发酵甘薯渣替代玉米对育肥期四川白鹅生长性能、肉品质及盲肠微生物群的剂量效应研究

《Poultry Science》:EFFECTS OF DIETARY FERMENTED SWEET POTATO RESIDUE ON GROWTH PERFORMANCE AND CECAL MICROBIOTA IN SICHUAN WHITE GEESE DURING THE FINISHER PERIOD (28 TO 70 DAYS OF AGE)

【字体: 时间:2026年01月13日 来源:Poultry Science 4.2

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  本研究针对玉米-豆粕型日粮价格波动大的行业痛点,探讨了以发酵甘薯渣(FSPR)部分替代玉米的可行性。通过42天饲养试验发现,8% FSPR替代可线性降低采食量(P < 0.001)的同时显著改善饲料转化率(P < 0.001),并通过优化回肠形态(增高绒隐比P < 0.001)和富集有益菌群(Phocaeicola, Lachnospiraceae)实现生长性能维持。系统层面,FSPR提升免疫球蛋白(IgM/IgG)和抗炎因子IL-10,并维持更高的宰后腿肌pH值。研究为农业副产物高值化利用提供了关键技术参数。

  
在家禽养殖业中,玉米和豆粕作为主要饲料原料,其价格波动如同过山车般难以预测,给养殖成本控制带来了巨大挑战。与此同时,淀粉加工业每年产生大量甘薯渣副产物,这些看似无用的“废料”实则蕴含着转化为饲料资源的巨大潜力。未经处理的甘薯渣(SPR)由于粗蛋白含量低、纤维含量高,直接用于单胃动物饲料效果不佳,但通过固态发酵技术,利用特定微生物 consortium(如Bacillus velezensisAspergillus versicolor等)对其进行转化,可显著提升其营养价值,制成发酵甘薯渣(FSPR)。鹅作为草食性家禽,拥有发达的肌胃和盲肠发酵系统,对纤维饲料的利用能力天生强大,这为FSPR的应用提供了独特优势。然而,FSPR在鹅日粮中的最佳添加量及其对肠道健康、免疫功能和肉品质的系统性影响,此前尚缺乏系统研究。
为了破解这一难题,黑龙江八一农垦大学的研究团队在《Poultry Science》上发表了一项创新研究。他们以144只28日龄雄性四川白鹅为对象,设计42天饲养试验,探究用FSPR替代0%(对照)、5%、8%、12%玉米(干物质基础)对鹅多项指标的影响。研究不仅关注传统的生长性能和胴体性状,更深入揭示了FSPR如何通过调节盲肠微生物群,进而影响肠道健康、系统免疫和最终肉品质的内在机制。
研究人员综合运用了生长性能测定、屠宰试验与肉品质分析(包括pH值、肉色、系水力、剪切力等)、血清生化指标检测(免疫球蛋白、细胞因子、代谢指标等)、肠道组织形态学观察(测量十二指肠、空肠、回肠的绒毛高度、隐窝深度及绒隐比)以及盲肠微生物群16S rRNA高通量测序与分析(包括Alpha多样性、Beta多样性、物种组成分析、LEfSe差异物种分析和PICRUSt2功能预测)等关键技术方法。所有动物实验均经黑龙江八一农垦大学动物伦理委员会批准(批准号:DWKJXY2025061),试验鹅只来源于重庆荣昌区家禽研究基地。
生长性能
研究发现,FSPR的添加呈剂量依赖性地显著降低了鹅的平均日采食量(ADFI)(线性P < 0.001,二次P = 0.019)。然而,饲料转化率(FCR)却得到线性改善(P < 0.001)。尽管采食量减少,但8% FSPR组获得了最高的终体重(FBW)和平均日增重(ADG),且8%和12% FSPR组的FCR显著优于对照组和5%组(P < 0.05)。这表明FSPR通过提高饲料效率补偿了采食量的下降,维持了良好的生长性能。
胴体性状
日粮中添加FSPR对鹅的屠宰率、半净膛率、全净膛率、腿肌率、腹脂率等主要胴体性状均无显著影响(P > 0.05)。但胸肌率随着FSPR添加水平有线性增加的趋势(P = 0.083),12% FSPR组数值最高。
肌肉品质
持水性与剪切力: FSPR对胸肌和腿肌的滴水损失、蒸煮损失及剪切力均无显著影响(P > 0.05)。腿肌的蒸煮损失表现出二次趋势(P = 0.072),5%和8% FSPR组数值最低。
肌肉pH值: FSPR对宰后肌肉pH值有显著影响。腿肌24小时pH值线性升高(P = 0.048),12% FSPR组显著高于5% FSPR组。胸肌和腿肌45分钟pH值以及胸肌24小时pH值均表现出显著的二次响应(P < 0.05)。较高的pH值通常意味着更好的肉品品质。
肉色: FSPR改变了宰后24小时胸肌和腿肌的多个颜色参数(L*, a*, b*)。例如,24小时胸肌L*值(亮度)和b*值(黄度)在8% FSPR组显著低于对照组,表明肉色更稳定。24小时腿肌的L*值随FSPR添加线性降低(P < 0.05),a**值(红度)在5% FSPR组最低。
血清生化指标
FSPR显著增强了鹅的免疫功能。抗炎细胞因子IL-10和免疫球蛋白(IgM, IgG)水平在FSPR添加组显著升高(P < 0.05),并呈现线性和二次增加趋势。其中,8%和12% FSPR组的IL-10和IgM最高,8% FSPR组的IgG最高。促炎细胞因子(IL-1β, IL-6等)未见显著变化。在代谢方面,总胆固醇(TC)随FSPR添加呈线性下降趋势(P = 0.023),而肝功能(ALT, AST)、肌肉酶(CK)、甘油三酯(TG)和血糖(Glu)未受显著影响。
肠道形态
FSPR对鹅小肠不同区段的形态产生了差异化影响。最显著的变化发生在回肠。与对照组相比,所有FSPR添加组的回肠隐窝深度(CD)显著降低(P < 0.001),而绒毛高度与隐窝深度比值(VH/CD)显著升高(P < 0.001),尤其在5%和12% FSPR组。这表明回肠的吸收功能得到增强。十二指肠和空肠的形态参数也发生了一定变化,但整体上回肠结构的优化最为突出,可能对补偿采食量下降、提高养分吸收效率起到了关键作用。
盲肠微生物群
FSPR显著重塑了鹅盲肠微生物群落的结构和功能。
  • Alpha多样性: FSPR添加组(尤其是12%组)的微生物群落丰富度(Chao1指数)和多样性(Shannon指数)显著高于对照组(P < 0.05)。
  • 群落结构(Beta多样性): 主坐标分析(PCoA)显示,不同处理组的微生物群落结构显著分离(ANOSIM, P = 0.001)。
  • 物种组成: 在门水平,FSPR增加了Bacteroidota的相对丰度,降低了Proteobacteria的丰度。在属水平,FSPR显著富集了有益菌属,如PhocaeicolaLachnospiraceae科的一些未分类菌属。LEfSe分析确认这些菌属是FSPR组的显著标志性物种。
  • 预测功能: 功能预测分析显示,FSPR组微生物的“碳水化合物代谢”和“氨基酸代谢”相关通路显著增强。更具体的MetaCyc通路分析表明,“淀粉降解V”和“支链氨基酸生物合成超级通路”等途径被上调。
本研究得出结论,在育肥期四川白鹅日粮中使用FSPR部分替代玉米是可行且有益的。其核心作用机制在于:FSPR的添加虽然降低了采食量,但通过优化回肠形态(提高VH/CD比)增强了养分吸收能力,并通过调节盲肠微生物群(富集Phocaeicola, Lachnospiraceae等有益菌),提升了微生物多样性及其在碳水化合物和氨基酸代谢方面的功能。这一肠道环境的改善进一步带来了系统性的益处:增强了体液免疫(提高IgM, IgG)和抗炎能力(提高IL-10),改善了肌肉代谢状态(维持较高的宰后pH,提升肉品质),最终在采食量减少的情况下仍保持了良好的生长性能(改善FCR)。研究确定8%为FSPR的最佳替代比例。
该研究的意义重大。它不仅为降低鹅养殖业对玉米的依赖、节约饲料成本提供了具体方案(8% FSPR替代),而且为农业加工副产物甘薯渣的高值化、资源化利用开辟了新途径。更重要的是,研究从肠道微生物-宿主互作的角度深入揭示了FSPR发挥作用的潜在机制,为开发功能性、无抗饲料添加剂提供了理论依据和实践指导,符合当前畜牧业可持续发展的需求。
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