推测竹醋液可能通过组分中的乙酸和酚类化合物发挥其提高机体免疫力作用。 3.4 竹醋液对肉鸡消化道pH值和消化酶活性的影响
Dibner等[22]提出酸化剂能增加消化酶、微生物植酸酶活性以及增加胰腺分泌物。Burnell等[23]和Risley等[24]的研究表明,饲料中添加酸性物质后,饲粮pH值、胃中内容物pH值均会降低。本试验研究结果也证实,饲料中添加竹醋液后可以显著降低肉鸡肌胃、腺胃和小肠食糜的pH值,其中添加20 mL · kg-1的竹醋液效果最为显著。消化液以及饲料中的各种酶均能影响小肠中的食糜消化酶活性。侯永清等[25]研究表明,添加柠檬酸和磷酸后仔猪小肠内胰蛋白酶和淀粉酶活性得到显著的提高;另外,添加磷酸可增加小肠胰蛋白酶活性和显著影响胃蛋白酶活性。在本研究中淀粉酶和糜蛋白酶活性显著升高,与该结论一致。
Akakabe等[5]也提出因竹醋液有着较低的pH值(2.5~2.8),因此推测竹醋液具有类似酸化剂的作用。然而由于评价竹醋液对肉鸡的影响有限,竹醋液影响生产性能的准确机制还需进一步的研究。 3.5 竹醋液对肉鸡十二指肠和空肠形态的影响
小肠是营养物质吸收的主要场所,维持小肠正常的形态结构是营养物质能够被充分消化与吸收的基础,在许多研究中常使用绒毛高度和隐窝深度来衡量小肠的消化和吸收能力[26, 27],隐窝深度增加会减弱小肠对营养物质的吸收能力,绒毛高度增加会增强小肠对营养物质的吸收能力。Ruttanavut等[10]发现蛋鸡日粮中同时添加竹炭粉和竹醋液比仅添加竹炭粉更能提高小肠绒毛高度、绒毛面积和上皮面积,并能增加有丝分裂期的细胞数量。本试验结果显示日粮中添加10 mL · kg-1和20 mL · kg-1的竹醋液后,肉鸡十二指肠绒毛长度和隐窝深度均显著增加,10 mL · kg-1竹醋液组空肠绒毛长度显著高于其他组,且其空肠隐窝深度最低。该结果提示,竹醋液通过增加肠绒毛高度、减少隐窝深度,来影响肉鸡十二指肠和空肠的形态,从而影响肉鸡的生产性能。 3.6 竹醋液对肉鸡肌肉品质的影响
Kook等[8]研究报道,日粮中添加竹醋液增加了猪背最长肌的肌肉黄度和红度;Yan等[28]研究发现饲喂添加0.2%竹醋液的育肥猪肉色和硬度均明显改善,这可能的原因是酚类化合物能够与油脂和羟基自由基反应使其转变为稳定产物[29]。Simitzis等[30]研究发现,酚类化合物摄入机体后会被吸收进入血液循环系统且发挥重要的抗氧化活性。Gladine等[31]也报道酚类化合物可导致氧化稳定性升高。因此我们推测竹醋液对肉质影响的作用机制之一可能是它的抗氧化作用。在本试验中,我们发现肌肉pH值在45 min时有差异,但24 h后差异消失,这说明竹醋液的低pH值对肌肉pH值无影响。此外,添加竹醋液后肉色a*值升高,Stivarius等[32]提出,乙酸可以通过与血红素反应产生氨基酸、胺类以及其他有色物质,从而减少肠道大肠杆菌和鼠沙门氏菌等细菌水平,并引起牛肉颜色的改变(亮度、红度、黄度)。由于血红素中铁存在的化学状态也会影响肉色,因此,竹醋液可能通过其组分中的乙酸和酚类物质影响铁的化学状态从而影响肉色。 3.7 竹醋液对肉鸡粪便发酵后氨气含量的影响
禽类由于肠道较短,造成其饲料利用率不高,饲料中有很大一部分的含氮类营养物质在利用不充分的情况下就被排出体外,此外家禽粪便中的主要成分尿酸被认为是家禽粪氮的主要存在形式。很多研究认为微生物分解粪便中的尿酸造成禽舍以及粪便中氨产生[33],氨的排放量也由于微生物的活动而增加。
养殖场畜禽粪便造成的危害日益显现,氨气是影响养殖者、污染空气和动物健康的重要因素之一。从本试验的结果来看,在肉鸡基础日粮中添加竹醋液,可以显著降低发酵鸡粪中氨气的含量。Ruttanavut等[34]的研究发现饲喂竹炭粉与竹醋液混合物可以降低粪便中氨气含量。
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