饮水系统添加微酸性电解水对蛋鸡肠道微生物的影响

中国农业大学学报，（）： ：饮水系统添加微酸性电解水对蛋鸡肠道微生物的影响王 阳，张家发，李保明，（中国农业大学 水利与土木工程学院农业部设施农业工程重点实验室 ，北京；北京市畜禽健康养殖环境工程技术研究中心，北京）摘要研究饮用添加微酸性电解水对蛋鸡肠道内微生物的影响 。选取体重 、健康状况相近的 日龄京红父母代蛋鸡 ，随机分为 组 ，每组 只 ，对比饮用添加微酸性电解水 、常规酸化剂 、水质达标自来水对蛋鸡肠道内微生物的影响 。结果表明 ：饮用余氯 微酸性电解水和 酸化剂与未处理组相比较蛋鸡正常粪便率提高；蛋鸡十二指肠 、空肠和回肠内值降低 ，大肠杆菌数量减少以及乳酸菌数量增加 ；微酸性电解水除具有杀菌作用 ，还可改变肠道内微环境 ，微酸性电解水与酸化剂相比更能提高肠道乳酸菌数量 ，对蛋鸡的健康有积极影响 ，但添加微酸性电解水对蛋鸡生理生化指标的影响规律有待进一步研究 。关键词蛋鸡 ；微酸性电解水 ；粪便正常率 ；大肠杆菌 ；乳酸菌中图分类号   文章编号（）   文献标志码  收稿日期 ：基金项目 ：国家蛋鸡产业技术体系 （）；国家自然科学基金面上项目 （）第一作者 ：王阳 ，博士研究生 ，：通讯作者 ：李保明 ，教授 ，博士生导师 ，主要从事畜禽设施养殖工艺与环境研究 ，： ， ， ，（ ， ，； ，） ， ， ： ， ， ， ， ， ， ， ， ； ； ； 蛋鸡饮水系统消毒是保障饮水水质卫生质量以及控制 鸡 群 发 病 的 重 要 环 节。微 酸 性 电 解 水（ ，）是在外加直流电场的作用下 ，采用无隔膜电解方式电解稀盐或稀酸溶液而得到的具有特殊理化特性的水溶液 ，微酸性电解水可以有效杀灭多种微生物和病毒 ，添加余氯质量浓度为微酸性电解水 ，水线杀菌消毒效果显著 ，可有效降低饮水中细菌总数 ，水质达到我国饮水卫生标准。在农业领域 ，微酸性电解水常用于食品贮藏保鲜和畜禽养殖中杀中 国 农 业 大 学 学 报 年 第 卷菌消毒方面：畜禽场人员 、车辆 、物品以及空气环境的消毒等 。 等研究了微酸性电解水在鸡舍卫生防疫方面的应用并发现微酸性电解水对动物健康无害 ；等和等认为在饮水系统中添加电解水可以减少动物药物使用量 ，且不会对动物的生产性能产生负面影响 。微酸性电解水可有效杀灭饮水系统中细菌 、降低饮水中菌落总数 ，使蛋鸡饮水水线内水质达到我国饮水卫生标准 ，已有电解水消毒杀菌研究主要针对体外杀菌消毒 ，但微酸性电解水在蛋鸡饮用后对肠道内微生物的影响研究报道甚少 。有些微生物对健康生长有益 ，有助于肠道发育成熟 ，促进肠道的完整性 ，有效抑制有害病原体 ，同时也可以发挥维护肠道免疫稳态 、预防炎症的作用。因此 ，认清饮用添加微酸性电解水对蛋鸡肠道内微生物的影响 ，是微酸性电解水作为蛋鸡饮水长期消毒添加剂可行性需要考虑的关键问题 。本试验拟对比研究饮用添加微酸性电解水 、常规酸化剂与水质达标自来水对蛋鸡肠道微生物环境的影响 ，进一步研究添加微酸性电解水作为蛋鸡场长期饮水消毒剂的可行性 ，以期为蛋鸡养殖过程中饮水系统杀菌消毒方式的选择提供参考依据 。 材料与方法 试验地点及仪器设备 试验鸡舍试验于在中国农业大学上庄实验基地环境控制鸡舍进行 。人工喂料清粪 ，乳头饮水器自动饮水系统饲养管理 。 试验设计试验选取体重 、健康状况相近的日龄京红父母代蛋鸡 ，随机分为、 组 ，每组个重复 ，每个重复只 ，分别饲养在鸡舍相同规格的个鸡笼内 ，鸡笼尺寸。组蛋鸡饮用水质达标自来水 ，组饮用余氯质量浓度为微酸性电解水 ，组饮用酸化剂 ，除日常饮水不同 ，其余饲喂 、环境等条件均一致 。试验分为预饲期和正饲期 ，预饲期周后进行正饲期周 。 试验材料及设备试验 材 料 ：氯 化 钠 （），分 析 纯 ；稀 盐 酸（），分析纯 ；余氯速测试剂 ，上海昕瑞仪器仪表有限公司 ；营养琼脂 ，北京奥博星生物技术有限责任公司 ；巧妙酸 ，德国绍曼集团 。试验设备 ：有效氯测定仪 ，日本笠原理化工业株式会社 ；余氯仪 ，上海昕瑞仪器仪表有限公司 ；微型螺旋混合仪 ，上海沪西分析仪器厂有限公司 ；便携式酸度计 ，杭州盈傲仪器有限公司 ；电子天平 ，梅特勒托利多仪器有限公司 ；语音菌落计数器 ，上海华光仪器仪表厂 ；自动蒸汽灭菌锅 ，北京发恩科贸有限公司 ；医用型超净工作台 ，北京东联哈尔仪器制造有限公司 ；智能生化培养 箱 ，上 海 森 信 实 验 仪 器 厂 ；移 液 枪 ，德 国。本试验所用微酸性电解水制备装置由中国农业大学农业部设施农业工程重点实验室与睿安德环保设备 （北京 ）有限公司等单位联合研制 。该微酸性电解水机每小时可生成微酸性电解水，所得微酸性电解水值为 ，为，值为。 试验方法 微酸性电解水制备配制质量分数和质量分数的混合溶液 ，用微酸性电解水机经过循环电解 ，得到有效氯质量浓度为、为左右的微酸性电解水 ；加水稀释 ，配制余氯质量浓度为的微酸性电解水 。 半固体培养基配制用精密天平准确称取蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、葡萄糖、醋酸钠、柠檬酸二铵、 、 、琼脂，量取蒸馏水 、吐 温，将上述药品加入蒸馏水中 ，使 用溶液调节为，加热并不断搅拌 ，煮沸，分装至三角瓶中 ，灭菌。 饮用添加微酸性电解水 、酸化剂对蛋鸡粪便形态影响对比试验蛋鸡粪便包括盲肠粪和小肠粪 ，其中以小肠粪为主 。蛋鸡粪便变化可间接反应鸡群肠胃功能和健康状况。通常情况下 ，正常的小肠粪便较干燥且成型 ，为形状均匀的圆球状 ，小肠粪中含有尿酸盐 ，其表面通常包裹一层白色物质 （图）。每周连续对蛋鸡粪便形态进行观察并评分 ，评分标准见表。第 期 王阳等 ：饮水系统添加微酸性电解水对蛋鸡肠道微生物的影响图 蛋鸡粪便形态 表 蛋鸡粪便评分标准 粪便形态 评分标准 正常粪便 干燥成型 ，表面覆有白色尿酸盐 ，可以完整捡起 、滚动 。异常粪便 稀薄 ，不成形 ，不可以完整捡起 。 饮用添加微酸性电解水 、酸化剂对蛋鸡肠道影响对比试验周正饲期后 ，将蛋鸡屠宰 ，取十二指肠 、空肠 、回肠 、肌胃 、和盲肠内容物 ，装入灭菌离心管中 ，立即检测各肠段内容物。肠道内容物质量采用式 （）计算得出 。（）式中 ：为装入各肠段内容物前离心管质量 ，；为装入十二指肠 、空肠 、回肠 、肌胃 、和盲肠等肠段内容物后 ，离心管与内容物的总质量 ，。按照肠道内容物与蒸馏水质量比为的比例对肠道内容物加蒸馏水进行稀释 ，并充分混合均匀 ，用计测定各肠段肠道内容物的。 添加微酸性电解水 、酸化剂对蛋鸡肠道微生物影响对比试验正饲期后将鸡屠宰 ，取十二指肠 、空肠和回肠内容物分别装入只无菌离心管中 ，并立即放入冰箱中冷冻保存备用 ，用于检测大肠杆菌和乳酸杆菌数量 。试验时 ，取出条件下冷冻保存的十二指肠 、空肠和回肠肠道内容物各管 ，置于无菌操作台内 ，室温下解冻 。准确称量无菌离心管的质量 ，记为，用无菌移液枪的枪头挑取适量肠道内容物于无菌离心管中 ，再次称量离心管与肠道内容物总质量 ，记为，肠道内容物质量用式 （）计算得出 。按照肠道内容物与灭菌蒸馏水质量比为的比例对肠道内容物加蒸馏水进行稀释 ，并充分混合均匀 ，制成样品菌液 。检测大肠杆菌 ：依据平板菌落计数法操作过程进行操作 ；检测乳酸杆菌 ：取稀释过的肠道内容物 加 入 到 装 有 玻 璃 珠 和生 理 盐 水 的血浆瓶中 ，轻轻搅动玻璃珠 ，使样品与灭菌生理盐水混合均匀 ，再取血浆瓶中液体至具塞玻璃试管中进行稀释 ，稀释时上下轻搅次 ，稀释过程中不得产生气泡 ，然后将试管放在温度为的生化培养箱中进行恒温培养。计数时以每管菌落数为宜 。 结果与分析 蛋鸡粪便形态对比试验结果分析在预饲期 ，自来水组 、电解水组 、酸化剂组蛋鸡的饮水量分别为、（只 ），组粪便正常率均为，组间无显著性差异 ；试验正饲期自来水组 、电解水组 、酸化剂组蛋鸡的饮水量分别为、（只 ）；试验预饲期 、正饲期蛋鸡粪便正常率如表所示 ，以平均值标准差表示 。正饲期的第一周 ，自来水组粪便正常率无显著变化 ，而电解水组和酸化剂组蛋鸡粪便正常率均有显著提升至和；第一至四周 ，电解水组与酸化剂组蛋鸡粪便正常率均显著高于自来水组 ；第四周试验结束 ，电解水组和酸化剂组蛋鸡粪便正常率维持在左右 ，而自来水组仍然维持在左右 ；正饲期间 ，自来水组与电解水组 、酸化剂组蛋鸡粪便正常率差异显著 ，但电解水组与酸化剂组间粪便正常率无显著差异 ，电解水组蛋鸡粪便正常率略高于自来水组 。以上结果表明 ，饮用电解水和酸化剂可以显著改善蛋鸡肠道环境 ，降低不良粪便率 。蛋鸡在正常生长情况下 ，其粪便形态应保持相对稳定 ，粪便形态波动往往与鸡只的健康状况密切相关 ，正常的粪便形态呈现 “上小下大 ”螺旋状 ，颜色多为棕褐色 ，并且上面覆盖一层白色尿酸盐 。鸡粪便形态不正常 ，通常表现为水样稀粪 。研究表明导致鸡水样稀粪的原因除了与鸡舍内环境温湿度有关 ，中 国 农 业 大 学 学 报 年 第 卷表 试验蛋鸡预饲期 、正饲期粪便正常率 分组预饲期 第一周 第二周 第三周 第四周 自来水   电解水 酸化剂   注 ：同行小写字母相同表示差异不显著 （），不同表示差异显著 （）。： （）， （）还可能是由细菌 、霉素感染及肠炎等引起的 ，一些急性传染病毒 ，如轮状病毒 、厌氧菌感染或者肠道寄生虫病 、肠道菌群失调 ，都会造成水样稀便。 肠道内容物对比试验结果分析饮水中添加微酸性电解水或酸化剂后 ，蛋鸡十二指肠 、空肠 、回肠 、肌胃 、盲肠主要消化器官内容物均比自来水组有所降低 （图），但差异不显著 ，且自来水组蛋鸡消化器官内容物变化波动较大 ；试验微酸性电解水组 、酸化剂组 、自来水组蛋鸡盲肠内容物分别为、。禽类消化道本身可以分泌含盐酸和胃蛋白酶的消化液 ，肠道低有利于胃蛋白酶的激活率 ，通常越低 ，胃蛋白酶原激活率越高 ，因图 蛋鸡肠道内容物 此适当降低蛋鸡消化道，可有效促进胃蛋白酶的活性和酶原激活率 ，从 而 提 高 蛋 白 质 的 消 化率。 蛋鸡小肠微生物对比试验结果分析图示出试验电解水组 、酸化剂组 、自来水组蛋鸡小肠内大肠杆菌 、乳酸菌总数的对数值 。由图（）可见 ：电解水组和酸化剂组蛋鸡在十二指肠 、空肠和回肠内的大肠杆菌数目均无显著性差异 ，但两者均显著低于自来水组 ；十二指肠内大肠杆菌数目的对数值为，未使用任何添加剂的自来水组大肠杆菌数分别是添加微酸性电解水组 、酸化剂组的和倍 ；电解水组 、酸化剂组蛋鸡 空 肠 内 大 肠 杆 菌 数 目 比 自 来 水 组 分 别 少、；电解水组 、酸化剂组蛋鸡回肠内的大肠杆菌数目比自来水组分别少、。结果表明饮用微酸性电解水可以有效抑制蛋鸡十二指肠 、空肠和回肠内大肠杆菌数目 ，且效果与复合酸化剂效果相当 。由图（）可见 ：除十二指肠外 ，微酸性电解水组 、酸化剂组内乳酸菌数目均高于自来水组 ；电解水组和酸化剂组蛋鸡回肠 、空肠内乳酸菌数目无显著性差异 ，但均显著高于自来水组 ；酸化剂组十二指肠内乳酸菌数最低 （ ），而电解水组 、自来水组分别为和 ，组之间并无显著性差异 ；电解水组 、酸化剂组 、自来水组蛋鸡空肠内乳酸杆菌数目分别为、；酸化剂组蛋鸡回肠内乳酸杆菌数目是电解水组 、自来水组的和倍 。试验结果表明微酸性电解水可以有效促进蛋鸡肠道各肠段内乳酸菌繁殖生存 ，且效果与复合酸化剂效果一致 。第 期 王阳等 ：饮水系统添加微酸性电解水对蛋鸡肠道微生物的影响图 蛋鸡十二指肠 、空肠 、回肠中大肠杆菌数 （）和乳酸菌数 （） （） （） ， 讨论 饮水系统添加微酸性电解水对蛋鸡肠道微生物的影响李智等研究表明酸化剂能显著改善蛋鸡肠道环境 ，减 少 腹 泻 率 ，提 高 正 常 粪 便 率 ；朱 碧 泉等发现饲料中添加有机酸 ，肉鸡十二指肠 、空肠和盲肠均有所降低 ；也有研究发现 ，较低可以减缓胃排空速度 ，利于蛋白质消化分解 ；酸化剂通过降低，破坏微生物渗透压 ，阻止微生物细胞正常繁殖 ，从而抑制微生物生长发育达到抑菌作用。本试验研究结果表明蛋鸡饮用添加质量浓度为的微酸性电解水 ，蛋鸡的不良粪便率降低 ，且十二指肠 、空肠 、回肠 、肌胃 、盲肠内容物均比自来水组有所降低 ，微酸性电解水对蛋鸡十二指肠 、空肠 、回肠 、肌胃 、盲肠内的影响结果与酸化剂效果相似 。饮水中添加微酸性电解水可以改善蛋鸡肠道微环境 ，降低不良粪便率 ，降低消化器官内容物。乳酸菌是蛋鸡消化系统中最主要的有益菌之一 ，其中以乳酸菌等有益菌组成的优势菌群约占消化系统总菌量的以上 ，对蛋鸡消化系统的正常运转发挥着重要作用。 等研究表明添加酸化剂可显著降低大肠杆菌数量 ，同时显著提高肠道内乳酸菌数量 ；等研究发现酸化剂可以有效抑制细菌 、真菌生长 ，控制大肠杆菌 、弯曲杆菌和沙门氏菌数量 。酸化剂通过降低消化系统，为消化系统创造酸性环境 ，可以有效促进有益菌的生长 ，并且抑制有害菌的增殖 ，本试验结果表明饮用添加质量浓度为微酸性电解水同酸化剂相比更能提高肠道内乳酸菌数量 ，且可以控制蛋鸡十二指肠 、空肠和回肠内大肠杆菌数量 ，对蛋鸡的健康有积极意义 。 微酸性电解水与酸化剂经济投入比较分析酸化剂在提高消化酶活性 、保护畜禽肠道健康 、改善畜禽生产性能方面具有显著效果 ，已经被广泛应用于畜禽饲料及饮水中 ，酸化剂可以通过降低肠道的方式改变肠道内微生物区 ，即促进有益菌增殖 ，同时抑制有害菌，但使用酸化剂的投入成本是蛋鸡养殖过程中年投入较大一部分 。研究表明不影响蛋鸡产蛋率下 ，蛋鸡年饲料消耗量为只 ，以意大利进口的某品牌酸化剂为例 ，根据饲料种类及配方 ，每吨饲料需要添加酸化剂，栋饲养规模为万只的蛋鸡舍 ，使用酸化剂的年投入成本为万万元 。微酸性电解水主要成本为微酸性电解水机 、氯化钠 、稀盐酸 ，具 有 瞬 时 、高 效 、安 全 、无 残 留 的 杀 菌 特点，；栋饲养规模万只的蛋鸡舍电解水机的设备成本约万元 ，设备可以循环使用 ，大幅度降低蛋鸡舍养殖年投入成本 ，增加收入水平 。 结论）蛋鸡饮用余氯微酸性电解水和的 酸 化 剂 可 以 显 著 降 低 蛋 鸡 的 不 良 粪便率 。）蛋鸡饮用余氯微酸性电解水和中 国 农 业 大 学 学 报 年 第 卷的酸化剂可降低十二指肠 、回肠和空肠内，减少大肠杆菌数量以及增加乳酸菌数量 。）蛋鸡饮用微酸性电解水可以改变肠道内微环境 ，微酸性电解水与酸化剂相比更能提高肠道乳酸菌数量 ，对蛋鸡的健康有积极意义 。）蛋鸡饮水中添加微酸性电解水对蛋鸡生理生化指标的影响及作用机理仍有待进一步研究 。参考文献刘瑞磊 ，赵玉春 浅谈蛋鸡场饮用水管理 中国畜牧杂志 ，（）： ， ，（）：（ ）张家发 蛋鸡舍饮水系统的电解处理与饮用效果研究 北京 ：中国农业大学 ， ： ，（ ）曹薇 ，张春玲 ，李保明 喷洒微酸性电解水对荞麦芽菜生长的影响 农业工程学报 ，（）： ， ， ，（）：（ ）叶章颖 ，祁凡雨 ，裴洛伟 ，杨楠 ，和劲松 ，魏晓明 ，朱松明 微酸性电解水对 虾 仁 的 杀 菌 效 果 及 其 动 力 学 农 业 工 程 学 报 ，（）： ， ， ， ， ， ， ，（）：（ ）臧一天 ，李星烁 ，李保明 ，曹薇 微酸性电解水对污染轮胎表面的模拟消毒优化 农业工程学报 ，（）： ， ， ， ，（）：（ ） ， ， ， ，： ， ， ，（）： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，（）： ， ， ， ，（）： ， ，（）： ， ， ， ，（）： ， ， ， ， ， ， ， ，（）： ， ， ， ，（）：兴丽 ，韩鲁佳蛋鸡粪便理化指标与其肥料成分含量相关关系研究 安全与环境学报 ，（）： ， ，（）：（ ）刘艳利 ，辛洪亮 ，黄铁军 ，刘磊 ，阳成波 ，杨小军酸化剂对蛋鸡生产性能 、蛋品质及肠道相关指标的影响 动物营养学报 ，（）： ， ， ， ， ， ， ，（）：（）孙小琴 ，龚月生 ，段玉兰 ，赵青山柠檬酸对蛋鸡消化道内容物和盲肠菌群的影响 西北农林科技大学学报 ：自然科学版 ，（）： ， ， ， ： ，（）：（ ）李智 ，胡拥明 ，朱建平酸化剂对蛋鸡生产与代谢的影响饲料研究 ，（）： ， ， ，（）：（ ）陈理盾 ，肖曙光 ，韩占兵鸡粪便异常与相关疾病的分析中国家禽 ，（）： ， ， ，（）：（第 期 王阳等 ：饮水系统添加微酸性电解水对蛋鸡肠道微生物的影响）郭鹏 ，卢建 ，李军 ，罗四维 ，赵国琦复合酸化剂对肉仔鸡消化道值和消化酶活性的影响 饲料工业 ，（）： ， ， ， ， ，（）：（ ）罗四维复合酸化剂对肉仔鸡生产性能和消化道内环境的影响扬州：扬州大学 ， ， ： ，（ ）朱碧泉 ，曾秋风 ，丁雪梅 ，余冰 ，陈代文复合有机酸和黄霉素对肉鸡生产性能及肠道微生态的影响 中国家禽 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