夏 濤,王乙茹,劉元述,楊保和,程志斌*
(1. 云南農業(yè)大學動物科學技術學院,云南昆明 650201;2. 昆明三正生物科技(集團)有限公司,云南昆明 650217;3. 云南快大多畜牧科技有限公司,云南玉溪 653100)
凝結芽孢桿菌(Bacillus coagulans)按細菌分類學歸于芽孢桿菌屬細菌[1-2],具有耐高溫[3]、耐胃酸[4]、耐膽鹽[5]等良好的抗逆性;另外,凝結芽孢桿菌高效產乳酸[6],因此也歸為乳酸(類)菌[7]。凝結芽孢桿菌集合了芽孢桿菌和乳酸菌的共同優(yōu)勢,適合作為畜禽顆粒飼料的添加劑應用,且安全性好,在我國飼料與畜禽養(yǎng)殖業(yè)受到了廣泛關注[4,8-12]。
2013年12月,我國農業(yè)部正式將凝結芽孢桿菌列入《飼料添加劑品種目錄(2013)》,使用范圍為肉雞、生長肥育豬和水產動物[8]。然而,飼用凝結芽孢桿菌至今未在蛋禽養(yǎng)殖中規(guī)范應用[9],這與該益生菌在蛋禽上的科學研究較少有關。課題組全面搜索了相關文獻發(fā)現(xiàn),目前國外期刊沒有刊登飼用凝結芽孢桿菌在蛋禽領域的研究文獻,因此本文主要依據(jù)國內報道的文獻,綜述飼用凝結芽孢桿菌在蛋禽生產中的應用效果及其可能的作用機理,為飼用凝結芽孢桿菌在蛋禽生產中的應用提供參考。
飼糧中添加益生菌制劑,能有效改善蛋禽的產蛋性能[13-15]。已有的試驗研究結果(表1)顯示,飼用益生菌凝結芽孢桿菌對蛋雞、蛋鴨的產蛋性能具有一定的改善作用,尤其是料蛋比。程志斌等[9]報道,與空白對照組相比, 0.3×106、0.75×106、1.0×106CFU/g(全價配合飼料)凝結芽孢桿菌(昆明三正生物科技有限公司)組肉雞料蛋比顯著降低,且這一作用效果有明顯的劑量效應,1.0×106CFU/g飼用凝結芽孢桿菌組效果最佳。黃世猛等[12]進一步證實,2.5×107CFU/g飼用凝結芽孢桿菌(試驗菌株編號:AN-CB161;課題組從雞糞中分離)顯著改善了產蛋雞的料蛋比,且比程志斌等[9]試驗的改善幅度更大。另外,王向榮等[16](湖南普菲克生物科技有限公司產品)和梁振華等[17](湖北綠天地生物科技有限公司產品)在蛋鴨上證實了飼用凝集芽孢桿菌改善料蛋比的良好效果。
料蛋比的改善與蛋禽增強對飼糧營養(yǎng)物質的消化吸收有關[9,18]。程志斌等[9]通過代謝試驗發(fā)現(xiàn),飼用凝結芽孢桿菌顯著提高了蛋雞對飼糧氮的表觀代謝率,提示飼用凝結芽孢桿菌提高了蛋雞腸道對飼料蛋白質的消化吸收。迄今為止沒有飼用凝結芽孢桿菌對蛋禽腸道消化酶(包括蛋白酶)活性及腸道組織形態(tài)(包括絨毛高度、隱窩深度)影響的直接試驗數(shù)據(jù)與科學報道,但可以部分借鑒凝結芽孢桿菌在肉雞上的試驗報道。Wang等[19]最早發(fā)現(xiàn)飼用凝結芽孢桿菌(菌株編號:NJ0516;課題組從雞舍地面中分離)顯著提高了肉雞十二指腸食糜中蛋白酶活性,增強了家禽對蛋白質的消化能力;Wu等[20]最新研究發(fā)現(xiàn),飼用凝結芽孢桿菌(湖南株洲智薈生物科技有限公司)顯著增加了肉雞空腸的絨毛高度,增強了家禽對飼料營養(yǎng)的吸收效率。而且,凝結芽孢桿菌體外培養(yǎng)及代謝產物分析的大量試驗也證明[21-23],凝結芽孢桿菌在增殖、增生的過程中能夠分泌蛋白酶、淀粉酶等多種消化酶。以上報道可以旁證,飼糧添加的凝結芽孢桿菌在蛋禽腸道中增殖、增生后,其分泌的蛋白酶等多種消化酶類具有補充腸道內源酶的作用,這可能是程志斌等[9]檢測到飼用凝結芽孢桿菌可提高飼料氮表觀代謝率、改善料蛋比的重要原因。
表1 飼用凝結芽孢桿菌對蛋禽產蛋性能的影響
在此基礎上,黃遵錫等[24]進一步研究了凝結芽孢桿菌(昆明三正生物科技有限公司)改善蛋雞對飼料蛋白質代謝利用的影響,發(fā)現(xiàn)飼用凝結芽孢桿菌顯著降低了產蛋雞的血清尿素氮含量。參考凝結芽孢桿菌在肉雞上的試驗報道,趙娜等[25](湖北綠天地生物科技有限公司產品)與林麗花等[26](福建洛東生物技術有限公司產品)試驗均證明,飼用凝結芽孢桿菌顯著降低了肉雞血清尿素氮含量。以上研究表明,飼糧添加凝結芽孢桿菌具有促進家禽對蛋白質營養(yǎng)消化、吸收與利用的綜合作用,這是飼用凝結芽孢桿菌改善蛋禽料蛋比及產蛋性能的重要作用機理。
死淘率即是評價產蛋家禽群體健康狀況的重要生產指標,也是保障養(yǎng)殖經濟效益的關鍵指標[27-29]。趙娜等[28]在9000只高峰期羅曼蛋雞上的試驗顯示,飼糧添加凝結芽孢桿菌(湖北綠天地生物科技有限公司)顯著降低了蛋雞的死淘率。趙必遷等[29]用更大規(guī)模(24 000只)的產蛋雞生產數(shù)據(jù)同樣證明,飼用凝結芽孢桿菌(昆明三正生物科技有限公司)顯著減少了蛋雞的死淘率。梁振華等[17]在2 000只蛋鴨上得出了與蛋雞相似的結論。只有王向榮等[16]報道,飼用凝結芽孢桿菌沒有顯著改善蛋鴨的死淘率,這可能是由于王向榮等[16]采用的試驗動物數(shù)量(240只)太少以及試驗周期(25 d)太短,不足以得出較科學、客觀的結論。綜合以上研究報道,本文認為飼用凝結芽孢桿菌具有降低蛋禽死淘率的作用,其具體的作用機理也值得科學探討。
一般而言,產蛋家禽的機體免疫力越強,因腸道疾病等因素造成蛋禽死亡及淘汰的數(shù)量則越低[27-28]。目前,飼用凝結芽孢桿菌通過增強蛋禽免疫功能、降低死淘率的具體機理尚不清晰。在蛋雞上僅有的1篇報道顯示,1.0×106CFU/g凝結芽孢桿菌顯著提高了蛋雞血清白蛋白含量[24],而血清白蛋白含量與機體免疫功能呈一定正相關[24-25]。鑒于目前國內外有關凝結芽孢桿菌對蛋禽免疫功能作用的報道幾乎沒有,如果借鑒肉雞上的試驗則顯示,林麗花等[26]與張營營等[30]共同報道了飼用凝結芽孢桿菌(菌株編號:Liu-gl;課題組從奶酪中分離)顯著提高肉雞血清白蛋白含量,這與蛋雞上的報道一致[24]。趙娜等[25]進一步研究發(fā)現(xiàn),飼用凝結芽孢桿菌顯著提高了21日齡及42日齡肉雞的血清球蛋白含量。血清球蛋白是血清白蛋白的重要組成部分,是決定機體血液免疫的重要指標之一。此外,趙娜等[25]、張營營等[30]、宮秀燕等[31]均報道,飼用凝結芽孢桿菌(中國科學院西安酶工程研究所)具有提高肉雞胸腺指數(shù)和(或)脾臟指數(shù)等免疫器官發(fā)育的效果。
綜上分析,進一步系統(tǒng)地開展凝結芽孢桿菌對蛋禽免疫功能影響的研究,從而揭示蛋禽死淘率降低的確切機理,對促進凝結芽孢桿菌這一新型飼用益生菌在蛋禽上的應用具有很高的科學意義和生產價值。
程志斌等[9]最早發(fā)現(xiàn),在產量率約90%的高峰期蛋雞飼糧中添加0.3×106~1.0×106CFU/g凝結芽孢桿菌,產蛋率沒有進一步提高。趙娜等[28]和黃世猛等[12]同樣在高峰期(產量率為86~88%)蛋雞上試驗發(fā)現(xiàn),凝結芽孢桿菌添加量提高至2.0×107~ 2.5×107CFU/g對產蛋率無提高作用,與程志斌等[9]結果一致。王向榮等[16]在高峰期蛋鴨上的研究得出了相似的結果。
分析凝結芽孢桿菌對高峰期蛋禽產蛋率改善效果不明顯的因素:其一,高峰期蛋禽的腸道消化、吸收功能處于正常或較高的生理狀態(tài),凝結芽孢桿菌調控腸道的益生功能不明顯[9]。其二,試驗周期約28~56 d,且產蛋率穩(wěn)定在較高水平(高于86%),這極易造成短期統(tǒng)計的產蛋率數(shù)據(jù)雖有增加,但統(tǒng)計差異不顯著[12]。據(jù)此,梁振華等[17]最新在蛋鴨上做了一個試驗周期90 d的較長試驗,試驗前期(301~330日齡),對照組和凝結芽孢桿菌組的產蛋率分別為87.08%、88.67%;試驗中期(331~360日齡),對照組產蛋率降至81.68%,凝結芽孢桿菌組產蛋率為85.62%,兩者差異不顯著;試驗后期(361~390日齡),凝結芽孢桿菌組產蛋率維持在88.54%較高水平,顯著高于對照組產蛋率(80.69%)。Anwar等[32]報道,飼用益生菌可快速恢復強制換羽蛋雞的產蛋率。蛋禽的整個產蛋周期較長,如果要充分發(fā)揮飼用凝結芽孢桿菌調控腸道、增加產蛋率的功效,建議重點在產蛋率較低(低于80%)的初產期或高峰后期應用,從而發(fā)揮快速提升產蛋率或延長產蛋高峰期的效果,這顯然有利于提升蛋禽整個產蛋周期的生產性能,但仍需要進一步的試驗加以驗證。
軟殼蛋、薄殼蛋、破殼蛋、沙殼蛋等蛋殼質量問題直接降低禽蛋的銷售價值,是影響蛋禽養(yǎng)殖生產經濟效益的關鍵點之一[33-35]。飼用益生菌制劑可改善禽蛋蛋殼質量,如蛋殼厚度、蛋殼強度、蛋殼比例(蛋殼重/蛋重)、破蛋率、次蛋率(劣質蛋比例)等重要經濟效益指標[24,36-37]。近3年來,國內蛋禽養(yǎng)殖業(yè)逐步關注應用凝結芽孢桿菌來改善蛋殼質量的可能效果[9,29]。飼用凝結芽孢桿菌對改善蛋殼質量有一定的效果(表2)。
程志斌等[9]觀察到 0.3×106~ 1.0×106CFU/g 飼用凝結芽孢桿菌顯著降低高峰期蛋雞產軟殼蛋、薄殼蛋、破殼蛋等劣質蛋的數(shù)量,且這一作用具有明顯的劑量效應。隨后,趙必遷等[29]用24 000只高峰期蛋雞驗證了飼用凝結芽孢桿菌顯著降低破蛋率的良好實際效果。據(jù)此,趙娜等[28]進一步試驗發(fā)現(xiàn),高峰期蛋雞飼糧添加凝結芽孢桿菌顯著提高了蛋殼厚度和蛋殼強度,從而降低了破蛋率。另外,王維等[38]在朝鮮蛋鵪鶉上得出了相似結論,即飼用凝結芽孢桿菌(湖北綠天地生物科技有限公司)顯著提高鵪鶉蛋的蛋殼強度,有利于降低破蛋率。但也有報道稱飼用凝結芽孢桿菌對改善鴨蛋的蛋殼質量沒有效果[17],甚至有降低蛋殼厚度的負效果[16]??赡茉颍浩湟?,只測定鴨蛋的蛋殼厚度,沒有測定蛋殼強度。禽蛋的蛋殼如果只是厚,但強度不高,也會造成實際養(yǎng)殖過程的破殼蛋率增高[28,33]。其二,用合格蛋率替代破蛋率指標有失偏頗。只統(tǒng)計合格蛋率且各試驗組合格蛋率均達99%以上,因而得出飼用凝結芽孢桿菌對改善鴨蛋的蛋殼質量無明顯效果。其三,選用的試驗動物數(shù)量過少。對于平均合格蛋率、破蛋率等百分比數(shù)值極大或極小的生產指標而言,試驗動物越多,統(tǒng)計數(shù)據(jù)越可靠[28-29]。
表2 飼用凝結芽孢桿菌對蛋禽蛋殼質量的影響
禽蛋的蛋殼主要成分是碳酸鈣,鈣含量約占蛋殼重量的38%~39%,因此蛋殼質量取決于蛋禽對飼糧中鈣元素的消化吸收與利用[27,39]。有關飼用凝結芽孢桿菌提高飼糧鈣的消化、利用的研究,尚無直接報道。飼用益生菌對腸道具有良好的調控功能[32-33,36-37],蛋禽飼糧中添加凝結芽孢桿菌有利于維持或修復持續(xù)產蛋的蛋禽腸道組織形態(tài)及消化吸收功能,有助于增強蛋禽對飼糧中鈣、磷元素的消化吸收,因此凝結芽孢桿菌可能對改善產蛋后期的蛋殼質量及減少破蛋率具有更明顯的作用。
飼糧添加 1.5×105~2.0×107CFU/g(全價配合飼料)凝結芽孢桿菌對蛋禽生產性能有一定的改善效果,集中表現(xiàn)在料蛋比、死淘率降低,蛋殼質量提高。飼用凝結芽孢桿菌的應用效果與其添加量、蛋禽日齡階段(初產期、高峰期、產蛋后期)、蛋禽種類(品種及品系)等因素有關。因此,本文建議進一步開展飼用凝結芽孢桿菌對不同蛋禽、不同產蛋期最適添加量的精準研究。同時,針對已有的作用效果包括料蛋比、死淘率、蛋殼質量等開展更深入的機理研究,進一步發(fā)掘飼用凝結芽孢桿菌在蛋禽養(yǎng)殖上的應用優(yōu)勢,有利于促進飼用凝結芽孢桿菌在飼料工業(yè)與畜禽養(yǎng)殖業(yè)中科學、有效地應用。