《Tropical Animal Health and Production》:Effect of spray-dried porcine plasma and plasma hydrolysate on the health and performance of mycotoxin-challenged piglets at weaning
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本研究聚焦于断奶后仔猪易受霉菌毒素(黄曲霉毒素与伏马毒素)污染饲料的危害问题。研究人员通过35天实验,评估了喷雾干燥猪血浆(SDPP)及其水解产物(HP)对采食、生长及健康相关生物标志物的影响。结果表明,霉菌毒素显著降低仔猪生长性能并引发氧化应激;SDPP能提升采食量、增重并呈现抗氧化作用,而HP虽增加采食量但可能诱发促氧化反应。本研究发现SDPP和HP在应对霉菌毒素挑战时具有不同效应,为养殖业寻找功能性饲料添加剂以缓解毒素危害提供了新的实验依据。
断奶对于仔猪而言是一个充满挑战的生理阶段,它们不仅要适应从液体母乳到固体饲料的转变,还要面对环境变化和重新社会化带来的压力。这些应激因素会改变仔猪胃肠道形态和生理功能,影响肠道微生物群,并降低其免疫力,使其更容易受到病原体侵害。更糟糕的是,饲料中常常潜伏着一种“隐形杀手”——霉菌毒素,它们由丝状真菌产生,普遍存在于以植物为基础的饲料原料中。其中,黄曲霉毒素(Aflatoxin)和伏马毒素(Fumonisin)是两种常见的、危害严重的霉菌毒素。它们不仅会抑制免疫系统,为机会性病原体打开大门,还会导致胃肠道问题和营养吸收不良,最终造成生产性能下降和巨大的经济损失。
面对断奶应激和霉菌毒素的双重威胁,营养策略成为畜牧研究的热点。喷雾干燥猪血浆(Spray-dried porcine plasma, SDPP)作为一种功能性饲料原料,在断奶仔猪日粮中应用已久,被证明可以提高采食量、促进增重、降低腹泻发生率,并具有抗氧化和抗炎作用。然而,SDPP中免疫球蛋白等功能性蛋白成分的作用机制尚不明确。一个关键的科学问题是:SDPP的益处究竟源于其功能性蛋白质,还是仅仅是源于其作为高生物价优质蛋白的营养价值?为了探究这个问题,科学家们开始尝试水解血浆,即制造出血浆水解物(Hydrolyzed plasma, HP)。这一过程旨在保留血浆的营养价值(如必需氨基酸),同时去除或改变功能性蛋白的构象,从而在消除其潜在功能作用的情况下,检验其纯营养价值的效果。
因此,研究人员展开了这项实验,旨在评估SDPP与HP在断奶后仔猪面对霉菌毒素挑战时,对动物生产性能、免疫反应、抗氧化活性和健康状况的影响。研究结果发表在国际期刊《Tropical Animal Health and Production》上。
关键技术方法
本研究采用为期35天的饲养实验,将72头26日龄断奶公猪随机分为6组,每组6个重复。6种日粮处理包括:T1(对照组,无SDPP、HP和霉菌毒素);T2(含复合霉菌毒素:300 ppb黄曲霉毒素 + 8.0 ppm伏马毒素);T3(含HP);T4(含HP+霉菌毒素);T5(含SDPP);T6(含SDPP+霉菌毒素)。SDPP和HP在保育前期(1-7天和8-14天)的日粮中添加,添加量分别为6%和4%。在整个实验期间,研究人员定期称重、记录采食量以计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(DFI)和饲料转化率(FCR)。在实验第7天、第14天和第35天,对仔猪进行空腹采血,采集的血液样本用于进行全面的血液学和血清生化分析,包括血细胞计数、炎症指标(如C-反应蛋白、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG))以及肝功能相关酶(如天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)、碱性磷酸酶(AP))活性的测定。同时,通过一系列生化方法评估了氧化应激相关指标,包括活性氧(ROS)水平、硫代巴比妥酸反应物(TBARS,反映脂质过氧化程度)、髓过氧化物酶(MPO)活性和蛋白巯基(PSH)含量。研究采用正交对比分析对数据进行了统计学处理,以清晰地揭示霉菌毒素以及饲料添加剂(HP和SDPP)各自的影响。
研究结果
一、 生产性能
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霉菌毒素的负面影响:与对照组相比,摄入霉菌毒素的仔猪(T2、T4、T6组)在第15至35天的体重和平均日增重(ADG)显著降低(p < 0.05),显示出霉菌毒素对生产性能的累积性损害。
- 2.
SDPP的积极效果:摄入SDPP的仔猪(T5组)在实验第14天和第35天的体重以及多个阶段的平均日增重(ADG)均高于对照组(p < 0.05)。在日粮受霉菌毒素污染的情况下,提前摄入SDPP的仔猪(T6组)体重也高于仅摄入霉菌毒素的仔猪(T2组)(p < 0.05)。
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HP的效果:在实验的前两周(第1-7天和第8-14天),HP(T3、T4组)显著提高了仔猪的平均日采食量(DFI)(p < 0.05),但其在提高体重和ADG方面的效果不如SDPP。在整个实验期,SDPP组的生产性能优于HP组。
二、 血液学与免疫指标
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白细胞与免疫细胞:与对照组相比,仅摄入霉菌毒素的仔猪(T2组)白细胞计数较低(p < 0.05)。在第35天,与SDPP组相比,HP组的淋巴细胞计数更高。在特定时间点(第14天),SDPP组的中性粒细胞计数显著高于对照组,而T2组则较低。
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免疫球蛋白:霉菌毒素暴露显著提高了血清中IgG和IgA的水平(p < 0.05),这表明霉菌毒素可能引发了免疫系统的激活或炎症反应。
三、 血清生化与肝脏健康指标
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肝功能标志物:霉菌毒素显著提高了血清淀粉酶、胆红素水平,以及碱性磷酸酶(AP)、天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)的活性(p < 0.05),这提示霉菌毒素可能造成了肝脏和胰腺细胞的损伤或功能改变。
- 2.
蛋白与急性期反应蛋白:SDPP组的血清白蛋白水平高于HP组和对照组(p < 0.05)。SDPP组的C-反应蛋白(CRP)水平也较高。
四、 氧化应激指标
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霉菌毒素的促氧化作用:霉菌毒素暴露显著提高了活性氧(ROS)、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)、髓过氧化物酶(MPO)和蛋白巯基(PSH)的水平(p < 0.05)。ROS、TBARS和MPO是氧化应激的标志物,而PSH的升高可能是机体对抗氧化应激的代偿性反应。
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SDPP的抗氧化作用:在存在霉菌毒素的情况下,SDPP(T5、T6组)表现出良好的抗氧化效果,其TBARS水平甚至低于其他处理组。
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HP的促氧化倾向:摄入HP的仔猪在第14天和第35天显示出较高的ROS和TBARS水平(p < 0.05),这表明HP可能具有促氧化作用,这一结果与血浆水解物通常被认为具有抗氧化活性相悖。
结论与讨论
本研究系统评估了SDPP和HP在缓解断奶仔猪霉菌毒素中毒方面的作用。核心结论是:在日粮中添加SDPP和HP并不能有效预防或减轻由黄曲霉毒素和伏马毒素联合污染引起的紊乱。霉菌毒素造成了仔猪的亚临床中毒,表现为细胞损伤和氧化应激的敏感生物标志物发生改变,并损害了动物的生产性能。
尽管两者均无法完全抵消毒素的危害,但它们对仔猪的影响模式存在显著差异,这可能源于其不同的理化性质。SDPP在提高生产性能方面表现更佳,能够有效增加仔猪体重和平均日增重,同时还展现出明确的抗氧化作用,这与其已知的富含功能性蛋白(如免疫球蛋白)的假设相符。而HP虽然也能刺激断奶初期的采食量,但在本研究中却诱导了氧化应激相关指标(ROS和TBARS)的升高,表现出一定的促氧化特性。此外,HP在提升淋巴细胞计数等免疫指标方面显示出更强的潜力,暗示其可能具有独特的免疫调节功能。这一发现提示,血浆水解过程可能通过改变蛋白结构,产生或暴露了具有不同生物活性的肽段,从而导致了与完整血浆不同的生理效应。
研究的重要意义在于,它不仅再次证实了SDPP作为断奶仔猪功能性饲料原料的价值,特别是其在应对氧化应激方面的潜力,更重要的是揭示了SDPP与其水解产物HP在生物效应上的显著分野。这挑战了将SDPP的益处简单归因于其营养价值的观点,支持了其功能性成分(可能在消化过程中被破坏)发挥关键作用的假说。对于畜牧生产实践而言,这项研究为在特定生产目标(如提升免疫力或抗应激)下选择更合适的血浆源产品提供了科学依据。同时,HP所表现出的促氧化倾向也提醒我们,需要对水解产物的具体成分和生物活性进行更深入的评估。未来研究可进一步解析SDPP和HP中起关键作用的活性成分,并探索在不同健康挑战模型下(如病原体感染)它们的应用效果,从而更精准地指导这类功能性饲料添加剂在畜牧业中的合理应用。