补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫血液指标、毛发排出及肠道健康的影响

张云海 孙海涛 刘公言 牟安营 孙洪学 韩金政 刘 策* 崔 凯

(1.山东省农业科学院畜牧兽医研究所,济南市宠物科技重点实验室,济南 250100;2.青岛农业大学动物科技学院,青岛 266109;3.山东路斯宠物食品股份有限公司,潍坊 261000)

随着国内经济的蓬勃发展,越来越多的人开始养宠物,宠物消费市场也随之扩大。据相关数据显示,2021年家庭饲养宠物中犬、猫的比例不断增加,猫的比例逐渐超过了犬,而宠物数量增多的同时也导致了相关宠物疾病数量的增加,特别是猫,对于宠物主人和宠物医师来说,宠物猫毛球症是制约宠物猫健康的关键问题[1]。猫有舔毛的习性,特别是在脱毛期,由于舔舐被毛而摄入大量的毛发,长此以往毛发会逐渐在胃肠堆积,猫往往会通过呕吐、排便等方式排出一部分毛发,而存留在肠道的另一部分毛发容易造成胃肠梗阻、肠套叠等各种问题,影响宠物身体健康[2]。因此,研究开发能够去毛发、清洁猫的肠道、保护猫肠道健康的产品是行业内亟需解决的问题。

目前市面上流行的具有化毛功效的产品主要为化毛膏、化毛片等,化毛膏具有营养成分全面、排毛发效果温和等优点,但存在打开后不易保存、质地黏稠不易清理、价格较高、产品质量参差不齐等问题。而化毛片虽然易于保存、成分比较简单,但适口性不高、喂食便利性较差。宠物冻干水分含量相对较少,容易保存,同时应用真空冷冻干燥技术使得营养物质得到极大保留。此外,宠物冻干主要原料是肉类,因此具有更好的适口性,价格相较于化毛膏更加实惠。吴满刚等[3]通过3种干燥法对鸡肉进行干燥处理,结果表明真空冷冻干燥可以更好地降低水分活度,提高鸡肉色泽,具有良好的复水性,能较好地保持食物原有的结构。

大麦苗粉、丝兰、蔓越莓等含有丰富的纤维,可以促进胃肠蠕动,刺激排便,在一定程度上能起到促进毛发排出的作用。车前子可以提高肠道内挥发性脂肪酸的浓度,保证肠上皮细胞的完整性,对于调节肠道微生态、改善肠道健康具有积极作用[4-6]。丝兰可以降低肠道中氨气的浓度,减轻粪便臭味[7]。蔓越莓具有的前胡萝卜素、花青素以及多酚等物质能够抵抗肠道感染,增强免疫能力。上述原料在宠物食品上特别是猫食品上得到广泛应用。通过将大麦苗粉、丝兰等原料制成宠物冻干,在营养物质得到保留的同时,可以提高适口性,促进猫采食,达到促进毛发排出、维护肠道健康的效果。因此,本试验通过探究复合麦苗鸡肉冻干对猫血液指标、毛发排出及肠道健康的影响,以期更好地探究复合麦苗鸡肉冻干的作用和机制,为猫的健康提供更好的保障,为以后此类产品的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用复合麦苗鸡肉冻干为山东某宠物食品股份有限公司提供,其组成及营养水平见表1。

表1 复合麦苗鸡肉冻干组成及营养水平(干物质基础)

1.2 试验饲粮

试验用基础饲粮参照美国饲料管理协会(AAFCO)宠物营养标准[8]进行配制,采用膨化方法进行加工。基础饲粮组成及营养水平见表2。

表2 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

1.3 试验设计与饲养管理

选取20只健康成年(1岁以上)的临清狮猫,体重(3.64±0.73) kg,随机分成2组,公母各占1/2,每组10个重复,每个重复1只。对照组每天饲喂100 g基础饲粮,试验组每天饲喂90 g基础饲粮+10 g复合麦苗鸡肉冻干。预试期4 d,正试期28 d。

试验在山东省农业科学院宠物试验基地开展,每只猫在猫笼(3 m×1 m×2 m)内单笼饲养。为了确保试验期内复合麦苗鸡肉冻干全部采食完毕,10 g复合麦苗鸡肉冻干先与20 g基础饲粮混合饲喂,确保上述饲粮采食完毕后再补饲70 g基础饲粮。试验期内自由饮水。试验前均已接种猫三联疫苗和狂犬疫苗,并做好了体内外驱虫。每天更换猫砂,清理圈舍,通风消毒。在试验期内观察猫采食状况,有无不良反应,若存在长时间呕吐、腹泻等情况,则中止试验。

续表2项目 Items含量 Content马铃薯粉 Potato powder3.50鸡油 Chicken oil5.50鱼油 Fish oil4.80啤酒酵母粉 Brewers’ yeast powder3.50预混料 Premix1)1.00丝兰提取物 Yucca extract1.00食盐 NaCl0.50合计 Total100.00营养水平 Nutrient levels2)代谢能 ME/(MJ/kg)18.52粗蛋白质 CP33.86粗脂肪 EE16.25粗灰分 Ash7.12粗纤维 CF4.85赖氨酸 Lysine2.53牛磺酸 Taurine0.25钙 Ca1.87磷 P1.16

1.4 采食性能测定

在正试期第1天和第28天,分别用电子秤称量每只猫的体重。每天记录猫采食量以及饮水量,试验结束后计算平均日采食量和平均日饮水量。

1.5 血液指标测定

在正试期第28天,每只猫腿部静脉采血5 mL于专用采血管内,进行血常规指标和血液生化指标的测定。

1.6 粪便指标测定

1.6.1 粪便评分

正试期内每天参照粪便评分标准对猫粪便外观及形态进行打分,粪便评分标准见表3。

表3 粪便评分标准

1.6.2 粪便毛发检查

正试期内每2 d对猫粪便进行检查,观察粪便中有无毛发以及毛发排出量,并根据粪便中毛发含量感官评价标准(表4)对每只猫粪便状况进行评分。同时每组选取3只猫,每周采集50 g新鲜的粪便,用蒸馏水清洗粪便,待将粪便中毛发洗出后,进行毛样采集。将采集到的毛样进行烘干并称重,计算粪便中毛样在粪便中的占比。

表4 粪便中毛发含量感官评价标准

1.6.3 粪便pH以及氨态氮浓度测定

在正试期第28天,采集每只猫新鲜粪便(20 min内)于冻存管中-80 ℃冷冻保存。取5 g新鲜粪样用10 mL蒸馏水稀释,待完全混匀后,用雷磁E301CF pH计测定其pH。取2 g粪便加入10 mL蒸馏水,使其完全溶解,随后用纱布过滤杂质,取滤液进行测定,测定方法参照蒲万霞等[9]的方法,通过靛酚蓝-分光光度法检测粪便氨态氮浓度。

1.7 粪便微生物组学检测及分析

在正试期第28天,每组选取5只猫,采集新鲜粪便进行16S rDNA宏基因组测序分析。使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法提取粪便微生物基因组DNA,用琼脂糖凝胶电泳检测DNA样本纯度和浓度。随后取适量样本进行PCR扩增,对PCR扩增产物用2%琼脂糖凝胶进行纯化,进行文库构建,使用NovaSeq 6000进行上机测序。

使用FLASH软件对样本进行拼接得到原始Tags数据,随后通过Qiime V1.9.1操作系统对所得的Tags进行质控,筛选出的Tags利用Uparse算法在97%的一致性下聚类为操作分类单元(OTUs)。对OTUs序列进行物种注释,用Mothur方法与SILVA138的SSUrRNA数据库进行物种注释分析(设定阈值为0.8～1.0),根据所有样本在门和属水平获得物种注释及丰度信息,从物种和样本2个层面进行聚类,绘制成属水平丰度聚类热图。

1.8 数据统计分析

试验数据采用SPSS 23.0软件进行独立样本t检验,统计结果采用“平均值±标准差”的形式来表示,P值小于0.05表示差异显著,P值大于0.05表示差异不显著。

2 结 果

2.1 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫采食性能的影响

由表5可知,在初体重无显著差异(P>0.05)的情况下,试验组末体重与对照组无显著差异(P>0.05)。试验组基础饲粮平均日采食量显著低于对照组(P<0.05)。试验组与对照组猫平均日饮水量无显著差异(P>0.05)。

表5 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫采食性能的影响

2.2 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫血常规和血液生化指标的影响

由表6和表7可知,与对照组相比,试验组的血液单核细胞百分比、血小板数目以及血小板压积显著提高(P<0.05)。补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫其他血常规指标和血液生化指标无显著影响(P>0.05)。

表6 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫血常规指标的影响

续表6项目 Items试验组Test group对照组Control groupP值P-value红细胞计数 RBC/(×1012个/L)9.14±1.8710.54±2.410.16血红蛋白含量 HGB content/(g/L)158.30±30.14181.80±47.920.21红细胞压积 HCT/%46.92±8.5053.64±13.930.21平均红细胞体积 MCV/fL51.79±3.1951.38±4.050.80平均红细胞血红蛋白含量 MCH content/pg17.35±0.9417.10±1.020.58平均红细胞血红蛋白浓度 MCHC/(g/L)336.30±8.64338.10±6.330.60红细胞分布宽度变异系数 RDWCV/%16.01±0.5716.39±0.770.22血小板数目 PLT number/(×109个/L)167.10±66.06113.60±34.870.04平均血小板体积 MPV/fL10.46±1.219.90±0.880.25血小板分布宽度 PDW16.10±0.7216.08±0.580.95血小板压积 PCT/%0.17±0.070.11±0.040.03嗜酸细胞百分比 EO percentage/%8.62±6.126.19±3.130.28

表7 补饲冻干猫草粒对猫血液生化指标的影响

2.3 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫粪便的影响

2.3.1 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫粪便评分、pH以及氨态氮浓度的影响

由表8可知,与对照组相比,试验组的粪便氨态氮浓度显著降低(P<0.05),粪便评分和粪便pH无显著差异(P>0.05)。

表8 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫粪便评分、pH以及氨态氮浓度的影响

2.3.2 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫毛发排出的影响

由表9可知,与对照组相比,试验组的粪便毛发含量评分显著提高(P<0.05),第7天、第14天、第21天和第28天粪便毛发排出占比显著提高(P<0.05)。

表9 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫毛发排出的影响

2.4 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫粪便微生物区系的影响

2.4.1 肠道Venn图

由图1可知,在97%相似水平下,2组共有2 131个OTUs,组间共有573个OTUs,其中试验组和对照组OTUs数目分别为662和896个。

CND:试验组;CONTR:对照组。下图同。

2.4.2 粪便微生物α多样性指数

由表10可知,试验组与对照组之间粪便微生物α多样性指数无显著差异(P>0.05)。

2.4.3 肠道微生物门水平物种组成和相对丰度

由表11可知,在门水平上,试验组粪便的优势菌群为厚壁菌门、拟杆菌门以及梭杆菌门,这3个菌门占细菌总比例约80%。对照组粪便的优势菌群为厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门,这3个菌门占细菌总比例约80%。与对照组相比,试验组的粪便梭杆菌门丰相对度显著提高(P<0.05)。

2.4.4 粪便属水平微生物聚类热图

由图4可知,巨型球菌属(Megasphaera)、拟普雷沃氏菌属(Alloprevotella)、氨基酸球菌属(Acidaminococcus)、阿克曼菌属(Akkermansia)、梭杆菌属(Fusobacterium)、栖粪杆菌属(Faecalibaterium)、Lachnoclostridium、拟杆菌属(Bacteriodes)、毛螺菌属(Lachnospira)在试验组粪便中富集,普雷沃氏菌属9(Prevotella_9)、大肠杆菌-志贺菌属(Escherichia-Shigella)、瘤胃球菌属gnavus组(Ruminococcus_gnavus_group)、分枝杆菌属(Negativibacillus)、霍德曼氏菌属(Holdemanella)在对照组粪便中富集。

3 讨 论

3.1 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫采食性能及血液指标的影响

本试验中,猫采食量以及饮水量均在正常范围之内。采食量和饮水量可以帮助我们了解动物的健康状况以及营养摄入情况,动物的采食量和饮水量如果出现异常,提示动物机体出现疾病或者食物本身存在安全性等一些问题。试验组基础饲粮平均日采食量显著低于对照组,可能是由于试验组补饲的复合麦苗鸡肉冻干会减少猫对基础饲粮的摄食。

本试验中,与对照组相比,试验组的血液单核细胞百分比、血小板压积以及血小板数目显著提高,而血液生化指标无显著差异。血常规指标及血液生化指标主要展示了血细胞数量变化、动态分布以及机体的代谢状态[10-11]。血小板激活后与单核细胞结合形成聚集体,在促进血液高凝及血栓形成、参与炎症反应调节炎症过程等方面发挥重要作用[12]。相关研究表明,大麦苗粉、车前子以及蔓越莓等具有的多糖以及黄酮类物质可以提高机体的免疫功能[13-15]。本试验结果可能是由于复合麦苗鸡肉冻干中的多糖以及黄酮类物质可能会刺激机体的免疫系统,从而使血小板数目和单核细胞百分比得到提高。

表10 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫粪便微生物α多样性指数的影响

表11 粪便微生物门水平相对丰度

3.2 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫毛发排出和粪便理化性质的影响

本试验开始于4月,该时期猫正处于换毛旺期,容易罹患毛球症等问题,因此本试验对于探究复合麦苗鸡肉冻干对猫排毛发效果具有一定的实际意义。本试验中,饲粮中添加复合麦苗鸡肉冻干可以提高粪便毛发含量评分和粪便毛发排出占比,这可能是大麦苗粉、车前子以及蔓越莓等富含的活性物质通过多种途径刺激胃肠蠕动,进而促进毛发从胃肠道排出。大麦苗粉和蔓越莓中含有丰富的不溶性纤维,可以作为粪便的构建框架,增加粪便量,同时其不溶性纤维或者可溶性纤维可被肠道部分细菌利用产生挥发性脂肪酸,降低肠道pH,刺激肠道促进粪便排出[16-17]。Ikeguchi等[18]研究发现,在大鼠饮食中补充大麦苗粉可以增加粪便重量,缩短胃肠传输时间。车前子具有的壳多糖作为黏性多糖,同样可以促进胃肠蠕动,预防便秘[19],维持肠道健康。

本研究中,补饲复合麦苗鸡肉冻干还会显著降低粪便氨态氮浓度。猫粪便产生的气味主要是由胃肠道消化代谢以及肠道菌群代谢产生的吲哚、粪臭素、氨态氮等物质所决定,这些物质在粪便中含量越多说明臭味越大,而丝兰提取物可以帮助动物肠道某些微生物群利用氨气合成蛋白质,降低粪便中氨态氮浓度[20-22]。蒲施桦等[23]报道,在饲粮中添加0.012%丝兰提取物可以很好地降低猪粪便三甲基吲哚、硫化氢和氨气等臭味物质浓度。Saeed等[24]报道,饲粮中添加丝兰提取物可以显著改善家禽粪便臭味。这些报道与本研究结果相似。

Actinobacteriota:放线菌门;Bacteroidota:拟杆菌门;Campylobacterota:弯曲杆菌门;Desulfobacterota:脱硫菌门;Firmicutes:厚壁菌门;Fusobacteriota:梭杆菌门;Proteobacteria:变形菌门;Unidentified_bacteria:未知细菌;Verrucomicrobiota:疣微菌门;Megasphaera:巨型球菌属;Alloprevotella:拟普雷沃氏菌属;Acidaminococcus:氨基酸球菌属;Akkermansia:阿克曼菌属;Fusobacterium:梭杆菌属;Faecalibacterium:栖粪杆菌属;Bacteroides:拟杆菌属;Lachnospira:毛螺菌属;Prevotella_9:普雷沃氏菌属9;Escherichia-Shigella:大肠杆菌-志贺菌属;Ruminococcus_gnavus_group:瘤胃球菌属gnavus组;Negativibacillus:分枝杆菌属;Holdemanella:霍德曼氏菌属。

3.3 补饲复合麦苗鸡肉冻干对猫粪便微生物区系的影响

本研究中,粪便中巨型球菌属、拟普雷沃氏菌属、氨基酸球菌属、栖粪杆菌属、拟杆菌属、毛螺菌属以及阿克曼菌属在试验组猫粪便显著富集,可能是由于复合麦苗鸡肉冻干会促进利用可溶性纤维的菌群相对丰度增加,而这些菌群一方面可以修复胃肠上皮细胞,保证肠上皮的完整性;另一方面可以利用复合麦苗鸡肉冻干中的膳食纤维产生短链脂肪酸(SCFAs),进而刺激胃肠道蠕动,达到排出胃肠内毛发的效果。动物肠道中的微生物可利用大麦苗粉中的部分纤维产生SCFAs等代谢产物,这种产物可以被肠道上皮所利用,为肠道提供能量,同时产生的SCFAs可以降低肠道pH,促进肠道蠕动,进而促进胃肠内容物排出[25]。相关研究表明,大麦苗中的活性多糖以及蔓越莓中的有机酸均可以调节小鼠肠道菌群结构,提高毛螺菌科相对丰度[26-27]。Hu等[4]研究表明,小鼠在饲喂车前子多糖后,拟杆菌属等有益菌群相对丰度增加。上述报道与本研究相一致。肠道中巨型球菌属、拟普雷沃氏菌属、氨基酸球菌属、拟杆菌属可利用肠道中碳水化合物及膳食纤维来产生SCFAs,促进胃肠蠕动,从而调节肠道微生态[28-30]。毛螺菌属以及阿克曼菌属可以修复肠壁完整性,维持肠道正常结构[31]。

本研究中,试验组梭杆菌门、大肠杆菌志贺菌属、霍德曼氏菌属等条件致病菌丰度低于对照组,同时粪便评分均在3分以上,未造成软便腹泻等情况。丝兰次级代谢产生的丝兰提取物其活性成分为皂苷和多酚类物质。皂苷可以通过提高细菌细胞壁通透性来达到抑菌的效果,同时可以直接影响肠道细胞的通透性,改善肠道环境[32-33]。车前子多糖和蔓越莓内的有机酸、酚类物质以及花青素具有一定的抑菌作用,能够提高肠道的抗感染能力[34]。有研究报道显示,蔓越莓的加工产品以及次级代谢产物对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌等具有明显的抑菌效果[35]。本研究结果产生的原因可能与上述原料的多种成分具有的抗感染和抑菌能力有关。

4 结 论

补饲复合麦苗鸡肉冻干在改善猫血常规指标、促进胃肠内毛发排出、减少粪便臭气排放以及调节肠道微生物环境方面具有潜在的益处,可以作为一种潜在的补充剂在猫的营养管理中应用。