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β-胡萝卜素在动物体内具有多种功能,不仅是维生素A原,还具有很强的抗氧化性,可保护机体免受自由基和脂质过氧化的损伤,对机体的免疫、繁殖等功能起着重要的调节作用,但由于β-胡萝卜素口服难吸收,一般需采用注射的方法,限制了其作用的发挥,因此研究高效的β-胡萝卜素口服制剂是提高β-胡萝卜素在动物生产上发挥作用的重要途径。
本试验研究了β-胡萝卜素微囊制剂的生产工艺和β-胡萝卜素对怀孕后期母猪繁殖性能、免疫性能、激素水平的影响,并探讨了其作用机理。试验分为两个部分:一、β-胡萝卜素微囊制剂的生产工艺研究,二、怀孕后期母猪日粮中添加β-胡萝卜素微囊制剂对繁殖性能、抗氧化能力和免疫功能的影响。
试验一研究β-胡萝卜素微囊的制备方法。试验采用喷雾干燥法,结果表明:喷雾干燥条件为进风温度200℃,固形物浓度在25%时,制得的β-胡萝卜素微囊产率最高。微粒颗粒均匀,平均粒径为230μm。稳定性试验结果表明,未经任何处理的β-胡萝卜素原粉在试验条件下第48 h时保留率为5.68%,72h后保留率降到0.55%,而β-胡萝卜素微囊与之相比,在培养箱中持续光照24 h时,保留率为90.23%;持续光照4 d,保留率仍有75.39%。溶出度测定结果表明,将β-胡萝卜素原粉先后加入人工模拟胃液和肠液中,呈悬浮状态,各反应2 h后,胃肠液中均未检出β-胡萝卜素;β-胡萝卜素微囊在人工模拟胃液中反应2 h时溶出度为89.23%,之后在人工模拟肠液中反应2 h溶出度为95.69%。
试验二采用单因素设计,选取繁殖条件一致(胎次为4或5胎,上一胎产仔10~13头,体形均匀、健康状况良好,以杜洛克精液二次人工受精、且预产期在同一周内)的长大母猪48头,随机分成四组,每组12头母猪,单栏饲养。试验从怀孕80天开始,对照组饲喂基础日粮,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组分别添加β-胡萝卜素40、100、160 mg/kg(由微囊换算)。在妊娠第95天和妊娠第110天时每组选取5头母猪耳静脉采血,测定血清维生素A和β-胡萝卜素含量、免疫球蛋白含量、抗氧化功能和激素水平。在母猪分娩启动至仔猪吮乳前采集初乳样,测定初乳中维生素A、β-胡萝卜素含量和免疫球蛋白含量,在母猪分娩后测定窝产仔数和初生重。主要试验结果如下:
(1)添加不同水平的β-胡萝卜素微囊制剂能显著提高仔猪初生重,添加40 mg/kg、100 mg/kg和160 mg/kgβ-胡萝卜素组的仔猪初生重分别比对照组提高11.8%(P<0.05),9.93%(P<0.05)和16.4%(P<0.05),添加40 mg/kg、100 mg/kg和160 mg/kgβ-胡萝卜素组初生窝重分别比对照组提高12.0%、15.3%和16.4%(P<0.05),β-胡萝卜素微囊制剂对产活仔无显著影响。
(2)添加β-胡萝卜素微囊制剂能提高妊娠母猪血清和初乳中维生素A和β-胡萝卜素含量。妊娠第95天时血清中维生素A的含量随β-胡萝卜素的添加量的增加而呈增长趋势,添加100 mg/kg组血清维生素A含量为77.13μg/100 mL(P=0.062),160 mg/kg组为77.42μg/100 mL(P<0.05),添加40 mg/kg组血清维生素A与对照组无显著差异;妊娠第110天时母猪血清维生素A和β-胡萝卜素的含量均随着β-胡萝卜素微囊制剂的添加量的增加而提高,添加160mg/kg组血清维生素A和β-胡萝卜素水平分别比对照组提高了30.40%(P<0.05)和18.18%(P<0.05)。初乳中的维生素A和β-胡萝卜素的含量也随着β-胡萝卜素微囊制剂添加量的增加而提高,添加不同剂量β-胡萝卜素微囊制剂均能显著提高初乳中的维生素A含量(P<0.05)。初乳中β-胡萝卜素的含量也随着β-胡萝卜素添加水平的增长而提高,添加160 mg/kg组比对照组显著提高(P<0.05)。
(3)添加β-胡萝卜素微囊制剂能提高妊娠母猪免疫功能。在妊娠第95天时,添加不同剂量β-胡萝卜素微囊制剂均能显著提高血清免疫球蛋白含量,添加100 mg/kg和160 mg/kgβ-胡萝卜素组血清IgG分别比对照组提高了41%和74%(P<0.01)。在妊娠第110天时,添加40 mg/kg、100 mg/kg和160 mg/kgβ-胡萝卜素组血清IgG分别比对照组提高53.5%,65.9%和73.3%(均有P<0.05)。添加160 mg/kgβ-胡萝卜素组血清IgM和IgA水平在试验前后期均有显著性提高。添加40 mg/kg、100 mg/kg和160 mg/kgβ-胡萝卜素组初乳中IgG分别比对照组提高了53.5%(P<0.05),65.9%(P<0.05)和73.3%(P<0.05)。
(4)添加β-胡萝卜素微囊制剂能提高妊娠母猪的抗氧化能力。在妊娠第110天时,40 mg/kg、100 mg/kg和160 mg/kgβ-胡萝卜素组血清总抗氧化能力(TAOC)分别比对照组提高40%、42%和101%。在谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和超氧化歧化酶(SOD)活性的变化趋势比较相似。妊娠第95天时添加40 mg/kg和100 mg/kgβ-胡萝卜素组母猪血清GSH-PX分别与对照组没有显著性差异,而160 mg/kgβ-胡萝卜素组降低了45.7%(P<0.05)。妊娠第110天添加40 mg/kg和100 mg/kgβ-胡萝卜素组比对照组的SOD的活力均得到提高分别提高了33%和41%(P<0.05)。160mg/kgβ-胡萝卜素组在妊娠95天和110天都有较大幅度的降低,分别降低了45.7%和41.5%(P<0.05)。
(5)添加160mg/kgβ-胡萝卜素组妊娠母猪血清雌二醇和孕酮水平显著提高,在妊娠第95天时,添加160mg/kgβ-胡萝卜素组血清孕酮水平比对照组提高13.7%(P<0.05),在妊娠第110天时,添加160 mg/kgβ-胡萝卜素组雌二醇和孕酮水平分别比对照组提高了37.8%(P<0.05)。添加40 mg/kg和100 mg/kgβ-胡萝卜素组对血清雌二醇和孕酮水平无显著影响。
综上所述:通过微囊制剂化处理可以提高凸-胡萝卜素的溶出度,妊娠后期母猪的日粮中添加β-胡萝卜素微囊制剂能提高仔猪的初生重,提高妊娠母猪血清和初乳中维生素A和β-胡萝卜素含量,增强妊娠母猪的免疫功能和抗氧化功能,高剂量的β-胡萝卜素微囊制剂能提高妊娠母猪血清雌二醇和孕酮水平。