广藿香精油对早期断奶仔猪生长性能、血液生化指标及抗氧化能力的影响

学术   2024-09-06 13:27   辽宁  

作者:张国慧   王涤非   刘雨宣   杜 鑫   李永强   张继泽   高 阳



导读:试验旨在研究饲粮中添加不同水平广藿香精油(Patchouli essential oil,PEO)对早期断奶仔猪生长性能、血液生化指标及抗氧化能力的影响,选取21 日龄、体重(5.37±0.15) kg 的杜×长×大三元杂交仔猪30头,随机分为A、B、C 3组,A组作为对照组饲喂基础日粮,B组饲喂基础日粮+100 mg/kg PEO,C组饲喂基础日粮+200 mg/kg PEO。预试期3 d,正试期21 d。结果表明:①与A 组相比,C组可显著提高早期断奶仔猪的末重(FBW)、平均日增重(ADG),显著降低仔猪料重比(F/G)和腹泻指数(P<0.05);②与A组相比, C组能显著降低早期断奶仔猪血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平(P<0.05);③与A 组相比,B 组和C 组均可显著降低早期断奶仔猪血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)水平(P<0.05),C 组能显著提高早期断奶仔猪血清转化生长因子-β(TGF-β)和白细胞介素-10(IL-10)水平(P<0.05);④与A 组相比,B 组和C 组均可显著提高早期断奶仔猪血清中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性和总抗氧化能力(T-AOC)(P<0.05),并显著降低丙二醛(MDA)含量(P<0.05);⑤与A 组相比,B 组和C 组均可显著提高早期断奶仔猪血清免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白M(IgM)水平(P<0.05)。综上所述,饲粮添加PEO 能改善早期断奶仔猪生长性能、血液生化指标,提高机体免疫力,缓解氧化应激,提升抗氧化能力,以200 mg/kg的添加水平效果最佳。全文已在《饲料工业》2024年第7期刊出。



早期断奶技术可提高母猪繁殖效率和产仔数,同时可降低疾病传播概率,现已成为国内外集约化养猪生产中的关键技术[1]。然而,早期断奶技术也给仔猪造成严重的断奶应激,主要表现为生长缓慢、饲料报酬降低,以及发病率和死淘率升高,严重影响猪场经济效益[2]。过去常使用抗生素缓解仔猪断奶应激,但也造成了大量药物残留和环境污染问题。近年来,随着“全面禁抗”政策的提出,从营养角度出发,寻找一种新型的绿色安全的饲料添加剂用以改善仔猪断奶应激对现代生猪产业的影响。

广藿香为唇形科刺蕊草属植物广藿香(Pogostemon cablin)的干燥地上部分,是多年生草本植物,其提取出的油状物质即广藿香精油(Patchouli essential oil,PEO)具有极高的药用价值。研究表明,PEO 中的活性成分具有抗氧化、抗炎、抗菌、胃肠道保护和止吐等作用[3-4]。康黎波等[5]报道,PEO 可有效改善畜禽热应激,提高生产性能,增强免疫力,改善畜产品质量,并在防治病毒感染性疾病方面有突出作用。Zhang等[6]研究表明,在急性炎症小鼠模型中,PEO能显著降低血清炎症因子水平、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量以及髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)活性,表现出良好的抗氧化和抗炎作用。Gan 等[7]研究表明,PEO 可调节VIP-cAMP-PKA 信号通路,抑制AQP3、AQP7 和AQP11 等水通道蛋白质异常表达,恢复大鼠肠道吸水功能,缓解腹泻症状,改善生长性能。目前PEO的药用安全性已被证实,也有其在动物模型和体外研究中的报道,但PEO在早期断奶仔猪上的研究报道较少。因此,本试验以早期断奶仔猪为研究对象,在饲粮中添加不同水平的PEO,探究其对断奶仔猪生长性能、血液生化指标以及抗氧化能力的影响,旨在为后抗生素时代PEO 在动物生产中的应用提供更多的理论参考。


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材料与方法


1.1 试验材料

广藿香精油,纯度约为98%,购于吉安市华天宝中草药生物制品厂;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)水平、总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)和MDA 含量检测试剂盒,均购自南京建成生物工程研究所有限公司;肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)引物,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成;其余试剂均购自政采云平台及长春华益生物科技有限公司。

1.2 试验设计与饲养管理

试验选择生长发育状况良好、健康无病、体重为(5.37±0.15) kg 的21 日龄早期断奶杜×长×大三元杂交仔猪30 头,均为去势雄性。采用单因素试验设计将所有试验仔猪随机分为3 组(A、B、C 组),每组5 个重复,每个重复2 头仔猪。各组饲粮中分别添加0、100、200 mg/kg PEO。预试期3 d,正试期21 d,所有仔猪自由饮水和采食,每日记录采食量、剩料量和仔猪腹泻情况,猪舍定期清扫消毒。饲养试验于2022年4 月在吉林省梨树市四棵树乡某猪场进行。

1.3 试验日粮

基础日粮参考NRC(2012)[8]和《动物营养参数及饲养标准》(2010 版)[9]设计,基础日粮组成和营养水平见表1。



表1 基础日粮组成及营养水平(风干基础)

注:1.预混料为每千克饲粮提供:Fe 100 mg、Zn 100 mg、Cu 85 mg、Mn 60 mg、I 0.30 mg、Se 0.25 mg、VA 10 000 IU、VD1 400 IU、VE 40 mg、VB1 1.5 mg、VB25.0 mg、VB6 4.0 mg、VB12 0.02 mg、VK3 2.5 mg、生物素0.10 mg、叶酸0.6 mg、D-泛酸12.0 mg、烟酸25.0 mg;

2.营养水平中粗蛋白、钙、总磷为测定值,其余为计算值。


1.4 样品采集

试验结束时即第21 天,仔猪空腹过夜,逐个称量体重。试验结束时,所有仔猪前腔静脉采血,4 ℃、4 000 r/min 离心15 min,取上清液,分装于冻存管中,干冰预冷后转置-80 ℃冰箱保存。

1.5 测定指标

1.5.1 生长性能

试验期间,每日记录仔猪采食量、剩料量和腹泻情况,在试验第1 天和第21 天相同时间点称量仔猪体重,计算各组仔猪的平均日增重(average daily gain,ADG)、平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)和料重比(F/G)[10]。对粪便形态进行评分,评分分为4 个等级:0 分=正常,1 分=糊状,2 分=半液体状,3分=液体状,评分≥2为腹泻[10]。

平均日采食量(g)=总采食量/试验天数

平均日增重(g)=(末重-初始体重)/试验天数

料重比=平均日采食量/平均日增重

腹泻指数=(粪便评分总和)/(仔猪数×试验总天数)

1.5.2 血清抗氧化指标与血液生化指标

利用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定试剂盒测定仔猪血清中SOD、GSH-Px、T-AOC 和MDA 水平,按照试剂盒使用说明书要求进行检测。血液生化指标、血清免疫球蛋白和仔猪血清炎性因子指标由金域医学检测(长春)公司完成检测。

1.6 数据统计分析

使用SPSS 22.0 软件中的one-way ANOVA 进行数据分析,采用Duncan’s 多重比较进行差异显著性检验,以P<0.05 作为差异显著性判断标准,试验数据均以“平均值±标准差”表示。


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结果与分析


2.1 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪生长性能的影响

由表2可知,与A 组相比,C 组能显著提高早期断奶仔猪的末重(FBW)和ADG,显著降低仔猪F/G(P<0.05),同时显著降低了早期断奶仔猪的腹泻指数(P<0.05)。


表2 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪生长性能的影响

注:同行数据肩标不含有相同小写字母表示差异显著(P<0.05),含有相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05);下表同。


2.2 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪血液生化指标的影响

由表3 可知,与A 组相比,饲粮添加PEO 对早期断奶仔猪血清TP、ALB和葡萄糖(GLU)水平无显著影响(P>0.05),C 组能显著降低早期断奶仔猪血清ALT和AST 水平(P<0.05)。对比三组仔猪血清中AKP 水平发现,AKP 水平随饲粮中PEO 水平升高而升高,且各处理组间差异显著(P<0.05)。


表3 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪血液生化指标的影响


2.3 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪血清炎性因子水平的影响

由表4 可知,与A 组相比,B 组和C 组均可显著降低早期断奶仔猪血清中TNF-α 和IL-6 水平(P<0.05),但两组间差异不显著(P>0.05);与A 组相比,C组能显著提高早期断奶仔猪血清中TGF-β 和IL-10水平(P<0.05)。


表4 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪血清炎性因子水平的影响(ng/L)


2.4 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪抗氧化能力的影响

由表5 可知,与A 组相比,B 组和C 组均可显著提高早期断奶仔猪血清中SOD、GSH-Px、CAT 和T-AOC水平(P<0.05),并显著降低MDA含量(P<0.05)。


表5 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪抗氧化能力的影响


2.5 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪血清免疫球蛋白含量的影响

由表6 可知,与A 组相比,B 组和C 组均可显著提高早期断奶仔猪血清IgG 水平(P<0.05),且C 组显著高于B 组(P<0.05);与A 组相比,B 组和C 组均可显著提高早期断奶仔猪血清IgA 和IgM 水平(P<0.05),但两组间差异不显著(P>0.05)。


表6 饲粮添加广藿香精油对早期断奶仔猪血清免疫球蛋白含量的影响(g/L)


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讨论


在集约化、工厂化的生猪养殖中,早期断奶多选择在仔猪16~21 日龄进行,使仔猪过早地脱离了母源抗体的保护。同时,仔猪肠道的结构和功能尚未发育完全,对固体饲料的消化能力有限,进而导致猪群出现生长迟滞、精神沉郁、抗逆性差和频繁腹泻等症状[11]。因此,在早期断奶仔猪的养殖中急需绿色高效的新型饲料添加剂。Song 等[12]研究发现,PEO 可通过增强肠道对葡萄糖的摄取能力,提高营养物质消化率,改善热应激下猪的生长性能。方心灵等[13]研究表明,饲粮添加100、200 mg/kg PEO 可显著提高22~42 日龄黄羽肉鸡ADG 和ADFI,改善肉鸡生长性能。由此可知,PEO 在改善消化效率和机体抗氧化功能方面发挥重要作用。亦有研究表明,PEO 可改善仔猪抗氧化能力,减少断奶应激引起的胃肠道黏膜氧化损伤,降低腹泻率,促进仔猪胃肠道健康[14]。本试验结果表明,饲粮中添加200 mg/kg PEO 显著提高了早期断奶仔猪ADG,并显著降低了仔猪的F/G 和腹泻指数,与前人研究结论相符。

肝脏是仔猪代谢的重要器官,也是生长轴上的关键靶器官,在调控仔猪抗氧化、毒物代谢和生长发育中扮演着重要角色。在生产中,AST、ALT 和AKP 水平是衡量肝脏功能的重要标识物,当肝细胞损伤或肝功能异常时,上述标识物会穿过细胞膜进入血液,导致外周循环中AST、ALT 和AKP 水平升高。PEO 的抗氧化功能使其在维持细胞膜结构和功能中扮演重要角色[5,12]。Huang等[15]研究表明,在大鼠乙醇损伤模型中,饲粮中添加400 mg/kg PEO 可显著降低血清中AST、ALT 和AKP 水平,缓解乙醇诱导的肝脏损伤。其机制是PEO 具有抗氧化功能,可清除活性氧(reactive oxygen species,ROS),保护肝脏细胞膜结构,减少肝脏中的AST、ALT 和AKP 流入血液中。本研究结果表明,饲粮中添加200 mg/kg PEO 能显著降低仔猪血清中ALT 和AST 水平,与前人研究结论相符,证实PEO 在缓解仔猪断奶应激造成的肝脏损伤、维持代谢器官功能方面发挥重要作用。然而,仔猪血清中AKP活性随饲粮中PEO 水平升高而升高,其原因可能是PEO 维持肝脏健康,促进生长轴活跃,使肝脏细胞合成AKP,提高血液中AKP 活性,加速仔猪骨骼生长和器官发育,但其具体机制还需进一步试验研究。

众所周知,仔猪体内的母源抗体水平在断奶后持续降低,且仔猪自身免疫系统尚未发育完善,因此抗逆性较差。当细菌和外源毒物入侵时,仔猪的免疫系统会产生炎性细胞因子和趋化因子,导致机体发生炎症反应[16]。核因子转录-κB(NF-κB)作为TLR/MyD88依赖性通路中重要的信号分子,可介导TNF-α、IL-1和IL-6 等炎症因子的释放[17]。Wu 等[18]研究表明,PEO 中的醇类化合物可通过抑制NF-κB 信号通路显著降低5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)诱导的肠黏膜炎大鼠TNF-α、IL-1β 和IL-6 表达水平以及MPO水平,提高IL-10 的表达水平,具有良好的抗炎作用。此外,在免疫功能方面,Li 等[19]研究表明,饲粮添加80 mg/kg PEO 可显著提高流感病毒(IFV)感染大鼠模型血清中IgA、IgM 和IgG 水平,提高仔猪免疫功能和抗病毒能力。本试验结果表明,饲粮添加PEO可显著降低早期断奶仔猪血清中TNF-α 和IL-6 水平,并改善仔猪血清中抗炎因子和免疫球蛋白水平,在一定程度上证明了PEO可通过抑制炎症信号通路,提高仔猪免疫功能,缓解早期断奶应激引发的炎症反应。

仔猪体内ROS 的过量积累会影响机体酶/非酶抗氧化系统的功能,进而诱发氧化应激损伤[20]。SOD、GSH-Px和CAT在仔猪抗氧化防御机制中发挥重要作用[21-22]。Chen 等[23]研究表明,在乙醇诱导的胃溃疡大鼠模型中,PEO 预处理组不仅可提高非蛋白硫醇含量,还可提高大鼠抗氧化能力,具有较强的胃保护作用。此外,Liang 等[24]研究表明,PEO 中的环氧化物在改善大鼠抗氧化功能中扮演重要角色,可显著降低乙醇刺激下大鼠血清MDA 含量,显著升高谷胱甘肽(GSH)、SOD 和CAT 水平,改善大鼠的抗氧化能力。Xie 等[25]研究表明,在乙醇诱导大鼠胃损伤模型中,PEO 处理组可显著上调大鼠血清中SOD、GSH-Px 和CAT 水平,显著降低MDA 和ROS 水平。本试验结果表明,PEO 可显著改善早期断奶仔猪血清中SOD、GSH-Px、CAT、T-AOC 水平,与前人报道一致,说明PEO 具有良好的抗氧化能力,在改善早期断奶仔猪氧化应激方面有较好的应用价值。


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结论


饲粮中添加PEO 可显著提高早期断奶仔猪的生长性能、血液生化指标、抗氧化能力及血清免疫球蛋白水平,以200 mg/kg的添加水平效果最佳。


参考文献及更多内容详见:

饲料工业,2024,45(7):24-29



引用格式

张国慧, 王涤非, 刘雨宣, 等. 广藿香精油对早期断奶仔猪生长性能、血液生化指标及抗氧化能力的影响[J]. 饲料工业, 2024, 45(7): 24-29.


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