《饲料工业》杂志2023年第10期

发布时间:2023-6-01 | 杂志分类:其他
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《饲料工业》杂志2023年第10期

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期[12] SALMINEN S, COLLADO M C, ENDO A. et al. The internation⁃al scientific association of probiotics and prebiotics (ISAPP) con⁃sensus statement on the definition and scope of postbiotics[J].Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2021, 18(9): 649-667.[13] FILIPE D V, PEIIA K D, CARINE Z, et al. Microbiota- pro⁃duced succinate improves glucose homeostasis via intestinal glu⁃coneogenesis[J]. Cell Metab, 2016, 24(1): 151-157.[14] WOLEVER T M, FERNANDES J, RAO A V. Serum ac... [收起]
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《饲料工业》杂志2023年第10期
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SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

[12] SALMINEN S, COLLADO M C, ENDO A. et al. The internation⁃

al scientific association of probiotics and prebiotics (ISAPP) con⁃

sensus statement on the definition and scope of postbiotics[J].

Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2021, 18(9): 649-667.

[13] FILIPE D V, PEIIA K D, CARINE Z, et al. Microbiota- pro⁃

duced succinate improves glucose homeostasis via intestinal glu⁃

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(编辑:沈桂宇,guiyush@126.com)

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营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

随着我国畜牧业的发展,饲料资源的短缺及工业

废渣的产生严重影响着我国的环境以及畜牧业的持续

发展。新冠疫情的暴发、国际局势的变化以及新型养殖

方式的推行等原因导致了饲料价格上调,养殖成本增

加,饲料资源的回收利用迫在眉睫[1]

。2020年国内玉

米种植面积约为41 264千公顷,总产量为26 067万吨,

较2019、2020年略降[2]

。从1999年开始,我国由豆粕主

要出口国转为主要进口国,豆粕直到现在也是供不应

求的状态,且国外的大豆价格低于国内,所以我国豆

粕价格易受国际形势的影响[3]

。不仅仅是豆粕,玉米、

鱼粉等饲料原料的进口量也逐年增加。饲料原料的

成本收益最能反映饲料的发展前景,由于我国大豆成

本增加,2014—2017年大豆利润持续为负,2017年大

豆净利润为-1 963.35元/hm2[4]

,因此国内亟需常规植

物原料的替代品。根据农业农村部的减量替代方案:

替代日粮制备必须考虑氨基酸平衡(必需氨基酸各组

分之间及必需氨基酸与非必需氨基酸之间)和其他营

养素平衡(能氮平衡、脂肪酸平衡、维生素平衡等),与

作者简介:黄志东,硕士,研究方向为水产饲料及动物营

养配方管理。

*通讯作者:夏旻灏,博士。

收稿日期:2023-02-20

菌 体 蛋 白 作 为 饲 料 蛋 白 原 料 的 研 究 进 展

■ 黄志东1 张翘楚2 李惠惠3 宋亚汝2 樊 政2 夏旻灏2*

(1. 广东佛山顺德旺海饲料实业有限公司,广东佛山 528000;2. 华南农业大学动物科学学院,广东广州 510000;

3. 广东珠海生态环境监测站,广东珠海 519000)

摘 要:菌体蛋白饲料含有丰富的蛋白质,富含赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸,饲喂动物后能提高饲

料利用率和动物生产性能,增加养殖业经济效益。菌体蛋白的合成原料来源广泛,具有环境友好、富

含粗蛋白和必需氨基酸等优点,对畜牧业的可持续发展和资源回收利用具有极其重要的意义。文章将

菌体蛋白饲料进行分类并对其价值以及应用研究进行归纳总结,为菌体蛋白饲料的应用研究提供参考。

关键词:单细胞蛋白;菌体蛋白;乙醇梭菌蛋白;产朊假丝酵母蛋白;酵母粉;氨基酸渣;核苷酸渣

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.10.004

中图分类号:S816.4 文献标识码:A 文章编号:1001-991X(2023)10-0016-06

Research Progress of Bacterial Protein as Feed Protein Raw Material

HUANG Zhidong1 ZHANG Qiaochu2 LI Huihui3 SONG Yaru2 FAN Zheng2 XIA Minhao2*

(1. Foshan Shunde Wanghai Feedstuff Industrial Co., Ltd., Guangdong Foshan 528000, China; 2. Collage

of Animal Science of South China Agricultural University, Guangdong Guangzhou 510000, China;

3. Guangdong Zhuhai Ecological Environment Monitoring Station, Guangdong Zhuhai 519000, China)

Abstract:Bacterial protein feed is rich in protein, lysine, methionine and tryptophan, which can improve

feed utilization and animal production performance after feeding animals, and increase the economic ben⁃

efits of the breeding industry. The synthesis of bacterial protein has a wide range of raw materials, which

has the advantages of environmental friendliness, rich in crude protein and essential amino acids, which

is of great significance to the sustainable development of animal husbandry and resource recycling in Chi⁃

na. This article classifies bacterial protein feed and summarizes its value and application research, so as

to provide reference for the application research of bacterial protein feed.

Key words:single-cell protein; bacterial protein; clostridium ethanol protein; Candida utilis protein; yeast

powder; amino acid residue; nucleotide residue

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SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

常规饲料相比,菌体蛋白饲料由发酵后菌体(酿酒酵

母蛋白、产朊假丝酵母蛋白、乙醇梭菌蛋白)及其发酵

产物(氨基酸发酵类和功能性副产物类)组成,发酵底

物大多是工农业废料,具有环境友好、蛋白质含量高、

可利用氨基酸丰富、含有脂肪酸和促进动物生长性能

等优势,可以用于替代日粮中的部分蛋白原料。文章

综述了菌体蛋白的分类、应用价值、营养价值和实际

应用,为其在养殖业的应用提供参考价值。

1 菌体蛋白饲料

菌体蛋白饲料又称单细胞蛋白饲料,是指利用工

农业废料培养丝状真菌、细菌等微生物,使其发酵废

料中物质进行增殖生长,再经过分离、干燥后产生的

一种蛋白饲料。单细胞蛋白饲料具有浓郁的香味,蛋

白质含量较高(40%~80%),是大豆的 1.1~1.2 倍,是

鱼、肉、奶酪的1.2倍以上[5]

。有研究证明,混合微生物

培养物会产生更强烈的香气,从而吸引动物进食[6]

更重要的是,这种饲料中氨基酸种类齐全,比例恰当,

特别是含有大量的植物饲料中缺乏的部分必需氨基

酸,生物学价值高于普通的植物蛋白饲料,且生产这

种饲料的原料来源广泛,例如糖质原料、石油原料、氢

气和二氧化碳均可作为生产底物[7]

。一般按生产目

的,菌体蛋白饲料可分为两类,一是以获得菌体本身

为生产目的的菌体蛋白,即发酵的主要目的为获得菌

体,如酵母粉、乙醇梭菌蛋白等;二是利用菌体获得其

他产品的发酵副产物,即发酵的主要目的为其他非菌

体产品,如核苷酸渣、谷氨酸渣等。

1.1 菌体蛋白分类

菌体蛋白是单细胞蛋白,主要目的是获得发酵后

的菌体本身,菌体含有促进生长和代谢的生物质,甚

至还能抑制病原体的黏附,作为饲料原料按一定比例

配成的饲粮能起到促进动物健康的作用。根据中华

人民共和国农业部2012年公告第1773号文件,目前

可用作饲料原料的单细胞蛋白包括产朊假丝酵母蛋

白、啤酒酵母粉和啤酒酵母泥,乙醇梭菌蛋白作为新

型菌体蛋白,实现了无机向有机的转化,具有一定的

饲料原料潜力。

1.1.1 酿酒酵母蛋白

酿酒酵母又称面包酵母或出芽酵母,是单细胞真

核生物,在环境中无处不在,常作为有益微生物存在

于许多传统发酵食品和饮料中[8]

。多数酵母可以分离

于富含糖类(比如一些植物分泌物)的环境中,酵母的

适应能力强,其细胞器可随外部环境而发生适应性变

化,用于废渣废液的发酵[9]

。将活酵母产品及其衍生

物(即酵母细胞壁产品)饲喂动物,可提高动物生产性

能,改善动物健康。有报道表明其主要起作用的部分

是多糖,这些多糖除了可以提高动物生长性能和促进

代谢以外,还可以直接作用于免疫细胞并结合细菌,

从而减少黏附和定植[10]

1.1.2 产朊假丝酵母蛋白

产朊假丝酵母是单细胞蛋白生产中使用最广泛

的微生物之一[11]

。产朊假丝酵母可以转化无机氮为

有机生物质,是微生物蛋白质的来源,这种微生物蛋

白富含外源氨基酸,包括赖氨酸。产朊假丝酵母产生

的生物质是β-葡聚糖、葡甘露聚糖和甘露蛋白等物

质的来源,它们具有抗遗传毒性、抗肿瘤和抗氧化特

性[12]

。产朊假丝酵母被证明可以用于发酵油茶果壳

木糖水解液以制备木糖醇,木糖醇产出率为(16.56±

0.25)%[13]

。该酵母还能提高废液废渣中的粗蛋白含

量:玉米酒糟上清液经产朊假丝酵母发酵后,粗蛋白含

量提高33.8%[14]

。用大豆乳清废水作培养基培养产朊

假丝酵母后,废水中单细胞蛋白干重产量为1.18 g/L,

且化学需氧量(COD)和5 d生化需氧量(BOD5)分别

降低 67.6%和 63.2%,说明该酵母有一定处理废水的

能力[15]

。同样,烤鳗废水经其发酵之后不仅粗蛋白含

量提高6.37%,不同发酵时间的CODcr含量也出现不

同程度的下降[16]

1.1.3 乙醇梭菌蛋白

乙醇梭菌蛋白是用乙醇梭菌作为发酵菌种,分别

以含有一氧化碳的工业尾气和氨水为碳源和氮源进

行液态发酵,再经离心分离浓缩、喷雾干燥、人工合成

后产生的一种新型单细胞蛋白产品。乙醇梭菌呈杆

状,革兰氏阳性,严格厌氧生长,兼性化能自养,最早

于1994年被比利时科学家从兔肠道中分离出来。乙

醇梭菌蛋白的发酵过程仅需 90 s,即可实现从无到

有,从零到一的壮举,这类蛋白能激活肝脏和肠道中

的 IGF-1-TOR 信号通路,从而提高动物生长和免疫

能力。该菌体蛋白含有多种氨基酸、维生素和微量元

素,可部分替代常规饲料中的蛋白原料,还能增加饲

料适口性,当其替代豆粕比例达到40%时,可显著提

高颗粒饲料的硬度和耐久度[17]

1.2 氨基酸发酵类

氨基酸生产过程中会产生大量的发酵废液,这些

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营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

废液中含有大量的菌体蛋白,占氨基酸废水中有机成

分的30%~40%[18]

。这些废液经特定的加工程序后可

得到用于发酵氨基酸的菌体蛋白。

1.2.1 谷氨酸渣

味精作为常用的调味剂,在日常生活中的使用量

非常大,我国作为味精生产大国,生产味精后的残渣

处理也极为紧要。该残渣中谷氨酸发酵废醪菌渣的

蛋白质含量高,易于储存,且必需氨基酸尤其是赖氨

酸含量丰富,饲喂经济动物有较好的效果。

谷氨酸棒状杆菌是一种革兰氏阳性、非孢子化细

菌,菌落呈淡黄色,30 ℃的培养温度下,需要生物素

才能生长[19]

。谷氨酸棒状杆菌常用于味精的生产,能

有效地生产L-谷氨酸。L-谷氨酸是常见的食品添加

剂,还可用于制药和营养补充剂。在生产L-谷氨酸过

程中,经谷氨酸棒状杆菌发酵后,其产生的谷氨酸发

酵液中含有少量菌体,发酵液经分离、干燥、磨粉之后

得到一种菌体蛋白,这种菌体蛋白就是谷氨酸菌体蛋

白[20]

。它不仅可以弥补蛋白质资源的短缺,还可以降

低成本,减少环境污染。谷氨酸菌体蛋白的提取方法

主要有高速离心分离法、加热沉淀法、超滤膜法、絮凝

沉淀法和气泡捕集法等[21]

1.2.2 赖氨酸渣

玉米淀粉等谷物生产赖氨酸过程中产生一些废

液,经提取、浓缩、干燥后可得到赖氨酸渣,采用高速

碟片分离机可对赖氨酸发酵液进行分离,可得到用于

提取赖氨酸的上清液和菌体蛋白液;将得到的菌体蛋

白液直接进行蒸发浓缩提取蛋白,然后进行流化床喷

雾造粒,即可得到赖氨酸菌体蛋白颗粒[22]

1.3 功能性副产物类

在发酵工业中,会产生一些与目的产物无关的残

渣,这些残渣中不仅含有少量菌体蛋白,还含有一些

功能性物质,经提取后可添加到饲料中。

1.3.1 核苷酸渣

核苷酸渣是发酵生产核苷酸或肌苷酸后剩余的

固体残渣,经灭活后可得到谷氨酸棒杆菌菌体蛋白,

且含少量的游离肌苷酸。核苷酸渣蛋白饲料作为一

种新型的饲料原料,与常规饲料原料相比,配成的全

价饲料成本相对较低。

1.3.2 啤酒酵母泥

啤酒酵母泥是啤酒生产过程中的副产物,主要成

分为酿造后剩余的非活性酵母(死酵母细胞)。它是

一种廉价的氮源,具有良好的营养特性。啤酒酵母在

加热灭活后通常可生产为廉价的动物饲料,干燥酵母

是猪和反刍动物蛋白质的极好来源。啤酒酵母在水

产养殖中常常用于替代鱼粉,按一定比例添加后可以

改善饲料适口性和利用率,提高生长性能及抵抗力。

它还可以与产朊假丝酵母一起分步发酵,相比于用产

朊 假 丝 酵 母 单 菌 发 酵 ,产 物 中 菌 体 干 重 提 高 了

47.71%[23]

。啤酒酵母泥还含有大量超氧化歧化酶

(SOD)[24]

和酵母多糖,不仅具有提高免疫力等功效,还

能增强抗氧化功能[25]

2 菌体蛋白的应用价值

2.1 饲料资源开发

2.1.1 无机物转化

乙醇梭菌以含CO、CO2的工业废气和氨水为主要

原料,进行液态发酵培养等过程后可获得新型单细胞

蛋白,这种发酵方法在全球范围内首次实现了从CO

到蛋白质的合成,并已形成万吨级工业产能[26]

。这种

发酵类型可有效缓解我国进口饲料原料的压力,促进

我国的可持续发展。应用碟片离心机分离浓缩、板框

压滤脱水和低温干燥技术制备的菌体蛋白,粗蛋白含

量超过80%[27]

2.1.2 废弃物利用

氨基酸发酵菌渣和核苷酸渣都是工业生产过程

中的副产品,每年产量可达上百万吨,过去这些发酵

菌渣主要通过废水排放,既造成了环境污染,又浪费

了资源。废水中有较高的氮含量,其中碳氮比高于

5?1,完全可以满足微生物生长所需[28]

,经微生物发

酵后能提高废液中粗蛋白含量和必需氨基酸占比。用

发酵废渣喂养经济动物除了可以提高动物生产性能和

改善肉质,还可以改善反刍动物的瘤胃环境[29]

2.2 蛋白原料的使用

相比于普通的氨基酸,游离氨基酸更易被机体吸

收和利用,常规饲料中会添加一定量的游离氨基酸来

促进动物生长代谢,赖氨酸、精氨酸、蛋氨酸是动物饲

料中的主要限制性氨基酸,菌体蛋白饲料中含有这些

氨基酸,而且经微生物发酵之后的产物中这类氨基酸

含量更高。用氨基酸废液作为培养基培养酿酒酵母,

经液态和固态两次发酵后,与豆粕相比发酵液中粗蛋

白含量提高 12.89%,氨基酸含量提高 9.15%;必需氨

基酸共有7种,其中赖氨酸含量为0.41 g/100 g,蛋氨

酸0.106 g/100 g[30]

。使用酵母发酵啤酒废液,发酵液

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粗蛋白含量超过80%,氨基酸含量超过11%,其中必

需氨基酸种类有8种,含量占0.79%,高于肉类食物,

可以用于制备蛋白质饲料[31]

。利用棒状杆菌属微生

物发酵赖氨酸渣后制备的菌体蛋白饲料粗蛋白含量

接近80%,总氨基酸含量比豆粕高6.11%,其中蛋氨酸

为1.6%,比豆粕高175.86%[32]

2.3 功能饲料的使用

2.3.1 酵母细胞壁

在发酵过程中,底物中可能出现少量的酵母细胞

壁,酵母细胞壁可分为三层(外层、中间层、内层),中

间层为蛋白质。酿酒酵母细胞壁的主要成分为α-D甘露聚糖、甲壳素和β-D-葡聚糖,其中甘露聚糖位于

酵母细胞壁的最外层,能有效降血脂、吸附霉菌毒素、

调节肠道菌群平衡[33]

。葡聚糖存在于酵母细胞壁的

最内层,可刺激淋巴细胞,恢复其功能,增强免疫能

力,还兼具降血脂、抗辐射和高度持水等功能[34]

2.3.2 核苷酸

芽孢杆菌发酵会产生核苷酸,该核苷酸进入体内

核苷酸池之后可促进肝脏新陈代谢,修复肠道损伤,

增强机体免疫和抗氧化能力,还可促进不饱和脂肪合

成,提高生产性能[35]

2.3.3 益生元

益生元是“难以消化的发酵食品底物,选择性刺

激胃肠道微生物群落的生长、组成和活性,从而改善

宿主的健康和福祉”[36]

3 菌体蛋白在动物养殖中的应用现状

3.1 生产性能

日粮中添加一定量的菌体蛋白或将其作为蛋白

类原料替代物可以提高畜禽和鱼类的生产性能,在特

定添加量下还能达到显著水平。曲浩杰等[37]

研究表

明,基础日粮中添加1.5 g/kg混合型啤酒酵母粉显著

提高了蛋鸡的全净膛率和体重;范磊[38]

试验发现,基

础日粮中添加0.25 mg/kg酵母硒后,试验组肉鸡的日

增重显著增加,料重比显著降低,且抗氧化能力增加;

日粮中添加混合型啤酒酵母粉能够显著提高蛋鸡的

产蛋率、产蛋量、蛋白高度、蛋黄SOD活性[39]

。对于家

畜来说,饲粮中添加菌体蛋白无论在体重还是在肉质

方面都有促进作用,全混合日粮中添加10 g/100 kg体

重产朊假丝酵母可以显著提高 15 月龄肉牛的胴体

重,与对照组相比平均干物质采食量和平均料重比显

著降低[40]

;添加4%白酒糟酿酒酵母后与对照组相比,

可以显著增加断奶仔猪的平均日增重[41]

;并且生长猪

(杜×长×大)的日增重和饲料报酬与基础日粮中酵母

水解物的添加量呈线性关系[42]

;用产朊假丝酵母替代

基础饲粮中3%鱼粉,断奶仔猪血清抗氧化能力和粪

便中丁酸含量显著增加[43]

。对于反刍动物来说,粗饲

料中用60%白酒糟替代等量的皇竹草,可以显著提高

西门塔尔牛的平均日增重和平均干物质采食量[44]

;肉

羊精料补充料添加2%谷氨酸渣替代豆粕,肉羊生产

性能显著提高,羊肉氨基酸含量提高且肉质中饱和脂

肪酸减少[45]

。菌体蛋白作为水产饲粮中鱼粉的优秀

替代品,对水产动物负面影响相对较小,添加剂量合

适时还会得到突出的有益效果,例如显著提高生长性

能、免疫能力和肠道状态等。草鱼饲料中添加适量的

乙醇梭菌蛋白替代豆粕,有利于草鱼生长,草鱼的平均

体重增加了14.94%,蛋白质沉积率增加了19.66%[46]

在大口黑鲷鱼饲料中添加乙醇梭菌蛋白代替鱼粉,降低

了黑鲷的氮磷排放,减轻了饲养水环境的富营养化[47]

乙醇梭菌蛋白的替代鱼粉比例为49.8%时,幼年大口

黑鲈的重量显著增加,而替代水平低于39.0%时能够

改善大口黑鲈的肠道形态[48]

。饲粮中添加适量乙醇梭

菌蛋白能显著提高罗非鱼幼鱼的生长性能,在添加量

在低于 200 g/kg 时可调节糖脂代谢而维持机体能力

平衡[49]

。乙醇梭菌蛋白替代太平洋对虾饲粮中 40%

的鱼粉并提高饲粮豆油含量,可提高太平洋对虾的生

长性能并改善肠道结构[50]

3.2 肠道菌群

肠道菌群方面,添加一定量的菌体蛋白可以提高

肠道有益菌丰度,降低有害菌丰度。在基础日粮中添

加0.25 mg/kg面包酵母硒与0.1%酪酸梭菌制剂后,显

著促进了肠道中双歧杆菌等益生菌的增殖,抑制了大

肠杆菌、肠球菌等有害菌的增殖,显著降低肉鸡料重

比[51]

。在基础饲料中添加 1%或 2%酿酒酵母发酵白

酒糟可以显著提高海兰褐蛋鸡采食量,其中添加量为

1%时蛋鸡粪便中沙门氏菌含量显著降低,添加量为

2%时粪便中乳酸杆菌含量显著增加[52]

3.3 消化道内环境

对于反刍动物来说,添加一定比例的菌体蛋白可

以改善瘤胃环境、促进瘤胃内部发酵。用3%谷氨酸

渣替代日粮中的豆粕,可以显著降低秦川肉牛瘤胃内

氨态氮浓度,降低乙酸与丙酸的比例,改善瘤胃内环

境与饲料消化率,降低饲料成本[53]

。在藏牛日粮中添

19

第56页

营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

加200 g/kg酿酒酵母可以促进瘤胃中好氧菌的繁殖,

改善微生物区系,从而促进发酵[54]

。用60%发酵白酒

糟等量替代全混合日粮中的皇竹草,瘤胃中微生物蛋白

含量显著上升,氨态氮含量显著下降,促进了瘤胃球菌

的增殖[55]

。但是白酒糟的添加量不能过多,添加65%

和75%的白酒糟会引起山羊瘤胃pH下降,降低瘤胃发

酵功能,使普雷沃氏菌数量上升,引起瘤胃炎症[56]

3.4 免疫功能

在大口黑鲈饲粮中添加乙醇梭菌蛋白还能提高

其免疫功能,当替代50%鳀鱼粉后,黑鲈肝脏的白细

胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-10(IL-10)和转化生

长因子β1(TGF-β1)mRNA 表达显著下调,且其肠道

内微生物多样性和丰富度显著增加[57]

4 前景展望

在人口不断增加以及资源有限的今天,人类对资

源的回收和再利用显得尤为重要,目前我国的豆粕供

不应求,亟需研发一种新的饲料原料替代物。菌体蛋

白作为新型饲料原料,在畜禽和水产养殖方面都有明

显的助力,且乙醇梭菌蛋白还能将无机碳转化成有机

碳,这足以说明菌体蛋白饲料对未来畜禽和水产养殖

业发展的重要性。

5 结论

菌体蛋白具有较高的营养价值与经济价值。其

发酵底物具备来源广泛、价格较低、易于获得等特

点。发酵过程对工农业废料的再利用,促进了我国的

环境保护和可持续发展。菌体蛋白部分代替饲粮中

的豆粕,推进了国家豆粕减量替代行动,在饲料方向

具有巨大的应用前景。

发酵产生的菌体蛋白饲料能有效提高动物的生

产性能和经济效益,改善动物肠道健康,对我国畜牧

养殖业的发展起着重要作用。

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(编辑:张 雷,747334055@qq.com)

21

第58页

营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

在我国饲料中全面禁止使用抗生素的背景下,科 学使用饲用油脂与抗氧化剂,对于防止畜禽氧化应

激,减少亚健康与疾病损伤,提高畜禽生长性能与生

产效益十分重要。为满足畜禽快速生长的高能量需

求,常常在配合饲料中使用油脂。但油脂在饲料加工

中会不可避免地受到外界环境(光、热、氧气、金属)的

影响,导致其中多不饱和脂肪酸双键中的碳氢链断

裂,与氧气结合形成自由基和氢过氧化物。极不稳定

的氢过氧化物不断分解为新的自由基,并结合成易挥

发的低分子醛、酮、酸、醇、酯、环化合物、羰基化合物、

摘 要:为满足畜禽快速生长的高能量需求,配合饲料中常添加油脂提供能量,然而油脂中存在

大量不饱和脂肪酸,极易发生氧化并产生有毒有害物质,破坏饲料养分,损害机体正常代谢。配合饲

料中使用抗氧化剂可延缓饲料加工贮运中的氧化进程,但使用单一抗氧化剂对饲料的保护作用有

限,且因高剂量添加与长期饲用人工合成抗氧化剂有潜在的细胞毒性风险。复合抗氧化剂具有协同

高效抗氧化优势,已成为新的应用研究热点。文章综述饲用油脂中添加使用的抗氧化剂、复合抗氧

化剂应用功效与应用研究进展,为进一步研制与应用复合抗氧化剂提供参考。

关键词:饲用油脂;复合抗氧化剂;天然抗氧化剂;人工合成抗氧化剂;饲料添加剂

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.10.005

中图分类号:S816.79 文献标识码:A 文章编号:1001-991X(2023)10-0022-09

Research Progress of Compound Antioxidants and Their Synergistic Effects on The Antioxidation of Feed Oils

LU Yufang ZHANG Jingfei WANG Tian*

(College of Animal Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Jiangsu Nanjing

210095, China)

Abstract:In modern intensive farming, in order to pursue economic benefits, producers often feed highoil diets to animals for rapid growth. However, oil is abundant in unsaturated fatty acids, which is easily

oxidized and produces toxic substances, eventually destroying the nutrients in the feed and damaging the

normal metabolism of the body. Antioxidants in compound feed can delay the oxidation process during

the processing, storage and transportation of feed, but the antioxidant capacity of single antioxidant is lim⁃

ited, and there is a potential cytotoxic risk due to high amounts of synthetic antioxidant supplementation

and long-term feeding. Compound antioxidants are synergistic and efficient, which have become a new re⁃

search hotspot. The article reviews types and efficacy of antioxidants and research progress of compound

antioxidants, so as to provide reference for the further development and application of compound antioxi⁃

dants.

Key words:feed oil; compound antioxidants; natural antioxidants; synthetic antioxidants; feed additives

复合抗氧化剂及其对饲用油脂

抗氧化协同功效的研究进展

■ 鲁昱方 张婧菲 王 恬*

(南京农业大学动物科技学院,江苏南京 210095)

作者简介:鲁昱方,硕士,研究方向为动物营养与饲料

科学。

*通讯作者:王恬,教授,博士生导师。

收稿日期:2023-03-08

基金项目:“十三五”国家重点研发计划项目[2018YFD

0501101]

22

第59页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

脂肪聚合物、过氧化物和烃类等有毒氧化聚合物[1]

,导

致动物出现营养性应激,诱发疾病。为了减缓饲料

中油脂的氧化速率,通常添加抗氧化剂,及时清除油

脂氧化过程中产生的自由基,保障油脂稳定性与饲

料品质。

抗氧化剂是通过捕获并中和氧化过程中产生的

自由基,从而去除自由基对油脂造成的危害,提高食

品稳定性的一类添加剂。根据来源可分为天然抗氧

化剂和人工合成抗氧化剂。天然抗氧化剂存在于天

然植物(如谷物、蔬菜、中草药、茶叶、水果等)中,通过

水或有机溶剂萃取(不改变其化学结构)获得的纯天

然成分,包括多酚类、维生素类、天然色素类、植酸类、

多糖类、多肽及氨基酸类。天然抗氧化剂安全性高,

但是由于天然抗氧化剂提取困难、稳定性差、成本高,

颜色、气味、风味等不一定符合饲料加工要求,限制了

其在饲料工业中的广泛应用。人工合成抗氧化剂采

用化工原料,经化学合成与精制提纯而得,目前常用

的产品有乙氧基喹啉(ethoxyquin, EQ)、二丁基羟基

甲苯(di-tert-butyl-4-hydroxytoluene, BHT)、丁基羟

基茴香醚(butylated hydroxyanisole, BHA)、特丁基对

苯二酚(tert-butylhydroquinone, TBHQ)和没食子酸丙

酯(propyl gallate, PG),它们的特点是稳定性好、抗氧

化效率高且价格低廉,但长期食用有潜在的细胞毒性

与致癌性风险[2]

,甚至在高浓度添加使用后,会导致动

物明显的器官中毒症状[3-4]

。天然抗氧化剂与人工合

成抗氧化剂各有利弊,因此单独使用天然抗氧化剂或

人工合成抗氧化剂存在一定的局限性。将多种抗氧

化剂科学配伍使用,探索出能发挥协同抗氧化功效的

复合抗氧化制剂,是当前实现减少人工合成抗氧化剂

使用量以及改善油脂氧化稳定性与安全性的一个有

效方案。文章综述饲用油脂中使用的抗氧化剂种类

以及复配方案,为进一步探索科学应用复合抗氧化剂

提供参考。

1 饲用油脂及其特性

饲用油脂来源广泛,主要包括动物油脂和植物油

脂,动物油脂以猪油、鸭油、鸡油、牛油、鱼油为代表,

植物油脂以大豆油、菜籽油、葵花籽油、棕榈油、米糠

油、玉米油、椰子油为代表。椰子油[5]

和鱼油[6]

用于仔

猪饲料中,可提高仔猪生长性能。菜籽油添加到母猪

日粮中可明显提高母猪生产效率与仔猪成活率[7]

。玉

米油对山羊瘤胃发酵和甲烷的排放具有一定的正面

效果[8]

。棕榈油含有大量胡萝卜素和维生素E[5]

,广泛

应用于猪[9]

、牛[10]

、水产[11]

等配合饲料中。大豆油广泛

用于家禽配合饲料中[12]

。葵花籽油在奶牛日粮中添

加,可提高产奶量[13]

。猪油主要用于肉鸡配合料中[14]

鱼油可作为诱食剂加入鱼配合料中[15]

。饲用油脂的

种类及特性总结见表1。

饲用油脂中添加的抗氧化剂需要具备五个基本

条件:高效性,油溶性,稳定性,低毒性和不影响油脂

色、香、味的特征[3]

。但由于各种饲用油脂的特性不尽

相同,同一抗氧化剂在不同油脂中的功效也存在差

异,因此,针对不同油脂特性,寻找高效的抗氧化剂并

科学使用尤为重要。

2 天然抗氧化剂特性及其在饲用油脂中的应用

由于绿色健康的天然抗氧化剂安全性高并具有

显著的抗氧化活性,常被选择用于饲用油脂中,包括

多酚类化合物(茶多酚、植物甾醇、迷迭香提取物、白

藜芦醇、竹叶提取物和甘草提取物等)、维生素类(维

生素C和维生素E)、植酸以及磷脂等。不同天然抗氧

化剂的抗氧化机制有所不同,包括提供电子或氢原

子、与铁离子或铜离子等金属离子螯合、抑制氧化酶

活性、提高抗氧化酶水平和生成还原性物质等。

多酚类化合物分子结构中存在大量羟基,易与活

性氧(ROS)反应,形成相对稳定的酚氧自由基。茶叶

中的多酚类物质茶多酚(tea polyphenols, TP)可明显

延长菜籽油、花生油、亚麻油等的货架期[27]

以及大豆

油煎炸过程中的稳定性[28]

,还可通过螯合金属离子防

止鱼油氧化[29]

,抗氧化作用优于 BHT、BHA、植酸、维

生素 C 和维生素 E,但低于 TBHQ[30]

,与维生素 C 和维

生素E三者配合能显著增强亚油酸过氧化进程中的

抗氧化功效[31]

。从玉米、大豆等植物籽实中经物理提

纯而得的植物甾醇(phytosterin)是1,2-环戊烷全氢菲

组成的三萜类化合物,有多种生物学功能并在动物生

产中应用功效明显[32]

,对O2-

·和·OH的清除作用呈浓

度依赖性[33]

,可提升黄油的氧化稳定性[34]

,对花生油、

大豆油、菜籽油的抗氧化能力大小依次为植物甾醇>

BHT>维生素E[35]

,与多酚、TBHQ复合后优于单独使用

TBHQ[36]

。唇形科灌木迷迭香(rosmarinus officinalis)

耐高温,特别适合作为热加工用油的抗氧化剂[37]

,可

有效阻遏油脂中过氧化值升高[38]

,尤其是大豆油和椰

子油[39]

。迷迭香提取物中的鼠尾草酸、鼠尾草酚和迷

迭香酸相互之间具有一定的协同作用[40]

,与具有抗氧

化增效作用的柠檬酸[41]

或BHA也能协同抗氧化[42]

,还

可以保护维生素E的稳定性[43]

。广泛存在于葡萄等植

物中的白藜芦醇(resveratrol)可有效提高茶油和菜籽

油的氧化稳定性[44]

,最佳添加量为0.04%[45]

,与柠檬酸

23

第60页

营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

和维生素 C 以 3?2?2 比例复配协同抗氧化效果较

强,在菜籽油中与茶多酚和柠檬酸也能发挥抗氧化协

同作用[46]

。主要以黄酮糖苷形式存在的竹叶提取物

(bamboo leaf extract),现已允许在食用油脂、油炸坚

果、肉制品、水产品等中使用[47]

,180 ℃下可显著降低

棕榈油煎炸过程中的次级氧化产物以及多不饱和脂

肪酸,提高棕榈油煎炸稳定性,效果显著优于TBHQ、

BHA、BHT、迷迭香提取物和油溶性茶多酚[48]

。甘草

(glycyrrhiza uralensis fisch)属豆科多年生草本,主要

活性成分是三萜皂苷、类黄酮和香豆素类物质,抗氧

化能力与VE相似,对氧阴离子自由基、羟基自由基和

过氧化氢都有很强的清除能力,对各种油脂都具有较

强的抗氧化特性[49]

抗坏血酸(又名维生素C,VC)与植酸(phytic ac⁃

id)可作为氢供体降低油脂中的氧含量[50]

,也可与金属

离子反应生成稳定性较高的螯合物,辅助其他抗氧化

剂发挥抗氧化作用。陈雪琪[51]

研究发现抗坏血酸能

还原再生 TBHQ,发挥协同抗氧化作用。李静凤[52]

研究表明抗坏血酸与多酚类天然抗氧化剂(酯化多酚

和茶多酚)能协同延长油脂的氧化诱导期。在菜籽油

中添加植酸的体外试验发现,植酸的抗氧化活性略优

于 BHA,明显优于 EQ[53]

。植酸可以螯合亚铁离子并

催化过氧化物分解[54]

,使之不能继续转变为醛或酮类

化合物,从而抑制油脂氧化[55]

。生育酚脂溶性较强,对

不饱和脂肪酸含量越高的植物油保护效果越显著[56]

在低添加量下,生育酚能显著减少体系内烷基自由基

和总自由基的生成[57]

。磷脂(phospholipid)是动植物

细胞中细胞膜、核膜和类脂膜的基本成分,对植物油的

抗氧化效果较好,通常与茶多酚[58]

、亚麻酸[59]

、鞣花

酸[60]

、槐花黄酮[61]

等天然活性成分复合,其中亚麻酸磷

脂提高大豆油抗氧化性能的效果尤为突出[59]

3 合成抗氧化剂特性及其在饲用油脂中的应用

人工合成抗氧化剂EQ、BHT、BHA、TBHQ和PG已

广泛应用于植物油[62]

、食品、肉制品、医药、饲料、化工

等领域[63-64]

,在植物油脂中使用,热稳定性高,用量少,

效果好[65]

。抗氧化机理较为一致,都是作为供氢体快

速给脂质自由基供氢,自身还能形成稳定的自由基,中

断自由基链式反应,抑制油脂进一步氧化酸败[66]

表1 饲用油脂的种类及特性

种类

大豆油

菜籽油

葵花籽油

棕榈油

米糠油

玉米油

椰子油

花生油

猪油

鸭油

鸡油

牛油

鱼油

油酸(%)

16.1

25.7

22.4~25.2

36.7~40.8

42

15.9

2.3

41

38.54

38.00

29.18~45.03

33.9

32.8

亚油酸(%)

30.1

31

60.7~63.7

9~12

38

21.6

1.1

38

15.21

24.65

14.30~23.66

2.7

30.27

不饱和脂肪

酸总量(%)

95

50

90以上

50以上

80~85

87

8

80以上

57.01

62.65

88.07

38.53~45.36

63.05

优点

VE较为丰富

富含多酚类抗

氧化物质

VE含量丰富

稳定性好,烟点高,

VA和VE丰富

营养价值高,

脂溶性维生素多

VE含量最丰富

中链脂肪酸组成

易吸收

抗氧化稳定性和

耐热性好

热量极高,消化吸收

率高达95%,富含

VA和VD

胆固醇较低,单不饱

和脂肪酸与多不饱

和脂肪酸比例较好

蛋白质和脂肪

含量丰富

富含维生素及矿物

质,增加饱腹感,保护

视力,促进骨骼发育

脂肪酸含量丰富

缺点

氧化后油色变深

含有芥酸易诱发

心血管疾病

长时间高温会释放

醛类物质

易氧化分解,

气味辛辣

氧化后具有潜在毒性

耐热性差

饱和脂肪酸较多,

含有致敏成分

花生易感染霉菌

分泌黄曲霉毒素

胆固醇高

热量过多

钙、铁、胡萝卜素、

硫胺素、核黄素、尼克

酸等营养成分低,

易导致肥胖

过多食用导致消化

不良,导致血脂过高

过量导致血液不凝结

氧化诱导期

(h)

11.09

9.60

4.72

23.88

7.66

5.32

1.61

-

-

-

-

参考文献

李思敏[16]

汪丽萍等[17]

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余顺波等[20]

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于淑池等[26]

注:“-”文献没记载。

24

第61页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

EQ适用于油脂、鱼粉、预混料等产品,可防止其

中的维生素A、D、E和脂肪氧化变质及天然色素氧化

变色,具有一定防霉保鲜作用。在含氧化脂肪的配合

饲料中添加 EQ 62.5 mg/kg,能降低过氧化物的有害

影响[67]

。BHT价格低廉,是我国生产量最大的抗氧化

剂之一。Nisa 等[68]

开发的 BHT 生物活性薄膜可有效

清除脂肪类食物中的自由基,减少脂质氧化。段齐

泰[69]

以米糠油、棕榈油、橄榄油为原料,研究发现,相

同浓度的BHT对不饱和度越大的油脂保护系数越大,

抗氧化效果越好。BHA在延缓焙烤[70]

、油煎食品[71]

抗氧化效果以及保护油脂风味和色泽的效果优良,在

控制短链脂肪酸(椰子油和棕榈仁油)氧化方面也非常

有效。PG已广泛用于油脂、饲料、油炸食品、罐头、干

鱼制品、腊肉制品当中[72]

,在植物油脂中的抗氧化效果

较好[73]

,在猪油中的抗氧化性能优于BHT[74]

;其氧化产

物是鞣花酸,一种抗氧化增值剂,能够抑制脂质过氧

化,对氧自由基和羟自由基都有清除作用。TBHQ在

油炸花生米[75]

、山核桃[76]

、香榧坚果[77]

上应用效果较好,

在油脂中尤为适用于植物油[78]

、猪油和鱼油的抗氧化,

稳定性提高3~5倍,抗氧化性强于BHA、BHT、PG和维

生素E[79]

,是抑制煎炸油氧化最好的抗氧化剂。

在米糠毛油中添加EQ、BHT、BHA不同抗氧化剂

组合的体外试验表明,复合抗氧化剂的抗氧化效果优

于单一抗氧化剂,并且0.15% EQ和0.015% BHA复配

使用效果最好[80]

。BHT和BHA耐热及稳定性好,遇金

属无呈色反应,在油脂中,BHT与BHA混合使用具有

协同作用。当PG 的剂量高达100 mg/kg 时会影响油

脂颜色,因此通常不单独使用,而是与BHA、BHT、柠

檬酸、异抗坏血酸结合使用。TBHQ不会让油脂含量

高的食物变色,与BHA 或BHT 联合使用时均能发挥

协同抗氧化作用[81]

虽然人工合成抗氧化剂在饲用油脂中作用显著,

但近年来有研究发现,BHA对人星形胶质细胞有很强

的细胞毒性作用[82]

。BHT在斑马鱼胚胎毒性实验结果

中发现具有心脏毒性[83]

。PG通过破坏线粒体或内质网

功能,抑制睾丸发育相关基因而诱导睾丸毒性[84]

。过

量添加人工合成抗氧化剂会对动物造成 DNA 损伤、

癌症诱导等疾病,因此使用更安全的天然抗氧化剂取

代人工合成抗氧化剂成为未来趋势;但是天然抗氧化

剂的热稳定性差,抗氧化性能也普遍弱于人工合成抗

氧化剂,使用单一天然抗氧化剂无法与人工合成抗氧

化剂相媲美,只能采用不同抗氧化剂复合配制,利用

其协同作用达到甚至超越人工合成抗氧化剂的效

果。已有研究根据我国允许添加在油脂和肉品中的

抗氧化剂种类和最大添加量(BG 2760—2014),得到

大量的研究结果,现将抗氧化剂用于油脂中的抗氧化

效果与特征归纳如表2。

4 复合抗氧化剂及其在饲用油脂中的应用

复合型抗氧化剂是将具有协同活性成分的不同

种类抗氧化剂经过合理配伍组成的具有高效抗氧化

能力的添加剂,因在饲料中的总使用浓度低于单一抗

氧化剂,故安全性提高、成本降低。针对不同种类的

饲用油脂,选择协同性强的抗氧化剂,并进行合适的

复配是使用复合型抗氧化剂的关键。

4.1 复合抗氧化剂在植物油脂中的应用

茶多酚、抗坏血酸和迷迭香提取物常用于复配抗

氧化剂的研究中,应用在植物油脂中效果较为明显。

茶多酚棕榈酸酯、抗坏血酸棕榈酸酯和植物甾醇酯分

别是茶多酚、抗坏血酸和植物甾醇与棕榈酸酯化而成

的双亲性化合物,目的是不改变茶多酚、抗坏血酸和

植物甾醇全部生理活性[91-92]

的同时,提高与油脂的相

溶性。张如春等[93]

研究表明,植物甾醇酯与天然维生

素E以1?1进行复配,以0.2 g/kg浓度添加,可提高玉

米油抗氧化性与品质,效果优于 BHT 和 BHA。抗坏

血酸棕榈酸酯可提供一个氢原子给茶多酚棕榈酸酯,

使其还原为未氧化状态[4]

。茶多酚棕榈酸酯也能促

进抗坏血酸棕榈酸酯还原态的再生[94]

。张龙振等[95]

采用响应面实验得出 0.03%茶多酚棕榈酸酯+0.02%

抗坏血酸棕榈酸酯+0.03%迷迭香提取物对菜籽油抗

氧化效果最好,加热氧化 13 d,菜籽油过氧化值为

6.017 mmol/kg,显著低于空白对照组。李蕊[96]

研究发

现茶多酚与维生素C、维生素E发挥协同作用时,油脂

的货架期比单一使用茶多酚时长,在菜籽油及大豆油

中添加 0.02%茶多酚与 0.04%~0.03%维生素 C 或与

0.04% ~0.05%维生素 E,协同效果强于 BHT 或 TB⁃

HQ。迷迭香提取物与茶多酚棕榈酸酯复配可在氧化

的不同阶段发挥作用,电子自旋共振结果表明,迷迭

香提取物倾向于与氧化过程中产生的烷基自由基结

合,而茶多酚棕榈酸酯倾向于与烷过氧自由基结合,

协同抑制体系中自由基的产生,起到互补效果,延缓

整个氧化过程[97]

。魏建林等[98]

研究指出,0.015%迷迭

香提取物+0.045%茶多酚棕榈酸酯用于葵花籽油时,

协同抗氧化性最强;与BHT和BHA相比,显著降低酸

价、POV 值,抗氧化效果与 TBHQ 相近。万苗等[99]

0.05%脂溶性迷迭香提取物与0.01% L-抗坏血酸棕榈

酸酯复配添加到米糠油中,抗氧化效果接近 0.02%

25

第62页

营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

TBHQ,可显著抑制米糠油中饱和脂肪酸、单不饱和脂

肪酸以及多不饱和脂肪酸含量的变化。

一些新型的天然抗氧化剂也因为抗氧化效果显

著被逐渐运用于复配抗氧化剂的研究中。栾霞等[100]

研究发现,38 ℃条件下,25 mg/kg TBHQ+20 mg/kg柠

檬酸加入到棕榈油中,相较于对照组延长氧化诱导期

两倍,货架期达 564 d。秦烨[49]

研究得出甘草抗氧化

物0.2 g/kg、大豆卵磷脂0.16 g/kg、没食子酸0.14 g/kg

组成的复合物在煎炸棕榈油中的抗氧化性优于单独

添加甘草抗氧化物,但略低于TBHQ。罗新也[101]

研究

发现0.06 g/kg茶多酚+0.18 g/kg甘草抗氧化物对大豆

油抗氧化效果优于0.2 g/kg TBHQ。欧阳梦云等[44]

究发现,0.01%茶多酚+0.04%白藜芦醇+0.01%柠檬酸

复配时对菜籽油抗氧化效果优于TBHQ。

4.2 复合抗氧化剂在动物油脂中的应用

常用的茶多酚与抗坏血酸在动物油脂中的复配

抗氧化效果也很显著。邱智军等[102]

研究发现,抗坏血

酸、柠檬酸与连翘苷或连翘酯苷A复配后能抑制猪油

氧化,且剂量越高抑制效果越明显,与等量BHT效果

相当。抗坏血酸和柠檬酸能够钝化油脂中促自动氧

化的金属离子,从而对连翘苷和连翘酯苷A产生协同

增效作用。蒋雅美等[103]

研究发现,抗坏血酸棕榈酸酯、

注:POV:过氧化值;TBA:硫代巴比妥酸值;CDV:共轭二烯值;AV:酸价;p-AV:茴香胺值;Ⅳ:碘价;DPPH:1,1-二苯基2-苦基肼自由基;IC50:半抑制浓度。

表2 抗氧化剂添加于油脂中的抗氧化效果与特征

抗氧化剂

茶多酚

茶多酚棕榈酸酯

迷迭香提取物

竹叶抗氧化物

甘草抗氧化物

抗坏血酸棕榈酸酯

维生素E

植酸

磷脂

二丁基羟基甲苯(BHT)

丁基羟基茴香醚(BHA)

没食子酸丙酯(PG)

特丁基对苯二酚(TBHQ)

油脂中添加量(g/kg)

0.4

0.6

0.7(植物油脂)

0.3(动物油脂)

0.5

0.2

0.2

按生产需要

适量使用

0.2

按生产需要

适量使用

0.2

0.2

0.1

0.2

抗氧化效果与特征

0.01%、0.02%和0.04%的脂溶性茶多酚在大豆油中相较

于同一浓度下的TBHQ和维生素E,POV、TBA、CDV、

AV和p-AV都低于同浓度TBHQ,强于同浓度维生素E,

0.04%茶多酚的抗氧化效果低于0.02%TBHQ

0.07%脂溶性迷迭香抗氧化剂对鱼油、亚麻籽油、葵花籽

油、米糠油和椰子油的抗氧化效果强于0.02%BHT

脂溶性竹叶抗氧化物在棕榈油180 ℃下煎炸过程中,抗

氧化性能稍逊于TBHQ,与迷迭香提取物相当,显著优于

BHA、BHT和油溶性茶多酚

甘草抗氧化物在豆油中,抗氧化能力弱于迷迭香提取物

和茶多酚

0.02%的抗坏血酸在芝麻油中的Ⅳ弱于同浓度茶多酚,

更弱于同浓度TBHQ

抗坏血酸在0~60 μg/mL浓度范围内清除DPPH自由基

的能力弱于茶多酚

维生素E的DPPH自由基清除率与总还原力弱于相同

剂量的TBHQ

植酸对羟自由基和超氧阴离子自由基清除活性IC50值

分别为2.54 mg/mL和9.28 mg/mL,减缓油脂氧化反应

效果好于BHT

磷脂作为抗氧化剂能增强猪油的油炸香气和烘烤风味,

改善猪油不良风味

磷脂对大豆油氧化48 h 后的POV、p-AV、总氧化值降低

25.9%、10.3%、62.1%

在米糠油加热70 ℃下添加125 mg/kg BHT,氧化诱导

期达24 d

在棕榈油加热70 ℃下添加100 mg/kg BHT,氧化诱导

期达37 d

在棕榈油中添加0.02 g/100 g BHA,POV比空白对照组

降低49.4%

在猪油中添加0.02 g/100 g BHA,POV比空白对照组

降低15.8%

在牛油中添加0.05% PG,氧化6 d,POV比空白对照

降低将近50%

在牛油中添加0.05% TBHQ,氧化6 d,POV比空白对照组

降低50%以上

在猪油中添加0.02 g/100 g TBHQ,POV比空白对照组

降低46.3%

参考文献

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26

第63页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

柠檬酸和茶多酚以2?1?1复配添加0.06%时,对鱼

油的抗氧化效果比BHA 和BHT 显著。0.03%茶多酚

与0.05%维生素C或0.03%维生素E在猪油中添加,协

同抗氧化效果明显好于 BHT,与 TBHQ 效果相当[97]

崔宇等[104]

研究发现,0.1%茶多酚与 0.1%竹醋液复配

对猪油具有抗氧化协同作用,有效降低猪油的酸价和

过氧化值。

新型抗氧化剂复配在动物油脂中效果显著。宋

杰等[105]

研究发现,睡莲多酚对葵花籽油、菜籽油和猪

油均具有一定的抗氧化作用,且存在剂量效应关系。

当睡莲多酚与维生素C分别添加0.02%在猪油中,复

配活性最强,与使用 0.02%TBHQ 的效果不相上下。

齐明[106]

将陈皮、柚子皮和火龙果皮提取复配成一种新

型复合天然抗氧化剂,对猪油的抗氧化效果大于TB⁃

HQ。有研究发现,植物甾醇、维生素 E 与γ-谷维素

3 种天然抗氧化剂均能提升黄油的氧化稳定性,且复

配组合对黄油稳定性的影响更佳,其中植物甾醇、维

生素E和γ-谷维素浓度在800~1 250、100~125 mg/kg

和600~800 mg/kg 时,抗氧化剂复配组合对黄油的氧

化稳定性提升最大,氧化诱导时间可提升至 3.60 h,

自由基清除率能够达到96.90%左右[34]

。加入脂溶性

抗氧化剂(维生素E、槲皮素)比加入水溶性抗氧化剂

(维生素C、茶多酚)更容易产生协同作用[107]

。刘国艳

等[108]

研究发现,维生素E与茶叶籽油在缓解猪油氧化

中存在一定的协同作用。马嫄等[109]

将维生素E与茶

多酚、迷迭香、硫辛酸、槲皮素分别按 1?1 的比例进

行复合,发现上述组合均能在鸡油和猪油中发挥协同

抗氧化作用。柴向华等[110]

研究发现0.08%维生素E+

0.05%磷脂+0.01%迷迭香对鸡油有很好的抗氧化效

果,复配抗氧化剂添加量为 0.1%时抗氧化效果明显

优于BHA、BHT、PG,与TBHQ效果相当。赵巧等[90]

究发现,0.05%维生素E+0.01%TBHQ+0.005%柠檬酸

复配后对牛油具有良好的抗氧化效果。饲用油脂中

添加复配抗氧化剂的抗氧化功效汇总见表3。

饲用油脂

玉米油

菜籽油

大豆油

葵花籽油

米糠油

棕榈油

猪油

鱼油

鸡油

牛油

复配

植物甾醇酯+维生素E

茶多酚棕榈酸酯+迷迭香

提取物+抗坏血酸棕榈酸酯

茶多酚+白藜芦醇+柠檬酸

茶多酚+抗坏血酸/维生素E

茶多酚+甘草抗氧化物

茶多酚棕榈酸酯+迷迭香提取物

迷迭香提取物+抗坏血酸

棕榈酸酯

TBHQ+柠檬酸

甘草抗氧化物+大豆卵磷脂+

没食子酸

抗坏血酸/柠檬酸+

连翘苷/连翘酯苷A

茶多酚+抗坏血酸/维生素E

茶多酚+竹醋液

睡莲多酚+抗坏血酸

陈皮+柚子皮+火龙果皮

抗坏血酸棕榈酸酯+

柠檬酸+茶多酚

维生素E+磷脂+迷迭香

维生素E+TBHQ+柠檬酸

剂量

0.1 g/kg+0.1 g/kg

0.03%+0.03%+0.02%

0.01%+0.04%+0.01%

0.02%+0.03%~0.04%/

0.04%~0.05%

0.06 g/kg+0.18 g/kg

0.045%+0.015%

0.05%+0.01%

25 mg/kg+20 mg/kg

0.2 g/kg+0.16 g/kg+

0.14 g/kg

0.02%+0.02%

0.03%+0.05%/0.03%

0.1%+0.1%

0.02%+0.02%

0.03%+0.015%+0.015%

0.08%+0.05%+0.01%

0.05%+0.01%+0.005%

总添加量

(g/kg)

0.8

0.6

0.6~0.7

0.24

0.6

0.6

0.045

0.5

0.4

0.8

2

0.4

1.4

0.65

抗氧化效果

优于BHT和BHA

加热氧化13 d,POV低于

空白对照组的1/4

优于TBHQ

优于BHT和TBHQ

优于0.2 g/kg TBHQ

优于BHT和BHA,与

TBHQ相近

接近0.02%TBHQ

相较于对照组延长氧化诱导

期两倍,货架寿命达564 d

连续煎炸10 h,耐热性高于

TBHQ和甘草抗氧化物

的耐热性

优于等量BHT

优于BHT,与TBHQ相当

有效降低酸价和过氧化值

与0.02% TBHQ相近

优于TBHQ

优于BHA和BHT

优于BHA、BHT、PG,

与TBHQ效果相当

牛油18 d的POV降低6.9%

参考文献

张如春等[93]

张龙振等[95]

欧阳梦云等[44]

李蕊[96]

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齐明[106]

蒋雅美等[103]

柴向华等[110]

赵巧等[90]

表3 饲用油脂中添加复配抗氧化剂的抗氧化功效

4.3 复合抗氧化剂发挥协同作用机制

不同复配抗氧化剂发挥协同作用的机制不同,概

括起来有以下五种:①修复再生,如抗坏血酸棕榈酸

酯与茶多酚棕榈酸酯通过电子转移方式,维持还原剂

水平[51,94]

;②螯合效应,如茶多酚可以封闭催化氧化反

应的金属离子[30]

,维生素C和柠檬酸能够钝化油脂中

27

第64页

营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

促自动氧化的金属离子[102]

,有利于其他无螯合作用的

抗氧化剂更好的发挥抗氧化作用;③吸收氧,如维生

素C可以减少化学反应中的氧含量,降低氧浓度,从

而延缓酚类抗氧化剂与氧反应生成过氧化自由基[50]

④协同抗氧化,如迷迭香提取物与茶多酚棕榈酸酯复

配可有效作用于氧化的不同阶段,发挥不同的抗氧化

功效[99]

;⑤偶联氧化,降低电位落差,油水分配系数互

为补充,如脂溶性抗氧化剂(维生素 E、槲皮素)与水

溶性抗氧化剂(维生素C、茶多酚)搭配更容易产生协

同作用[111]

5 展望

复合抗氧化剂在养殖业与饲料业中扮演着越来

越重要的角色,特别是在后抗生素时代,科学使用饲

用油脂中添加的抗氧化剂,对于提高畜禽生长性能,

防止氧化应激,减少亚健康与疾病损伤有重要意义。

然而目前有关不同抗氧化剂的作用机制与选择、抗氧

化剂间最大协同性下的浓度配比、协同性在不同饲料

原料中的抗氧化功效差异等的研究尚十分缺乏。进

一步深入研究抗氧化剂作用机制及其应用方式、抗氧

化剂在动物体内外发挥抗氧化作用的检测分析、复合

抗氧化剂中各单一抗氧化剂的选择原则与方法、复合

抗氧化剂中各抗氧化剂的使用剂量的确定等,都需要

业界加强科技协作,促进抗氧化剂的科学应用与健康

养殖业的可持续发展。

参考文献

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(编辑:沈桂宇,guiyush@126.com)

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SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

作者简介:王卫卫,博士,研究方向为动物营养与饲料科学。

*通讯作者:蔡辉益,研究员,博士生导师。

收稿日期:2023-03-08

基金项目:国家肉鸡产业技术体系项目[CARS-42]

摘 要:试验旨在研究菌酶协同处理棕榈仁粕最佳工艺条件及肉鸡营养价值,为开发肉鸡非粮

饲料原料提供参考。采用单因素试验设计研究甘露聚糖酶、纤维素酶和α-半乳糖苷酶单独添加对菌酶

协同处理棕榈仁粕的影响。利用正交试验得到甘露聚糖酶、纤维素酶和α-半乳糖苷酶混合添加处理

棕榈仁粕的最佳比例,制得菌酶协同处理棕榈仁粕;通过肉鸡饲养试验测定菌酶协同处理棕榈仁粕

表观代谢能和氨基酸标准回肠消化率。结果表明:与未处理棕榈仁粕相比,菌酶协同处理棕榈仁粕

粗蛋白含量增加15.10%,粗纤维和中性洗涤剂纤维含量分别下降25.10%和21.96%。处理后的棕榈

仁粕肉鸡表观代谢能增加33.81%;有16种(88.9%)氨基酸标准回肠消化率显著增加(P>0.05),增加

幅度为5.48%~148.28%,赖氨酸和精氨酸的标准回肠消化率有增加的趋势,但差异不显著(P<0.05)。

综上,菌酶协同处理显著增加了棕榈仁粕的营养价值,对提高棕榈仁粕利用率、扩大我国饲料原料来

源有重要意义。

关键词:棕榈仁粕;菌酶协同;肉鸡;代谢能;氨基酸标准回肠消化率

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.10.006

中图分类号:S816.15 文献标识码:A 文章编号:1001-991X(2023)10-0031-08

Effect of Synergistic Treatment by Probiotics and Enzymes on Nutritional Value of Palm

Kernel Cake

WANG Weiwei1 DENG Xuejuan2 LI Chong1 LI Shuzhen1 ZHENG Aijuan1 LIU Guohua1 CAI Huiyi1,2*

(1. Key Laboratory of Feed Biotechnology of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Feed

Research, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 2. National Engineering

Research Center for Biological Feed Development, Beijing 100081, China)

Abstract:Palm kernel cake (PKC) was fermented with probiotics and enzymes to produce nutritionally

improved product. A single-factor experimental design and an orthogonal experiment were used to deter⁃

mine the best combination ratio of three enzymes (mannanase, cellulase, and α-galactosidase) to create a

synergistic effect on the nutritional level of palm kernel cake. Apparent metabolizable energy (AME) and

amino acid standard digestibility (SID) of treated PKC were measured in broiler chickens. The results

showed that as compared to untreated PKC, treatment with probiotics and enzymes improved the nutri⁃

tional quality of PKC. The crude protein content was increased by 15.10%, while the crude fiber and

neutral detergent fiber contents were decreased by 25.10% and 21.96%, respectively. Additionally, the

AME of the treated PKC was increased by 33.81%. The SID values (88.9%) of 16 amino acids were sig⁃

nificantly increased by 5.48% to 148.28% (P<0.05), while the sid velues of lysine and arginine increased

(P>0.05). In conclusion, the nutritional value of PKC was significantly improved by the synergistic treat⁃

ment with probiotics and enzymes, which holds

great significance for improving the utilization

rate of PKC in China.

Key words:palm kernel cake; bacteria- enzyme

coordination; broiler; metabolizable energy; stan⁃

dardized ileal digestibility (SID)

菌 酶 协 同 处 理 对 棕 榈 仁 粕 营 养 价 值 的 影 响

■ 王卫卫1 邓雪娟2 李 冲1 李淑珍1 郑爱娟1 刘国华1 蔡辉益1,2*

(1.中国农业科学院饲料研究所,农业农村部饲料生物技术重点开放实验室,北京100081;

2.生物饲料开发国家工程研究中心,北京100081)

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营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

我国饲料资源短缺,饲料粮消费占比过高,2021

年全国饲料粮消费量达 3.95 亿吨,占粮食总消费的

48%左右,明显高于口粮和工业消费[1]

。预测到2030

年,在不考虑进口的情况下,我国饲料粮供需缺口将

达10 920.18~17 939.97万吨[2]

。饲料资源短缺限制我

国饲料工业可持续发展,开发非粮饲料资源、提高非

粮饲料利用率是改善我国饲料资源短缺现状的有效

手段。棕榈仁粕是棕榈仁油提取的副产物,随着全球

棕榈仁油消费量的增长,其产量也逐年增加[3]

。据美

国农业部数据,2018—2019年度全球棕榈仁粕产量超

过1 000万吨,成为全球第五大蛋白粕类商品,排在豆

粕、菜籽粕、葵花籽粕和棉粕之后[4]

。中国海关统计数

据显示,2022年国内棕榈仁粕进口累计超过100万吨,

增长幅度为7.6%[5]

。棕榈仁粕非淀粉多糖(non starch

polysaccharides, NSP)含量较高,在饲料配方中的使用

量受限[6]

。开发棕榈仁粕处理工艺,评价处理后棕榈

仁粕的营养价值,对提高棕榈仁粕利用率、增加我国

饲料资源供给具有重要意义。

发酵和酶解的处理方式条件温和,操作简单,在

非粮饲料资源处理中应用广泛。研究表明,发酵处理

后,豆粕、棉粕、菜粕等饲料原料的营养价值均得到明

显改善[7-8]

。用黑曲霉发酵棕榈仁粕7 d,粗蛋白含量

显著增加[9-10]

。近年来,添加外源酶制剂降解棕榈仁

粕 NSP 的研究日益增多[11]

。常用酶制剂包括α-半乳

糖苷酶、甘露聚糖酶和纤维素酶等[12]

。在含14%的棕

榈仁粕混合液中添加750 U甘露聚糖酶,孵育6 h,产

物中还原糖(reducing sugar, RS)和总糖含量显著提

升[13]

。酶水解可在很大程度上降解棕榈仁粕的纤维

成分,但该过程不能产生发酵带来的功能物质,如乳

酸和其他有机酸、抗菌肽等,而且酶解过程也易出现发

霉现象。为此,有研究者采用菌酶协同的处理方式提

高原料的营养价值[14-15]

。本研究通过使用两种益生菌

菌株和三种酶制剂处理棕榈仁粕,以改善棕榈仁粕的

营养价值,并测定菌酶协同处理后的棕榈仁粕对肉鸡

表观代谢能(apparent metabolizable energy, AME)和氨

基酸标准回肠消化率(standardized ileal digestibility,

SID)影响,为菌酶协同处理棕榈仁粕的应用提供基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

棕榈仁粕购自北京某饲料公司。使用前,用粉碎

机(KRT34S 粉碎机,北京坤杰宇成机械设备有限公

司)粉碎并过 30 目筛。所用益生菌制剂为植物乳杆

菌 D(1 Lactobacillus plantarum D1)和酿酒酵母 Y(1 Sac⁃

charomyces cerevisiae Y1),由生物饲料开发国家工程

研究中心提供。植物乳杆菌D1和酿酒酵母Y1活化后

分别接种到含有 150 mL MRS 和 YPD 液体培养基的

500 mL烧瓶中。植物乳杆菌D1 37 ℃下静置培养24 h,

期间每隔6 h摇晃一次;酿酒酵母Y1 30 ℃,180 r/min

振荡培养24 h,即为棕榈仁粕发酵用菌液。

酶制剂为甘露聚糖酶(100 000 U/g),纤维素酶

(10 000 U/g)和α-半乳糖苷酶(4 000 U/g),均购自北

京某酶制剂公司。

1.2 试验方法

1.2.1 发酵棕榈仁粕样品制备

将棕榈仁粕(100 g)转移至500 mL烧瓶中,接种

10 mL植物乳杆菌D1菌液和10 mL酿酒酵母Y1菌液,

添加80 mL纯化水(最终固液比为1?1)。混合均匀,

不调整 pH,30 ℃下连续发酵 3 d,再 65 ℃烘干,测定

pH、中性洗涤剂纤维(neutral detergent fibre, NDF)和

还原糖(RS)含量。pH测定时,称取1.00 g样品,纯化

水稀释10倍,振荡30 min,用pH计(FE20K酸度计,美

国梅特勒-托利多)直接测量。NDF 和 RS 含量根据

Soest方法进行测定[16]

1.2.2 菌酶协同处理棕榈仁粕条件优化

将甘露聚糖酶,纤维素酶和α-半乳糖苷酶分别以

0.05、0.10、0.50、1.00、1.50 g 的剂量加入到含有100 g

棕榈仁粕、10 mL植物乳杆菌D1菌液、10 mL酿酒酵母

Y1菌液和80 mL纯化水的500 mL烧瓶中。30 ℃连续

处理3 d,产物烘干后测定pH、NDF和RS含量。选取

3种酶制剂的3个添加剂量,通过L9(34

)正交试验确定

三种酶的最佳混合添加比例。正交试验处理棕榈仁

粕条件与前述条件相同,测定 pH、NDF 和 RS 含量以

评估处理效果。每个试验重复三次。

1.2.3 菌酶协同处理棕榈仁粕肉鸡 AME 和氨基酸

SID测定

试验在中国农业科学院饲料研究所南口试验农

场进行,选用 210 只 1 日龄 AA 肉鸡。鸡只购自北京

华都肉鸡有限公司,按照 AA 肉鸡管理指南进行饲

养[17]

。代谢试验所用菌酶协同处理棕榈仁粕采用优

化后的工艺制备,每批在呼吸袋中处理 5 kg 棕榈仁

粕,酶和菌液按比例添加,处理温度30 ℃、时间5 d。

肉鸡1~21日龄饲喂商业前期料。第21日,选取

体重均匀的健康肉鸡 72 只,随机分为 3 组进行 AME

测定。每组6个笼子,每个笼子4只鸡。各组分别饲

喂玉米-豆粕基础日粮、基础日粮中15%部分被未处

理棕榈仁粕或处理棕榈仁粕取代(见表1)。饲喂4 d

后,连续3 d收集每个重复的排泄物,然后混合,干燥,

研磨以待分析。

32

第69页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

24日龄时,选取体重均匀的健康肉鸡108只,随

机分为3组,测定氨基酸SID。每组6个笼子,每个笼

子6只鸡。各组分别喂食无氮日粮、未处理棕榈仁粕

日粮、菌酶协同处理棕榈仁粕日粮(见表 2),试验日

粮添加 0.4%二氧化钛。饲喂试验日粮 48 h 后禁食

6 h,然后恢复试验日粮饲喂。3 h后,对试验鸡只电

击,5 min内手动屠宰,分离回肠,对折后取回肠后段

1/2,收集食糜并冷冻干燥以待分析[18]

注:预混料为每千克日粮提供:VA 10 000 IU、VD3 2 000 IU、VE 10 IU、VK3 2.5 mg、VB1 1 mg、VB2 6 mg、VB3 10 mg、VB5

40 mg、VB6 3 mg、VB11 0.3 mg、VB12 0.01 mg、生物素0.12 mg、硫酸铜8 mg、硫酸亚铁80 mg、硫酸锰60 mg、硫酸锌40 mg、

亚硒酸钠0.15 mg、碘化钾0.35 mg;表2同。

项目

原料(%)

玉米

豆粕

棕榈仁粕

菌酶处理棕榈仁粕

玉米蛋白粉

大豆油

磷酸氢钙

蛋氨酸

赖氨酸盐酸盐

碳酸钙

氯化钠

氯化胆碱

预混料

二氧化钛

总计

估算营养水平

代谢能(MJ/kg)

粗蛋白(%)

钙(%)

有效磷(%)

赖氨酸(%)

蛋氨酸(%)

基础日粮

59.10

29.47

3.45

3.63

1.89

0.12

0.10

1.21

0.28

0.10

0.25

0.40

100

12.96

20.00

0.90

0.40

1.00

0.40

棕榈仁粕日粮

49.80

24.85

15.00

2.90

3.10

1.89

0.12

0.10

1.21

0.28

0.10

0.25

0.40

100

11.87

18.96

0.90

0.39

0.94

0.38

菌酶处理棕榈仁粕日粮

49.80

24.85

15.00

2.90

3.10

1.89

0.12

0.10

1.21

0.28

0.10

0.25

0.40

100

12.83

19.71

0.90

0.39

0.94

0.38

表1 代谢能测定日粮组成及营养水平

项目

原料(%)

棕榈仁粕

菌酶处理棕榈仁粕

微晶纤维素

蔗糖

玉米淀粉

大豆油

磷酸氢钙

碳酸钙

氯化钠

氯化胆碱

二氧化钛

预混料

总计

估算营养水平

代谢能(MJ/kg)

粗蛋白(%)

钙(%)

有效磷(%)

无氮日粮

5.00

19.95

68.10

3.00

1.90

1.00

0.30

0.10

0.40

0.25

100

13.31

0

0.80

0.35

棕榈仁粕日粮

93.05

3.00

1.90

1.00

0.30

0.10

0.40

0.25

100

6.94

14.92

0.80

0.35

菌酶处理棕榈仁粕日粮

63.42

10.00

19.63

3.00

1.90

1.00

0.30

0.10

0.40

0.25

100

10.44

11.70

0.80

0.35

表2 氨基酸回肠末端消化率测定日粮组成及营养水平

样品常规指标检测按美国分析化学家协会[19]

Van Soest 建议方法进行。能量用量热仪(C200 量热

仪,德国 IKA 公司)测定,氨基酸用氨基酸分析仪

(L8900 全自动氨基酸分析仪,日本日立公司)测定,

二氧化钛含量根据邓雪娟[20]

的方法测定。AME和氨

基酸SID计算方法吴正可[21]

进行。

33

第70页

营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

1.3 统计分析

统计分析使用SPSS Statistics 17.0进行。利用单

因素方差分析(ANOVA)对结果进行比较。结果以平

均值和标准误(SEM)表示。P<0.05和P<0.01作为差

异显著和差异极显著的判断标准。

2 结果与分析

2.1 发酵和添加单种酶制剂对棕榈仁粕的影响

由表3可知,发酵棕榈仁粕与未处理棕榈仁粕相

比,NDF 和 RS 含量无明显变化(P>0.05),pH 显著降

低(P<0.05)。与发酵棕榈仁粕相比,单独添加甘露聚

糖酶,NDF含量无显著变化(P>0.05),但pH显著降低

(P<0.05),RS 含量显著增加(P<0.05)。pH 可被视为

乳酸菌生长的标志物,而RS含量反映了NSP被酶水

解的程度。甘露聚糖酶剂量为1.5 g与1.0 g的pH无

显著差异(P>0.05),而1.5 g剂量时RS含量显著增加

(P<0.05),表明 1.0 g 剂量为益生菌生长提供了足够

量的RS。因此,在正交试验设计中,选择1.0 g的甘露

聚糖酶剂量作为最高水平。

组别

未处理

发酵

0.05 g

0.1 g

0.5 g

1.0 g

1.5 g

SEM

P

甘露聚糖酶

pH

5.97a

4.94b

4.49c

4.18d

4.13d

4.05e

4.04e

0.18

0.001

NDF(%)

64.2

63.2

64.5

62.2

60.8

60.7

59.1

0.61

0.248

RS(mg/g)

6.3e

6.6e

29.1d

29.4d

48.6c

58.3b

71.9a

6.47

0.001

α-半乳糖苷酶

pH

5.97a

4.94b

5.00b

4.97b

4.66c

4.62c

4.67c

0.12

0.001

NDF(%)

64.2a

63.2ab

60.3b

60.2b

59.4b

55.0c

53.5c

1.03

0.007

RS(mg/g)

6.3b

6.6b

8.9a

10.4a

11.2a

10.4a

9.8a

0.55

0.006

纤维素酶

pH

5.97a

4.94b

4.67c

4.62c

4.38d

4.25e

4.20e

0.16

0.001

NDF(%)

64.2a

63.2ab

62.3ab

62.8ab

59.8ab

60.0ab

59.1b

0.62

0.192

RS(mg/g)

6.3e

6.6e

11.8d

16.8d

39.2c

61.1a

50.6b

5.80

0.001

表3 发酵和添加单种酶制剂对棕榈仁粕的影响

注:1. NDF和RS含量为干物质基础;

2. 同列数据肩标不含有相同小写字母表示差异显著(P<0.05),含有相同小写字母或无字母表示差异不显著(P>0.05);

下表同。

与发酵棕榈仁粕相比,0.5、1.0、1.5 g α-半乳糖苷

酶 pH 显著下降(P<0.05),1.0、1.5 g α-半乳糖苷酶

NDF含量显著降低(P<0.05),所有剂量α-半乳糖苷酶

添加组 RS 含量显著提高(P<0.05)。α-半乳糖苷酶

1.0 g和0.5 g组pH无显著变化,正交试验设计中选择

0.5 g剂量作为最高水平。与发酵棕榈仁粕相比,添加

纤维素酶组NDF含量降低(P>0.05),pH显著降低(P<

0.05),RS水平显著增加(P<0.05)。1.5 g和1.0 g的纤

维素酶剂量对pH无显著影响,在正交试验设计中选

择1.0 g剂量作为最高水平。L9(34

)正交试验三种酶的

添加剂量见表4。

表4 正交试验酶制剂添加剂量(g)

水平

1

2

3

因素

甘露聚糖酶(A)

0.1

0.5

1.0

α-半乳糖苷酶(B)

0.05

0.1

0.5

纤维素酶(C)

0.1

0.5

1.0

2.2 菌酶协同处理棕榈仁粕条件优化结果

由表5可知,以pH和RS含量为标准,三种酶制剂

对棕榈仁粕营养价值的改善强弱依次为甘露聚糖酶、纤

维素酶和α-半乳糖苷酶。以NDF水平为标准,三种酶

制剂对棕榈仁粕营养价值的改善强弱顺序依次为甘露

聚糖酶、α-半乳糖苷酶和纤维素酶。菌酶协同处理棕榈

仁粕的试验结果表明,各营养成分随酶制剂的比例不同

而不同。在三种测定的指标中,因NSP是棕榈仁粕的主

要抗营养因子,选择NDF含量作为主要标准。据此,

A3、B3和C3为最佳比例,包含在正交设计中(Run8)。

最佳条件下菌酶协同处理棕榈仁粕的营养参数

见表6。由表6可知,棕榈仁粕经菌酶协同处理后粗

蛋白含量增加了 15.10%(P<0.05),从 16.03%增至

18.45%;粗纤维和 NDF 含量分别降低了 25.10%(P<

0.05)和21.96%(P<0.05),分别从25.10%降至18.80%、

从64.20%降至50.10%。18种氨基酸成分中,赖氨酸

含量从0.46%增至0.60%,增加幅度为30.43%,蛋氨酸

含量从0.14%增至0.19%,增加幅度为35.71%,除脯氨

酸含量降低了 1.47%外,其他氨基酸含量增加了

7.12%~45.45%。

2.3 菌酶协同处理棕榈仁粕对肉鸡 AME 及氨基酸

SID影响

棕榈仁粕经菌酶协同处理后,肉鸡 AME 显著提

升(P<0.05),由 6.33 MJ/kg DM 增至 8.47 MJ/kg DM,

增加了 2.14 MJ/kg,增加幅度为 33.81%(如表 7)。在

34

第71页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

注:NDF和RS含量为干物质基础。

试验编号

Run 1

Run 2

Run 3

Run 4

Run 5

Run 6

Run 7

Run 8

Run 9

K1(pH)

K2(pH)

K3(pH)

1(pH)

2(pH)

3(pH)

R(pH)

K1(NDF)

K2(NDF)

K3(NDF)

1(NDF)

2(NDF)

3(NDF)

R(NDF)

K1(RS)

K2(RS)

K3(RS)

1(RS)

2(RS)

3(RS)

R(RS)

Optimal levels(NDF)

因素

甘露聚糖酶(A)

1

3

2

2

2

1

3

3

1

12.72

12.29

12.23

4.24

4.10

4.08

0.16

188.7

178.3

156.3

62.9

59.4

52.1

10.8

148.6

241.7

248.4

49.5

80.6

82.8

33.3

A3

α-半乳糖苷酶(B)

3

1

1

2

3

2

2

3

1

12.49

12.35

12.4

4.16

4.12

4.13

0.04

181.0

171.5

170.8

60.3

57.2

56.9

3.4

208.1

224.4

206.2

69.4

74.8

68.7

6.1

B3

纤维素酶(C)

2

2

3

2

1

3

1

3

1

12.64

12.34

12.26

4.21

4.11

4.09

0.12

173.6

179.7

170

57.9

59.9

56.7

3.2

186.2

225.9

226.6

62.1

75.3

75.5

13.4

C3

结果

pH

4.22

4.12

4.08

4.00

4.21

4.21

4.14

3.97

4.29

NDF(%)

64.1

54.7

60.8

60.9

56.6

59.1

51.5

50.1

65.5

RS(mg/g)

51.1

88.9

83.0

85.9

72.8

61.3

77.2

82.3

36.2

表5 正交试验结果

项目

粗蛋白

粗脂肪

粗纤维

NDF

天冬氨酸

苏氨酸

丝氨酸

谷氨酸

脯氨酸

甘氨酸

丙氨酸

蛋氨酸

缬氨酸

甲硫氨酸

异亮氨酸

亮氨酸

酪氨酸

苯丙氨酸

组氨酸

赖氨酸

精氨酸

色氨酸

棕榈仁粕

16.03

5.21

25.10

64.20

1.34

0.50

0.64

3.23

0.68

0.79

0.73

0.14

0.91

0.35

0.59

1.07

0.33

0.73

0.23

0.46

1.59

0.12

菌酶协同处理棕榈仁粕

18.45

6.17

18.80

50.10

1.62

0.69

0.82

3.46

0.67

0.93

0.84

0.19

1.02

0.38

0.68

1.25

0.48

0.79

0.30

0.60

2.13

0.17

变化幅度

15.10

18.43

-25.10

-21.96

20.90

38.00

28.13

7.12

-1.47

17.72

15.07

35.71

12.09

8.57

15.25

16.82

45.45

8.22

30.43

30.43

33.96

41.67

表6 菌酶协同处理棕榈仁粕营养成分(%)

注:数据为干物质基础。

所测试的18种氨基酸中,有16种(88.9%)氨基酸的肉

鸡SID显著增加(P<0.05),增加幅度为5.48%~148.28%,

赖氨酸和精氨酸的SID有增加的趋势,但差异不显著

(P>0.05)。

35

第72页

营 养 研 究 2023年第44卷第10期 总第679期

注:数据为干物质基础。

项目

AME(MJ/kg)

氨基酸SID(%)

天冬氨酸

苏氨酸

丝氨酸

谷氨酸

脯氨酸

甘氨酸

丙氨酸

胱氨酸

缬氨酸

蛋氨酸

异亮氨酸

亮氨酸

酪氨酸

苯丙氨酸

组氨酸

赖氨酸

精氨酸

色氨酸

棕榈仁粕

6.33

40.81

47.92

57.46

56.53

55.53

45.73

61.75

29.10

62.33

73.05

65.34

65.66

40.83

65.48

55.06

44.13

72.32

50.51

菌酶协同处理棕榈仁粕

8.47

60.12

76.46

74.97

65.28

67.28

64.75

72.35

71.97

76.54

77.23

75.86

77.42

79.48

78.19

66.26

45.15

76.14

73.52

SEM

0.031

0.044

0.028

0.015

0.022

0.030

0.018

0.068

0.023

0.009

0.018

0.019

0.060

0.021

0.025

0.017

0.010

0.037

0.031

P值

0.007

0

0

0

0

0.001

0

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0

0

0.007

0

0

0

0

0.016

0.787

0.054

0

表7 菌酶协同处理棕榈仁粕肉鸡AME和氨基酸SID

3 讨论

3.1 发酵和添加单种酶制剂对棕榈仁粕的影响

棕榈仁粕NSP含量较高,限制了其在饲料配方中

的应用[22]

。与细菌相比,霉菌分泌的纤维降解酶较

为丰富,在固态发酵中可更高效降解纤维素和半纤维

素[23-24]

。但霉菌发酵可能产生霉菌毒素,终产品的颜

色也易影响动物采食,因此发酵饲料生产很少使用霉

菌[25-26]

。棕榈仁粕原料易被腐败微生物污染,不利于

发酵进程。在本研究中,当棕榈仁粕用植物乳杆菌D1

和酿酒酵母Y1发酵时,未观察到霉菌生长。这可能与

益生菌有机酸的产生、生物膜的形成、营养物质竞争

和抗真菌化合物的分泌有关[27-31]

与未处理棕榈仁粕相比,棕榈仁粕经益生菌发酵

后pH略有降低,但NDF和RS含量无显著变化,表明

植物乳杆菌D1和酿酒酵母Y1对棕榈仁粕纤维的降解

能力不足。当甘露聚糖酶、纤维素酶和α-半乳糖苷酶

与益生菌制剂混合发酵棕榈仁粕时,pH和NDF含量

显著降低,RS 含量显著增加。此结果验证了利用非

淀粉多糖酶降解纤维提供还原糖以促进微生物发酵

的理论[32-34]

3.2 菌酶协同处理对棕榈仁粕营养价值的影响

棕榈仁粕NSP主要为甘露聚糖和半乳甘露聚糖,

其中 78%是甘露聚糖[12]

。这与本研究中甘露聚糖酶

对棕榈仁粕营养价值的改善作用最强相符合。α-半

乳糖苷酶可以水解半乳糖苷键,剪除半乳甘露聚糖的

侧链,促进甘露聚糖酶的作用[35-36]

。此外,由于棕榈仁

粕的纤维素成分与甘露聚糖骨架相缠结,添加纤维素

酶分解纤维素的同时也会破坏纤维素与甘露聚糖之

间的联系[37]

。这表明α-半乳糖苷酶、纤维素酶和甘露

聚糖酶对棕榈仁粕的降解具有协同作用,所以菌酶协

同处理对棕榈仁粕营养价值的改善程度最高。

菌酶协同处理棕榈仁粕增加了粗蛋白质含量并

改善了氨基酸谱。这与之前的研究结果一致,即发酵

后常规和非常规饲料粗蛋白含量显著提升[38-40]

。有研

究者用纤维素降解细菌发酵棕榈仁粕,使粗蛋白水平

提高 2.25%[41]

,远低于本研究中的 15.10%,表明如果

不添加NSP降解酶,细菌降解棕榈仁粕纤维的能力有

限。在发酵过程中,酿酒酵母利用氮源生长,导致生

物量和氨基酸产量密集增加[42]

。微生物在呼吸时要

消耗一部分原料,使产物总量减少,导致产物中蛋白质

含量的表观值增加,这一现象被称为“浓缩效应”[43]

3.3 菌酶协同处理棕榈仁粕对肉鸡 AME 及氨基酸

SID影响

本研究表明,棕榈仁粕经菌酶协同处理后,肉鸡

AME 显著提升。发酵对饲料原料代谢能的影响不

同。吴正可[21]

研究发现,菜籽粕经发酵处理后,肉鸡

AME显著提高,由7.41 MJ/kg增至8.51 MJ/kg。刘伟[44]

研究表明,发酵豆粕的肉鸡AME降低,但是与未发酵

豆粕差异不显著。饲料原料经发酵处理后,其代谢能

有升有降,这可能与饲料原料种类,发酵所用菌种以

及发酵工艺有关。营养价值较差的饲料原料,如菜籽

粕和棉籽粕,其抗营养因子种类多,蛋白质分子质量

36

第73页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

大,生物学利用率低,营养价值改善空间大,经发酵处

理后代谢能往往表现为增加的趋势[45-46]

菌酶协同处理后棕榈仁粕的肉鸡氨基酸 SID 显

著增加,这与菌酶协同处理窄叶羽扇豆种子和豆粕的

结果一致[47-48]

。棕榈仁粕的高NSP含量会使饲料消化

率降低[49]

。将饲料原料进行预处理或直接在动物日

粮中添加酶制剂,可以降低饲料中的NSP水平、提高

饲料的消化利用率。蒋桂韬等[50]

研究发现,在玉米豆粕-杂粕型日粮中添加α-半乳糖苷酶可以降低黄羽

肉鸡后期料肉比,提高部分氨基酸表观利用率。雷廷

等[51]

研究了饼粕类饲料原料中添加果胶酶对肉鸡氨

基酸SID和AME的影响,发现果胶酶对棉籽粕氨基酸

SID的改善效果优于豆粕,分析原因可能与不同原料

NSP等抗营养因子含量不同有关,越是营养价值低的

原料,消化率改善空间越大。本研究中,菌酶协同处

理棕榈仁粕肉鸡氨基酸 SID 的改善可能与菌酶协同

处理棕榈仁粕粗蛋白质水平提升及粗纤维水平下降

有关[52]

4 结论

综上所述,菌酶协同处理提高了棕榈仁粕的营养

价值,粗蛋白含量提高了15.10%,粗纤维和NDF含量

分别降低了25.10%和21.96%,18种氨基酸中17种增

加了至少7.12%。同时,处理后的棕榈仁粕肉鸡AME

增加了33.81%,16种(88.9%)氨基酸的SID显著增加,

增加幅度在5.48%以上。

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(编辑:王博瑶,wangboyaowby@qq.com)

38

第75页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

摘 要:试验旨在研究甘草多糖(glycyrrhiza polysaccharide,GCP)对肉鸡生长性能、血清生化指

标及肝脏抗氧化能力的影响。选用288只体重相近、健康状况良好的1日龄AA肉鸡(全部为公雏),

随机分成4个组,每组6个重复,每个重复12只。对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂分别在基础饲料

中添加 300、600、900 mg/kg 的甘草多糖的试验日粮,试验期 42 d。结果表明:①与对照组相比,1~

21 日龄,600、900 mg/kg 组平均日增重显著增加(P<0.05),料重比显著降低(P<0.05);22~42 日龄,

600、900 mg/kg组平均日增重显著增加(P<0.05);1~42日龄,600、900 mg/kg组平均日增重显著增加

(P<0.05),600 mg/kg组料重比显著降低(P<0.05)。②与对照组相比,21日龄时,600 mg/kg组血清葡

萄糖(GLU)含量显著提高(P<0.05)。③与对照组相比,21 日龄时,各试验组肝脏 T-AOC 显著升高

(P<0.05),丙二醛(MDA)含量显著降低(P<0.05);42日龄时,各试验组肝脏总抗氧化力(T-AOC)显著

升高(P<0.05),MDA 含量显著降低(P<0.05)。④与对照组相比,21 日龄时,600、900 mg/kg 组肝脏

Nrf2基因相对表达量显著上调(P<0.05),肝脏Keap-1基因相对表达量显著下调(P<0.05);各试验组

肝脏GPX1、SOD和CAT基因相对表达量显著上调(P<0.05)。与对照组相比,42日龄时,各试验组肝

脏 Keap-1 基因相对表达量显著下调(P<0.05),肝脏 GPX1 和 SOD 的基因相对表达量显著上调(P<

0.05)。综上所述,饲粮中添加甘草多糖可以提高肉鸡生长性能,改善血清生化指标,促进机体代谢,

并能够提高肝脏抗氧化力,添加600 mg/kg和900 mg/kg甘草多糖效果最佳。

关键词:甘草多糖;肉鸡;肝脏;抗氧化;生长性能

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.10.007

中图分类号:S816.7 文献标识码:A 文章编号:1001-991X(2023)10-0039-06

Effects of Glycyrrhiza Polysaccharide on Antioxidant Capacity of Liver of Broilers

HOU Huining1,2 PAN Mengying1,2 ZHAO Yiyi1,2 WANG Xueying1,2 QIU Yan1,2

YANG Zijun1,2 ZHANG Cai1,2*

(1. College of Animal Science and Technology, Henan University of Science and Technology, Henan

Luoyang 471000, China; 2. Henan International Joint Laboratory of Animal Welfare and Health

Breeding, Henan Luoyang 471000, China)

Abstract:To investigate the effects of glycyrrhiza polysaccharides (GCP) on growth performan, serum bio⁃

chemical indices and liver antioxidant capacity of broilers, a total of 288 1-day-old AA broilers (male)

with similar body weight and good health were randomly divided into four groups with six replicates per

group and 12 broilers per replicate. The control group was fed with a basal diet, and the experimental

groups were fed wich the basal diet supplemented with 300, 600 mg/kg and 900 mg/kg glycyrrhiza poly⁃

saccharides respectively. The experiment lasted for 42 days. The results showed as follows: ① Compared

with the control group, at 1 to 21 days of age, the average daily gain in 600 mg/kg and 900 mg/kg groups

were significantly increased (P<0.05), and the ratio of feed to meat was significantly decreased (P<0.05); At

22 to 42 days of age, the daily gain in 600 mg/kg

and 900 mg/kg groups were significantly in⁃

creased (P<0.05); At 1 to 42 days of age, the aver⁃

age daily gain in 600 mg/kg and 900 mg/kg

groups were significantly increased (P<0.05), and

the ratio of feed to meat in 600 mg/kg group was

significantly decreased (P<0.05). ② Compared

甘 草 多 糖 对 肉 鸡 肝 脏 抗 氧 化 能 力 的 影 响

■ 候惠宁1,2 潘梦颖1,2 赵依一1,2 王雪莹1,2 邱 妍1,2 杨自军1,2 张 才1,2*

(1.河南科技大学动物科技学院,河南洛阳 471000;2.河南省动物福利与健康养殖国际联合实验室,河南洛阳 471000)

作者简介:候惠宁,硕士,研究方向为动物营养代谢病。

*通讯作者:张才,副教授,硕士生导师。

收稿日期:2023-02-22

基金项目:国家重点研发计划项目[No.2017YFE0129900];

河南省科学普及基金项目[183400410012]

39

第76页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

氧化应激会严重影响肉鸡健康,造成养殖业生产

经济损失[1]

。集约化养殖中肉鸡饲养密度较高、生长

快、代谢旺盛等因素或屠宰、运输过程中均易使肉鸡

产生氧化应激[2-3]

。肝脏是机体代谢的重要器官,是应

对氧化应激的靶向和效应器官[4]

。因此,提高肝脏抗

氧化力,对肝脏起到有效保护作用是至关重要的。研

究发现多种植物多糖作为饲料添加剂,能够提高肝脏

抗氧化力,缓解肝脏损伤[5-7]

。甘草多糖是从豆科甘草

属甘草[8]

根与茎中提取的一种α-D-吡喃多糖[9]

,具有

免疫调节、抗菌抗炎、抗病毒、抗氧化等多种生物学活

性[10]

。因此,本试验在基础饲粮中添加不同浓度的甘

草多糖,研究其对肉鸡生长性能、血清生化指标和肝

脏抗氧化能力的影响,为甘草多糖作为饲料添加剂提

供一定理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甘草多糖由洛阳市某科技有限公司(生产批号:

LFZ20210925)提供,甘草多糖纯度为24%。

1.2 试验设计及试验饲粮

试验采用单因素完全随机试验设计,选取1日龄

体重为(38.66±1.11)g的AA肉仔鸡288只(全部为公

雏),随机分为 4 组,每组 6 个重复,每个重复 12 只。

对照组饲喂基础饲粮,试验组分别在基础饲粮中添加

300、600、900 mg/kg 的甘草多糖。基础饲粮为玉米豆粕型,参照《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)进行配

制,并制成颗粒料。基础饲粮分 2 个阶段:生长前期

为1~21日龄,生长后期为22~42日龄。基础饲粮组成

及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

项目

原料组成(%)

玉米

豆粕

豆油

玉米蛋白粉

石粉

磷酸氢钙

食盐

L-赖氨酸

DL-蛋氨酸

预混料

合计

营养水平

代谢能(MJ/kg)

粗蛋白(%)

灰分(%)

钙(%)

磷(%)

蛋氨酸(%)

赖氨酸(%)

1~21日龄

58.36

31.25

4.00

2.80

1.29

1.49

0.30

0.03

0.23

0.25

100.00

12.65

21.00

6.0

0.90

0.40

1.10

0.52

22~42日龄

64.22

27.08

3.00

2.50

1.42

1.04

0.30

0.03

0.16

0.25

100.00

12.67

19.00

8.00

1.10

0.45

1.04

0.90

注:1. 预混料为每千克日粮提供:锰(硫酸锰)60 mg、铁(硫酸亚铁)

66.5 mg、锌(硫酸锌)88 mg、铜(硫酸铜)8.8 mg、碘(碘酸钙)

0.7 mg、硒(亚硒酸钠)0.288 mg、VA 11 500 IU、VD3 3 500 IU、

VE 30 mg、VK3 3 mg、VB1 3.38 mg、VB2 9.00 mg、VB6 8.96 mg、

VB12 0.025 mg、氯化胆碱800 mg、泛酸钙13 mg、烟酸45 mg、

生物素0.08 mg、叶酸1.20 mg;

2. 营养水平为计算值。

1.3 饲养管理

饲养试验于河南科技大学动物牧场完成。试验开

始前,对鸡舍及用具进行彻底清扫和消毒。所有试验

鸡采用层叠式立体笼养(3 层,笼子长宽高为 0.7 m×

0.7 m×0.35 m),每天定时(08:00、14:00和20:00)饲喂

三次,自由采食与饮水。育雏期间鸡舍温度控制在

with control group, at 21 days of age, serum GLU content in 600 mg/kg group was significantly increased

(P<0.05). ③ Compared with control group, T-AOC in liver of experimental groups was significantly in⁃

creased at 21 days of age (P<0.05), and MDA content was significantly decreased (P<0.05); At 42 days

of age, T-AOC in liver of experimental groups were significantly increased (P<0.05), and MDA content

were significantly decreased (P<0.05). ④ Compared with the control group, at 21 days of age, the rela⁃

tive expression of Nrf2 gene in the liver of 600 mg/kg and 900 mg/kg groups were significantly up-regu⁃

lated (P<0.05), and the relative expression of Keap-1 gene in the liver was significantly down-regulated

(P<0.05); The relative expressions of GPX1, SOD and CAT genes in liver of experimental groups were sig⁃

nificantly up-regulated (P<0.05). Compared with the control group, at 42 days of age, the relative expres⁃

sion of Keap-1 gene in the liver of experimental groups were significantly down-regulated (P<0.05), the

relative expressions of GPX1 and SOD gene the liver were significantly up-regulated (P<0.05). In conclu⁃

sion, dietary glycyrrhiza polysaccharides could improved the growth performance, serum biochemical indi⁃

ces, promote body metabolism and liver antioxidant capacity of broilers, and 600 mg/kg and 900 mg/kg

glycyrrhiza polysaccharides have the best effects.

Key words:glycyrrhiza polysaccharide; broiler; liver; antioxidant; growth performance

40

第79页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

34 ℃左右,从第1周起每2日下降1 ℃,到第3周保持

25 ℃,湿度控制在65%。第1周每天光照24 h,从第2周

起为23 h光照和1 h黑暗。舍内通风和环境符合卫生

要求,定期清洁圈舍,饲养管理方法参照《AA肉鸡饲养

管理手册》,免疫接种程序按常规饲养规程进行。记录

每天采食量并观察试验鸡的健康状况。试验期42 d。

1.4 样品采集

在试验第21天和42天时,随机在每个重复组中选

取1只体重接近平均体重的肉鸡,使用一次性注射器翅

下静脉采血4 mL左右注入促凝管,4 ℃、3 500 r/min离心

10 min,吸出血清,EP管分装,-80 ℃保存,待测。翅下

静脉采血后随即颈椎脱臼处死,剥离肝脏用冰冷生理盐

水清洗表面血水,取出肝脏组织,于-80 ℃保存,待测。

1.5 指标测定及方法

1.5.1 生长性能的测定

试验期间分别于第21天和42天早上空腹称每个

重复的肉鸡体重(称重前停料12 h,不停水),计算平

均日增重(ADG);每天以重复为单位记录投料量和剩

余料量,计算平均日采食量(ADFI)及料重比(F/G)。

平均日增重(g)=(末重-初重)/试验天数

平均日采食量(g)=(投料重-余料重)/试验天数×

试验鸡

料重比=总采集量/总增重

1.5.2 血清生化指标测定

使用全自动生化分析仪检测血清中总蛋白(TP)、

白蛋白(ALB)、尿酸(UA)、葡萄糖(GLU)、总胆固醇

(CHO)、三酰甘油(TG)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨

酶(AST)含量。

1.5.3 肝脏抗氧化指标测定

冻存肝脏组织解冻后,根据试剂盒说明书测定肝

脏总抗氧化力(T-AOC)和丙二醛(MDA)含量。试剂

盒均购自南京建成生物工程研究所有限公司。

1.5.4 肝脏抗氧化指标基因相对表达量测定

利用总 RNA 提取试剂盒提取肉鸡肝脏总 RNA,

并测定RNA样品浓度。按照逆转录试剂盒说明书进

行逆转录合成cDNA,用于实时荧光定量PCR反应。根

据 GenBank 中肉鸡 GAPDH(登录号:NM_204305.1)、

Nrf2(登 录 号 :NM_205117.1)、Keap- 1(登 录 号 :

KU321503.1)、GPX1(登录号:NM_001277853.3)、SOD

( 登 录 号 :NM_205064.1)、CAT( 登 录 号 :NM_

001031215.1)基因的mRNA序列,用Primer 5.0软件设

计引物,引物信息见表1。引物均由生工生物工程(上

海)股份有限公司合成。PCR 反应体系 20 μL:2 ×

ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix 10 μL,上、

下游引物各 0.4 μL,cDNA 模板 1 μL,ddH2O 补至

20 μL。PCR反应条件:预变性(95 ℃ 30 s);循环反应

(95 ℃ 10 s,60 ℃ 30 s),共40个循环;溶解曲线(95 ℃

15 s,60 ℃ 60 s,95 ℃ 15 s)。每个样本重复3次。

基因

GAPDH

Nrf2

Keap-1

GPX1

SOD

CAT

引物序列(5'~3')

F:TCGGAGTCAACGGATTTGGC

R:CCGTTCTCAGCCTTGACAGT

F:ACGCTTTCTTCAGGGGTAGC

R:GTTCGGTGCAGAAGAGGTGA

F:TCAACTGGGTGCAGTACGAC

R:TCTGCGCCAGGTAATCCTTG

F:AACTGCAGGACGACATCGAG

R:CTTTGAAAACATCGGGCGCA

F:GGCAATGTGACTGCAAAGGG

R:TACGGCCAATGATGCAGTGT

F:AGCCAGAAGAGGAACCCTCA

R:ACTTGCAGTAACAGCTCCCC

扩增长度(bp)

178

170

162

182

91

201

GenBank登录号

NM_204305.1

NM_205117.1

KU321503.1

NM_001277853.3

NM_205064.1

NM_001031215.1

表2 荧光定量PCR中的引物序列

1.6 数据统计分析

试验数据利用 Excel 进行初步统计分析,采用

SPSS 25.0 软件进行单因素方差分析(one-way ANO⁃

VA),用 LSD 方法进行多重比较,P<0.05 表示差异显

著,P>0.05表示差异不显著,试验数据用“平均值±标

准差”表示。

2 结果与分析

2.1 甘草多糖对肉鸡生长性能的影响

由表3可知,与对照组相比,1~21日龄,600 mg/kg

组和 900 mg/kg 组平均日增重显著增高(P<0.05),料

重比显著降低(P<0.05);22~42 日龄,600 mg/kg 组和

900 mg/kg 组平均日增重显著增高(P<0.05);1~42 日

龄,600 mg/kg组和900 mg/kg组平均日增重显著增高

(P<0.05),600 mg/kg组料重比显著降低(P<0.05)。

2.2 甘草多糖对肉鸡血清生化指标的影响

由表4可知,21日龄时,600 mg/kg组血清葡萄糖

41

第80页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

含量显著高于对照组(P<0.05);42日龄时各试验组指

标无显著差异(P>0.05)。

2.3 甘草多糖对肉鸡肝脏总抗氧化力和丙二醛的影响

由表 5 可知,各试验组 21 日龄和 42 日龄肝脏总

抗氧化力显著高于对照组(P<0.05),丙二醛含量显著

低于对照组(P<0.05)。

项目

21日龄

总蛋白(TP,g/L)

白蛋白(ALB,g/L)

尿酸(UA,μmol/L)

葡萄糖(GLU,mmol/L)

总胆固醇(TCHO,mmol/L)

三酰甘油(TG,mmol/L)

谷丙转氨酶(ALT,U/L)

谷草转氨酶(AST,U/L)

42日龄

总蛋白(TP,g/L)

白蛋白(ALB,g/L)

尿酸(UA,μmol/L)

葡萄糖(GLU,mmol/L)

总胆固醇(TCHO,mmol/L)

三酰甘油(TG,mmol/L)

谷丙转氨酶(ALT,U/L)

谷草转氨酶(AST,U/L)

对照组

24.17±4.40

12.00±2.53

759.50±85.36

11.83±0.93b

4.36±0.83

1.24±0.14

7.33±1.03

209.00±20.39

27.67±3.98

13.50±1.52

512.83±47.77

13.00±1.08

3.82±0.57

1.25±0.09

10.67±1.51

440.50±64.83

300 mg/kg组

28.67±3.93

13.33±2.50

754.17±70.70

13.10±2.04b

4.60±0.87

1.20±0.23

6.83±1.17

218.83±44.64

29.40±3.91

14.17±1.72

525.50±70.12

12.23±1.82

3.84±0.30

1.17±0.12

10.50±1.87

396.00±81.51

600 mg/kg组

30.33±6.22

15.00±2.45

729.67±68.05

15.30±1.76a

4.87±0.72

1.25±0.23

7.33±1.21

218.17±23.04

29.33±3.39

13.17±2.04

534.83±53.78

12.45±1.81

3.60±0.55

1.18±0.18

11.50±1.87

417.83±29.67

900 mg/kg组

26.83±3.25

12.67±1.97

791.00±83.82

13.61±1.85ab

4.69±0.61

1.20±0.27

6.67±1.21

219.17±30.88

28.83±5.04

13.50±2.51

558.33±48.93

12.60±1.16

3.70±0.57

1.27±0.29

11.83±1.47

418.83±85.20

P值

0.147

0.186

0.600

0.016

0.723

0.972

0.668

0.931

0.858

0.847

0.557

0.844

0.836

0.718

0.473

0.742

表4 甘草多糖对肉鸡血清生化指标的影响

项目

1~21日龄

日采食量(ADFI,g)

日增重(ADG,g)

料重比(F/G)

22~42日龄

日采食量(ADFI,g)

日增重(ADG,g)

料重比(F/G)

1~42日龄

日采食量(ADFI,g)

日增重(ADG,g)

料重比(F/G)

对照组

51.87±1.29

35.00±0.83c

1.48±0.03a

148.13±7.28

90.21±3.50b

1.64±0.06

100.00±4.17

62.60±2.16b

1.60±0.05ab

300 mg/kg组

52.67±1.97

35.30±0.91c

1.49±0.04a

149.82±3.06

92.26±4.45b

1.66±0.09

101.24±2.35

62.78±2.64b

1.62±0.07a

600 mg/kg组

53.89±1.70

37.99±0.95a

1.42±0.04c

156.55±10.49

97.57±5.08a

1.61±0.08

105.22±6.01

67.78±2.99a

1.56±0.07c

900 mg/kg组

52.85±3.60

36.63±0.91b

1.44±0.04b

156.54±12.28

96.81±4.33a

1.62±0.07

104.70±7.21

66.72±2.60a

1.57±0.06bc

P值

0.521

0.000

0.000

0.256

0.000

0.137

0.265

0.000

0.027

表3 甘草多糖对肉鸡生长性能的影响

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。

项目

21日龄

总抗氧化力(T-AOC,U/mg)

丙二醛(MDA,nmol/mg)

42日龄

总抗氧化力(T-AOC,U/mg)

丙二醛(MDA,nmol/mg)

对照组

2.12±0.05c

0.43±0.02a

3.32±0.04b

3.64±0.08a

300 mg/kg组

2.19±0.04b

0.40±0.02b

3.40±0.04a

3.52±0.04b

600 mg/kg组

2.27±0.03a

0.38±0.02c

3.43±0.07a

3.31±0.07d

900 mg/kg组

2.25±0.03a

0.40±0.02bc

3.41±0.05a

3.39±0.05c

P值

0.000

0.002

0.007

0.000

表5 甘草多糖对肉鸡肝脏总抗氧化力和丙二醛含量的影响

2.4 甘草多糖对肉鸡肝脏抗氧化指标基因相对表达

量的影响

由表6可知,600 mg/kg组和900 mg/kg组21日龄

Nrf2基因相对表达量显著高于对照组(P<0.05),Keap1基因相对表达量显著低于对照组(P<0.05);各试验

组21日龄肝脏GPX1、SOD和CAT基因相对表达量显著

高于对照组(P<0.05);各试验组42日龄肝脏GPX1和

SOD的基因相对表达量显著高于对照组(P<0.05),Ke⁃

pa-1基因相对表达量显著低于对照组(P<0.05)。

3 讨论

氧化应激可导致动物机体出现采食量下降、生长

发育迟缓、免疫力降低、疾病频发、死亡率增高、畜产

品品质降低等问题,严重影响畜禽养殖业生产经济效

益[2]

。生产实践中,通过在饲粮中添加添加剂来缓解

42

第81页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

氧化应激造成的危害已得到行业普遍认可[2]

。甘草多

糖具有包括抗氧化活性在内的多种生物学功能,可能

成为理想的饲料添加剂[11]

3.1 甘草多糖对肉鸡生长性能的影响

肉鸡生长性能是决定养殖效率的关键[12]

,常用

ADFI、ADG和F/G等数据来衡量。研究表明植物多糖

能够促进动物机体生长发育[13]

。Wu[14]

研究发现,黄芪

多糖(AMP)能增加雏鸡体重。王誉瑾等[15]

研究发现,

大蒜多糖能显著提高肉鸡ADFI和ADG,显著降低料

重比(P<0.05)。王明武等[16]

研究发现,酵母多糖能显

著提高肉鸡生长性能。目前也有许多研究发现甘草

多糖能够提高动物机体生长性能。张才等[9]

研究发

现,甘草多糖能显著增高肉鸡ADG,显著降低F/G(P<

0.05)。王丹晖等[17]

研究发现,与对照组相比,各甘草

多糖组肉鸡 ADG 均显著增高,F/G 均显著降低(P<

0.05)。王虹等[18]

研究发现,硒化甘草多糖能提高雏鸡

生长性能,促进雏鸡生长发育。Zhang等[19]

研究发现,

甘草多糖能改善雌性鹌鹑的生长性能。本研究结果

表明,饲粮中添加甘草多糖可以提高肉鸡ADG,降低

F/G,其中添加600 mg/kg甘草多糖效果最佳。可能是

因为多糖提高肠道吸收能力、改善肠道健康,也可能是

因为多糖中的活性物质对机体有一定的营养补充[9]

3.2 甘草多糖对肉鸡血清生化指标的影响

血清生化指标是反映体内营养物质代谢能力和

组织功能是否正常的重要指标之一[20]

,一定程度上能

反映动物机体的健康状况。血清 TP 主要由 ALB 组

成,能够反映机体蛋白质代谢情况[21]

。且ALB由肝脏

合成,若肝脏受损会导致血清ALB含量降低[20]

。本试

验结果显示,添加甘草多糖对肉鸡血清TP和ALB含

量无显著影响,但存在增高趋势,说明甘草多糖能在

一定程度上促进机体蛋白质合成与代谢,且对肝脏无

损害作用。GLU是机体生命活动的直接供能来源[22]

其含量能反映机体的能量代谢和糖代谢水平[23]

。本

试验中饲粮添加甘草多糖能提高AA肉鸡血糖含量,

与武梦丽[24]

研究结果一致,表明甘草多糖可以增强肉

鸡体内的糖代谢水平,促进糖原合成。TCHO是体内

多种活性物质合成的重要原料,也是细胞膜的主要成

分,血清 TCHO 和 TG 含量在一定程度上能够反映机

体脂类代谢情况[20]

。本研究中,甘草多糖的添加提高

了肉鸡血清 TCHO 和 TG 含量,说明甘草多糖促进肉

鸡体内脂质代谢,可能与甘草多糖富含多糖有关。血

清ALT和AST是反映肝脏状况的重要指标。在正常

范围内血清ALT和AST升高,反映机体处于快速生长

阶段,肝脏代谢旺盛[21]

。本试验结果表明,饲粮中添

加甘草多糖对肉鸡血清ALT和AST无显著影响,但在

试验前期血清ALT和AST含量与对照组相比略高,可

能的原因是肉仔鸡正处于快速发育阶段,饲粮中添加

甘草多糖促进蛋白质、脂肪、糖类等在肝脏代谢,使肝

脏产生大量酶,但无不良影响。

3.3 甘草多糖对肉鸡肝脏抗氧化能力的影响

在畜禽生产中,会因受到各种应激刺激而产生过

多活性氧,破坏氧化与抗氧化系统的平衡,造成脂质

过氧化,引起氧化应激损伤[25]

。T-AOC能够反映机体

抗氧化系统的总体能力,MDA 是脂质过氧化物的主

要产物,激活Nrf2信号通路能够调节抗氧化酶产生,

抗氧化酶主要包括GPX1、SOD和CAT。Xing等[5]

研究

发现,与 LPS 诱导组相比,油蒿多糖(AOP)和 AOP+

LPS组的肉鸡肝脏Nrf2表达显著上调,Keap-1表达显

著下调,SOD、GSH、CAT 含量均显著升高,T-AOC 升

高,MDA含量降低。Li等[26]

研究发现,饲粮中添加英

山云雾茶多糖(GTPS)能够增加鸡肝组织Nrf2基因相

对表达量,并降低Keap-1基因相对表达量。魏炳栋等[6]

研究发现,黄芪多糖(APS)能显著提高肉仔鸡肝脏中

T-AOC和GPX1活性,降低MDA含量。李振慧等[27]

究发现,与对照组相比,1 000 mg/kg和1 500 mg/kg酵

母多糖组蛋鸡肝脏 MDA 含量显著降低(P<0.05);试

项目

21日龄

核因子E2相关因子2(Nrf2)

Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Keap-1)

谷胱甘肽过氧化物酶(GPX1)

超氧化物歧化物(SOD)

过氧化氢酶(CAT)

42日龄

核因子E2相关因子2(Nrf2)

Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Keap-1)

谷胱甘肽过氧化物酶(GPX1)

超氧化物歧化物(SOD)

过氧化氢酶(CAT)

对照组

1.00±0.07c

1.00±0.08a

1.00±0.05b

1.00±0.06c

1.00±0.09b

1.00±0.07ab

1.01±0.12a

1.00±0.08c

1.00±0.06c

1.00±0.08

300 mg/kg组

1.11±0.19bc

0.97±0.07ab

1.85±0.23a

1.44±0.14b

1.50±0.10a

0.95±0.06b

0.81±0.21b

1.42±0.13b

1.12±0.03ab

1.02±0.17

600 mg/kg组

1.63±0.07a

0.79±0.28b

2.00±0.11a

1.56±0.04a

1.67±0.28a

1.09±0.06a

0.75±0.34b

1.71±0.25a

1.07±0.06b

1.08±0.08

900 mg/kg组

1.18±0.12b

0.79±0.07b

1.84±0.25a

1.53±0.14ab

1.56±0.22a

1.05±0.12a

0.76±0.35b

1.51±0.20ab

1.15±0.09a

1.04±0.16

P值

0.000

0.044

0.000

0.000

0.000

0.036

0.000

0.000

0.004

0.700

表6 甘草多糖对肉鸡肝脏抗氧化相关基因表达的影响

43

第82页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

验组肝脏CAT活性显著升高(P<0.05);1 000 mg/kg酵

母多糖组蛋鸡肝脏GSH含量显著提高(P<0.05)。姚

旭等[7]

研究发现,当小刺猴头发浸膏多糖添加量为

1 000 mg/kg和3 000 mg/kg时,肉鸡肝脏中T-SOD和

CAT活性显著增高,MDA极显著降低(P<0.05)。本课

题组前期研究发现甘草多糖能够提高肉鸡[28]

和断奶

仔猪[21,29]

血清抗氧化力。而本试验结果显示,饲粮中

添加甘草多糖可以显著提高肉鸡肝脏总抗氧化力,降

低肝脏丙二醛含量,原因可能为甘草多糖直接对自由

基具有一定的清除能力[30]

。同时发现饲粮中添加甘

草多糖能显著上调Nfr2和抗氧化酶的基因相对表达

量,显著下调Keap-1基因表对表达量,原因可能为甘

草多糖能够激活Nrf2信号通路来调节抗氧化酶的产

生,通过抗氧化酶反应减少自由基的产生。

4 结论

综上所述,在本试验条件下,饲粮中添加甘草多

糖能够提高肉鸡生长性能、改善血清生化指标和增强

肝脏抗氧化能力,在一定程度上缓解肉鸡肝脏氧化应

激。推荐甘草多糖添加量为600 mg/kg和900 mg/kg。

参考文献

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(编辑:沈桂宇,guiyush@126.com)

44

第83页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

随着我国畜牧产业的快速发展,生猪出栏量的逐

年提高,饲料资源特别是蛋白质饲料资源不足的矛盾

日益突出,农业农村部提出大力推进豆粕减量替代行

动,鼓励积极开辟新饲料资源,减少对进口饲料的依

赖。因此,充分利用现代科技手段大力开发优质且安

全的新蛋白质饲料已成为解决当前蛋白饲料严重短

缺的重要途径。

酵母蛋白是单细胞蛋白中的一种,也是一种高

效蛋白源,近年来在食品工业和饲料工业中被开发使

用[1-3]

。酵母蛋白不仅蛋白质含量丰富而且品质好,大

多数酵母蛋白含有丰富的游离氨基酸,其中的赖氨

酸、蛋氨酸和半胱氨酸含量与鱼粉相似[4-7]

。此外,酵

母蛋白还含有多种酶和丰富的维生素以及某些未知

的生长因子,有利于有机物的消化吸收和动物的生长

发育,酵母细胞壁中β-葡聚糖等物质还可增强动物机

体的免疫力[8-9]

。因此,酵母蛋白已被开发利用并逐步

成为猪日粮中常规植物蛋白原饲料的良好替代品。

现有研究发现,酵母蛋白与仔猪粮中使用的喷雾干燥

猪血浆(SDPP)的氨基酸组成相似,且二者的标准化

酵母蛋白营养价值及其在仔猪饲粮中应用的研究进展

■ 宋志锋 方 欣 扣泽华 韩 蕊* 车东升

(吉林农业大学动物科学技术学院,动物生产及产品质量安全教育部重点实验室,吉林省动物营养与饲料科学重点实验室,

吉林省生猪产业技术科技创新中心,吉林长春 130118)

摘 要:随着我国生猪产业的迅速发展,蛋白质资源出现严重匮乏,开发新型非粮蛋白饲料成为

解决蛋白资源短缺的重要途径。酵母蛋白具有粗蛋白质丰富,利于消化吸收,且高产廉价等特点,已

成为畜禽生产中动、植物蛋白的良好替代品。因此,文章主要综述酵母蛋白的营养价值及酵母蛋白

对仔猪生长性能、机体免疫和肠道健康的影响,并对其在仔猪生产中的应用前景进行展望,为酵母蛋

白的开发与利用提供参考。

关键词:酵母蛋白;营养价值;仔猪饲粮;生长性能;研究进展

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.10.008

中图分类号:S816.79 文献标识码:A 文章编号:1001-991X(2023)10-0045-07

Research Progress on Nutritional Value of Yeast Protein and Its Application in Diets of Piglets

SONG Zhifeng FANG Xin KOU Zehua HAN Rui* CHE Dongsheng

(College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural University, Key Lab of Animal

Production, Product Quality and Security, Ministry of Education, Jilin Provincial Key Lab of Animal

Nutrition and Feed Science, Jilin Provincial Swine Industry Technical Innovation Center,

Jilin Changchun 130118, China)

Abstract:With the rapid development of live pig industry in our country, there is a serious shortage of

protein resources. Developing new non-grain protein feed has become an important way to overcome the

resources shortage of protein. Yeast protein has become a good substitute for animal and plant protein in

livestock and poultry production due to its advantages of rich protein, easy digestion and absorption, high

yield and low cost. Therefore, this review mainly summarizes the nutritional value of yeast protein and its

effects on growth performance, immunity and intestinal health of piglets, and looks forward to its applica⁃

tion in piglet production, so as to provide reference for the development and utilization of yeast protein.

Key words:yeast protein; nutritional value; piglet diet; growth performance; research progress

作者简介:宋志锋,硕士,研究方向为动物营养与饲料。

*通讯作者:韩蕊,讲师。

收稿日期:2023-03-06

基金项目:国家“十四五”重点研发项目[2021YFD1300201-

3];吉林省科技厅重点研发项目[20210202045NC]

45

第84页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

回肠消化率无显著差异,酵母蛋白可通过增强仔猪免

疫力和保护断奶仔猪的肠道完整性来改善仔猪的健

康和生产性能,说明酵母蛋白在仔猪日粮中有良好的

应用价值[10-11]

。然而,有关酵母蛋白对仔猪的饲喂价

值及酵母蛋白在仔猪生产中的应用效果尚未有系统

的报道。因此,文章对酵母蛋白的营养特性及酵母蛋

白在仔猪饲粮中的应用效果等作以综述,综合评价酵

母蛋白源的营养价值对仔猪生长性能及健康的影

响。为酵母蛋白在仔猪日粮中的精准利用和开发提

供参考依据。

1 酵母蛋白的营养特性

1.1 酵母蛋白的营养价值

酵母蛋白是将农业、食品和工业废物副产物中的

酵母灭活并干燥后制得的高营养蛋白质产物[12-15]

。酵

母蛋白中含有丰富的蛋白质和氨基酸等营养物质,可

以作为动物的蛋白质饲料来源。但酵母中蛋白质含

量因菌株、生长培养基和下游加工方法有一定差异,

不同种类酵母营养物质组成如图1所示,不同来源的

酵 母 蛋 白 干 物 质 含 量 接 近 ,马 克 斯 克 鲁 维 酵 母

(Kluyveromyces marxianus)中的蛋白质含量较高,优于

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)等[16]

。酵母中除含

有丰富蛋白质外,还含有核酸、维生素以及矿物质等

多种营养素[17]

营养物质组成(%)

Cyberlindnera

jadinii

Kluyveromyc

Saccharomyces

marxianus

cerevisiae

100

50

0

Wickerhamomyces

anomalus

Blastobotry

adeninvorans

干物质 粗蛋白

图1 不同酵母品种营养物质组成[16]

1.1.1 酵母蛋白中的蛋白质和氨基酸

酵母蛋白是一种常用的单细胞蛋白,其粗蛋白占

细胞干重的 38%~62%,总体高于常规植物性蛋白饲

料原料[18-22]

。不同的酵母蛋白之间虽然在氨基酸组成

上略有差异,但必需氨基酸含量都很丰富,且氨基酸

比例较为均衡,如表1所示,其赖氨酸、亮氨酸、苏氨

酸和缬氨酸等含量均高于豆粕,亮氨酸、苯丙氨酸和

色氨酸等含量与豆粕相近,但蛋氨酸等含硫氨基酸含

量较低[23-26]

,在设计日粮时通常需要对含硫氨基酸进

行额外补充。

1.1.2 酵母蛋白中的维生素和矿物质

B族维生素广泛分布于各类酵母蛋白中,同时酵

母蛋白还富含烟酸、泛酸和生物素等,可为机体提供

良好的维生素补充[27-28]

。维生素含量也与酵母种类相

关,如解脂耶氏酵母中含有 6.7 mg/kg 的维生素 E,

产朊假丝酵母中含有维生素 D 合成前体的麦角固

醇等[29]

。酵母中有一定的核苷酸组分,所以酵母蛋白

中的磷含量通常很高[30]

。此外,酵母蛋白也是钙和锌

等常量元素以及硒和铬等微量营养素的良好来源,酵

母蛋白内的矿物质是与酵母蛋白质或多糖等物质结

合的有机态,有利于仔猪的吸收,并减少了无机态

矿物质对消化道的刺激等毒害作用。这些矿物质的

补充可以提高机体的抗氧化功能,抑制机体的炎症

反应[31-32]

1.2 酵母蛋白有效能值和各营养物质消化率

1.2.1 酵母蛋白的有效能值

能量是由饲料中碳水化合物、脂肪和蛋白质等有

机物氧化产生的,用于动物维持和生产。酵母对猪的

有效能值研究集中在消化能和代谢能方面,目前少有

关于酵母蛋白原料净能的研究。研究表明,酵母蛋白

的消化能和代谢能分别为16.84~20.64 MJ/kg和14.03~

19.31 MJ/kg,消化能和代谢能在总能中占比与豆粕、

鱼粉等蛋白饲料相近[10,33-34]

。然而,消化能和代谢能

体系高估了日粮中的蛋白质部分,这导致消化能和代

谢能系统在预测酵母有效能值方面可能存在局限

性。因此,完善猪净能体系将会对酵母蛋白饲料的精

准开发与应用提供理论基础[35-36]

1.2.2 猪对酵母营养物质的消化率

营养物质消化率可以准确量化饲料中营养物质

被动物消化利用的程度,是评定饲粮营养价值的重要

手段。同时,消化率的准确测定也可以为饲粮配制提

供理论依据[37-39]

酵母蛋白作为仔猪潜在的蛋白质饲料来源,其

氨基酸消化率对日粮配制有着十分重要的指导意

义。猪对酵母蛋白的粗蛋白回肠表观消化率(AID)

和 回 肠 标 准 消 化 率 (SID) 分 别 为 65.4% ~73.4% 和

72.4%~83.2%;总氨基酸 AID 和 SID 分别是 75.3%~

87.6%和84.5%~93.9%,其中必需氨基酸的AID和SID

分别是77.54%~89.5%和84.99%~94.5%,高于总体氨

基酸水平[40-41]

46

第85页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

磷是动物所需的必需营养素之一,磷能参与骨等

结构物质的构成,参与机体能量代谢,并且是 DNA、

RNA和酶的组成成分。因此,磷的消化与吸收对机体

有重要的作用。植物蛋白中的磷多以植酸磷的形式

存在,难以被仔猪消化吸收,而酵母蛋白中的磷多为

有机磷,易于消化。研究表明,猪对酵母蛋白中的磷

消化率为73.9%~91.2%,可更好地被猪吸收利用[24]

1.3 酵母蛋白应用的限制因素

酵母蛋白中富含蛋白质和氨基酸,但其营养物质

含量受酵母菌种及发酵条件影响,导致营养物质组成

变异较大,且酵母蛋白的消化率也会因细胞破碎方法

的不同而造成差异,酵母的刚性细胞壁会限制消化酶

对细胞内容物的可及性。研究表明,当使用自溶或酶

解等工艺处理,使酵母细胞壁被部分或完全破坏时,

可以提高酵母蛋白的利用效率[42-44]

。因此,使用酵母

蛋白时应考虑加工工艺对其营养物质组成的影响。

此外,酵母蛋白中部分粗蛋白为核酸提供,酵母蛋白

中的核酸含量高于其他传统的蛋白饲料,核酸中的嘌

呤经代谢后形成尿酸,会造成动物机体代谢功能紊

乱。因此,还需将酵母蛋白中的核酸含量降低,低于

1%,确保达到动物可接受的水平[45]

2 酵母蛋白在仔猪日粮中的应用效果

2.1 改善仔猪生长性能

不同来源的酵母蛋白取代传统的蛋白原料时,对

动物生长性能、采食量和饲料转化率均有正面影响,

如表2所示。研究表明,酵母单细胞蛋白可以作为仔

猪日粮中的蛋白来源替代血浆蛋白及鱼粉等原料,酵

母细胞中分离出的酵母衍生蛋白被认为是替代喷雾干

燥 猪 血 浆 用 于 断 奶 仔 猪 的 优 质 蛋 白 质 成 分 [46]

Lemieux等[47]

用干啤酒酵母分别替代仔猪日粮中的豆

粕和喷雾干燥血浆蛋白,结果表明,饲喂酵母蛋白组

与干燥血浆蛋白组的猪生长性能无显著影响,优于豆

粕蛋白型日粮。Slinger等[48]

的研究表明,7.5%的酵母

蛋白日粮对仔猪日采食量没有显著改变,但在断奶前

期使用酵母单细胞蛋白提高了饲料转化效率,说明

仔猪饲粮中酵母蛋白的添加对仔猪的生长性能有积

极作用。研究表明,当酵母蛋白添加到仔猪饲粮时可

提高仔猪的采食量,并对仔猪的增重和营养物质消化

利用具有积极影响,揭示了酵母蛋白作为仔猪蛋白饲

料的能力[49-52]

项目

精氨酸(Arg)

组氨酸(His)

异亮氨酸(Ile)

亮氨酸(Leu)

赖氨酸(Lys)

蛋氨酸(Met)

苯丙氨酸(Phe)

苏氨酸(Thr)

色氨酸(Trp)

缬氨酸(Val)

圆酵母[23]

(Tolura yeast)

2.21

0.83

2.08

3.13

3.16

0.52

1.90

1.85

0.57

2.41

啤酒酵母[24]

(Brewers’yeast)

2.48

1.09

2.22

3.34

3.33

0.85

2.08

2.09

0.59

2.64

酿酒酵母[25]

(Saccharomyces cerevisiae)

0.91

1.20

2.11

3.05

3.42

0.71

1.96

2.43

0.55

2.46

产朊假丝酵母[26]

(Candida utilis)

2.62

1.10

2.36

3.89

3.89

0.76

2.33

2.67

0.60

2.53

马克斯克鲁维酵母[26]

(Kluyveromyces marxianus)

2.15

0.87

1.99

3.09

3.33

0.79

1.90

2.28

0.50

2.06

表1 常见酵母蛋白的必需氨基酸含量(%)

2.2 促进仔猪营养物质消化

当用酵母蛋白替代仔猪饲粮中的其他蛋白来源

时,不会对饲粮的粗蛋白消化率产生负面影响。有研

究表明,饲喂水解酵母补充日粮的猪,其粗蛋白消化

率和氮沉积线性增加;研究表明,酵母蛋白日粮显著

提高了空肠末端胰蛋白酶活性,进而改善粗蛋白的

消化率,这说明酵母蛋白是一种高度可消化的蛋白来

源[53-54]

。血清尿素氮是蛋白质利用效率的指标,因为

日粮蛋白质质量差会增加尿素的产生。酵母蛋白取

代仔猪日粮中的豆粕后,仔猪血清尿素氮含量显著降

低,表明仔猪能更好地利用酵母蛋白,这与粗蛋白消

化率的增加一致,间接表明酵母蛋白日粮消化率高,

更适合在仔猪日粮中应用[11]

。适量添加酵母蛋白对

仔猪营养物质消化率不会产生不利影响,还可能提高

了某些营养物质的消化率和部分肠道中的消化酶活

性。但值得注意的是,当酵母蛋白以高浓度使用时,

会降低饲料的适口性,且酵母蛋白中存在的不可消化

的细胞壁可能会对营养价值产生不利的影响[55]

2.3 提高仔猪机体免疫和抗氧化性能

仔猪的免疫系统发育不完全,饲料中蛋白质的抗

47

第86页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

原刺激会导致断奶应激和免疫应激等,使仔猪机体内

的自由基和促炎性细胞因子含量上升,从而使部分营

养用于维持机体免疫应答,降低生产性能[56-58]

当用酵母蛋白取代仔猪日粮中的植物蛋白时,会

降低日粮中的抗营养因子水平,防止抗营养因子诱导

的机体应激反应[59]

。研究表明饲喂酵母蛋白日粮的

断奶仔猪的免疫系统相关基因表达上调,这可能减少

了仔猪断奶时期的免疫抑制[53]

。马嘉瑜等[60]

发现,用

产朊假丝酵母替代鱼粉会降低断奶仔猪血清中促炎

的肿瘤坏死因子α(TNF-α)的水平,并提高血清中超

氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)活性,表明日粮中酵母蛋白的应用可提高仔猪的

免疫水平和抗氧化能力。血清免疫球蛋白水平是评

价仔猪体液免疫的指标,这些蛋白质的水平会影响仔

猪的免疫力,补充酵母蛋白日粮的仔猪表现出更高的

IgA 和 IgG 含量,这表明补充酵母蛋白会提高仔猪机

体免疫水平[61]

2.4 改善仔猪肠道健康

消化道健康对猪的营养利用和机体健康具有重

要意义,肠道形态健康程度决定了动物的健康程度和

最佳的生产性能[62-64]

。健康的肠道包括但不限于如下

几个特征:良好的肠黏膜形态结构、完整的肠道机械

屏障,平衡的肠道微生物群,以及发达的肠黏膜免疫

系统[65-66]

仔猪饲喂含酵母的饲粮时,酵母蛋白添加能改善

肠绒毛高度,这可转化为更大的肠细胞吸收表面积,

从而对肠道结构和功能产生积极影响,且酵母糖蛋白

可以增加十二指肠黏膜中紧密连接蛋白 Occludin 和

ZO-1 的 m-RNA 表达,并降低空肠黏膜中促炎因子

m-RNA的表达,降低肠上皮细胞的通透性[67]

。酵母菌

是一种兼性厌氧菌,当酵母以活菌形式饲喂时会消耗

肠道内的氧气从而创造厌氧环境并代谢产生有机酸,

从而有利于肠道有益菌的繁殖,抑制有害菌生长,起

到调节肠道菌群的作用。同时,高度可消化的蛋白质

对肠道菌群的构建也具有积极的作用[68-69]

。Lagos等[70]

的研究表明,当以酵母蛋白作为仔猪蛋白源时,日粮

中未消化的干酵母细胞导致猪肠道内的毛螺菌科等

有益菌丰度增加,增加了肠道中NK细胞的特定亚群

的数量。日粮中补充6%的酿酒酵母可以维持乳酸菌

含量并显著降低粪便中大肠杆菌的含量,而仔猪大肠

杆菌数降低能为仔猪肠道健康带来积极的影响[71]

此外,酵母蛋白所含有的功能性物质,如酵母核苷酸、

甘露寡糖和β-葡聚糖等,可以吸附多种霉菌毒素,限制

病原微生物定植,提高肠道黏膜的免疫能力[72-75]

3 小结与展望

酵母蛋白在仔猪日粮中的应用形式主要为发酵

后灭活的酵母或酵母培养物,实际生产中需综合考虑

仔猪不同阶段的生长需要和酵母蛋白的营养物质含

量,不建议以酵母蛋白作为单一蛋白来源,因其浓度

高可能导致适口性下降等问题;同时,酵母蛋白的含

硫氨基酸含量通常较低,因此在仔猪使用时需考虑补

充含硫氨基酸,以满足仔猪营养需要。

目前酵母及酵母培养物的饲料化程度还不高,很

多发酵后的酵母被视作是一种加工后的副产物而被

排放。因此,今后需不断提高废弃酵母的饲料化程

度、加大酵母蛋白饲料化的研发力度、改进酵母蛋白

饲料化加工的技术工艺以消除酵母细胞壁的限制,实

现酵母蛋白的规模化生产。此外,不同来源的酵母

蛋白在仔猪日粮中的应用方式及其在仔猪不同阶段

的适宜添加量还需进一步探究,同时还应注意酵母

酵母种类

圆酵母(Tolura yeast)

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)

产朊假丝酵母(Candida utilis)

解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)

脆壁克鲁维酵母(Kluyveromyces fragilis)

脆壁克鲁维酵母(Kluyveromyces fragilis)

添加水平

8%、10%、14%

18%、20%、26%

2%、4%

3.6%、7.3%、14.6%

3%、6%

5.6%、11.2%、16.8%

1%、3%、5%

效果

酵母蛋白不会对生长性能产生不利影响

酵母的增加导致猪的料重比下降

酿酒酵母衍生蛋白改善代谢状态和体液

免疫,提高仔猪的生长性能

不会对生长性能造成不利影响,并可改善

仔猪消化功能

解脂耶氏酵母提高生长性能

(日增重增加),料重比下降

对日增重和氮代谢有积极影响,对健康

或粪便稠度没有负面影响

在断奶早期,可能对平均日采食量和

肠道形态产生积极影响

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SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

蛋白的安全性问题,明确酵母蛋白产品的市场准入

标准,并重视产品安全监管。总之,酵母蛋白作为

仔猪蛋白源的应用前景广阔,有助推动仔猪养殖可

持续发展。

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(编辑:沈桂宇,guiyush@126.com)

51

第90页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

摘 要:文章旨在研究益生菌对肉鸡生长性能和肠道健康的影响。通过检索多个数据库及相关

资源,从建库至2022年12月期间发表的相关的随机对照试验,利用Meta分析统计学的方法将相关研

究结果进行合并分析处理。最终从2 922篇文献中筛选出14篇文献,共3 858只鸡纳入Meta分析。

Meta分析的结果显示:在统计学上,饲料中添加益生菌可以显著降低肉鸡的料重比和日采食量,提高

日增重(P<0.05);根据益生菌属进行亚组分析,不同类型益生菌对肉鸡料重比的影响效果不一致,饲

料中添加乳酸菌的效果最佳。在肠道健康方面,饲料中添加益生菌显著提高鸡十二指肠[SMD=1.35,

95%CI(0.13,2.58)(P<0.05)]和回肠[SMD=2.52,95%CI(1.29,3.74)(P<0.05)]的绒隐比,对空肠无显著

影响[SMD=0.03,95%CI(-0.06,0.12)(P<0.05)]。敏感性分析结果均较为稳健,发表偏倚结果显示益

生菌的添加对于日增重(P=0.012,P<0.05)和空肠的影响(P=0.035,P<0.05)存在发表偏倚,其余指标

都不存在发表偏倚。文章首次利用Meta分析从统计层面上说明在饲料中添加益生菌可以提升肉鸡

生产性能及改善肠道健康,可以为之后益生菌在肉鸡中的使用及肉鸡生产提供借鉴。

关键词:益生菌;肉鸡;肠道健康;生长性能;Meta分析

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.10.009

中图分类号:S816.7 文献标识码:A 文章编号:1001-991X(2023)10-0052-09

Meta-analysis of The Effect of Probiotics on The Growth Performance of Broilers

SU Yabei1,2 XU Xinchun2 LIN Chuxiao2 TANG Yingying1,2 LU Zitao3 LUO Chenglong2*

(1. Binhai Agricultural College, Guangdong Ocean University, Guangdong Zhanjiang 524000, China;

2. State Key Laboratory of Livestock and Poultry Breeding, Institute of Animal Science, Guangdong

Academy of Agricultural Sciences, Guangdong Key Laboratory of Livestock and Poultry Breeding and

Nutrition, Guangdong Guangzhou 510000, China; 3. College of Animal Science, South China Agricultural

University, Guangdong Guangzhou 510000, China)

Abstract:This paper aims to study the effect of probiotics on growth performance and intestinal health of

broiler chickens. By searching multiple databases and related resources, relevant randomized controlled

trials published from the establishment of the library to December 2022 were pooled and analyzed using

meta-analysis statistical methods. Finally, fourteen articles were screened from 2 922 articles, and a to⁃

tal of 3 858 chickens were included in the meta-analysis. The results of meta-analysis showed that sta⁃

tistically, the addition of probiotics to feed could significantly reduce the feed weight ratio and daily feed

intake of broiler chickens, and increase daily weight gain (P<0.05). According to the subgroup analysis

of probiotics, the effect of different types of probiotics on the weight ratio of broiler feed was inconsistent,

and the effect of adding lactic acid bacteria to

feed was the best. In terms of intestinal health,

the addition of probiotics to feed significantly im⁃

proved the chorion-hidden ratio of chicken duode⁃

nal [SMD=1.35, 95%CI (0.13, 2.58) (P<0.05)] and

ileum [SMD=2.52, 95% CI (1.29, 3.74) (P<0.05)],

and had no significant effect on jejunum [SMD=

0.03, 95%CI (-0.06, 0.12) (P<0.05)]. The results

作者简介:苏亚北,硕士,研究方向为家禽遗传育种。

*通讯作者:罗成龙,研究员,硕士生导师。

收稿日期:2023-03-08

基金项目:国家现代农业产业技术体系[CARS-41];广东省

科技创新战略专项(高水平农科院建设)“金颖之光”[R2020PYJG008];广东省农业科学院学科团队建设项目[202107TD]

益 生 菌 对 肉 鸡 生 长 性 能 影 响 的 Meta 分 析

■ 苏亚北1,2 许欣纯2 林楚晓2 唐盈盈1,2 陆子涛3 罗成龙2*

(1.广东海洋大学滨海农业学院,广东湛江 524000;2.广东省农业科学院动物科学研究所畜禽育种国家重点实验室,

广东省畜禽育种与营养研究重点实验室,广东广州 510000;3.华南农业大学动物科学学院,广东广州510000)

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SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

全球每年消耗的抗生素,总量90%用在了食源动

物身上,致使细菌耐药性和药物残留等问题日益突

出[1]

。1986年瑞典全面禁止在畜禽饲料中使用促生长

性抗生素,成为第一个禁止使用抗生素作为生长促进

剂的国家,随后2006年欧盟范围内禁抗,我国农业农

村部发布公告,自 2020 年 1 月 1 日起,退出除中药外

的所有促生长类药物饲料添加品种[2]

。而益生菌是一

种公认的抗生素的绿色替代品,为一种或多种活性微

生物的混合物,当这些微生物在肠壁定植到一定程度

时,它们可以对宿主的健康和生产性能产生积极影

响,被普遍地应用于畜牧生产中[3- 4]

。多项试验表明,

饲料中添加芽孢杆菌可以提高肉鸡对营养物质的吸

收,提高肉鸡的生产性能;添加丁酸梭菌和乳酸菌有

利于肠道菌群的平衡,改善肉鸡的免疫功能和抗氧化

能力[5-8]

。益生菌对肉鸡生长性能和肠道健康的影响

是肉鸡养殖中重要指标,然而研究文献报道应用效果

不尽相同。而且由于益生菌种类多,添加量及添加方

式各不相同,作用宿主的品系、时间不同。因此以进

行Meta分析的形式进行统计分析是十分必要的。本

研究通过Meta分析,利用统计概念和方法去收集、整

理与分析之前专家学者针对益生菌对肉鸡生长性能

及肠道健康所做的众多的实验研究,提高这些研究结

果的可靠性,同时弥补传统的文献综述的不足。

1 材料与方法

对目前已发表的益生菌与鸡生长性能的研究进

行系统性文献检索和Meta分析。

1.1 文献检索

本研究检索了维普、中国知网(CNKI)、PubMed、

Web of Science等数据库,检索年限为建库至2022年

12月7日。中文检索的关键词包括益生菌、肉鸡、肠

道健康和生长性能;英文检索关键词包括:Probiotics、

Broiler、Guthealth、Growth performance。根据不同数据

库检索特点,分别对相应主题词和自由词相结合的方

式进行文献检索下载。

1.2 文献的纳入和排除标准

研究类型:①已发表的试验设计为随机对照试

验;研究对象为健康肉鸡,未进行干预措施;②饲料中

添加益生菌并以空白为对照;③生长性能的指标包括

料重比、平均日采食量及平均日增重,并且研究中给

出了指标的数值或者平均值、标准差(SD)或标准误

(SE);④文献的语言为中文或英文。有以下情况给予

排除:①在不同数据库中重复文献、无空白对照组、综

述类和会议文献、数据不全的文献;②数据有误或者

数据不全,文章质量水平不高的文献;③益生菌的添

加方式非直接拌入饲料;④添加的益生菌为复合益生

菌或与其他药物、制剂联合添加的文献。

1.3 数据资料提取

从文献提取一下数据:①第一作者,发表年份;②

研究对象,试验动物数量,对照组动物数量;③试验周

期,给药信息(途径,菌株);④结果指标。

1.4 统计分析

运用Stata16.0进行数据分析和绘制相关图形,由

于纳入文献的各项研究测量方法、测量时间、单位有

所差异,故选择标准化均数差(standardizedmeandiffer⁃

ence,SDM)作为效应指标;考虑到多项研究的方法学

存在异质性,但是要合并分析,所以采用随机效应模

型(randomizedeffectsmodel,REM)进行分析,使结果更

加保守。在95%置信区间(95%CI)的设定上,将0值

作为无效值。当分析结果的95%CI跨越无效值时,使

用I

2

统计量和卡方检验,当P>0.1,I

2

<50%时,表示各研

究间有统计学同质性,采用固定效应模型;当P<0.1,

I

2

>50%时,表示各研究间有统计学异质性,采用随机

效应模型。当各研究间有统计学一致性,进行亚组分

析探寻异质性来源。利用敏感性分析来评价结果的

稳定性。用Egger线性回归法和漏斗图来检验发表偏

倚程度。

2 结果与分析

2.1 文献检索与筛选结果

通过四个数据库检索共获得文献2 922篇,阅读

文献题目和摘要,排除综述、会议文章及重复发表的

of sensitivity analysis were robust, and the publication bias results showed that there was publication bi⁃

as in the effect of probiotic addition on jejunum (P=0.035, P<0.05), and there was no publication bias

for the other indicators. This paper uses meta-analysis for the first time to statistically show that adding

probiotics to feed can improve broiler production performance and improve intestinal health, which can

provide reference for the use of probiotics in broiler chickens and broiler production.

Key words:probiotic; broiler; intestinal health; growth performance; meta-analysis

53

第92页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

文章2 813篇;再阅读全文,排除未对鸡的生长性能进

行研究或处理组为混合益生菌,同时排除对照组不是

空白组的文献,共排除 88 篇;排除文章中数据不全、

数据有误和文章质量较低的文献7篇,最终纳入文献

14篇。其中包括7篇中文文献和7篇英文文献。添加

物为梭菌属的有3篇,芽孢杆菌属的有8篇,有5篇属

于乳酸菌属(见表1)。

2.2 纳入文献的基本特征

由于检索的试验对象为鸡且以肉鸡为主,因此将

纳入文献的研究对象限定试验时间为42 d的肉鸡,共

包括试验组和对照组各3 858只。试验组将益生菌拌

入饲料中,主要分为三类,分别为梭菌属、芽孢杆菌

属、乳酸菌属;对照组为基础饲粮(无任何添加物)。

2.3 益生菌对肉鸡生长性能影响的Meta分析

如图1和图2所示,用Stata软件进行异质性检验

异质性较大,所以选择随机效应模型进行 Meta 分

析。与基础日粮相比饲料中添加益生菌显著提高肉

鸡的日增重 SMD=1.99,95%CI(1.47,2.51),P<0.01。

乳酸菌属 SMD=2.82 在日增重上高于芽孢杆菌属

SMD=1.94和丁酸梭菌属SMD=1.30;饲料中添加益生

菌显著降低肉鸡的日采食量SMD=-0.66,P<0.01,95%

CI(-1.18,-0.13),P<0.01。乳酸菌属SMD=-1.20在日

采食量上低于芽孢杆菌属SMD=-0.45,丁酸梭菌属的添

加无显著改善(P>0.01);饲料中添加益生菌显著降低肉

鸡的料重比 SMD=- 1.36,95% CI(- 2.04,- 0.67),P<

0.01。乳酸菌属 SMD=-2.52 在料重比上低于芽孢杆

菌属SMD=-1.94,丁酸梭菌属SMD=-1.05。

采用 Egger 线性回归法及漏斗图法检验发表偏

倚,如图3所示,P=0.012(P<0.05),在日增重这一指标

上表示存在发表偏倚;P=0.139(P>0.05),在日采食量这

一指标上表示不存在显著发表偏倚;P=0.054(P>0.05),

在料重比这一指标上表示不存在显著发表偏倚。

2.4 益生菌对肉鸡肠道健康影响的Meta分析

如图4所示,在饲料中添加益生菌后十二指肠绒

隐比SMD=1.35,95%CI(0.13,2.58)。由此可知十二指

肠绒隐比与饲料中添加益生菌相关。因纳入文献数

量太少不宜进行亚组分析。敏感性分析结果显示其

异质性未得到明显改善,说明上述结局指标分析结果

较稳健。采用Egger线性回归法及漏斗图法检验发表

偏倚,如图5所示,P=0.599(P>0.05),表示不存在发表

偏倚;与基础日粮相比,添加益生菌后空肠绒隐比

SMD=0.03,95%CI(-0.06,0.12),由此可知空肠绒隐比

与饲料中添加益生菌在统计学上不相关。采用Egger

线性回归法及漏斗图法检验发表偏倚,如图 5 所示,

P=0.035(P<0.05),表示存在显著发表偏倚;与空白组

相较,添加益生菌后回肠绒隐比 SMD=2.52,95%CI

(1.29,3.74),由此可知回肠绒隐比与饲料中添加益生

菌在统计学上有相关性。因纳入文献数量太少不宜

注:结果指标:①料重比;②十二指肠绒毛高度,十二指肠隐窝深度;③空肠绒毛高度,空肠隐窝深度;④回肠绒毛高度,回

肠隐窝深度。

益生菌种类

丁酸梭菌

枯草芽孢杆菌

枯草芽孢杆菌

枯草芽孢杆菌

乳酸菌

丁酸梭菌

凝结芽孢杆菌

植物乳杆菌热

枯草芽孢杆菌

枯草芽孢杆菌

多黏类芽孢杆菌

植物乳杆菌

丁酸梭状芽孢杆菌

植物乳杆菌

枯草芽孢杆菌

乳酸菌

品种

AA肉鸡

AA肉鸡

AA肉鸡

AA肉鸡

AA肉鸡

AA肉鸡

AA肉鸡

罗斯308

AA肉鸡

AA肉鸡

科布肉鸡

科布肉鸡

科布肉鸡

AA肉鸡

AA肉鸡

AA肉鸡

样本量e

试验组

96

90

105

80

48

90

120

300

90

160

180

180

90

48

126

126

空白组

96

90

105

80

48

90

120

300

90

160

180

180

90

48

126

126

试验时间(d)

42

42

42

42

42

42

42

42

42

42

42

42

42

42

42

42

结局指标

①②③

①②③④

①③④

①②③

①③④

①②④

①②③④

给药途径

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

拌入饲料

参考文献

武丽达等[9]

张雪等[10]

钟光等[11]

齐博等[12]

程鹏等[13]

徐晨希[14]

李成良[15]

Incharoen等[16]

Zhang等[17]

Gao等[18]

Wang等[19]

Liu等[20]

Yang等[21]

Aliakbarpour等[22]

表1 纳入文献基本信息

54

第93页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

(a)日增重

(b)日采食量

进行亚组分析。敏感性分析,结果显示其异质性未得

到明显改善,说明上述结局指标分析结果较稳健。采

用Egger线性回归法及漏斗图法检验发表偏倚,如图5

所示,P=0.330(P>0.05)表示不存在发表偏倚。

55

第94页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

(a)日增重

(c)料重比

图1 益生菌对肉鸡生长性能影响的森林图

56

第95页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

(c)料重比

图2 益生菌对肉鸡生长性能影响的亚组分析森林图

(b)日采食量

57

第96页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

(b)空肠

(a)十二指肠

3 讨论

通过以上 Meta 分析结果可知,饲料中添加益生

菌在肉鸡生长性能方面,日增重得到显著提高,日采

食量和料重比显著下降。饲料中添加乳酸菌属在其

中的作用较为突出,其次是芽孢杆菌属,丁酸梭属的作

用较小。产生这一结果的原因可能是,乳酸菌在健康

的肉鸡肠道内属于优势菌群,首先乳酸菌能分解一般

动物不能分解的木质素和纤维素,直接促进宿主的生

长发育;其次乳酸菌正常的新陈代谢中会产生许多氨

基酸如蛋氨酸和赖氨酸等和各种维生素如维生素B族

和K族等,可额外直接提供给宿主营养;此外代谢过程

中会产生乳酸、乙酸等使小肠内pH降低,从而促进消

化酶的作用和抑制有害菌的生长[23-24]

。芽孢杆菌属通

常通过提高动物胃肠道内酶的活性以及可以作为胃肠

道内脂肪酶、蛋白酶和低聚葡萄糖酶等酶制剂的重要

来源,提高动物的消化吸收,促进机体生长发育[25]

se(SMD)

0 2 4 6

0

0.1

0.2

0.3

0.4

Funnel plot with pseudo 95% confidence limits

SMD

se(SMD)

-1 1 4

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

Funnel plot with pseudo 95% confidence limits

0 2 3

SMD

se(SMD)

-1.5 -0.5 0

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

Funnel plot with pseudo 95% confidence limits

-1

SMD

注:从左至右分别是日增重、日采食量和料重比。

图3 益生菌对肉鸡生长性能影响的漏斗图

58

第97页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

家禽进行营养物质消化和吸收的主要场所是小

肠,主要包括十二指肠、空肠和回肠三部分[26]

。小肠

绒毛与营养物质运输和吸收相关,绒毛高度越高,肠

黏膜面积越大,有利于营养物质充分接触,提高吸收

利用率[27]

。隐窝深度与肠黏膜上皮细胞的更新效率

相关,绒隐比可以从侧面反映肠道消化吸收能力,即:

小肠的养分消化率和吸收能力与肠道绒毛高度成正

比,与隐窝深度成反比,与绒毛高度/隐窝深度成正

比。在本研究中,饲料中添加单一的益生菌对空肠绒

隐比的影响无统计学意义;提高十二指肠和回肠绒隐

比。肠性能参数的改善可能是由于益生菌发酵降低

pH,增加渗透压,促进质子交换产生大量短链脂肪

酸,短链脂肪酸调节上皮细胞的分化和凋亡,改善肠

道微结构,刺激黏膜发育,增加吸收表面积和吸收

能力,最终提高饲料利用效率[28]

。丁酸梭菌属的作

用主要是维持肠道微生态平衡和增强宿主的机体免

疫[29-30]

。丁酸梭菌也可以促进生长,降低料重比或料

蛋比,从而起到增加养殖收益的作用[31]

但是本研究也存在一定局限性:①纳入的文献

数量少;②各项研究的益生菌质量活性、添加形式和

添加量、肉鸡饲养环境不同;③样本的异质性大;④

缺少质量评估标准,无法对试验结果的科学性进行

客观验证。益生菌本身对鸡肠道健康的影响程度有

待于进一步的研究证实。由于纳入的文章数量较

少,无法对每一个指标都进行亚组分析。除此之外,

纳入文章的指标权重相近,无法通过剪补法降低异

质性。由于本文试验与养殖相关,存在高异质性是

无法避免的,不会较大影响到文章的可信度。本研

究还需要通过大量设计合理、样本量充足的试验进

行进一步验证。

4 结论

Meta分析显示在饲料中添加益生菌总体上可以

显著提高肉鸡的生产性能;益生菌还可以显著提高十

二指肠和空肠的绒毛高度,降低隐窝深度,以改善肉

鸡的肠道形态结构,但是对于空肠无相关性。该文章

利用 Meta 分析国内外相关文章,从统计层面为益生

(c)回肠

图4 益生菌对肉鸡肠道绒隐比影响的森林图

注:从左至右分别是十二指肠、空肠和回肠。

图5 益生菌对肉鸡肠道绒隐比影响的漏斗图 se(SMD)

-2 -1 0 3

0

0.1

0.2

0.3

Funnel plot with pseudo 95% confidence limits

1 2

SMD

se(SMD)

0 1 2

0

0.05

0.1

0.15

0.2

Funnel plot with pseudo 95% confidence limits

0.5 1.5

SMD

se(SMD)

0 2 4 6

0

0.2

0.4

0.6

Funnel plot with pseudo 95% confidence limits

8 10

SMD

59

第98页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

菌在肉鸡的生产实践中的应用和研究方向提供了一

定的指导。

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37.

(编辑:沈桂宇,guiyush@126.com)

60

第99页

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第10期 总第679期

25-羟基维生素D3对产蛋后期蛋鸡的

蛋品质和输卵管炎症的影响

■ 敬晓庆1 王一苇2 宋福龙1 徐先锋1 刘明康1 魏 羽1 许 啸1*

(1.武汉轻工大学动物科学与营养工程学院,动物营养与饲料科学湖北省重点实验室,湖北武汉 430023;

2.中牧实业股份有限公司武汉华罗分公司,湖北武汉 430000)

摘 要:试验旨在比较蛋鸡产蛋后期日粮中添加高水平(125 μg/kg)维生素D(3 VD3)、25-羟基维

生素D(3 25-OH-D3)与普通水平(62.5 μg/kg)VD3对蛋品质、血清免疫球蛋白水平、输卵管黏膜形态

和炎性细胞因子基因表达量的影响。采用单因素试验设计,将 60 周龄产蛋后期的罗曼灰蛋鸡

1 512只随机分为3个日粮处理组,每个处理12个重复,每个重复42只鸡。试验持续12周。对照组

为基础日粮中添加普通水平(62.5 μg/kg)的VD3,试验组分别为在基础日粮中添加高水平(125 μg/kg)

的VD3或25-OH-D3。结果表明:与对照组相比,第12周时蛋鸡25-OH-D3组鸡蛋的蛋白高度、哈夫单

位和粗蛋白含量都显著提高(P<0.05),25-OH-D3组蛋鸡血清免疫球蛋白A、免疫球蛋白M和免疫球

蛋白G含量显著提高(P<0.05),25-OH-D3组输卵管黏膜的褶皱宽度、褶皱高度和上皮层厚度显著提

高(P<0.05),VD3组和 25-OH-D3组输卵管黏膜炎性细胞因子白介素 1β、白介素 8、肿瘤坏死因子的

mRNA表达量显著降低(P<0.05)。综上所述,在日粮中添加125 μg/kg 25-OH-D3能提高产蛋后期蛋

鸡的蛋品质、机体免疫功能,减缓输卵管炎症。

关键词:维生素D(3 VD3);25-羟基维生素D(3 25-OH-D3);蛋品质;免疫;输卵管;蛋鸡

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.10.010

中图分类号:S816.71 文献标识码:A 文章编号:1001-991X(2023)10-0061-06

Effect of 25 Hydroxyvitamin D3 on Egg Quality and Oviduct Inflammation of The Hens in Late

Laying Period

JING Xiaoqing1 WANG Yiwei2 SONG Fulong1 XU Xianfeng1 LIU Mingkang1 WEI Yu1 XU Xiao1*

(1. School of Animal Science and Nutritional Engineering, Hubei Key Laboratory of Animal Nutrition and

Feed Science, Wuhan Polytechnic University, Hubei Wuhan 430023, China; 2. China Animal Husbandry

Industry Co., Ltd. Wuhan Hualuo Branch, Hubei Wuhan 430000, China)

Abstract:The purpose of this experiment was to compare the effects of high level (125 μg/kg) vitamin

D3 (VD3) or 25 hydroxyvitamin D3 (25-OH-D3) and commercial general level (62.5 μg/kg) VD3 added to

the diet of laying hens in the late laying period on egg quality, serum immune globulin levels, morpholo⁃

gy of oviduct mucosa and gene expression of inflammatory cytokines. Using a single factor design, total

of 1 512 Roman grey laying hens aged 60 weeks at late laying stage were randomly divided into three di⁃

etary treatments, with 12 replicates for each treatment and 42 chickens for each replicate. The test lasted

for 12 weeks. The control group added normal lev⁃

el (62.5 μg/kg) VD3 to the basic diet, and the oth⁃

er 2 groups added high level (125 μg/kg) VD3

and 25- OH- D3 to the basic diet. The results

showed that: Compared with the control group, the

albumen height, haugh unit and crude protein of

egg powder of laying hens in 25-OH-D3 group on

12th week were significantly increased (P<0.05);

作者简介:敬晓庆,硕士,研究方向为单胃动物营养与饲

料科学。

*通讯作者:许啸,博士,副教授,硕士生导师。

收稿日期:2023-03-01

基金项目:武汉轻工大学校立科研项目杰出青年科学基

金项目[2022J05]

61

第100页

单 胃 动 物 2023年第44卷第10期 总第679期

饲料中通常使用维生素D(3 VD3)来满足畜禽对维

生素D的需求。研究表明VD3可促进机体钙、磷的吸

收代谢,维持骨骼正常发育,提高生产性能,参与脂质

代谢,调节机体免疫功能等[1]

。NRC(1994)蛋鸡日粮

中VD3推荐最低添加量为7.5 μg/kg,但在实际生产中

饲料中 VD3含量往往高于 62.5 μg/kg。杨涛等[2]

研究

表明,蛋鸡饲粮中 VD3 的适宜添加水平应控制在

22.5~76.5 μg/kg。随着遗传选育技术的迅速发展,蛋

鸡的生产性能提高,对营养物质的需求增加,所以家

禽营养标准也应提高。

近年来25-羟基维生素D(3 25-OH-D3)在畜禽饲

料中作为新型饲料添加剂有所使用,25-OH-D3具有

抗炎、抗癌、抗氧化、提高免疫等功能[3]

。目前国内外

关于25-OH-D3代替VD3的研究主要集中在快大型肉

鸡,而在蛋鸡特别是产蛋后期阶段的研究还较少。

Mattila等[4]

研究发现,蛋鸡日粮中的25-OH-D3可以部

分或者全部替代VD3。Chen等[5]

研究发现,在0~95周

龄的蛋鸡饲粮中用 25-OH-D3替代 50%的 VD3能显

著提高产蛋量和蛋品质。但也有不同的研究结果,

Adhikari 等[6]

发现,在 57~63 周龄的蛋鸡饲粮中添加

75、225 μg/kg 25-OH-D3对产蛋量和蛋品质均无显著

影响。基于以上研究结果,试验旨在探讨产蛋后期蛋

鸡日粮中添加 2 倍于生产常用添加量的 VD3或 25-

OH-D(3 125 μg/kg),探究其对改善蛋品质和缓解输卵

管炎症的影响。

1 材料与方法

1.1 试验动物及试验设计

试验采用单因素试验设计,选用1 512只体重和

产蛋率相近的健康罗曼灰蛋鸡(60周龄)。采用完全随

机设计分为3个日粮处理组,每个处理12个重复,每个

重复42只鸡。试验持续12周,预试期2周。试验期间

饲喂玉米-豆粕型基础饲粮。各组蛋鸡按体重和产蛋量

进行标准化处理,并在试验开始前对其进行2周的调

整。对照组为基础日粮中添加普通水平(62.5 μg/kg)

的 VD3,试验组分别为在基础饲粮中添加高水平

(125 μg/kg)的VD3或25-OH-D3。基础日粮根据NRC

(1994)和《我国蛋鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)进行

配制。基础日粮的成分组成及营养水平见表1。

表1 蛋鸡产蛋后期基础日粮组成及其营养水平(风干基础)

原料

玉米

豆粕

米糠

石粉

沸石

碳酸氢钙

氯化钠

DL-蛋氨酸

维生素预混料

合计

含量(%)

66.35

22.50

0.60

8.00

0.20

0.90

0.35

0.10

1.00

100.00

营养水平

代谢能(MJ/kg)

粗蛋白(%)

钙(%)

磷(%)

赖氨酸(%)

蛋氨酸(%)

11.70

15.68

4.06

0.69

0.68

0.40

注:1. 维生素预混料为每千克全价料提供:VA 8 500 IU、VE 17.5 IU、

VK3 2.2 mg、VB1 2.5 mg、VB2 7.8 mg、VB6 4.0 mg、VB12 17.6 μg、

烟酸27.5 mg、泛酸14.0 mg、叶酸0.8 mg、生物素90 μg、氯化

胆碱 350 mg、Fe 80 mg、Zn 96.6 mg、Mn 100 mg、Cu 13 mg、

Se 0.3 mg、I 2.65 mg、Co 0.3 mg;

2. 代谢能为计算值,其余营养成分均为实测值。

1.2 饲养管理

试验在湖北新和农场有限公司(中国荆州)进行,

所有试验鸡均饲养在同一鸡舍内,采用三层全阶梯式

笼养。每笼3只鸡,连续相邻的14个笼子设为一个重

复,每个笼子尺寸为45 cm×30 cm×30 cm。试验全期

采用粉料饲喂,鸡只可以自由采食和饮水。饲养管理

按常规进行,鸡舍和饲养人员都需进行严格消毒,

室温控制在 20~22 ℃,光照时间为 16 h,光照强度为

20 Lx。进行负压通风换气,风速2~3 m/s。每日饲喂

The content of serum IgA, IgM, IgG of laying hens in 25-OH-D3 group on 12th week were significantly

increased (P<0.05); The fold width, fold height and epithelial layer thickness of fallopian tubes in VD3

group and 25-OH-D3 group were significantly increased (P<0.05); The mRNA expressions of inflammato⁃

ry cytokines interleukin 1β, interleukin 8 and tumor necrosis factor of tubal mucosa in VD3 group and

25-OH-D3 group were significantly decreased (P<0.05). In conclusion, the addition of 125 μg/kg 25-

OH-D3 to the diet can improve the egg quality, immune function and alleviate oviduct inflammation of

laying hens in the late laying period.

Key words:vitamin D3 (VD3); 25 hydroxyvitamin D3 (25-OH-D3); egg quality; immunization; fallopian

tube; laying hen

62

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