■李佳豪 黃新新 李曉斌* 李 海,2 李 倩 李璇玥 竇晶晶 陳開(kāi)旭
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,新疆 肉乳用草食動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室,新疆 烏魯木齊 830052;2.新疆昭蘇縣西域馬業(yè)有限責(zé)任公司,新疆 昭蘇 835600)
鞣花酸(Ellagic acid, EA)是一種普遍分布于蔬菜、水果等植物的多酚類化合物,具有廣泛的生物學(xué)作用,包括抗氧化、抗腫瘤、抗突變及抗炎等作用[1]。同時(shí),鞣花酸可以改變動(dòng)物腸道菌群的種類和數(shù)量[2],調(diào)節(jié)腸道穩(wěn)態(tài),并對(duì)維持腸道消化機(jī)能、黏膜免疫有一定的作用[3]。黃新新等[2]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),給小鼠灌喂鞣花酸提取物可以提高盲腸菌群多樣性,顯著提高擬桿菌門的豐度。趙銘偉等[3]研究結(jié)果顯示,鞣花酸可顯著提高斷奶仔豬空腸和回腸絨毛高度,顯著降低空腸隱窩深度。胃腸道健康及消化機(jī)能的完善,是生長(zhǎng)期動(dòng)物獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和快速生長(zhǎng)的基礎(chǔ)[4]。1歲純血馬仍處于快速生長(zhǎng)期,對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要量高,但因其體重、體尺及消化機(jī)能結(jié)構(gòu)未完全達(dá)到成年馬的標(biāo)準(zhǔn),是限制其獲取充足營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的因素之一。改善生長(zhǎng)期馬匹消化道機(jī)能、維持胃腸道穩(wěn)態(tài),對(duì)促進(jìn)馬匹生長(zhǎng)發(fā)育和提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化代謝意義重大。因此,以1歲純血馬為研究對(duì)象,通過(guò)補(bǔ)喂不同劑量的鞣花酸,探究鞣花酸對(duì)馬匹營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化代謝和生長(zhǎng)發(fā)育的影響,為純血馬健康養(yǎng)殖過(guò)程中新的飼料添加劑開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供參考依據(jù)。
試驗(yàn)于2020 年7-8 月在新疆昭蘇縣喀拉蘇鎮(zhèn)伊犁馬研究繁育中心進(jìn)行。
鞣花酸購(gòu)自湖北省五峰赤誠(chéng)生物科技股份有限公司,其中鞣花酸含量≥90.00%,淺灰色、粉末狀。
選擇2019 年出生、體重相近[(339.00±30.11)kg]的1歲純血馬18匹(公母各9匹)。
按照公母各半、體重相近的原則,將18 匹1 歲純血馬隨機(jī)分為3 組,每組6 匹(3 公3 母),分別為對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組。在相同的飼養(yǎng)管理?xiàng)l件下,對(duì)照組馬匹不做任何處理,試驗(yàn)Ⅰ組馬匹每天每匹補(bǔ)喂EA 15 mg/kg·BW,試驗(yàn)Ⅱ組每天每匹馬補(bǔ)喂EA 30 mg/kg·BW。進(jìn)行為期40 d的補(bǔ)喂試驗(yàn),預(yù)試期10 d,正式試驗(yàn)期30 d,正式試驗(yàn)期最后5 d進(jìn)行消化代謝試驗(yàn)。測(cè)量馬匹的體重、體尺數(shù)據(jù),并采集消化代謝相關(guān)樣品。
結(jié)合馬場(chǎng)對(duì)純血馬匹的飼養(yǎng)管理模式進(jìn)行試驗(yàn)。所有試驗(yàn)馬匹每天每匹提供2 kg 精料(1.8 kg 顆粒料+0.2 kg燕麥),平均分成2等份于馬匹料兜中,分別于09:00和21:00飼喂。用電子分析天平準(zhǔn)確稱量各組馬匹補(bǔ)喂的EA,每天09:00將EA拌入馬匹早晨精料中,于各馬匹專用料兜中,觀察馬匹完全采食完。預(yù)試期各組馬匹09:30-22:00活動(dòng)場(chǎng)自由,22:00-次日09:30 圈舍群欄飼養(yǎng)??勺杂刹墒耻俎?、飲水,自由活動(dòng)。消化代謝試驗(yàn)期間,所有試驗(yàn)馬匹拴系舍內(nèi)飼養(yǎng),提供充足苜蓿和清潔飲水,佩戴自制收糞、收尿裝置。每4 h收集糞樣、尿樣一次。整個(gè)試驗(yàn)期間,每日清晨清掃馬舍,保證試驗(yàn)馬匹良好的試驗(yàn)環(huán)境。所有試驗(yàn)馬匹預(yù)試期前進(jìn)行驅(qū)蟲處理。日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。
表1 日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(以干物質(zhì)基礎(chǔ))
1.6.1 體重、體尺數(shù)據(jù)的采集
分別于試驗(yàn)開(kāi)始前1 d和試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天早晨空腹稱量馬匹的體重,測(cè)量馬匹的體尺,記錄數(shù)據(jù)。體高:髻甲頂點(diǎn)到地面的垂直距離,采用測(cè)杖測(cè)量。體斜長(zhǎng):肩端至臀端的斜直線距離,采用測(cè)杖測(cè)量。胸圍:髻甲后方,通過(guò)肩腳骨后緣,垂直向下,繞體軀一周之周長(zhǎng),采用皮尺測(cè)量。
管圍:左前管上1/3的地方,管部最細(xì)處之水平周長(zhǎng),采用皮尺測(cè)量。
1.6.2 飼草料的采集及處理
在試驗(yàn)期內(nèi)采集試驗(yàn)所用的精料補(bǔ)充料及苜蓿干草,自然風(fēng)干后經(jīng)過(guò)40 目的篩粉碎待測(cè)。消化代謝試驗(yàn)期間,每天稱量飼喂前苜蓿和剩余苜蓿,分別采集樣品,自然風(fēng)干后經(jīng)過(guò)40目的篩粉碎待測(cè)。
1.6.3 糞樣的采集及處理
正式試驗(yàn)期內(nèi),每隔10 d各試驗(yàn)馬匹舍內(nèi)拴系飼養(yǎng)1 d,并套戴收糞收尿裝置,使馬匹適應(yīng)自制收糞收尿裝置,為消化代謝試驗(yàn)做準(zhǔn)備。消化代謝試驗(yàn)期間,使用自制收糞裝置,全天每4 h 收集馬匹一次糞樣,并稱重。
將各試驗(yàn)馬匹全天收集的糞樣完全混合均勻,隨機(jī)采樣法采集糞樣總重的10%并分為兩份,一份糞樣加入10%的硫酸(每100 g糞樣加10 mL 10%的硫酸)固氮,充分混合后置于-20 ℃保存,用于測(cè)定粗蛋白。另一份糞樣放入65 ℃烘箱中烘干,經(jīng)過(guò)40 目的篩粉碎混勻后置于-20 ℃保存,用于測(cè)定其他成分。
1.6.4 尿樣的采集及處理
使用自制收尿裝置,全天每4 h 收集馬匹尿液一次,將全天尿液充分搖勻后,經(jīng)過(guò)4層紗布進(jìn)行過(guò)濾,用量筒測(cè)定總體積并取10%,加入5%的濃硫酸后(固氮處理)存入樣品瓶,封閉保存并做好記錄。將試驗(yàn)馬匹5 d收集的尿樣混勻,取500 mL冷凍保存待測(cè)。
精料補(bǔ)充料、苜蓿干草、糞和尿中干物質(zhì)和有機(jī)物含量均采用常用飼料分析方法進(jìn)行測(cè)定;鈣和磷含量分別采用鄰甲酚酞比色法和釩鉬酸銨比色法測(cè)定;能量采用HR-15 氧彈式熱量計(jì)測(cè)定;中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量采用美國(guó)ABKOM纖維分析儀進(jìn)行測(cè)定;粗蛋白(CP)含量采用德國(guó)Elementar Analysen Systeme快速定氮儀測(cè)定。
在Excel 中先將數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,再使用SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析,采用Duncan’s法進(jìn)行各組之間多重比較,試驗(yàn)結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)”表示。
由表2 可知,干物質(zhì)各組之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。但干物質(zhì)采食量,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了3.16%和4.63%(P>0.05)。DM 消化率,試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組提高了6.61%和10.93%(P>0.05);試驗(yàn)Ⅱ組比試驗(yàn)Ⅰ組提高了4.06%(P>0.05)。CP消化率,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了10.96%和2.79%(P>0.05)。能量消化率,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了6.97%和5.02%(P>0.05)。NDF 消化率,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了25.66%和19.27%(P>0.05)。ADF 消化率,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了15.60%和15.41%(P>0.05)。Ca 消化率,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組顯著提高了26.05%和22.04%(P<0.05)。P消化率,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了33.56%和12.47%(P>0.05)。
表2 補(bǔ)喂鞣花酸對(duì)1歲純血馬糞中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響
由表3可知,能量代謝指標(biāo)中各組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。攝入能和沉積量,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了3.22%、4.66%和7.75%、7.30%(P>0.05)。攝入氮,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了3.26%和4.72%(P>0.05);但氮沉積量,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了30.24%和9.00%(P>0.05)。Ca 和P 代謝指標(biāo)中,各組均無(wú)顯著性差異(P>0.05),但Ca 代謝量,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了29.63%和22.77%(P>0.05)。P代謝率,試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組提高了24.09%和8.20%(P>0.05)。
表3 補(bǔ)喂鞣花酸對(duì)1歲純血馬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝率的影響
表4 補(bǔ)喂鞣花酸對(duì)1歲純血馬體重和體尺的影響
由表4可知,馬匹總增重,試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組顯著提高21.80%和32.61%(P<0.05);試驗(yàn)Ⅱ組比試驗(yàn)Ⅰ組提高了8.88%(P>0.05)。平均日增重,試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組顯著提高20.51%和30.77%(P<0.05);試驗(yàn)Ⅱ組比試驗(yàn)Ⅰ組提高了8.51%(P>0.05)。體長(zhǎng)指標(biāo)各組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05),但體長(zhǎng)總增長(zhǎng)試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組提高了43.71%(P>0.05)。體高指標(biāo)各組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。胸圍總增長(zhǎng)和平均日增長(zhǎng)試驗(yàn)Ⅱ組分別比試驗(yàn)Ⅰ組提高了40.00%(P<0.05)和50.00%(P<0.05)。管圍指標(biāo)各組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。
日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率可作為衡量日糧組成是否合理及各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是否均衡的重要參考標(biāo)準(zhǔn)[5]。由于日糧結(jié)構(gòu)類型、營(yíng)養(yǎng)水平及動(dòng)物消化生理特點(diǎn)的不同導(dǎo)致其對(duì)日糧的利用率有明顯的差異。馬屬于單胃草食動(dòng)物,粗飼料占日糧的90%以上,提高纖維類飼料的消化率是提高日糧利用率的關(guān)鍵。盲腸和結(jié)腸是馬屬動(dòng)物纖維消化的主要場(chǎng)所[6],提高其微生物的種類和豐度,豐富纖維降解菌數(shù)量,是提高纖維降解率的關(guān)鍵。鞣花酸具有抗氧化[1]、抗炎[1]及調(diào)控微生物菌群[2]的作用。鞣花酸在微生物代謝產(chǎn)生尿石素過(guò)程中,對(duì)微生物菌群也有一定的調(diào)節(jié)作用[7]。研究顯示[8],鞣花酸可以促進(jìn)腸道中有益菌的生長(zhǎng),維持腸道微生態(tài)的平衡。黃新新等[2]研究結(jié)果顯示,給小鼠灌胃石榴皮瓤提取物(主要成分鞣花酸),可以顯著增加擬桿菌門的豐度,改善小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)和多樣性。沈起兵等[9]研究結(jié)果顯示,給大鼠灌喂純度為90%的鞣花酸可以顯著增加大鼠擬桿菌門和擬桿菌屬的豐度。楊騰騰等[10]研究發(fā)現(xiàn),隸屬于擬桿菌門的Cytophaga hutchinsonii具有很強(qiáng)的結(jié)晶纖維素降解能力。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,1 歲純血馬匹對(duì)日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率隨著鞣花酸補(bǔ)喂劑量的增加提高,NDF的消化率從36.64%升高至46.04%。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入動(dòng)物血液的主要載體是腸道絨毛,消化道中小分子的葡萄糖、無(wú)機(jī)鹽等物質(zhì)多是通過(guò)小腸絨毛上皮細(xì)胞進(jìn)入血液,若腸道受損,會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收[11]。尉秀清等[12]研究表明,腸道細(xì)胞黏膜結(jié)構(gòu)的完整性是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收和屏障功能維持的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。鞣花酸作為一種多酚類物質(zhì),已被證實(shí)具有調(diào)節(jié)腸道菌群的作用[9]。此外,趙銘偉等[3]在斷奶仔豬日糧中添加鞣花酸的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),鞣花酸能在斷奶仔豬小腸中很好地吸收利用,并有修復(fù)腸道黏膜損傷的功能,進(jìn)而使腸道黏膜結(jié)構(gòu)更為完整。本試驗(yàn)中隨著補(bǔ)喂鞣花酸的劑量增加,馬匹對(duì)日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率提高,可能與鞣花酸能夠增加腸道菌群的種類和豐度,促進(jìn)腸道黏膜結(jié)構(gòu)完整性有關(guān)。同時(shí),馬匹對(duì)纖維消化率升高,可能與補(bǔ)喂鞣花酸對(duì)馬匹腸道擬桿菌門中纖維降解相關(guān)細(xì)菌豐度增加有關(guān)。
日糧中馬的能量物質(zhì)包括脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì),碳水化合物主要來(lái)自谷物中的葡萄糖、淀粉及飼草中消化率較低的纖維素和半纖維素。葡萄糖、淀粉等易消化的能量物質(zhì),被消化后通過(guò)小腸進(jìn)入血液循環(huán),消化率低的纖維素類經(jīng)馬盲腸和結(jié)腸處的微生物發(fā)酵產(chǎn)生醋酸、戊酸、乳酸等揮發(fā)性脂肪酸,被后腸代謝利用[13]。1歲純血馬消化能量為73.15~85.69 MJ/kg[14]。本試驗(yàn)中1歲純血馬可消化能量分別為59.60、59.71、65.56 MJ/d,且1歲純血馬能量的攝入量、消化率以及代謝率隨補(bǔ)喂鞣花酸劑量的增加呈上升趨勢(shì)。當(dāng)補(bǔ)喂鞣花酸的劑量為30 mg/kg·BW時(shí),1歲純血馬的消化能和代謝能最高。蛋白質(zhì)是育成期馬匹生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[15]。蛋白質(zhì)不足會(huì)引發(fā)馬匹食欲下降,導(dǎo)致生長(zhǎng)滯后,均衡的蛋白質(zhì)攝入是滿足生長(zhǎng)期馬匹健康的關(guān)鍵。1歲純血馬蛋白質(zhì)的需要量為780~920 g/d,隨著年齡增長(zhǎng),需要量增加[14]。本試驗(yàn)中1歲純血馬粗蛋白的沉積量分別是710.37、749.02、813.02 g/d,與對(duì)照組相比,試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組糞氮和尿氮含量呈下降的趨勢(shì),沉積氮和代謝率呈上升趨勢(shì)。鞣花酸代謝過(guò)程中產(chǎn)生尿石素,同時(shí)對(duì)腸道菌群有一定調(diào)控作用,對(duì)馬匹消化道機(jī)能和健康有一定的促進(jìn)作用[16]。健康的腸道系統(tǒng)是日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化、吸收和利用的基礎(chǔ)。氮的沉積量和代謝率升高,說(shuō)明鞣花酸在調(diào)節(jié)機(jī)體氮代謝有一定的作用,產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能與鞣花酸代謝過(guò)程中改變了消化道菌群有關(guān)[17-18],具體的調(diào)控路徑有待進(jìn)一步研究。
鈣和磷是機(jī)體骨骼發(fā)育的主要礦物質(zhì)元素,特別是生長(zhǎng)發(fā)育期的馬,對(duì)鈣、磷需要量和比例要求更高。馬在生長(zhǎng)期鈣、磷不足,會(huì)影響馬的生長(zhǎng)發(fā)育和健康。NRC[19]指出不同年齡段的馬匹鈣沉積率均要達(dá)到50%,青年馬匹沉積率高達(dá)70%。本試驗(yàn)中,鞣花酸的補(bǔ)喂提高了1歲純血馬對(duì)鈣的沉積量。帶負(fù)電荷的植酸與帶正電的陽(yáng)離子結(jié)合形成穩(wěn)定的復(fù)合物,能夠使動(dòng)物對(duì)礦物元素的利用率降低[20]。鞣花酸補(bǔ)喂提高了馬匹對(duì)日糧的消化率,可能是促進(jìn)鈣沉積量增加的一個(gè)原因。Schryver等[21]研究結(jié)果顯示,馬匹對(duì)日糧中磷的沉積率通常在30%~55%,動(dòng)物攝入磷含量較高的飼料可提高磷沉積量和血漿磷濃度。腎臟磷的排泄低,與攝入量低和飼糧粗纖維含量較高有關(guān),腎臟磷的排泄較高,與飼糧中鈣、磷不足,磷從骨骼中釋放有關(guān)[20]。輕型馬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)指出1 歲左右純血馬對(duì)磷的需要量為15~29 g/d。本試驗(yàn)中,磷的沉積量試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組分別比對(duì)照組提高了13.59%和26.11%,且磷代謝率隨著鞣花酸補(bǔ)喂劑量的增加呈上升趨勢(shì),但磷的沉積率略低于Schryver等[21]研究結(jié)果。可能與日糧中磷的含量、鈣磷比例及粗飼料中磷的存在形式有關(guān)。
體重、體尺增加一方面反映馬匹生長(zhǎng)發(fā)育情況,另一方面反映馬匹健康及日糧營(yíng)養(yǎng)水平情況。影響體重、體尺增長(zhǎng)的因素包括性別、季節(jié)和飼養(yǎng)管理(飼養(yǎng)環(huán)境、飼養(yǎng)條件、日糧組成、日糧營(yíng)養(yǎng)水平及飼料添加劑的應(yīng)用)。斷奶至1歲是馬匹體重增加受影響最大階段,主要由于馬匹斷奶應(yīng)激及日糧結(jié)構(gòu)類型改變,以及滿足快速生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要量的限制所致。因此,改善此階段馬匹腸道機(jī)能、科學(xué)日糧組成和搭配,是滿足1歲左右馬匹體重、體尺增加的關(guān)鍵。鞣花酸被廣泛應(yīng)用于抵御癌癥[22]、氧化[23]、炎癥[24]、真菌[25]、毒素[26]等的研究中。陳暉等[27]研究結(jié)果顯示,給大鼠灌喂石榴汁(富含鞣花酸)可顯著提高大鼠日增重。夏博[28]研究發(fā)現(xiàn),鞣花酸及其代謝產(chǎn)物尿石素在脂肪沉積和調(diào)控肉品質(zhì)等方面有一定的作用。趙銘偉等[3]研究結(jié)果顯示,日糧中添加鞣花酸可顯著提高斷奶仔豬的日增重和改善腸道發(fā)育。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,1歲純血馬補(bǔ)喂鞣花酸,隨著補(bǔ)喂劑量的增加體重總增重和日增重、胸圍的總增長(zhǎng)和日增長(zhǎng)呈顯著性增加,說(shuō)明鞣花酸能夠促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育,與以上在其他動(dòng)物上的研究結(jié)果一致。在本試驗(yàn)中,隨著鞣花酸補(bǔ)喂量的增加,馬匹采食量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化量及沉積量也在增加,是導(dǎo)致本試驗(yàn)馬匹體重增長(zhǎng)的直接原因。
在本試驗(yàn)條件下,每匹馬日糧中添加30 mg/kg·BW鞣花酸可顯著提高其總增重、平均日增重、胸圍總增長(zhǎng)和平均日增長(zhǎng)。因此,補(bǔ)喂鞣花酸能夠提高1歲純血馬養(yǎng)分消化利用率以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的沉積量,從而促進(jìn)其體重的增加,維持馬匹的生長(zhǎng)發(fā)育。