酶解棉籽蛋白替代豆粕对黄羽肉鸡生长性能、养分代谢及盲肠菌群多样性的影响研究

时间:2026年3月30日
来源:Poultry Science

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为解决畜禽蛋白饲料资源供给与成本限制等问题,新疆农业大学研究人员系统研究了酶解棉籽蛋白(EHCP)部分替代豆粕(SBM)在肉鸡日粮中的应用。研究表明,以不超过75%的比例用EHCP替代SBM,可维持肉鸡正常生长性能与肠道形态,并优化盲肠菌群多样性。该研究为开发低成本、高效蛋白替代饲料提供了科学依据。

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在现代畜牧养殖业,尤其是在家禽业,蛋白质饲料的供应和成本始终是制约其发展的重要因素。目前,以豆粕为主要蛋白源的日粮面临着价格波动大、供应不稳定等问题。与此同时,作为棉籽榨油副产物的棉籽蛋白(CSP),虽然粗蛋白(CP)含量可超过50%,但因其蛋白质消化率低、功能性不足等“先天缺陷”,在实际应用中受到限制。有没有一种方法,能够“点石成金”,将这种资源丰富但“不好消化”的蛋白源,转化为高效优质的饲料原料呢?酶法水解技术提供了一种思路。通过蛋白酶的处理,可以将大分子的蛋白质“剪裁”成小分子的肽和游离氨基酸,其生物利用率显著提高。那么,用这种经过“精加工”的酶解棉籽蛋白(EHCP)来部分替代日粮中昂贵的豆粕,效果如何?是否存在一个最佳的替代比例,既能节约成本,又不影响肉鸡的生长、健康甚至肠道“微生态”平衡?为了回答这些问题,新疆农业大学的研究团队在《Poultry Science》上发表了一项系统的研究。
为系统评估EHCP替代豆粕的应用效果,研究人员开展了一项为期63天的饲养试验。他们选取了480只1日龄的健康黄羽肉鸡,随机分为5个处理组,每组8个重复。对照组饲喂基础玉米-豆粕日粮,实验组则分别用EHCP替代日粮中豆粕提供蛋白的25%、50%、75%和100%。试验期间,研究人员系统监测了肉鸡的生长性能指标,包括体重(BW)、平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和饲料转化率(FCR)。在试验结束时,收集粪便样品测定干物质(DM)、粗蛋白、乙醚浸出物(EE)、有机物(OM)和总能(GE)等的表观代谢率。解剖获取免疫器官(肝脏、脾脏、胸腺、法氏囊等)计算器官指数,测量各肠段长度和重量评估肠道发育。更重要的是,研究还采集了十二指肠、空肠和回肠样品,通过石蜡切片和H&E染色,在显微镜下观察并测量了绒毛高度、隐窝深度,计算绒毛高度/隐窝深度比值(V/C),以评估肠道形态。此外,研究对盲肠内容物进行了微生物16S rDNA基因V3-V4区测序,分析了菌群的α多样性(如Chao1、Shannon、Simpson指数)、β多样性(主坐标分析,PCoA)、物种组成(门、属水平)及OTU(操作分类单元)分布,并结合气相色谱法测定了盲肠内容物中挥发性脂肪酸(VFA,包括乙酸、丙酸、丁酸等)的含量,最后对差异菌属与VFA进行了相关性分析。
生长效率:研究发现,在整个1-63日龄试验期内,各处理组之间肉鸡的体重、平均日增重和饲料转化率均无显著差异。但值得注意的是,与对照组相比,50%、75%和100%替代组的平均日采食量显著降低。这表明,即使采食量有所减少,EHCP替代并未影响肉鸡的最终增重和饲料利用效率。
表观代谢率:在63日龄时,与对照组相比,所有EHCP替代组(25%、50%、75%、100%)的干物质、乙醚浸出物和有机物的表观代谢率均显著降低。100%替代组的粗蛋白表观代谢率显著低于其他所有处理组。50%和100%替代组的总能表观代谢率显著低于对照组。钙和磷的代谢率在各组间无显著差异。
免疫器官指数:在63日龄时,各处理组黄羽肉鸡的肝脏、脾脏、胰腺、胸腺和法氏囊指数均无显著差异,表明EHCP替代未对肉鸡的免疫器官发育产生不良影响。
肠道发育状况:就体重校正后的肠道长度而言,各处理组肉鸡的十二指肠、空肠、回肠和盲肠长度均无显著差异。然而,在肠道重量占活体重的百分比方面,25%、50%、75%和100%替代组的回肠重量百分比均显著低于对照组。
肠道形态:组织学观察显示,各组肉鸡的十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度、隐窝深度及V/C比值均无显著差异。显微镜下可见,所有处理组各肠段绒毛发育良好,呈指状,排列规则,上皮细胞顶端边界清晰,未见炎性浸润迹象。
挥发性脂肪酸:在盲肠内容物中,各处理组间的乙酸、异丁酸、丁酸及总挥发性脂肪酸(TVFA)含量无显著差异。但50%、75%和100%替代组的丙酸含量显著低于对照组,异戊酸含量也显著降低。25%及以上的所有替代组的戊酸含量均极显著低于对照组。
微生物16S rDNA测序
  • α多样性分析:与对照组和25%替代组相比,50%、75%和100%替代组的Chao1、faith_pd和observed-features指数均显著升高,表明物种丰富度增加。25%和75%替代组的Simpson指数显著高于100%替代组。各组间的Shannon和pielou_e指数无显著差异。
  • 主坐标分析:基于加权Unifrac距离的PCoA分析显示,75% EHCP替代组的样品在PCoA1轴的右侧区域集中,与其他组呈现一定的分离趋势,而对照组、25%、50%和100%替代组的样品则高度重叠。
  • OTU分析:Venn图显示,五个组共获得13,630个OTU,其中700个OTU为五组共有。对照组、25%、50%、75%和100%替代组分别有1,695、1,658、2,479、3,065和2,582个独有OTU。
  • 物种分类注释分析:在门水平上,各组间优势菌门(拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌门)的相对丰度无显著差异。在属水平上,75%替代组的BarnesiellaLactobacillusBorkfalkia相对丰度显著高于其他组。100%替代组的Alistipes丰度显著高于25%和75%替代组。50%替代组的unclassified__RuminococcaceaeLigilactobacillus丰度显著高于其他组。对照组和25%替代组的Ruminococcus_B丰度显著高于75%和100%替代组。
16S rRNA测序与VFA联合分析:相关性热图分析显示,Mediterraneibacter与总VFA呈正相关,且与异丁酸显著相关;而Borkfalkia与总VFA呈负相关,且与丙酸显著相关。
结论与讨论
本研究得出结论,在黄羽肉鸡日粮中以适当比例用酶解棉籽蛋白部分替代豆粕,对肉鸡的生长性能、肠道形态或肠道细菌多样性均无不良影响。综合生长性能、养分代谢和盲肠微生物多样性等指标,本研究建议EHCP的最大替代水平不应超过75%。
该研究的意义在于,首次通过梯度替代实验,系统评估了EHCP在黄羽肉鸡日粮中替代豆粕的综合效应,不仅关注了传统的生长和养分消化指标,还深入探究了对肠道健康至关重要的微生物组和代谢产物(VFA)的影响。研究结果表明,经过酶解改良的棉籽蛋白是一种可行的豆粕替代品,特别是在75%的替代比例下,能在不影响生产性能的同时,优化肠道菌群结构。这为应对蛋白饲料资源紧张、降低饲料成本提供了重要的理论和实践依据。同时,研究揭示的高比例(如100%)替代可能导致的粗蛋白代谢率下降和特定VFA(如丙酸)减少等问题,也为该原料的科学、安全应用划定了界限,具有重要的指导价值。

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