納米銅替代抗生素對肉鴨生產性能和血清生化指標的影響

張利環，賈浩，張若男，王敏奇，許梓榮

(1. 山西農業大學生命科學學院，山西 太谷 030801；2. 浙江大學分子營養學教育部重點實驗室，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，一直以來都是全球重要的食品來源[1]。在規模化的養殖中，為了維持肉鴨健康并提高生產效率，抗生素作為促生長劑被廣泛應用。金霉素和磺胺二甲基嘧啶是家禽生產中常用的抗生素，通過抑制微生物中蛋白質以及二氫葉酸的合成來預防疾病[2]。但此類藥物的過度使用會使動物和人類對其產生抗性，進而威脅機體健康。因此，開發抗生素的替代品尤為重要。銅是動物體健康生長和器官功能實現所必須的微量礦物質,它存在于許多酶的活性部位，進而抑制炎癥反應[3]。畜禽生產中大量使用銅作促生長劑。高劑量銅在肉雞養殖中可以降低血漿膽固醇并提高其生長性能[4]。然而在畜禽飼糧中長期添加高劑量銅會增加生產成本，造成肝臟纖維化，拮抗鋅和鐵的吸收并使糞便中的銅增加，導致環境污染[5]。因此，提高銅的生物利用度對于解決上述問題至關重要。納米銅由于顆粒較小，能夠穿透腸內皮細胞屏障，在不依賴血液循環的情況下快速分布到特定位點，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(相比全球商業標準銅補充水平減少75%)和糞便中銅的排泄量[6]。已有報道表明，黃羽肉雞飼糧中的納米銅可降低血漿中IFN-γ的含量，且在不造成禽類產品中藥物殘留的情況下提高生長性能、增強免疫功能[7]。納米銅可促進家禽生長，但其是否可代替抗生素作為促生長劑及其作用機理仍有待深入研究。因此，本試驗通過對比納米銅與抗生素對櫻桃谷肉鴨生長性能、屠宰性能、血清生化指標和抗生素殘留的影響，為納米銅替代抗生素作促生長劑提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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

1.2 試驗設計與動物飼養管理

450只1日齡櫻桃谷肉鴨采用完全隨機試驗設計，設3個處理，每個處理3個重復，每個重復50只鴨，公母各半。對照組飼以基礎日糧，抗生素組為基礎日糧中添加50 mg/kg CTC和20 mg/kg SM2，納米銅組為基礎日糧中添加52 mg/kg納米銅。基礎日糧配方見表1。試驗期為36 d，分為前期(1～14 d)和后期(15～36 d)。

表1 基礎日糧組成及營養成分 %

試驗期間，按時接種疫苗，自由采食飲水。第一周室內溫度為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，結束時計算肉鴨死淘率。

2)營養成分中粗蛋白、鈣、磷為實測值，其余均為計算值；

-表示無數據

1.3 肉鴨生產指標的測定

1.3.1 生長性能的測定

記錄1 d、14 d和36 d各組肉鴨早飼前空腹活體重，結料，并統計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 屠宰性能的測定

36 d時，每組隨機取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。計算屠宰指數，計算參照陳寬維等[8]的方法。

1.3.3 免疫器官指數的測定

取免疫器官，稱重計算。免疫器官指數，即器官重量與屠體重比值。

1.4 血樣采集與測定

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全自動生化分析儀測定血清中白蛋白(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)、谷草轉氨酶(AST)和谷丙轉氨酶(ALT)。

1.5 抗生素殘留測定

分別從每組隨機取試驗鴨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。依據農業部公告第235號標準測定抗生素殘留[9]。

1.6 數據處理

試驗數據采用SPSS 26.0統計軟件中的ANOVA進行方差分析，并進行Duncan多重比較。

2 結果

2.1 生長性能

表2表明， 1～14 d，各組間的ADG無顯著性差異(P>0.05)。15～36 d，與對照組相比，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，納米銅組較對照組可顯著提高肉鴨ADG(P<0.05)，而抗生素組ADG有提高趨勢但不顯著(P>0.05)；與對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皆無顯著差異(P>0.05)。

表2 納米銅對肉鴨生長性能的影響

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)。對于肉鴨的其他屠宰指數，各組間均未見顯著差異(P>0.05)。

表3 納米銅對肉鴨屠宰性能的影響

2.3 免疫器官指數

由表4可知，與對照組相比，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(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 納米銅對肉鴨免疫器官指數的影響 %

2.4 血清生化指標

表5顯示，與對照組相比，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(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 納米銅對肉鴨血清生化指標的影響

2.5 抗生素殘留

對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：肌肉中有兩個超標，但幅度不大；肝臟中有16個樣品檢出CTC，其中5個超標，且超標幅度大；腎臟中CTC檢出率為83.0%，其中2個樣品超標。SM2的殘留情況：肝臟中SM2殘留嚴重，100.0%檢出，其中11個樣品超標；腎臟中檢出率為83.0%，有4個超標；肌肉中有9個樣品檢出SM2，其中1個超標，超標率為5.6%。

表6 肉鴨組織中抗生素殘留的含量 mg/kg

3 討論

生長性能參數是反映畜禽經濟價值的主要指標[7]。納米銅對動物生長發育的促進作用已有報道。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性能。而本試驗結果表明，納米銅可顯著提高肉鴨的ADG，降低F/G，減少肉鴨死亡，抗生素處理的結果與之相同。下丘腦神經肽Y可在高銅刺激作用下加快分泌，促進采食，進而促進動物體生長[12]。因此，本試驗納米銅對肉鴨生長的促進作用可能與神經肽Y的分泌有關。但Karimi等[13]在日糧中添加250 mg/kg銅對肉雞日增重、采食量皆有負面影響，而添加125 mg/kg銅則提高了飼料轉化率。產生不同的結果可能是因為在飼養試驗中添加銅的方式、劑量不同。此外，本試驗發現，納米銅對肉鴨的促進作用隨著日齡增加而增強，而抗生素的促生長作用隨日齡增加而減弱。這可能是因為隨飼喂時間增加納米銅與抗生素在動物體內濃度增加，而病原微生物只對抗生素產生耐藥性造成的。且在藥物殘留情況的測定中發現，抗生素會嚴重殘留于大部分肉鴨的肝臟、腎臟和肌肉中，此結果表明，抗生素在動物生長后期對腸道微生物的作用會減弱甚至消失，而納米銅由于其獨特的物理性質，表現出越來越強的促生長能力[14]。

屠宰指數反映了營養物質在肉鴨體內沉積的差異，是衡量肉鴨產肉性能的重要參數[15]。關于納米銅對肉鴨屠宰性能的影響未見報道，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]。本研究發現，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，促進胃運動，提高消化率，改善肉鴨胴體品質。有研究發現，日糧中添加銅可誘導GH和IGF-1的合成和分泌，抑制蛋白質降解、刺激脂肪分解進而影響屠宰性能[17]。因此認為納米銅可能通過促進生長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，當其積累大量的Cu2+離子時，容易造成器官功能和結構的損傷[18]。Chen等[19]在小鼠灌胃試驗中發現，納米銅顆粒會對小鼠肝、腎造成損傷，這與本試驗結果一致，且在本試驗中，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現，肉雞的免疫器官重量顯著增加。在本試驗中，納米銅處理后的結果與其一致。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，并通過抗氧化來保護生物膜結構和功能不受損，使免疫活性上升。

ALT和AST對于肝臟的正常運轉有重要意義，當肝臟受損時，肝細胞膜破裂，轉氨酶進入血液，其濃度增加[21]。本研究發現，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，說明納米銅對肝臟正常生理功能有一定影響，而抗生素會嚴重損傷肝臟。Song等[22]研究結果與本試驗相反，烏蒙半細毛羊飼喂納米銅后，ALT、AST顯著高于對照組，產生此結果的原因可能是不同物種肝臟對納米銅的耐受情況有差異。肝臟功能異常時，其蛋白質合成功能會受到影響，因此血清ALB和TP水平應該下降，而本試驗結果剛好相反，這一矛盾難以解釋，有待進一步研究。UA是禽類蛋白質及核酸的代謝產物，具有抗氧化、促進免疫和維持血壓的作用[23]。納米銅降低血清中的UA含量，其作用機理可能是納米銅能夠減慢蛋白質的降解，促進蛋白質沉積，外在表現為加速肉鴨生長。血清中的TC和TG可作為脂質沉積癥的潛在敏感檢測指標[24]。Magda等[25]表示雄性大鼠銅缺乏會導致總膽固醇升高。本試驗的納米銅降低了血清中的TC和TG，與Payvastegan等[16]的試驗結果一致，說明納米銅可降低動物血脂。此外，添加納米銅對血清Ca和P影響不顯著，說明其對肉鴨微量元素的吸收無影響。ALP升高是動物體患阻塞性黃疸和膽汁淤積性肝炎等疾病的潛在標志[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動物生長有關，就目前研究而言，其具體原因還有待進一步研究。

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