综述：发酵水葫芦粉对海兰褐蛋鸡血液、血清指标和肠道微生物组的影响

《Journal of Applied Animal Research》：Effects of fermented water hyacinth meal on blood, serum indices and gut microbiome in Hy-Line Brown hens

　　

由于豆粕（SBM）在禽类日粮中的成本不断上升，以及水葫芦（Eichhornia crassipes）带来的生态和经济负担——每年给非洲国家造成超过1亿美元的控制和渔业损失——促使研究人员对水葫芦粉作为可持续替代饲料原料产生兴趣。本研究科学评估了在63天饲养试验中，日粮中添加发酵水葫芦粉（FWHM）对海兰褐蛋鸡血液学、血清生化指标和肠道微生物组组成的影响。各处理组之间未检测到血液学和血清生化参数的显著差异（p>0.05），表明添加高达5%的FWHM未损害鸡只的健康和营养状况。FWHM显著调节了肠道微生物群，导致大肠杆菌（Escherichia coli）数量减少（对照组1.83±0.04×10⁶ CFU/mL vs. 5% FWHM组1.35±0.05×10⁶ CFU/mL，p<0.001）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）数量减少（对照组2.68±0.5×10⁴ CFU/mL vs. 2.5% FWHM组1.40±1.7×10⁴ CFU/mL），同时酵母菌（Yeast）数量增加（对照组0.00 CFU/mL vs. 2.5% FWHM组2.5±5.0×10⁴ CFU/mL和5% FWHM组2.7±1.7×10⁴ CFU/mL）。这些发现将FWHM定位为禽类潜在饲料原料，在维持生理稳态的同时影响肠道微生物群。

引言
禽类产业持续寻求创新、可持续且成本效益高的饲料解决方案。豆粕（SBM）作为禽类日粮的主要蛋白质来源，成本不断上升且供应受市场波动和人类消费竞争影响。水葫芦（Eichhornia crassipes）作为入侵性水生植物，造成严重生态和经济负担，但其中粗蛋白含量（干物质基础10%–25%）使其成为潜在的替代蛋白质来源。发酵处理可降低水葫芦的纤维含量、提高营养生物利用度并降低抗营养因子（ANFs），如酚类、皂苷和植酸。本研究旨在评估发酵水葫芦粉（FWHM）作为SBM部分替代物对海兰褐蛋鸡血液指标、肝脏功能、输卵管形态特征和肠道微生物组调节的影响。

材料与方法
研究地点：试验在津巴布韦大学畜牧科学试验场进行，位于哈拉雷东北部，属亚热带气候，年均降雨量约870 mm。
水葫芦的来源与处理：水葫芦从诺顿的Darwendale大坝采集，经津巴布韦公园与野生动物管理局许可。采集后彻底清洗，切碎成均匀小片以便发酵。
发酵过程：在清洁灭菌的塑料容器中进行。切碎的水葫芦（0.5–1 cm）装入容器，留出顶部空间。接种由商业烘焙酵母（Saccharomyces cerevisiae）和发酵乳组成的起始培养物，引入酵母和乳酸菌（LAB），即乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）。接种量约10 g发酵乳/kg水葫芦（含≥10⁹ CFU LAB/g），随后进行厌氧发酵，密封容器在24–35°C下孵育14天，每日监测发酵迹象，定期测量pH。
发酵质量指标与FWHM化学组成：发酵前底物pH为6.5–6.8，发酵后降至3.9–4.5，表明乳酸发酵成功。FWHM干物质基础含粗蛋白15.36%、粗纤维17.62%、灰分18.57%、乙醚提取物2.68%、水分12.26%、钙1.51%、磷0.28%。重金属分析显示铅13.34 mg/kg、镉0.48 mg/kg、铬1.90 mg/kg，砷未检出。
发酵水葫芦生物质的干燥：采用太阳能干燥器，温度控制在25–35°C，最终水分含量10%–15%（干基），干燥后密封保存。
动物管理与实验设计：采用完全随机设计（CRD），99只18周龄海兰褐蛋鸡随机分为3个处理组（每组33只）。对照组含0% FWHM，处理1（T1）含2.5% FWHM，处理2（T2）含5.2% FWHM。所有实验程序经津巴布韦动物法案批准。
日粮处理与化学分析：日粮配方见表1（文中省略），按AOAC（1990）方法进行近似分析。
血样采集、血液学与血清生化分析：每个处理随机选12只鸡，于饲养试验第63天采血。血液样本（2 ml）从翼中臂静脉采集，分别用于血液学（抗凝管）和血清生化（促凝管）分析。血清分离后测定白蛋白、总蛋白、尿素、丙氨酸转氨酶（ALT）、天冬氨酸转氨酶（AST）等。血液学使用Mindray BC-5150自动分析仪（阻抗计数法），白细胞计数（WBC）采用手工涂片法。
屠宰程序：饲养试验结束后禁食13 h，颈静脉放血屠宰，取输卵管进行形态学检查。
肠道微生物分析：从每个重复组中选1只接近平均体重的鸡，解剖盲肠，收集食糜，进行大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、酵母菌（Yeast）和乳酸杆菌（Lactobacillus）的计数。采用选择性培养基：XLD琼脂（大肠杆菌）、PDA（酵母菌）、MRS琼脂（乳酸杆菌）、MSA（金黄色葡萄球菌）和PDA（枯草芽孢杆菌），按标准稀释涂布法计数。
统计分析：使用Stata 17，采用一般线性模型（GLM）分析日粮处理的主效应，显著时进行Bonferroni校正后两两比较。

结果
日粮中添加FWHM对血液学的影响
所有血液学参数（异嗜性粒细胞、淋巴细胞、红细胞计数（RBC）、血红蛋白（HGB）、血细胞比容（HCT）、平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白量（MCH）、平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）、红细胞分布宽度（RDW）、血小板计数（PLT）、平均血小板体积（MPV）、血小板压积（PTC）、血小板大细胞计数（P-LCC）和血小板大细胞比率（P-LCR））在各处理组间均无显著差异（p>0.05），但5% FWHM组的白细胞计数（WBC）有显著差异。总体表明FWHM未对血液学产生不良影响。

日粮中添加FWHM对血清指标的影响
血清生化参数（尿素、ALT、AST、碱性磷酸酶（ALP）、白蛋白（ALB）、总蛋白（TP））在各处理组间均无显著差异（p>0.05）。5% FWHM组的血清肌酐水平低于其他处理组。2.5% FWHM组的ALT均值（1.22±1.93 IU/L）低于对照组（2.88±2.10 IU/L）和5% FWHM组（2.63±3.70 IU/L），提示可能的肝保护作用。总体表明FWHM未损害肝脏和肾脏功能。

日粮中添加FWHM对肠道微生物计数的影响
日粮处理显著影响大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和酵母菌数量（p<0.05）。大肠杆菌计数随FWHM添加而降低，5% FWHM组最低（1.35±0.05×10⁶ CFU/mL），对照组最高（1.83±0.04×10⁶ CFU/mL）。金黄色葡萄球菌在2.5% FWHM组显著降低（1.40±0.17×10⁴ CFU/mL），对照组为2.68±0.5×10⁴ CFU/mL。酵母菌在FWHM处理组显著增加（2.5%和5%组分别为2.5±5.0×10² CFU/mL和2.7±1.7×10² CFU/mL），对照组未检出。枯草芽孢杆菌计数未受显著影响（p=0.02）。结果表明FWHM可选择性地调节特定肠道微生物种群。

讨论
日粮中添加FWHM对血液学的影响
FWHM未显著改变大多数血液学参数（p>0.05），与先前发酵饲料或水葫芦在禽类中无不良影响的研究一致。5% FWHM组白细胞计数较低，可能与高纤维日粮改善肠道健康、减少炎症反应有关。红细胞相关指标未受影响，表明FWHM未损害血液携氧能力或红细胞生成功能。FWHM在5%添加水平下可视为血液相容性饲料原料。

日粮中添加FWHM对血清指标的影响
血清生化指标无显著差异，表明FWHM未损害肝脏和肾脏功能。2.5% FWHM组ALT数值降低，提示可能的肝保护作用；AST在FWHM处理组也有数值降低趋势，但未达统计学显著。血清总蛋白和白蛋白未受影响，表明营养状况良好。FWHM在5%添加水平下未引起肝脏和肾脏功能生物标志物的明显扰动。

日粮中添加FWHM对肠道微生物计数的影响
FWHM显著减少大肠杆菌和金黄色葡萄球菌数量，同时增加酵母菌数量，暗示FWHM具有抗菌特性和益生元效应。这可能归因于水葫芦中的酚类等植物化学物或发酵过程中产生的生物活性化合物。酵母菌增加可能源于可发酵纤维的益生元作用，促进有益微生物定殖，竞争性排除病原菌。枯草芽孢杆菌未受影响，但处理组有数值增加趋势，需进一步研究。FWHM在5%添加水平下可有效调节肠道微生物群。

结论
本研究证明，在蛋鸡日粮中添加高达5%的FWHM对关键生理参数具有中性至正面影响。血液学和血清生化指标未显著改变，表明FWHM未损害鸡只健康或营养状况。白细胞计数升高和ALT降低趋势提示潜在的免疫调节和肝保护作用。FWHM还通过减少潜在病原菌（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌）和增加酵母菌数量来调节肠道微生物群，突显其益生元潜力。这些发现将FWHM定位为一种有前景的可持续饲料原料，可改善肠道健康、整体福祉和性能，同时降低饲料成本。未来研究应阐明其有益作用的机制并鉴定具体功能性益生元化合物。