乳酸链球菌素对肉鸡生长性能、抗氧化和免疫性能及肠道形态的影响

羊秀美 陈炳旭 吕 静 郭丽娟 闵育娜

(西北农林科技大学动物科技学院，杨陵 712100)

随着抗生素使用过程中药物残留和耐药性等对畜禽产品安全及人类健康危害的揭示，开发和应用绿色、安全和无公害的抗生素替代物成为饲料和养殖行业的研究热点。细菌素是由细菌核糖体合成的低分子蛋白质及多肽类物质，被广泛用以抑制动物体致病菌活性、调节肠道菌群平衡、改善肠道组织形态，进而增强肠道消化吸收能力[1-3]，促进畜禽生长发育，具有替代抗生素的潜力[4]。其中，由乳酸链球菌产生的乳酸链球菌素(Nisin)是一种天然抗菌肽，可有效抑制革兰氏阳性菌和阴性菌生长及芽孢杆菌孢子形成[5]，有望成为抗生素的理想替代物。研究表明，肉鸡饲粮添加Nisin可抑制肠道产气荚膜梭菌及肠球菌活性，降低肠道有害细菌比例，调节肠道菌群平衡[6]，提高肉鸡生长性能[7-8]。Kierończyk等[9]研究证实，饲粮添加Nisin能显著提高肉鸡1～35日龄阶段饲料转化效率及35日龄体重，降低血液葡萄糖含量。然而，Nisin对肉鸡抗氧化性能、免疫机能及肠道形态结构的影响尚不清晰，肉鸡饲粮中Nisin的适宜添加水平还需要进一步探讨。因此，本试验以哈伯德肉鸡为研究对象，探究饲粮添加Nisin对肉鸡生长性能、屠宰性能、抗氧化性能、免疫性能及肠道形态的影响，以期客观评估其在肉鸡生产中的应用效果，为其在肉鸡饲粮中合理添加提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用Nisin(98%)购自浙江某生物工程有限公司，活性为1×106IU/g。

1.2 试验设计与饲粮

采用单因素完全随机设计，选取1日龄体重[(38.40±0.80)g]相近的健康哈伯德肉用公雏鸡360只，随机分为3个组，每组6个重复，每个重复20只。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别在基础饲粮中添加0.08%和0.11% Nisin。基础饲粮为玉米-豆粕型，按照《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)配制，其组成及营养水平见表1。试验期42 d。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.3 饲养管理

试验期间肉鸡均采用笼养方式，每笼为1个重复(20只)，鸡只自由采食和饮水，23 h光照(每日22:00熄灯1 h)，舍内为机械通风，严格按照《哈伯德肉鸡商品代饲养管理手册》免疫、消毒和通风等。试验开始前3 d室温34 ℃，此后每周降温2 ℃，直至24 ℃，维持至试验末(应用风机、灯带和湿帘等严格控制环境温度)；试验期间，舍内相对湿度保持在60%～70%(湿帘、喷雾和地面洒水等维持环境湿度)。每天08:30和15:30记录鸡舍温度和湿度，清扫卫生，记录死淘鸡只体重及数目。

1.4 样品采集与制备

于试验第21和42天，每重复选取1只体重接近均重的健康肉鸡，翅静脉采集5 mL血液样品于采血管中，室温静置2 h后，1 048×g离心15 min，分离获得血清样品于1.5 mL离心管中，-80 ℃保存，待测定血清生化指标。然后将肉鸡二氧化碳(100%)窒息后屠宰，取空肠、回肠中间部位2 cm肠段，生理盐水清洗后，固定于4%多聚甲醛，待分析肠道组织形态；采集空肠黏膜置于2 mL冻存管中，液氮速冻，至-80 ℃超低温冰箱保存，用于肠道免疫屏障分析。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 生长性能

试验第1、21和42天，以重复为单位对空腹12 h肉鸡称重，记录重量，计算平均日增重(average daily gain,ADG)；于试验第21和42天，以重复为单位统计阶段耗料量，计算平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)和料重比(feed/gain,F/G)。

1.5.2 屠宰性能

于试验第42天，每重复选取1只接近平均体重的健康肉鸡，使用二氧化碳窒息机(广州儒锐科技有限公司，DW800)进行二氧化碳(100%)窒息，脱颈致死，颈静脉放血，去毛后解剖，分离胸肌、腿肌和腹脂并称重记录，计算屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率，公式如下：

屠宰率(%)=100×(屠体重/活体重)；全净膛率(%)=100×(全净膛重/活体重)；半净膛率(%)=100×(半净膛重/活体重)；胸肌率(%)=100×(2侧胸肌重/全净膛重)；腿肌率(%)=100×(2侧腿肌重/全净膛重)；腹脂率(%)=100×(腹脂重/全净膛重)。

1.5.3 血清抗氧化指标

采用比色法测定血清总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量，试剂盒购自南京建成生物工程研究所，测定方法严格按照试剂盒说明书执行。

1.5.4 肠道形态

取出固定后的肠道组织，常规方法制作石蜡切片，苏木精-伊红染色，在光学显微镜(Nikon 80i，日本)下观察测定绒毛高度(villus height,VH)、隐窝深度(crypt depth,CD)和绒毛高度与隐窝深度比值(villus height/crypt depth,V/C)。每个切片随机选取5个非连续性视野，每个视野统计3组数据，整体平均值为最终测定结果。

1.5.5 血清免疫球蛋白和空肠分泌型免疫球蛋白A(sIgA)含量

采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定肉鸡血清免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)、免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)、免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)以及空肠sIgA含量，试剂盒购自南京建成生物工程研究所，测定方法严格按照试剂盒说明书执行。

1.6 数据分析

试验数据采用SPSS 21.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，采用Duncan氏法进行多重比较，以P<0.05表示差异显著，0.05≤P<0.10为有差异显著趋势，结果以平均值和均值标准误(SEM)表示。

2 结果与分析

2.1 Nisin对肉鸡生长性能和屠宰性能的影响

由表2可知，试验前期(1～21日龄)，饲粮添加Nisin对肉鸡ADFI、ADG和F/G均无显著影响(P>0.05)。试验后期(22～42日龄)和全期(1～42日龄)，与对照组相比，2个Nisin组ADFI和F/G均显著降低(P<0.05)。0.08%和0.11% Nisin组肉鸡42日龄体重较对照组分别提高116.60和156.53 g(P=0.087)。

表2 Nisin对肉鸡生长性能的影响

由表3可知，饲粮添加Nisin有提高肉鸡屠宰率的趋势(P=0.066)，对肉鸡半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率均无显著影响(P>0.05)。

表3 Nisin对肉鸡屠宰性能的影响

2.2 Nisin对肉鸡血清抗氧化指标的影响

由表4可知，与对照组相比，饲粮添加0.08%和0.11% Nisin显著提高了肉鸡21日龄血清T-AOC(P<0.05)；0.11% Nisin组肉鸡42日龄血清SOD活性显著高于对照组(P<0.05)。

表4 Nisin对肉鸡血清抗氧化指标的影响

2.3 Nisin对肉鸡肠道形态的影响

由表5可知，与对照组相比，0.11% Nisin组肉鸡21和42日龄空肠VH显著提高(P<0.05)；饲粮添加Nisin对肉鸡回肠形态指标无显著影响(P>0.05)。

表5 Nisin对肉鸡肠道形态的影响

2.4 Nisin对肉鸡血清免疫球蛋白和空肠sIgA含量的影响

由表6可知，与对照组相比，饲粮添加0.08%和0.11% Nisin显著提高肉鸡21日龄空肠sIgA和42日龄血清IgG含量(P<0.05)；0.11% Nisin组肉鸡21日龄血清IgM和42日龄空肠sIgA含量均显著高于对照组(P<0.05)。

表6 Nisin对肉鸡血清免疫球蛋白和空肠sIgA含量的影响

3 讨 论

3.1 Nisin对肉鸡生长性能和屠宰性能的影响

Nisin是食品和工业上常用的抗菌肽，对革兰氏阳性菌和阴性菌活性有较强抑制作用，且易降解、无毒副作用[10]。研究发现，罗斯308肉仔鸡饲粮添加Nisin制剂可显著提高肉鸡35日龄体重，降低1～14日龄料重比[9]。本研究结果表明，饲粮添加0.08%和0.11% Nisin显著降低了哈伯德肉鸡后期和全期料重比，有提高42日龄体重的趋势，且高剂量组生长性能改善效果更好，这与Józefiak等[7]在罗斯308肉仔鸡上的研究结果相似。关于Nisin促生长作用的调节机制尚不清晰，但与其改善肠道健康作用密不可分。研究发现，Nisin能够调节家禽肠道菌群结构，抑制有害菌群活性，影响回肠脂肪酸组成，进而促进家禽生长发育[7]。另外，Kierończyk等[9]研究认为，Nisin可通过降低肠道重量和长度，增强肠道对营养物质的消吸收能力，提高家禽生长性能。本试验探究了Nisin对肠道形态和免疫屏障的作用。

目前，国内外有关饲粮添加Nisin对家禽屠宰性能影响方面缺少详细的研究报道。张欣鑫等[11]研究表明，饲粮添加Nisin能够影响肉鸡胴体组成，其中0.075%和0.100% Nisin组肉鸡半净膛率显著低于对照组，胸肌率显著高于对照组。与以上结果不同，本试验结果表明，饲粮添加0.08%和0.11% Nisin有提高肉鸡屠宰率的趋势，对全净膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率等指标均无显著影响，这与前人的研究结果不完全一致，原因可能与Nisin的活性有关[9]。

3.2 Nisin对肉鸡抗氧化性能的影响

动物机体抗氧化功能主要由抗氧化酶和非酶抗氧化物共同调控。SOD和GSH-Px是机体抗氧化系统的主要酶类物质，可清除氧化产物，防止氧化自由基损害机体组织完整及细胞功能[12]；MDA是脂质过氧化反应的一种代谢终产物，其含量能间接反映机体自由基积累情况及组织氧化受损程度[13]；T-AOC是反映机体酶系和非酶系抗氧化功能的综合指标，其水平可体现机体防御系统抗氧化能力的强弱[12]。本试验结果表明，饲粮添加Nisin显著提高了肉鸡21日龄血清T-AOC，说明Nisin具有增强机体抗氧化能力的作用；并且，0.11% Nisin组肉鸡42日龄血清SOD活性显著提高。SOD是抗氧化酶体系歧化超氧化物自由基的关键酶，可将超氧化物自由基歧化为氧气和过氧化氢，进而保护机体组织及细胞免受损伤[14]。体外研究发现，0.1～5.0 mg/mL Nisin能够有效清除氧化自由基，其清除氧化自由基作用随添加剂量增强[15]。由此可见，饲粮添加Nisin能够改善动物机体抗氧化性能，其作用与SOD活性提高相关。

3.3 Nisin对肉鸡肠道形态的影响

肠道是动物消化吸收的主要场所，其黏膜正常形态和完整功能是机体充分消化吸收营养物质的基础。小肠绒毛是动物肠道消化和吸收营养物质的特有结构，其VH、绒毛宽度和CD直接影响肠道养分吸收表面积[16]；V/C综合反映肠道绒毛吸收功能。本研究结果表明，饲粮添加0.11% Nisin显著提高了肉鸡21和42日龄空肠VH，说明Nisin能够改善肉鸡空肠组织形态。肠道菌群结构与肠道形态结构密切相关[17]。饲粮添加Nisin可调节肉鸡肠道菌群结构，抑制有害菌活性，促进有益菌定植[3]。本试验中，肉鸡肠道组织形态改善可能与Nisin调节肠道菌群结构有关。绒毛基部上皮细胞下陷至固有层形成隐窝，隐窝中的细胞有分化功能，并向绒毛顶部迁移形成成熟绒毛细胞，其分化速度越快，CD越浅、VH越高，成熟细胞数目越多，肠道吸收功能越好[18-19]。本研究中，饲粮添加Nisin提高肉鸡生长性能可能与肠道形态改善、养分吸收能力增强有关。Lauková等[20]研究发现，饮水添加Nisin未见显著影响兔肠道VH、CD及V/C，与本试验结果存在差异。这种差异可能与添加剂量及添加方式不同有关。

3.4 Nisin对肉鸡免疫性能的影响

免疫球蛋白是动物体液免疫的主要免疫分子，在机体免疫系统中发挥重要作用[21]。血清免疫球蛋白含量能够反应机体免疫功能变化。IgG主要由免疫器官浆细胞分泌，是介导体液免疫的关键免疫蛋白，血清中含量较高；IgM是体液免疫过程中最先被分泌、释放的免疫物质，能与体内和体外抗原相互反应，消除病原体[22]。本研究结果表明，饲粮添加Nisin显著提高了肉鸡21日龄血清IgM和42日龄血清IgG含量。目前为止，有关Nisin对家禽免疫球蛋白的研究鲜有报道。先前研究表明，Nisin可调节猪免疫细胞活性，降低炎性因子水平[23]，提高小鼠B淋巴细胞(CD19+)和T淋巴细胞(CD4+、CD8+和CD3+)百分比及CD4+T淋巴细胞/CD8+T淋巴细胞值，增强机体免疫机能[24]。此外，饲粮添加SOD模拟物可提高肉鸡血清IgG和IgM含量[25]。本试验结果表明，饲粮添加Nisin可提高肉鸡血清SOD活性。以上结果说明，Nisin提高肉鸡血清免疫球蛋白含量可能与机体免疫细胞活性及SOD活性提高有关。

sIgA由肠道浆母细胞分泌，主要分布于黏液层，是肠道提供免疫保护的主要免疫球蛋白和黏膜免疫的核心，与病原微生物表面抗原结合，保护肠上皮细胞免受损害，是家禽体液免疫的主效应因子[26]。抗菌肽作为动物机体免疫系统的重要效应分子，可通过特异受体激活免疫细胞功能，促进免疫球蛋白分泌(sIgA、IgA)，增强免疫机能[27]。本试验结果表明，饲粮添加Nisin显著提高了肉鸡空肠sIgA含量，提示Nisin可增强肉鸡肠道黏膜免疫机能。由此推测，Nisin促进肉鸡生长发育可能与肠道黏膜免疫机能增强有关[18]。

4 结 论

饲粮添加Nisin能提高肉鸡免疫和抗氧化性能，促进小肠绒毛生长发育，增强肠道黏膜免疫机能，从而改善肉鸡生长性能；综合促生长作用及养殖效益，0.08%添加水平较为适宜。