肉鸡肠道健康模型的建立及在试验研究中的应

  引言:动物肠道健康是目前动物营养研究的一个热点,特别在全球抗生素在饲料中使用限制的大背景下。抗生素在家禽中的限制使用给实际生产带来了诸多挑战,在家禽中比较突出的问题是肠道健康导致的死亡率升高和饲料转化率下降,这给家禽养殖带来了很大的经济损失。这在肉鸡一条龙企业显得尤为突出,因为这些企业在抗生素应用方面更为谨慎。基于以上现状,抗生素替代研究成为当前家禽行业研究热点之一。在很多企业的试验研究中发现,抗生素替代研究很难去评估,因为试验场的养殖环境往往很干净,动物的生长状况很好,实验人员也很负责,而实际生产中情况往往不是这样。这影响到企业对抗生素替代方案的筛选。鉴于以上的原因,本文结合诺伟司在家禽肠道健康方面研究的实践经验,探讨不同研究目的和条件下,不同肉鸡肠道健康模型的正确应用,为饲料也养殖企业肉鸡肠道研究提供参考。

  1肉鸡肠道健康问题的类型分析

  肉鸡肠道健康问题的种类很多,不同企业可能面临的挑战不同,因此在研究肉鸡肠道健康问题的方向也应该有区别,目前在肉鸡肠道健康方面主要的问题有以下几种。

  1.1梭菌型坏死性肠炎

  亚临床坏死性肠炎是由梭菌引起的(Dahiya,等;Olkowskia等,),C型产气荚膜梭菌在肠道内属于常见细菌,当梭菌的数量增加时,肠道菌群失衡。不同梭菌导致的肠炎问题表现有差异,表现为发病时间的差异以及死亡率时间的差异。因此在分析梭菌型肠炎时,需要根据发病的规律来判断。梭菌导致的慢性临床型肠炎很多时候是因为日粮因素导致的,如日粮中NSP含量高,特别是水溶性NSP导致的高粘性日粮更容易使肠道梭菌的滋生。高蛋白日粮,特别是不易消化的蛋白原料,如羽毛粉、肉骨粉也是导致梭菌型肠炎的主要因素之一。而急性致病性肠炎,则主要是高致病性梭菌感染导致的。坏死性肠炎的粪便为红褐色或者黑焦油色,因为产生出血的位置在小肠中后段,血液已经被一定程度的氧化。这个需要和盲肠球虫分开,盲肠型球虫产生血便。也有报道发现一些案例中坏死性肠炎是由A型产气荚膜梭菌导致的(Kerry,)。但是在实际生产中这种由A型产气荚膜梭菌导致的坏死性肠炎不多见。

  1.2球虫型肠炎

  球虫是导致肠炎的重要诱因之一,球虫破解了肠粘膜表面,使得梭菌等有害菌通过破损的表面进入肠道,从而加速了炎症反应的产生。球虫导致的肠炎往往有出血性坏死灶。解剖可以看到盲肠充血肿大。

  1.3大肠杆菌型肠炎

  致病性大肠杆菌型肠炎主要是因为埃希大肠杆菌导致的疾病,致病性大肠杆菌导致的肠炎往往是急性的,致病力很强,而且导致多器官的感染,典型的心包炎症状。非致病性大肠杆菌型肠炎是典型的条件性肠炎,如果饮水,饲料和垫料等大肠杆菌大量繁殖时,就可能导致肠炎的产生。大肠杆菌导致的肠炎粪便多为绿色或者墨绿色,伴有尿酸盐沉积等问题。

  1.4水样便

  肉鸡水样便是常见的肠道健康问题,水样便的产生和梭菌的增殖有很大的关系。水样便和日粮中非淀粉多糖的含量也有关。饲料盐分过高、食糜蠕动速度过快都会导致水样便的产生。水样便只是一个表观现象。给肉鸡养殖带来的问题是垫料过于潮湿,加快了垫料细菌的增生。同时鸡舍的氨气浓度会增加,肉鸡脚垫的损伤也增加。

  1.5过料便 

每年的冬春交替和秋冬交替季节,在我国主要的肉鸡养殖区域都会发生过料便的问题。发生过料便的肉鸡生长速度受到严重影响,料比也高。导致过料便的因素很多,其中梭菌型肠炎也会导致过料便。在南美洲肉鸡养殖业也常常发生饲料便现象(图1)。

  图1典型的肉鸡饲料便有人认为,过料便和豆粕中胰蛋白酶抑制因子有关,Ruiz()

发现,当豆粕中脲酶活性高于0.08,胰蛋白酶抑制因子高于4.0mg/g,容易发生饲料便的风险(表1)。这可能是因为胰蛋白酶抑制因子直接影响到饲料蛋白质的消化。

  2.选择正确的肠道健康模型

  鉴于以上常见的肉鸡肠道健康问题,企业需要根据不同的状况和养殖条件,选择和应用不同的肠道健康模型,用于研究营养和添加剂对肉鸡肠道健康的影响。目前常见的肠道健康模型有以下四种类型,一一进行详述。

  2.1高黏度日粮模型

  以小麦、黑麦为主要能量来源的黏性日粮是研究肉鸡肠道健康的常见模型(McDevit,等;Kaldhusdal等,)。高黏度日粮模型使用梭菌攻毒肉鸡死亡率往往高于玉米豆粕梭菌攻毒后的死亡率,玉米豆粕型日粮的死亡率在0-12%,而小麦黑麦日粮日粮使用梭菌攻毒的死亡率高到26-35%(Riddell,等)。使用球虫攻毒模型中,玉米豆粕日粮的死亡率也要低于小麦豆粕型日粮(Branton,)。Craven()研究发现,使用玉米豆粕型日粮小肠中梭菌的数量为1.2-1.5log10菌落单位,比黑麦型日粮低50%。但是不同的地区使用日粮模型有所不同,比如在中国黑麦就不应该作为这种肠道健康模型的日粮,因为黑麦在中国不常见。同时也要注意小麦的类型,如硬质小麦和软质小麦产生的黏度不一样,硬质小麦的黏度要高于软质小麦,如果使用硬质小麦作为日粮模型,不能全部使用小麦,通常在肉鸡的前期使用30-40%,而中后期用到50-60%。如果使用软质小麦,可以全部用小麦替代玉米(Banfield,)。该方法的缺点是,如果做颗粒饲料,颗粒料的硬度太大,影响肉鸡的采食量,小麦粉碎的粒度也会直接影响到肠道的黏度,因此要做到小麦粉碎粒度的标准化,建议的粉碎粒度应该在微米以下。也有人用瓜尔豆胶作为黏性日粮的模型(Adam和Assoc,),瓜尔豆胶不仅导致黏性问题,而且也导致葡萄糖吸收的障碍。

  2.2口服梭菌攻毒

  口服梭菌攻毒是在做标准化肠道健康模型常用的一种实验方法,这种方法需要实验室有成熟的梭菌培养体系,计数方法和饲喂方法。口服梭菌能够量化肉鸡食入梭菌的数量,是较为标准化的肠道健康模型。该方法的缺点是工作量大,实验研究的处理不能多Olkowskia等()在坏死性肠炎的试验研究中设计了两种模型,一种是长期攻毒模型,试验鸡只每天口服1ml(1.0或2×CFU/ml)C型产气荚膜梭菌,连续攻毒7天;而一次性攻毒是一次口服1ml(3×CFU/ml)C型产气荚膜梭菌。试验发现这两种模型对肉鸡坏死性肠炎的临床没有表现出差异。由于涉及到梭菌的培养等生物安全环节,该模型不适合饲料企业和养殖企业使用。

  2.3口服球虫疫苗

  弱毒性球虫疫苗攻毒也是研究肉鸡坏死性肠炎常用的攻毒模型,艾美尔球虫容易诱导产生坏死性肠炎(William等,)。球虫破坏小肠粘膜组织上皮,致使组织蛋白外漏,这为产气荚膜梭菌提供了丰富的营养物质,使得C型产气荚膜梭菌快速繁殖并产生毒素(VanImmerseel,)。由此,研究者常用艾美尔球虫属的球虫卵和C型产气荚膜梭菌一起攻毒来产生坏死性肠炎模型。为了获得较好的坏死性肠炎模型,先用球虫攻毒破坏肠粘膜上皮,然后再用梭菌攻毒(Dahiya等,)。球虫疫苗攻毒的时间非常重要,球虫攻毒的时间要早于梭菌攻毒,先让球虫攻毒破坏肠粘膜,然后让梭菌侵入造成肠炎。如果球虫攻毒时间很短,肠道还没有破损,就用梭菌攻毒,效果往往不好,用梭菌攻毒看不到显著的肠道病变(Timbermont等)。

  球虫攻毒的用量也非常重要,Baba等()用2×ENecatrix球虫成功诱导出NE。如果使用球虫弱毒疫苗,10倍的疫苗推荐剂量也可以产生NE,低于这个剂量可能无效(Gholami和ehkordi等,;Timbermont等,)。在诺伟司的肠道健康研究中,大多在小麦-黑麦型日粮中用3倍的弱毒球虫疫苗攻毒。

  2.4高蛋白日粮(动物源性原料)

  在诺伟司的肠道模型研究中,常常会用到高蛋白日粮作为诱导NE的模型(Kaldhusdal等;Kaldhusdal,),特别是在日粮中添加肉鸡难以消化的动物源性饲料,如高剂量的羽毛粉和肉骨粉,这些没有被肉鸡消化的动物蛋白到后肠段成为梭菌的食物,从而刺激了梭菌的大量增殖。这种模型日粮往往和小麦-黑麦日粮联合使用,甚至可以把肉鸡前期日粮的粗蛋白做到30%。如在一个研究蛋白酶对肠道健康影响的模型中,对照组日粮用了高蛋白同时添加量全禽粉(见表2,Julie,),这个模型可以正确的评估蛋白酶对于肠道健康的影响。

  3正确选择肠道健康模型

  在企业实践的试验研究中,需要选择正确的肠道健康模型,这对于反映添加剂以及日粮在实际生产中的效果极为重要。因为研发农场的生产管理条件和实际商业化饲养差异较大。企业应该根据不同的产品和日粮选择不同的健康模型。以下是诺伟司结合不同的评估目的建立的肠道健康模型。

  3.1蛋白酶的评估模型:从理论上讲,蛋白酶对肉鸡的肠道健康有一定的帮助,因为蛋白酶降低了蛋白质到达肉鸡后肠段的几率,从而降低了肠道后段梭菌的繁殖。该研究需要通过肠道健康模型来证明,因为在正常的日粮中不会正好是在本次开展的试验中看到肉鸡出现肠道健康问题,而正好蛋白酶发挥了作用。诺伟司研发中心通过设计具有挑战的日粮(Challengeddiets),通过在日粮中添加蛋白酶判断该蛋白酶对肉鸡肠道健康的影响。如在研究蛋白酶和复合酶互作对肠道梭菌数量影响的研究中,试验使用小麦(25%)黑麦型(38.4%)日粮,同时添加7%的羽毛粉,在这种日粮条件下可以更清楚的看到蛋白酶和非淀粉多糖酶的作用条件和合作关系(Julia,,Novus未发表数据)。

  通过以上的挑战性的日粮设计,可以判断蛋白酶和非淀粉多糖酶的功,从图2可以看出,在黏性日粮下,蛋白酶可以提高肉鸡的增重,但是和非淀粉多糖酶相比,在黏性日粮条件下,非淀粉多糖酶对肉鸡的生产性能改善更为明显,这说明在黏性日粮条件,改善肠道食糜的粘度更为重要。当蛋白酶和非淀粉多糖酶互作时,生产性能最佳。通过肠道食糜梭菌数量也可以看出(图3),在高黏性日粮中单独使用蛋白酶反而增加了梭菌的数量,而和非淀粉多糖酶CSM互作极显著地降低了肠道食糜梭菌的数量。该试验表明,研究蛋白酶对肉鸡肠道健康的影响使用黏性日粮模型是不太适宜的。

  3.2非淀粉多糖酶(CSM)的评估模型

  非淀粉多糖的评估可以采用高黏性日粮,这种模型在诺伟司研发研究中常常采用,但是在试验条件下,并非高黏性日粮就会产生肠道病变。在高黏性日粮条件下梭菌攻毒,更为有效的产生肠道健康问题模型。诺伟司和中国农业大学对非淀粉多糖酶进行了研究。采用小麦-豆粕型日粮,同时在仔鸡第14至20日龄时,试验组肉鸡均采用嗉囊每日强饲A型产气荚膜梭菌(2.0×菌/ml,1.0ml/只;实测值1.6×菌/ml),对照组则每日强饲无菌培养基(1.0ml/只)。通过肉鸡的生产性能可以看出,在梭菌强饲攻毒组,黏性日粮反而增加了肉鸡0-28天和0-35天的采食量,但料肉比显著地高于不攻毒组。而添加非淀粉多糖酶CSM(诺伟司产品)后,梭菌攻毒组和不攻毒组无显著差异,和不添加复合酶的组相比,CSM添加组显著降低了肉鸡28和35天的料肉比(见表3)。

  通过本攻毒试验可以看出,在做非淀粉多糖酶肠道健康研究的试验设计时,需要考虑使用黏性日粮和梭菌攻毒互作,才可以正确的看出是否非淀粉多糖酶对肉鸡的肠道健康有帮助。

  3.3有机酸的评估模型

  有机酸在肉鸡饲料中的应用往往存在争议,因为在企业的试验场中评估有机酸的效果总是不稳定。但是在一些肉鸡一条龙企业的大规模试验结果看,有机酸能够提高肉鸡的肠道健康。为什么会有这样的差异,主要是因为肉鸡的养殖环境的差异。在实际生产中我们都知道,一个新的养殖场即使不用有机酸,生产性能同样很好,但是对于老的养殖场,养殖场存在的微生物比较复杂,与新养殖场环境完全不同,因此有机酸的效能就会表现出来。在企业的试验场如何评判有机酸的效果?诺伟司在巴西的一个试验研究是很好的案例。试验采用沙门氏菌攻毒,试验分组如下:

  该研究的攻毒方法是比较极端的,但是可以通过这个试验验证有机酸是否能够在嗉囊和胃内杀菌。在没有攻毒时,有机酸增加了肉鸡的采食量和体增重,但是并没有显著降低肉鸡的料肉比(图4),但是在攻毒情况下,有机酸组显著降低了0-14日龄的料肉比(图5),同时提高了肉鸡全期的体增重。

  4总结

  肉鸡肠道健康的试验研究需要一定的挑战模型,这有助于企业正确的评估肠道健康类产品,饲料企业和养殖企业不能简单的认为自己在试验场做出来的结果就代表你的商业养殖场的结果。在商业养殖场肉鸡面临的肠道健康问题要比试验场多的多。因此,在企业研发农场做肉鸡肠道健康试验时,需要从日粮的结构、微生物的数量等方面做一些改变,这样才能够较为正确的评估动物肠道类产品,而不同肠道健康产品的评估方法也应该有所差异。只有这样做,才能为企业肉鸡无抗饲养提供研发依据。

  参考文献:略

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长按







































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