納米銅替代抗生素對(duì)肉鴨生產(chǎn)性能和血清生化指標(biāo)的影響

張利環(huán)，賈浩，張若男，王敏奇，許梓榮

(1. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 太谷 030801；2. 浙江大學(xué)分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310058)

肉鴨因多不飽和脂肪酸占比較高，而脂肪占比較低，一直以來(lái)都是全球重要的食品來(lái)源[1]。在規(guī)模化的養(yǎng)殖中，為了維持肉鴨健康并提高生產(chǎn)效率，抗生素作為促生長(zhǎng)劑被廣泛應(yīng)用。金霉素和磺胺二甲基嘧啶是家禽生產(chǎn)中常用的抗生素，通過(guò)抑制微生物中蛋白質(zhì)以及二氫葉酸的合成來(lái)預(yù)防疾病[2]。但此類藥物的過(guò)度使用會(huì)使動(dòng)物和人類對(duì)其產(chǎn)生抗性，進(jìn)而威脅機(jī)體健康。因此，開發(fā)抗生素的替代品尤為重要。銅是動(dòng)物體健康生長(zhǎng)和器官功能實(shí)現(xiàn)所必須的微量礦物質(zhì),它存在于許多酶的活性部位，進(jìn)而抑制炎癥反應(yīng)[3]。畜禽生產(chǎn)中大量使用銅作促生長(zhǎng)劑。高劑量銅在肉雞養(yǎng)殖中可以降低血漿膽固醇并提高其生長(zhǎng)性能[4]。然而在畜禽飼糧中長(zhǎng)期添加高劑量銅會(huì)增加生產(chǎn)成本，造成肝臟纖維化，拮抗鋅和鐵的吸收并使糞便中的銅增加，導(dǎo)致環(huán)境污染[5]。因此，提高銅的生物利用度對(duì)于解決上述問(wèn)題至關(guān)重要。納米銅由于顆粒較小，能夠穿透腸內(nèi)皮細(xì)胞屏障，在不依賴血液循環(huán)的情況下快速分布到特定位點(diǎn)，從而使銅被充分吸收。與其他銅源相比，納米銅可使銅的生物利用度得到最大限度的提高，減少日糧中銅的添加量(相比全球商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)銅補(bǔ)充水平減少75%)和糞便中銅的排泄量[6]。已有報(bào)道表明，黃羽肉雞飼糧中的納米銅可降低血漿中IFN-γ的含量，且在不造成禽類產(chǎn)品中藥物殘留的情況下提高生長(zhǎng)性能、增強(qiáng)免疫功能[7]。納米銅可促進(jìn)家禽生長(zhǎng)，但其是否可代替抗生素作為促生長(zhǎng)劑及其作用機(jī)理仍有待深入研究。因此，本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)比納米銅與抗生素對(duì)櫻桃谷肉鴨生長(zhǎng)性能、屠宰性能、血清生化指標(biāo)和抗生素殘留的影響，為納米銅替代抗生素作促生長(zhǎng)劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

納米銅、金霉素(CTC)、磺胺二甲基嘧啶(SM2)均由浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所提供，櫻桃谷肉鴨由浙江百步養(yǎng)殖場(chǎng)提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與動(dòng)物飼養(yǎng)管理

450只1日齡櫻桃谷肉鴨采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50只鴨，公母各半。對(duì)照組飼以基礎(chǔ)日糧，抗生素組為基礎(chǔ)日糧中添加50 mg/kg CTC和20 mg/kg SM2，納米銅組為基礎(chǔ)日糧中添加52 mg/kg納米銅。基礎(chǔ)日糧配方見表1。試驗(yàn)期為36 d，分為前期(1～14 d)和后期(15～36 d)。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分 %

試驗(yàn)期間，按時(shí)接種疫苗，自由采食飲水。第一周室內(nèi)溫度為32 ℃左右、光照24 h，以后溫度逐漸降至26 ℃保持恒定、光照每天減少1 h。定期觀察鴨群健康狀況，記錄各組鴨只死亡數(shù)，結(jié)束時(shí)計(jì)算肉鴨死淘率。

2)營(yíng)養(yǎng)成分中粗蛋白、鈣、磷為實(shí)測(cè)值，其余均為計(jì)算值；

-表示無(wú)數(shù)據(jù)

1.3 肉鴨生產(chǎn)指標(biāo)的測(cè)定

1.3.1 生長(zhǎng)性能的測(cè)定

記錄1 d、14 d和36 d各組肉鴨早飼前空腹活體重，結(jié)料，并統(tǒng)計(jì)各組肉鴨平均日增重(ADG)，平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。

1.3.2 屠宰性能的測(cè)定

36 d時(shí)，每組隨機(jī)取18只體重相近的肉鴨(公母各半)共54只，禁食24 h后，放血屠宰。計(jì)算屠宰指數(shù)，計(jì)算參照陳寬維等[8]的方法。

1.3.3 免疫器官指數(shù)的測(cè)定

取免疫器官，稱重計(jì)算。免疫器官指數(shù)，即器官重量與屠體重比值。

1.4 血樣采集與測(cè)定

屠宰前稱重，頸靜脈采血，5 mL/只，隨即以3 000 r/min離心，獲得的血清存于-80 ℃。采用東芝TBA-2000FR全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定血清中白蛋白(ALB)、總蛋白(TP)、總膽固醇(CH)、甘油三酯(TG)、尿酸(UA)、磷(P)、鈣(Ca)、堿性磷酸酶(ALP)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)。

1.5 抗生素殘留測(cè)定

分別從每組隨機(jī)取試驗(yàn)鴨18只(公母各半)，停藥7 d后屠宰，取鴨肝臟、腎臟、肌肉各50 g，用蒸餾水沖洗干凈，-80 ℃保存待測(cè)。依據(jù)農(nóng)業(yè)部公告第235號(hào)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定抗生素殘留[9]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)軟件中的ANOVA進(jìn)行方差分析，并進(jìn)行Duncan多重比較。

2 結(jié)果

2.1 生長(zhǎng)性能

表2表明， 1～14 d，各組間的ADG無(wú)顯著性差異(P>0.05)。15～36 d，與對(duì)照組相比，納米銅組ADG顯著升高(P<0.05)，抗生素組差異不顯著(P>0.05)。1～36 d，納米銅組較對(duì)照組可顯著提高肉鴨ADG(P<0.05)，而抗生素組ADG有提高趨勢(shì)但不顯著(P>0.05)；與對(duì)照組和抗生素組相比，納米銅分別使肉鴨死淘率降低88.9%和80.0%(P<0.01)；各組肉鴨的ADFI與F/G皆無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表2 納米銅對(duì)肉鴨生長(zhǎng)性能的影響

2.2 屠宰性能

由表3可見，納米銅組和抗生素組較對(duì)照組而言，均顯著提高了肉鴨的半凈膛率，屠宰率和全凈膛率在納米銅組中顯著提高(P<0.05)，在抗生素組中未見顯著差異(P>0.05)。對(duì)于肉鴨的其他屠宰指數(shù)，各組間均未見顯著差異(P>0.05)。

表3 納米銅對(duì)肉鴨屠宰性能的影響

2.3 免疫器官指數(shù)

由表4可知，與對(duì)照組相比，納米銅組顯著提高了肉鴨的胸腺重率和腔上囊重率(P<0.05)，抗生素組的腔上囊重率顯著升高(P<0.05)，而胸腺重率有上升的趨勢(shì)(P>0.05)。肉鴨的脾臟重率在抗生素組和納米銅組均增加，但差異不顯著(P>0.05)。

表4 納米銅對(duì)肉鴨免疫器官指數(shù)的影響 %

2.4 血清生化指標(biāo)

表5顯示，與對(duì)照組相比，抗生素組TC和TG顯著升高(P<0.05)，納米銅組未見顯著差異(P>0.05)，納米銅組UA顯著降低(P<0.05)，而抗生素組UA有降低的趨勢(shì)(P>0.05)。ALT與AST在抗生素組中均顯著升高(P<0.05)，在納米銅組顯著降低(P<0.05)。ALP在抗生素和納米銅兩組中均顯著降低(P<0.05)。各組間ALB、TP、Ca、P差異均不顯著(P>0.05)。

表5 納米銅對(duì)肉鴨血清生化指標(biāo)的影響

2.5 抗生素殘留

對(duì)照組和納米銅組的肝臟、腎臟、肌肉中均未檢出抗生素殘留，抗生素組的抗生素殘留量見表6。CTC的殘留情況：肌肉中有兩個(gè)超標(biāo)，但幅度不大；肝臟中有16個(gè)樣品檢出CTC，其中5個(gè)超標(biāo)，且超標(biāo)幅度大；腎臟中CTC檢出率為83.0%，其中2個(gè)樣品超標(biāo)。SM2的殘留情況：肝臟中SM2殘留嚴(yán)重，100.0%檢出，其中11個(gè)樣品超標(biāo)；腎臟中檢出率為83.0%，有4個(gè)超標(biāo)；肌肉中有9個(gè)樣品檢出SM2，其中1個(gè)超標(biāo)，超標(biāo)率為5.6%。

表6 肉鴨組織中抗生素殘留的含量 mg/kg

3 討論

生長(zhǎng)性能參數(shù)是反映畜禽經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要指標(biāo)[7]。納米銅對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的促進(jìn)作用已有報(bào)道。在雞胚胎中注射0.3 mL納米銅(濃度為50 mg/kg)可顯著增加肉雞體重、降低F/G和死淘率[10]。Amy等[11]表示納米銅提高了斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能。而本試驗(yàn)結(jié)果表明，納米銅可顯著提高肉鴨的ADG，降低F/G，減少肉鴨死亡，抗生素處理的結(jié)果與之相同。下丘腦神經(jīng)肽Y可在高銅刺激作用下加快分泌，促進(jìn)采食，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物體生長(zhǎng)[12]。因此，本試驗(yàn)納米銅對(duì)肉鴨生長(zhǎng)的促進(jìn)作用可能與神經(jīng)肽Y的分泌有關(guān)。但Karimi等[13]在日糧中添加250 mg/kg銅對(duì)肉雞日增重、采食量皆有負(fù)面影響，而添加125 mg/kg銅則提高了飼料轉(zhuǎn)化率。產(chǎn)生不同的結(jié)果可能是因?yàn)樵陲曫B(yǎng)試驗(yàn)中添加銅的方式、劑量不同。此外，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，納米銅對(duì)肉鴨的促進(jìn)作用隨著日齡增加而增強(qiáng)，而抗生素的促生長(zhǎng)作用隨日齡增加而減弱。這可能是因?yàn)殡S飼喂時(shí)間增加納米銅與抗生素在動(dòng)物體內(nèi)濃度增加，而病原微生物只對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性造成的。且在藥物殘留情況的測(cè)定中發(fā)現(xiàn)，抗生素會(huì)嚴(yán)重殘留于大部分肉鴨的肝臟、腎臟和肌肉中，此結(jié)果表明，抗生素在動(dòng)物生長(zhǎng)后期對(duì)腸道微生物的作用會(huì)減弱甚至消失，而納米銅由于其獨(dú)特的物理性質(zhì)，表現(xiàn)出越來(lái)越強(qiáng)的促生長(zhǎng)能力[14]。

屠宰指數(shù)反映了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在肉鴨體內(nèi)沉積的差異，是衡量肉鴨產(chǎn)肉性能的重要參數(shù)[15]。關(guān)于納米銅對(duì)肉鴨屠宰性能的影響未見報(bào)道，但有研究表明，飼糧中添加銅可顯著提升禽類的屠宰性能[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，納米銅較抗生素提高了肉鴨屠宰率、胸肌、腿肌、心和胰重率，降低了腹脂和胃重率，表明飼料中添加納米銅可以降低脂肪率，增加胰液分泌，促進(jìn)胃運(yùn)動(dòng)，提高消化率，改善肉鴨胴體品質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加銅可誘導(dǎo)GH和IGF-1的合成和分泌，抑制蛋白質(zhì)降解、刺激脂肪分解進(jìn)而影響屠宰性能[17]。因此認(rèn)為納米銅可能通過(guò)促進(jìn)生長(zhǎng)激素分泌而改善肉鴨屠宰性能。肝臟和腎臟是納米銅的主要靶器官，當(dāng)其積累大量的Cu2+離子時(shí)，容易造成器官功能和結(jié)構(gòu)的損傷[18]。Chen等[19]在小鼠灌胃試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，納米銅顆粒會(huì)對(duì)小鼠肝、腎造成損傷，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致，且在本試驗(yàn)中，與抗生素處理相比，納米銅處理后肉鴨的肝重率和腎重率降低，表明納米銅對(duì)肝臟和腎臟的不利影響小于抗生素。Wang等[20]在肉雞日糧中添加100 mg/kg載銅殼聚糖納米顆粒發(fā)現(xiàn)，肉雞的免疫器官重量顯著增加。在本試驗(yàn)中，納米銅處理后的結(jié)果與其一致。這可能是由于銅在酶的活性部位作用，清除超氧陰離子自由基，并通過(guò)抗氧化來(lái)保護(hù)生物膜結(jié)構(gòu)和功能不受損，使免疫活性上升。

ALT和AST對(duì)于肝臟的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有重要意義，當(dāng)肝臟受損時(shí)，肝細(xì)胞膜破裂，轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血液，其濃度增加[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，納米銅使血清ALT和AST活性顯著降低，抗生素則使其顯著升高，說(shuō)明納米銅對(duì)肝臟正常生理功能有一定影響，而抗生素會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷肝臟。Song等[22]研究結(jié)果與本試驗(yàn)相反，烏蒙半細(xì)毛羊飼喂納米銅后，ALT、AST顯著高于對(duì)照組，產(chǎn)生此結(jié)果的原因可能是不同物種肝臟對(duì)納米銅的耐受情況有差異。肝臟功能異常時(shí)，其蛋白質(zhì)合成功能會(huì)受到影響，因此血清ALB和TP水平應(yīng)該下降，而本試驗(yàn)結(jié)果剛好相反，這一矛盾難以解釋，有待進(jìn)一步研究。UA是禽類蛋白質(zhì)及核酸的代謝產(chǎn)物，具有抗氧化、促進(jìn)免疫和維持血壓的作用[23]。納米銅降低血清中的UA含量，其作用機(jī)理可能是納米銅能夠減慢蛋白質(zhì)的降解，促進(jìn)蛋白質(zhì)沉積，外在表現(xiàn)為加速肉鴨生長(zhǎng)。血清中的TC和TG可作為脂質(zhì)沉積癥的潛在敏感檢測(cè)指標(biāo)[24]。Magda等[25]表示雄性大鼠銅缺乏會(huì)導(dǎo)致總膽固醇升高。本試驗(yàn)的納米銅降低了血清中的TC和TG，與Payvastegan等[16]的試驗(yàn)結(jié)果一致，說(shuō)明納米銅可降低動(dòng)物血脂。此外，添加納米銅對(duì)血清Ca和P影響不顯著，說(shuō)明其對(duì)肉鴨微量元素的吸收無(wú)影響。ALP升高是動(dòng)物體患阻塞性黃疸和膽汁淤積性肝炎等疾病的潛在標(biāo)志[21]。在本研究中，在納米銅和抗生素處理后，肉鴨的ALP均顯著降低，其原因可能與其促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)有關(guān)，就目前研究而言，其具體原因還有待進(jìn)一步研究。

綜上，飼糧中添加52 mg/kg納米銅可改善櫻桃谷肉鴨生長(zhǎng)性能、屠宰性能和血清生化指標(biāo)，對(duì)肝臟和腎臟的損傷小于抗生素，且不會(huì)造成抗生素殘留。因此納米銅可有效代替抗生素作促生長(zhǎng)劑用于肉鴨養(yǎng)殖。