脫氧雪腐鐮刀菌烯醇污染飼糧對斷奶仔豬血液生理生化指標的影響及竹炭和竹醋液的干預作用

蔣竹英 范覺鑫 陳明洪 李麗立 王升平 印遇龍 李鐵軍*

(1.中國科學院亞熱帶農業生態研究所，中國科學院亞熱帶農業生態過程重點實驗室，長沙 410125;2.湖南農業大學動物科技學院，長沙 410128;3.湖南省畜禽健康養殖工程技術研究中心，農業部中南動物營養與飼料科學觀測實驗站，長沙 410125)

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)，又稱嘔吐毒素，是我國食管癌和胃癌高發區糧食及飼料中的優勢污染霉菌毒素之一[1-2]。受全球氣候異常影響，干旱、洪澇和蟲害等增加了田間型毒素DON的發生幾率，可導致動物食欲減退、嘔吐、胃腸道炎癥和淋巴組織壞死[3]，對生長較快的細胞，如胃腸道黏膜細胞、淋巴細胞、胸腺細胞、脾細胞等均有損傷作用[4]，并且能作用于骨髓造血細胞產生細胞毒性[5]。盡管DON在動物上的毒害作用及其機理等方面已經取得了較大的研究進展，但仍存在一些有待研究的問題[6]，如已被毒素污染原料的脫毒等。吸附劑是目前飼料工業中較為普遍使用的一種飼料原料脫毒方式[7]，鑒于目前市場上吸附劑吸附效果有待提高的現狀，研究開發新型安全綠色吸附劑對畜牧業可持續發展非常必要。

竹炭是竹材熱解產物，有研究表明，竹炭的比表面積可達360 m2/g，是普通木材的2～5倍，可開發為優良吸附材料[8]。竹醋液是在竹炭生產過程中獲得的液體產品，它是一種組成成分相當復雜的深紅褐色液體混合物，其主要成分是水、有機酸、酚類、酮類、醇類等物質，pH在2.5～3.0，醋酸含量在2.00% ～6.10%，可用于土壤消毒、殺菌防病、飼料添加劑以及作為農藥增效劑[9-11]。本試驗在DON污染飼糧中添加竹炭和竹醋液，探討其對斷奶仔豬生長性能、血液常規指標、血清生化指標及臟器指數的影響，旨在為實際生產中吸附劑的選擇與應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

竹炭和竹醋液由南京林業大學生物質能源工程研究室提供。禾谷鐮刀菌(F.graminearum R6576)菌種由華中農業大學提供。免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白 M(IgM)、堿性磷酸酶(AKP)、葡萄糖(GLU)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)、谷丙轉氨酶(GPT)、谷草轉氨酶(GOT)、尿素氮(UN)檢測試劑盒均購自北京利德曼生化技術有限公司。DON的ELASA檢測試劑盒購自武漢華美生物工程有限公司。

1.2 禾谷鐮刀菌培養及DON污染飼糧制備

選用馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養基，121℃高壓蒸汽滅菌20 min，冷卻后在超凈工作臺接禾谷鐮刀菌菌種，然后置于28℃培養箱中培養5～6 d，待菌絲長好，接種于羧甲基纖維素酯(CMC)培養基中，用接種針將菌絲打碎，1 L三角瓶中加入CMC培養基220 mL，于搖床上振蕩培養(28 ℃、200 r/min)5 d。

將基礎飼糧平鋪于室內，厚度適中，然后將處理好的每1 L CMC培養基溶液噴灑于25 kg基礎飼糧上，攪拌，混勻。處理過程中保持底物含水量均勻且在20%左右，溫度28℃左右，處理7 d。將處理好的飼糧與未處理的基礎飼糧按1∶1混合均勻，同時分別按試驗設計要求加入2%竹炭或1%竹醋液。本試驗周期為37 d，先后共處理飼料5次，每次每組取樣2份裝入潔凈的密閉塑料袋，標記，-20℃保存，用于測定DON含量。DON含量檢測結果為DON組平均含DON 3.780 mg/kg、竹炭組平均含DON 3.401 mg/kg、竹醋液組平均含DON 3.348 mg/kg。

1.3 試驗動物及試驗設計

試驗選用28頭35日齡、平均體重為(12.10±1.12)kg的“杜×長×大”三元雜交斷奶仔豬，隨機分為4個組，分別為對照組(基礎飼糧)、DON組(基礎飼糧+DON)、竹炭組(基礎飼糧+DON+2%竹炭)、竹醋液組(基礎飼糧 +DON+1%竹醋液)，每組7個重復，每個重復1頭豬。試驗期37 d。基礎飼糧參照NRC(1998)斷奶仔豬營養需要配制，基礎飼糧組成及營養水平見表1。測定對照組、DON組、竹炭組和竹醋液組飼糧粗蛋白質含量分別為:17.39%、17.54%、18.06%、17.12%;粗灰分含量分別為:6.77%、5.83%、5.81%、5.70%;賴氨酸含量分別為:1.31%、0.87%、0.99%、0.93%;蛋氨酸 +胱氨酸含量分別為:0.37%、0.41%、0.38%、0.45%;蘇氨酸含量分別為:0.81%、0.63%、0.66%、0.68%;色氨酸含量分別為:0.22%、0.21%、0.21%、0.22%。

1.4 飼養管理

飼養試驗在中國科學院亞熱帶農業生態研究所動物房進行，欄舍為封閉式、漏縫地板，單欄飼養。每日飼喂3次，飼喂時間分別為每天08:00、12:00和18:00，自動飲水器供水，自由采食，免疫消毒程序按豬場常規方法進行。每天清掃圈舍，以保持圈內清潔。采取自由通風，所有圈舍定期 消毒，觀察豬只的食欲、精神狀況、糞便等情況。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)Table1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.5 樣品采集及測定

1.5.1 生長性能測定

試驗開始和結束時，個體空腹稱重;每日觀察豬群生長情況，記錄飼料消耗情況;試驗結束后，計算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比。

1.5.2 血液常規指標和血清生化指標的測定

試驗在第15、30和37天，每天08:00進行空腹前腔靜脈采血，每頭豬采血2份，1份肝素鈉抗凝用于血液常規指標測定，檢測指標包括白細胞(WBC)計數、紅細胞(RBC)計數、血紅蛋白(Hb)含量、紅細胞比積(HCT)、血小板(PLT)計數。另1份靜置30 min后以3 000 r/min離心15 min分離血清，-20℃下保存，用Beckman公司CX4型全自動血液生化分析儀進行血清生化指標測定，檢測指標包括 IgG、IgM、AKP、GLU、TP、ALB、CK、LDH、GPT、GOT、UN。所有指標嚴格按試劑盒操作說明進行操作。

1.5.3 臟器指數計算

試驗結束后，每組隨機選取4頭體重接近的仔豬，稱重后屠宰、解剖，迅速取出肝臟、胰臟、腎臟、膽囊、胸腺、脾臟和心臟，除去其表面脂肪等異物后稱重，計算臟器指數。

臟器指數(g/kg)=器官重量/豬活體重。

1.6 數據處理

數據經Excel 2007整理后，采用SPSS 17.0軟件中的one-way ANOVA過程對組間的數據進行單因素方差分析，Duncan氏法進行各組間多重比較，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標準。試驗數據以平均值±標準誤表示。

2 結果與分析

2.1 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬生長性能的影響

從表2可知，與對照組相比，DON組、竹炭組和竹醋液組ADG分別顯著降低了14.00%、14.00%和12.29%(P＜0.05)，而 DON組、竹炭組和竹醋液組之間ADG差異不顯著(P＞0.05)，但竹醋液組較DON組提高了2.00%。與DON組相比，竹醋液組ADFI差異不顯著(P＞0.05)，但升高了1.58%，竹炭組 ADFI則顯著降低了2.25%(P＜0.05);竹炭組較對照組ADFI顯著降低了3.66%(P＜0.05)。與對照組相比，DON組、竹炭組、竹醋液組料重比分別顯著升高了14.35%、12.11%和13.45%(P＜0.05)，但竹炭組、竹醋液組與DON組之間料重比則差異不顯著(P＞0.05)。

表2 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬生長性能的影響Table2 Effects of adding bamboo-carbon and bamboo vinegar to diets contaminated by DON on growth performance of weaner piglets

2.2 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬血液常規指標的影響

從表3可知，隨著日齡的增長，斷奶仔豬不管是飼喂基礎飼糧(對照組)、DON污染飼糧(DON組)，還是竹炭或竹醋液處理的DON污染飼糧(竹炭組或竹醋液組)，除了PLT數量呈下降趨勢，WBC數量無規律外，其余血液常規指標(RBC數量、Hb含量和HCT)均呈上升趨勢;且不論是在試驗第15天還是在第30天，均以竹醋液組斷奶仔豬所有血液常規指標含量表現最高。在試驗第15天，WBC數量，竹炭組較DON組提高了10.29%(P＞0.05)，而竹醋液組較 DON組顯著提高了33.39%(P＜0.05)，DON組、竹炭組、竹醋液組與對照組之間差異不顯著(P＞0.05)，但竹醋液組較對照組提高了10.67%(P＞0.05)。RBC數量，竹炭組和竹醋液組分別較DON組顯著提高了8.16%和21.52(P＜0.05)，竹醋液組較對照組顯著提高了9.72%(P＜0.05)，而DON組較對照組顯著降低了9.72%(P＜0.05)。HCT，竹炭組、竹醋液組與DON組相比差異不顯著(P＞0.05)，但竹醋液組較DON組提高了7.51%，竹醋液組與對照組相比差異不顯著(P＞0.05)，但DON組和竹炭組較對照組則分別顯著降低了9.32%和10.20%(P＜0.05)。在試驗第30天，竹炭組、竹醋液組、對照組和DON組之間，WBC數量、RBC數量、Hb含量和HCT差異不顯著(P＞0.05)，而PLT數量在竹炭組、對照組和DON組之間差異不顯著(P＞0.05)，竹醋液組較對照組和DON組則分別顯著提高了41.31%和38.02%(P＜0.05)。

2.3 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬血清生化指標的影響

從表4可知，隨著日齡的增長，飼喂DON污染飼糧(DON組)的仔豬血清IgG、IgM、GLU、TP、ALB、UN 含量及 AKP、CK、LDH、GPT、GOT 活性均呈上升趨勢;飼喂竹醋液處理的DON污染飼糧(竹醋液組)的仔豬，除血清AKP和LDH活性呈降低趨勢外，其他指標均呈上升趨勢。在試驗第15天，DON組和竹醋液組血清GPT活性顯著高于對照組(P＜0.05);DON組和竹醋液組血清ALB含量顯著高于對照組(P＜0.05)。試驗第30天，DON組血清TP含量顯著低于對照組和竹醋液組(P＜0.05);DON組、竹炭組、竹醋液組血清CK活性顯著低于對照組(P＜0.05)。試驗第37天，DON組和竹炭組血清AKP活性與對照組相比差異不顯著(P＞0.05)，但竹醋液組顯著低于對照組和竹炭組(P＜0.05);DON組血清UN含量顯著高于對照組和竹醋液組(P＜0.05)，但竹炭組、竹醋液組與對照組相比差異不顯著(P＞0.05)。

2.4 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬臟器指數的影響

從表5可知，各試驗組肝臟、腎臟、胰臟、脾臟、心臟、膽囊、胸腺指數與對照組相比，差異不顯著(P＞0.05);DON組肝臟指數較對照組升高了15.36%，但差異不顯著(P＞0.05);而DON組腎 臟指數顯著高于竹炭組(P＜0.05)。

表3 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬血液常規指標的影響Table3 Effects of adding bamboo-carbon and bamboo vinegar to diets contaminated by DON on hematologic indexes of weaner piglets

表4 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬血清生化指標的影響Table4 Effects of adding bamboo-carbon and bamboo vinegar to diets contaminated by DON on serum biochemical indexes of weaner piglets

續表4

表5 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬臟器指數的影響Table5 Effects of adding bamboo-carbon and bamboo vinegar to diets contaminated by DON on viscera indexes of weaner piglets g/kg

3 討論

3.1 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬生長性能的影響

蘇軍[12]用25%污染玉米飼糧[含1.991 5 mg/kg DON、0.650 mg/kg玉米赤霉烯酮(ZEN)、0.283 3 mg/kg黃曲霉毒素 B1(AFB1)]和50%污染玉米飼糧(含3.983 mg/kg DON、1.300 mg/kg ZEN、0.576 5 mg/kg AFB1)飼喂斷奶仔豬，與對照組相比，降低了仔豬的生長性能，隨飼糧中霉變玉米替代比例的增加，采食量和日增重呈線性或二次曲線下降。研究報道，給豬飼喂自然產生的DON 0.6～2.0 mg/kg飼糧可導致其采食量和體增重下降[13]，但也有報道表明，飼喂含DON 1 mg/kg飼糧時，不影響豬采食量和體增重[14]。本試驗結果表明，添加2%竹炭顯著降低了斷奶仔豬ADFI，可能原因是竹炭含量添加過高，影響了基礎飼糧的適口性。目前竹醋液在豬試驗上的研究尚未見報道，本試驗竹醋液處理的DON污染飼糧(竹醋液組)有提高斷奶仔豬末重、ADG、ADFI及降低料重比的趨勢，可能原因與竹醋液具有抑菌作用、促進農作物種子發芽、生根、生長的作用相關[15-19]。

3.2 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬血液常規指標的影響

Prelusky等[14]研究發現，單端孢霉毒素族包括T-2毒素和DON，兩者都能夠抑制蛋白質的合成和細胞增殖，對各種淋巴細胞具有選擇性的影響，可減少巨噬細胞、淋巴細胞和RBC的數量，抑制細胞合成，引起全身各部分細胞死亡。Tiemann等[20]報道，DON具有較強的細胞毒性，影響細胞增殖，從而導致血細胞的數量下降。趙青等[21]研究以DON標準品為原料，通過灌胃和靜脈注射2種給藥途徑，研究DON對豬體內血液常規指標的影響，結果表明，DON可減少血細胞的數量。本試驗第15天，WBC、RBC、PLT數量、HCT及 Hb含量均低于對照組，這與趙青等[21]、李華[22]研究結果一致，其中RBC數量和HCT顯著降低，結果表明，DON導致血細胞數量減少，而添加竹炭和竹醋液可以緩解DON引起的仔豬血液中Hb含量及WBC和RBC數量等減少。添加竹醋液可以顯著提高PLT數量，原因尚未清楚。Prelusky等[14]研究表明，飼喂飼料中DON含量為3 mg/kg的飼糧，仔豬的體重在進食后很快下降，但是飼喂純品DON的仔豬，體重在幾天后可以恢復，而飼喂用自然污染了DON的谷物配制的飼糧的仔豬，其體重在整個試驗期中一直下降，結果表明，自然污染了DON的谷物中可能存在著未被發現的其他霉菌毒素，相互間可能存在著互作效應，致使毒性加劇。閹公豬攝入含有3 mg/kg DON的污染玉米1周后會引起飲食減少和增重下降，而在攝入等量的純化DON時則沒有上述反應，這表明在自然污染飼料中除了DON外，還存在其他化合物，該化合物對DON的毒性起相加或協同作用[23]。本試驗結果表明，DON對斷奶仔豬前期影響較大，后期適應程度提高，可能原因為:本試驗DON含量不高，且為人工處理的DON污染飼糧，毒性作用沒有自然污染了DON毒性作用強，因此隨著時間的延長，斷奶仔豬對DON污染飼糧有一定的耐受適應能力。添加竹醋液顯著提高PLT數量，對提升仔豬的止血和凝血功能有一定的作用，促進了仔豬的健康，此結果與試驗第15天一致，但作用機理仍需進一步的研究。

3.3 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬血清生化指標的影響

GPT和GOT作為評價肝功能的重要指標，可以反映肝臟的受損情況。正常情況下，GPT和GOT活性是相對穩定的，當心臟和肝臟組織細胞發生炎癥、壞死、中毒等，造成細胞受損或在熱冷應激狀態下時，轉氨酶便會釋放到血液里，使血清轉氨酶活性升高[24]。何成華等[25]結果表明，1 和5 mg/kg DON可引起鯉魚血清中 GOT、GPT和AKP活性的升高，且GOT活性顯著升高。本試驗第15天結果表明，DON可能使斷奶仔豬的肝功能受到一定程度的損傷，而添加竹炭可以緩解DON引起的肝損傷，說明竹炭具有吸附DON的效果。

Drochne等[26]在斷奶仔豬飼糧中分別添加不同水平的 DON(0、300、600、1 200 μg/kg)，連續飼喂8周，發現DON添加量為600 μg/kg時，在血清中的IgA含量顯著增加。蘇軍[12]研究結果表明，隨飼糧中霉變玉米替代比例的增加，IgA、IgM、IgG的含量前后無變化，本試驗也表現出類似結果。血清TP、ALB含量是反映肝臟蛋白質合成能力的重要指標。血清中TP含量反映了機體蛋白質的吸收和代謝情況，并能反映體液免疫的情況。Bergsj?等[27]結果表明，豬采食 3.5 mg/kg DON污染飼糧顯著降低血清ALB含量。本試驗第30天的結果也表明，DON可導致營養吸收不良，降低了蛋白質的吸收利用率，抑制了肝臟蛋白質合成，而添加竹炭和竹醋液可以緩解DON引起的肝損傷，從而可以有效緩解DON引起的負面影響。LDH是糖酵解途徑中重要的酶，當機體發生損傷、病變、不良反應等疾病時，血清中LDH的活性升高[28]。CK是能量代謝的關鍵酶之一，骨骼肌中含量最高，血漿中CK、LDH活性的變化常被作為反映應激對仔豬影響的指標[29]。本試驗結果也表明了DON對仔豬造成了應激。

血清UN是反映蛋白質的代謝方向和飼料氨基酸平衡的一個指標。血清UN含量降低還說明蛋白質和氨基酸的降解率降低，氮儲留量增加。肝臟是體內生成尿素的最主要器官，因此肝臟尿素生成量的減少可為其他器官如肌肉的蛋白質沉積提供充足的氨基酸等原材料。董國忠等[30]和陳代文等[31]的研究發現，血清UN含量與肌肉增長或豬的日增重呈負相關。本試驗第37天結果表明，單獨添加DON影響蛋白質的代謝，導致動物體內氨基酸不平衡，竹炭組、竹醋液組UN與對照組相比差異不顯著，說明在DON污染飼糧中添加竹炭和竹醋液可以改善血清生化指標，提高氮的利用率，對DON導致的負面影響起到了顯著緩解作用。

3.4 DON污染飼糧添加竹炭和竹醋液對斷奶仔豬臟器指數的影響

D?ll等[32]報道，DON 含量在 1 mg/kg 時，對仔豬肝臟、脾臟指數無顯著影響，但是卻顯著提高了心臟、腎臟指數。Swamy等[33]研究發現，采食自然霉變飼糧，DON含量高達5.6 mg/kg，仔豬肝臟、脾臟及腎臟指數并未受到顯著影響。葉濤[34]研究發現，隨霉變玉米替代比例的增加，心臟指數提高。蘇軍[12]研究結果表明，隨飼糧中霉變玉米替代比例的增加，腎臟相對重呈二次曲線下降，脾臟相對重呈線性增加，而肝臟、胰臟、胸腺的相對重不受影響，25%霉變玉米飼糧降低膽囊相對重。本試驗研究結果表明，DON可能造成肝臟腫大現象，但DON并未對其他臟器指數造成較大影響，這可能原因為DON含量不高，且為人工處理的DON污染飼糧，毒性作用沒有自然污染DON飼糧毒性作用強，仔豬后期對DON有一定的耐受能力。

4 結論

①DON降低仔豬生長性能，而添加1%竹醋液有改善的作用。

②DON對斷奶仔豬前期影響較大，后期由于斷奶仔豬適應程度相對提高，有一定的耐受能力。

③DON可導致血細胞數量減少，血清GPT活性和UN含量升高，TP含量降低，添加2%竹炭和1%竹醋液，血細胞數量、血清GPT活性及UN和TP含量等指標可恢復到正常水平，表明竹炭和竹醋液對DON導致的負面影響具有一定的緩解作用。

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