低聚木糖对蛋鸡的促生长作用及促生长机理研究

  

  摘要

  

  采用生物技术,由天然植物纤维原料提取得到具有生物活性的低聚木糖。在体外严格厌氧条件下,以5.00g/l低聚木糖分别培养两歧双歧杆菌和青春双歧杆菌30h后,两歧双歧杆菌和青春双歧杆菌的菌体浓度可分别增殖1.8倍和4.7倍。因而,该低聚木糖也能够对蛋鸡肠道内的双歧杆菌有效增殖,进而对蛋鸡产生多种保健促生长作用,可显著提高蛋鸡的生产性能。当低聚木糖添加量为饲料重量的0.007%时促生长效果最佳,蛋鸡的产蛋率可提高2.0%~4.0%,产蛋重可提高4.5%~6.3%,蛋料比可提高3.6%~5.7%。蛋鸡饲喂低聚木糖后,对鸡蛋的蛋形和蛋壳、必需氨基酸和微量元素等鸡蛋品质指标没有显著影响。经济分析表明,添加低聚木糖0.007%,1 000羽蛋鸡厂一年可增收毛利润17%~28%,具有良好的社会效益和经济效益。
关键词 低聚木糖;蛋鸡;双歧杆菌;生产性能;鸡蛋品质
中图分类号 TQ914.1;S816.7

  

  随着社会和经济的发展,人们对无公害畜禽产品的需求日益迫切。联合国粮农组织FAO、国际动物卫生组织OIE和世界卫生组织WHO共同提出了“抗性开端”概念来控制兽用药品的使用,未来将彻底禁止对动物使用抗生素以防止对人类产生巨大危害。因而,新型无污染、无残留和无公害的安全绿色饲料和饲料添加剂成为当前研究和开发的热点和重点,其中低聚木糖凭借其对动物独特的保健促生长功效和安全性在众多的产品中脱颖而出,倍受关注。

  

  低聚木糖作为一种性能独特的双歧因子,对动物和人体肠道内的双歧杆菌具有高选择性增殖功能,进而对宿主产生多种保健和促生长作用,其功效已获得营养界的一致认可。文中以天然植物纤维为原料,经生物技术提取制得低聚木糖,以该低聚木糖为双歧因子,研究了其添加饲喂蛋鸡的促生长效果和促生长机理。

  

  1材料与方法
1.1 低聚木糖
液状,低聚木糖含量为5%(w/v)。由南京林业大学生物化工研究所提供。
1.2 蛋鸡饲喂试验
1.2.1 试验鸡种

新罗曼鸡,鸡龄13个月;试验在江苏省东台市3个养鸡厂进行;饲养均采用三层阶梯式笼养方式,每笼2羽或3羽鸡。

  

  1.2.2 试验设计
本试验在3个养鸡厂同时进行,每个鸡厂经预试调平后随机分成空白对照组、添加低聚木糖0.007% 组和添加低聚木糖0.010% 组。
1.2.3 试验基础日粮配方

蛋鸡基础日粮配方按蛋鸡营养配制,全价料中各原料来源分别为:玉米和贝壳为江苏省盐城市地产,豆粕由江苏省张家港东海粮油公司提供,预混料采用江苏省东台市“申光牌”预混料(维生素、微量元素、氨基酸及鱼粉)。蛋鸡基础日粮配方为(%):玉米 62、豆粕 25、贝壳 8、预混料 5。
1.2.4 试验鸡饲养管理方法

本试验中鸡自由采食、饮水,光照时间为16h。每羽蛋鸡日饲喂饲料120~125g,饲喂方法为每天喂料两次,分别为上午8时和下午3时。

  

  1.3 低聚木糖体外增殖双歧杆菌
1.3.1 菌株
青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis Reuter E194a)和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum Tissei)为严格厌氧菌株,由中国食品发酵工业研究所工业微生物菌种保藏中心提供。

  

  1.3.2 培养基

  

  蛋白胨 0.5%、胰胨 0.5%、牛肉浸膏 0.5%、酵母汁 1.0%、CaCl2 0.000 8%、MgSO4 0.001 925%、KH2PO4 0.004%、NaHCO3 0.04%、NaCl 0.008%、L-半胱氨酸0.05%、硫代乙醇酸钠0.05%。其中活化培养基中加入葡萄糖1.0%,低聚木糖培养基中加入低聚木糖0.5%。

  

  1.3.3 双歧杆菌的体外厌氧培养

在YQX-1型厌氧培养系统中,采用(37±1)℃严格厌氧培养双歧杆菌。先以活化培养基分别培养青春双歧和两歧双歧杆菌种母36h后,再接入低聚木糖培养基。

  

  1.4 分析和测定

蛋鸡饲养时每天下午3时分组记录蛋数、称量蛋重和饲料消耗量,试验结果用t检验其显著性。随机抽取鸡蛋进行质量分析,由南京农业大学测定。

  

  总还原糖测定采用DNS法,采用高效液相色谱法分析低聚木糖的糖组成。

  

  2结果与讨论

  

  2.1 添加低聚木糖对蛋鸡生产能力的影响

为检验低聚木糖对动物的促生长效果,分别在3个蛋鸡厂A、B和C同时进行了添加饲喂试验。试验自10月至12月共历时60d,低聚木糖添加量分别为饲料用量的0.007% 和0.010%(w/w),试验结果见表1。

  

  如表1所示,由于饲养环境和条件的不同,3个蛋鸡厂的生产水平略有差异,但试验结果一致表明,与空白对照组相比,在饲料中添加0.007% 低聚木糖后,蛋鸡的日产蛋数和日产蛋重均显著提高,而日饲料消耗量没有显著差异(t检验,取α为0.05,双侧检验)。除鸡厂C外,添加0.010% 低聚木糖时的日产蛋数和日产蛋重的提高不显著。

  

  相比而言,添加低聚木糖0.007%组的产蛋效果更好,不仅可减少低聚木糖的用量30%,而且产蛋率可提高2.0%~4.0%;产蛋重可提高4.5%~6.3%;蛋料比可提高3.6%~5.7%。因此,低聚木糖合理的添加量可选取为饲料重量的0.007%。

  

  2.2添加低聚木糖对蛋品质量的影响

对蛋品质量的检测结果表明,添加低聚木糖后,鸡蛋的蛋形、蛋壳、必需氨基酸(见表2)和微量元素等指标(未发表)与空白对照组并没有显著差别。但同时发现,添加0.007%低聚木糖后鸡蛋外壳颜色红润,明显优于空白对照组。并且某些品质指标明显优于对照组(未发表),这为高品质的绿色鸡蛋的生产开辟了一条新路。

  

  2.3低聚木糖对动物的促生长机理

青春双歧杆菌和两歧双歧杆菌是动物肠道内典型的双歧杆菌。在体外严格厌氧培养系统中模拟动物肠道内的厌氧环境,以5.00g/l低聚木糖为碳源,自然pH值条件分别培养两歧双歧杆菌和青春双歧杆菌,生长情况如图1所示。

  

  由图1可见,在体外严格厌氧条件下低聚木糖对两种双歧杆菌都能有效增殖,且增殖规律相似:消耗低聚木糖的同时,菌体浓度增长,培养基的pH值下降。这表明,两种双歧杆菌均可代谢低聚木糖,并产生酸性物质,如乙酸、丙酸和丁酸等。这些酸可使其生长环境的pH值下降,有利于促使动物肠道的蠕动并抑制肠道内的其它有害微生物,进而改善肠道的微生态环境,起到保健和促生长的作用。前期研究已证实,单纯的木糖对两歧双歧杆菌和青春双歧杆菌几乎不能增殖,因此低聚木糖对双歧杆菌的增殖功能主要源于其所含的双歧因子,即木二糖、木三糖、木四糖和木五糖等低聚糖组分。

  

  低聚木糖对两种双歧杆菌的体外厌氧增殖效果又存在着明显的差异:尽管青春双歧杆菌在低聚木糖培养基中的适应期较长,但12h后其生长速率迅速上升,主要生化指标明显高于两歧双歧杆菌。培养30h后,青春双歧杆菌培养基的总还原糖由5.00g/l下降到 3.28g/l,耗糖率达34.5%,菌体干重由初始的0.19g/l上升到0.90g/l,菌体增殖4.7倍,平均增殖速率达 0.026 g/(l·h), 糖转化率为 41.3%;与之相比,两歧双歧杆菌的总还原糖浓度由5.00g/l降至3.56g/l,耗糖率为 28.8%,但其菌体浓度仅从 0.15g/l增至0.27g/l,菌体增殖1.8倍,平均增殖速率为0.007g/(l·h),对应的糖转化率为 8.3%。产生差异的原因主要与两种双歧杆菌的生理特性有关。

目前,学术界一致认为,低聚木糖对人体和动物的促生长功能主要源于以下途径:①颉颃作用,即促使双歧杆菌等有益菌大量增殖,竞争性排斥大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌定植的着生位点,从而抑制致病菌;②提高动物的非特异性免疫能力,增强机体对病原菌的抵抗力;③改善动物肠道微生态环境,抑制致病菌的生长,提高饲料的消化吸收能力;④分解有害物质,产生有机酸等有益物质,减轻粪便臭味,改善饲养环境。上述体外增殖试验进一步证实,由植物纤维原料中用生物技术提取的低聚木糖可对蛋鸡肠道内的双歧杆菌有效增殖,进而对蛋鸡产生多种保健促生作用。

  

   2.4添加低聚木糖对蛋鸡养殖的经济效益初步分析
2.4.1计算
各试验组鸡数60~120羽,平均日投放饲料
0.120~0.125kg/羽,年均产蛋期以300d计。
2.4.2小鸡成本

小鸡饲喂至产蛋需120d,成本13元/羽(含小鸡、鸡药和饲料费),老化蛋鸡销售价格10元/羽(5.4~5.68元/kg,1.75~2.25kg/羽),则小鸡成本为(13~10)/300=0.01元/(羽·d)。

  

   2.4.3价格
鸡蛋4.00元/kg、饲料1.40元/kg、低聚木糖200元/kg。
2.4.4计算公式

计算时按各养鸡场试验期内各组实际产蛋重、饲料消耗量和低聚木糖添加量,按下列公式计算毛利润(即包括劳动力工资在内的纯收入):

  

   毛利润(元)=蛋重×4.00-饲料×1.40-鸡数×天数×0.01-低聚木糖成本
3个鸡厂添加低聚木糖0.007%的全年(300d)毛利润分析结果如表3。

  

   从表3可见,与空白对照组相比较,添加低聚木糖0.007%饲喂蛋鸡后,1 000只鸡一年可增收毛利润1 896~3 464元,增加幅度为17%~28%。

  

  2.5 低聚木糖对动物的促生长机理和应用前景分析

养鸡业是我国农村和农业的支柱产业之一。由于养鸡场鸡群密度高,通风、光照条件较差,粪便恶臭,空气污染严重,造成鸡群消化不良,食欲不振,各种疾病容易蔓延。这不但影响了饲料利用率、产肉率和产蛋率,而且大幅度增加了鸡药费用,严重影响产品质量。据统计,一只肉鸡饲养期为50~60d,药费为0.6~0.7元;一只蛋鸡饲养期为400~500d,药费为3~4元。短时期内大量用药,造成鸡和鸡蛋的残药量严重超标,危及人类身体健康,严重影响我国畜禽产品的品质和出口外销。因而,研究和开发新型无残留的安全型饲料添加剂是当前一项十分紧迫的任务,意义重大。

  

  
目前常用的动物保健饲料添加剂有微生态制剂、低聚异麦芽糖、酶制剂和增重剂等。微生态制剂在生产和饲用时存活性是个难题,饲用过程中经过动物胃液浸洗和漫长的消化道抵达大肠时,能发挥繁殖作用的活菌体已所剩无几。此外,人工培养的双歧杆菌与动物肠道的天然菌群是否具有同样的功效以及对动物的遗传是否有影响还是一个未知数,因此,服用活菌制剂的安全性和可行性在科学界一直是一个有争议的问题。低聚异麦芽糖、酶制剂、增重剂等由于用量较大、成本较高,在推广应用中许多问题有待解决。低聚木糖是从富含木聚糖的天然植物中经生物技术提取而得,主要由2~8个木糖以β-1,4-糖苷键连接而成。与其它功能性低聚糖(低聚果糖、低聚乳糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖等)相比,低聚木糖具有独特的优点:①它是一种天然的糖类物质,对人体和动物十分安全;②低聚木糖基本上不被人体和动物消化酶系统所分解(即使是它的单体——木糖也很难被人体和动物消化),因而可全部抵达大肠,供双歧杆菌利用;③对双歧杆菌有高选择性增殖效果,特别是二聚、三聚、四聚和五聚体;④极高的酸稳定性,在pH值0.8~1.5条件下(相当于人体胃液的酸度)长时间不降解;⑤与食物的配伍性好,能促进钙的吸收。同时,本研究结果也进一步证实低聚木糖能够有效增殖双歧杆菌,并且对蛋鸡的促生长作用明显,具有良好的社会效益和经济效益。低聚木糖作为一种新型的安全绿色型饲料添加剂,对推动我国的畜牧业的产品升级和产业发展具有十分积极的意义,其市场前景将十分广阔。

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