有機(jī)酸化劑對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和腸道健康的影響

張旭暉 王 恬* 冀鳳杰 郭福存 曹 宏

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，南京 210095;2.諾偉司國(guó)際研發(fā)中心，北京 100085)

仔豬斷奶后胃蛋白酶活性大大降低，使飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(特別是蛋白質(zhì))消化吸收不良，造成飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)及仔豬營(yíng)養(yǎng)性腹瀉。腸道內(nèi)高pH為各種有害菌提供適宜的繁殖環(huán)境，并且未被消化的蛋白質(zhì)飼料在經(jīng)過(guò)腸道時(shí)也給各種細(xì)菌提供了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，致使病原菌大量繁殖，爆發(fā)細(xì)菌性疾病。傳統(tǒng)養(yǎng)殖實(shí)踐一般采用抗生素預(yù)防和治療細(xì)菌性傳染病，雖然取得了一定的效果，但是不可避免的產(chǎn)生了諸如耐藥性、藥物殘留等問(wèn)題。鑒于抗生素使用上的種種弊端，在仔豬飼糧中添加適量的酸化劑以彌補(bǔ)仔豬生理性產(chǎn)酸不足，已逐漸成為一項(xiàng)重要的營(yíng)養(yǎng)措施［1－4］。

酸化劑具有調(diào)控動(dòng)物腸道微生物平衡、增殖有益菌、抑制有害菌、降低腸道pH、提高消化酶活性、提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率、減慢胃排空速度、提高動(dòng)物抗應(yīng)激和免疫力等方面的功能［1－6］。仔豬飼糧中添加有機(jī)酸化劑的研究從20世紀(jì)60年代就已開始，國(guó)內(nèi)對(duì)仔豬飼糧酸化的研究起步較晚，且主要局限于添加效果的研究。關(guān)于其作用效果的報(bào)道國(guó)內(nèi)外并不完全一致。原因可能和不同類型的有機(jī)酸化劑及其鹽類對(duì)動(dòng)物代謝的作用途徑或模式存在差異有關(guān)［7］。另外，由于飼糧組成及其酸結(jié)合力、蛋白質(zhì)來(lái)源、動(dòng)物的生長(zhǎng)階段、健康狀況、斷奶時(shí)間、動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境條件及有機(jī)酸化劑添加水平等因素影響，使得生產(chǎn)實(shí)踐中有機(jī)酸化劑的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益差異很大。因此，對(duì)不同組合和配比的有機(jī)酸化劑的比較研究是十分必要的。本試驗(yàn)旨在探討不同有機(jī)酸化劑組合對(duì)斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能和腸道健康的影響，為其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

有機(jī)酸化劑A(有效成分富馬酸22%、苯甲酸50%、甲酸鈣14.5%、羥基蛋氨酸鈣4.5%);有機(jī)酸化劑B(有效成分富馬酸39.8%、苯甲酸19%、羥基蛋氨酸鈣33.8%);保護(hù)型有機(jī)酸化劑C(有效成分甲酸≥22%、山梨酸≥9%、富馬酸≥9%);仙人掌提取物(cactus extract，CE，其中含多糖35%、生物堿1.25%)，均由諾偉司國(guó)際有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)管理

選用“長(zhǎng)×大”二元雜交健康仔豬540頭(公母各占1/2)，21日齡斷奶。斷奶后1～7 d為預(yù)試期，飼喂商品代乳料，至試豬28日齡，平均體重為(8.23±0.40)kg(P＞0.05)時(shí)，開始為期4周的正式試驗(yàn)。試驗(yàn)仔豬采用地面飼養(yǎng)，半開放豬舍，自然通風(fēng)。仔豬自由采食和飲水。免疫和驅(qū)蟲程序按豬場(chǎng)常規(guī)同步進(jìn)行。隨時(shí)觀察、記錄仔豬采食和健康狀況。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼糧

試驗(yàn)采用單因子隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將28日齡540頭試豬隨機(jī)分成6個(gè)組，每個(gè)組設(shè)6個(gè)重復(fù)(公母各3個(gè)重復(fù))，每個(gè)重復(fù)15頭豬。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，有機(jī)酸化劑組(I、II、III、IV和 V 組)在基礎(chǔ)飼糧中分別添加0.3%的有機(jī)酸化劑A、有機(jī)酸化劑 B+C(2∶1)、有機(jī)酸化劑 A+C(2∶1)、有機(jī)酸化劑A+CE(2∶1)和有機(jī)酸化劑A+C+CE(2.0∶0.5∶0.5)。試驗(yàn)全期共 28 d，分為 3 個(gè)生長(zhǎng)階段，分別為前期(28～35日齡)、中期(36～42日齡)和后期(43～56日齡)。

參照NRC(1998)仔豬回腸表觀可消化氨基酸模式配制玉米－豆粕型基礎(chǔ)飼糧，其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。試驗(yàn)中為預(yù)防或治療呼吸道疾病，在基礎(chǔ)飼糧中均添加利高霉素(含鹽酸大觀霉素和林可霉素，輝瑞，美國(guó))，此外，基礎(chǔ)飼糧中均添加75 mg/kg抗氧化劑(諾偉司國(guó)際有限公司)。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air－dry basis) %

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 The premix provides the following per kg of diet:Fe 100 mg，Cu 250 mg，Zn 100 mg，Mn 100 mg，I 0.3 mg，Se 0.3 mg，VA 13 500 IU，VD32 150 IU，VE 15 IU，VK 3 mg，VB11.8 mg，VB26 mg，VB324 mg，泛酸鈣calcium pantothenate 20 mg，膽堿 choline 5 000 mg，生物素 biotin 4.5 mg，VB110.3 mg，VB120.024 mg，L － 賴氨酸 L－lysine 3 000 mg，DL － 蛋氨酸 DL－methionine 1 500 mg，利高霉素 lincomycin hydrochloride［前期(starter stage)40 mg，中期(middle stage)55 mg，后期(finishing stage)60 mg］。

2)營(yíng)養(yǎng)水平為計(jì)算值。The nutrient levels are calculated values.

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 生長(zhǎng)性能

準(zhǔn)確記錄各圈試豬的喂料量與余料量，計(jì)算每頭仔豬各生長(zhǎng)階段及全期的平均日采食量(ADFI);試豬于每周開始及結(jié)束時(shí)，07:00以重復(fù)為單位空腹稱重，記錄階段始重(IBW)和末重(FBW)，計(jì)算每頭仔豬各生長(zhǎng)階段及全期的平均日增重(ADG);根據(jù)仔豬各生長(zhǎng)階段及全期的ADFI和ADG計(jì)算料重比(F/G)。1.4.2 仔豬腹瀉率

每天觀察試豬腹瀉情況，1頭試豬腹瀉1 d記為1次腹瀉。

腹瀉率(%)=［試驗(yàn)期內(nèi)腹瀉頭數(shù)/(試驗(yàn)天數(shù)×試驗(yàn)頭數(shù))］×100。1.4.3 直腸糞樣微生物菌群數(shù)量

采用平板涂布計(jì)數(shù)法檢測(cè)直腸糞樣微生物菌群數(shù)量。于試驗(yàn)第7、10和17天(即豬生長(zhǎng)階段的35、38和45日齡)早上，從每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)選取1頭豬，在無(wú)菌條件下用小勺取直腸糞便樣品冷凍保存。

測(cè)定時(shí)，將樣品解凍，在無(wú)菌操作臺(tái)內(nèi)稱取2 g左右糞樣與滅菌稀釋液配制成1∶50稀釋液，振蕩3～5 min，用微量移液槍準(zhǔn)確吸取該稀釋液5 mL至盛有10 mL滅菌稀釋液試管中，用漩渦振蕩器振蕩1～2 min，制成10－1稀釋液，再用微量移液槍準(zhǔn)確吸取該稀釋液1 mL至盛有9 mL滅菌稀釋液試管中，用旋渦振蕩器振蕩1～2 min，制成10－2稀釋液，依次進(jìn)行 10－3～10－5稀釋。

將直腸糞樣的稀釋液接種于相應(yīng)的培養(yǎng)基［大腸桿菌用伊紅－美藍(lán)(EMB)培養(yǎng)基;乳酸桿菌用M17瓊脂培養(yǎng)基;金色葡萄球菌采用甘露醇高鹽瓊脂培養(yǎng)基;產(chǎn)氣莢膜桿菌采用亞硫酸鹽－多粘菌素－磺胺嘧啶瓊脂培養(yǎng)基］，每種指標(biāo)檢測(cè)5個(gè)稀釋梯度，每個(gè)梯度設(shè)2個(gè)重復(fù)。大腸桿菌37℃有氧培養(yǎng)16 h，乳酸桿菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌37℃厭氧培養(yǎng)36 h，金色葡萄球菌37℃需氧或兼性厭氧培養(yǎng)24 h。結(jié)果以lg(CFU/g)(每克腸道內(nèi)容物中含菌落總數(shù)的對(duì)數(shù))表示［2］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用SPSS 9.0軟件GLM程序進(jìn)行方差分析，采用LSD和Duncan氏法進(jìn)行多重比較，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)酸化劑組合對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

由表2可知，在試驗(yàn)前期(28～35日齡)，各組間的末重、平均日采食量和平均日增重均無(wú)顯著差異(P＞0.05)，而I和IV組的料重比顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。在試驗(yàn)中期(36～42日齡)，各組間斷奶仔豬的末重、平均日采食量、平均日增重和料重比均無(wú)顯著差異(P＞0.05)。在試驗(yàn)后期(43～56日齡)，I和II組的末重顯著高于對(duì)照、III、IV組(P＜0.05);II組的平均日增重和平均日采食量顯著高于對(duì)照、III和 IV組(P＜0.05);V組的料重比最低，顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。

試驗(yàn)全期(28～56日齡)，I和II組的平均日增重最高，分別比對(duì)照、III、IV和V組顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)提高了13.79%、10.00%、10.00%和6.45%。I和II組的平均日采食量較高，顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)高于其他各組;I、IV和V組的料重比最佳，分別比對(duì)照組顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)降低了6.40%、5.23%和5.23%。

2.2 不同有機(jī)酸化劑組合對(duì)斷奶仔豬腹瀉率的影響

由表3可知，在28～35日齡，I、II和 III組斷奶仔豬的腹瀉率呈現(xiàn)相同趨勢(shì)，顯著高于對(duì)照組(P＜0.05);在36～42日齡、43～56日齡和28～56日齡，I、II、III和 IV組斷奶仔豬的腹瀉率呈現(xiàn)相同趨勢(shì)，顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)高于對(duì)照組。

2.3 不同有機(jī)酸化劑組合對(duì)斷奶仔豬直腸微生物菌群的影響

由表4可知，與對(duì)照組相比，35日齡時(shí)，各有機(jī)酸化劑添加組大腸桿菌數(shù)分別顯著降低了10.66%、11.01%、8.78%、11.59% 和 9.72%(P＜0.05);38日齡時(shí)，分別顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)降低了18.92%、16.02%、15.25%、18.82%和11.78%;45日齡時(shí)，分別顯著降低了17.97%、16.09%、14.91%、15.89% 和14.71%(P ＜0.05)。

乳酸桿菌數(shù)在35日齡時(shí)，I、II組分別比對(duì)照組增加了8.18%和6.68%，但差異不顯著(P=0.07)。

與對(duì)照組相比，35日齡時(shí)，I和IV組的金色葡萄球菌數(shù)顯著降低，且均降低了5.03%(P＜0.05);38日齡時(shí)，添加有機(jī)酸化劑的5個(gè)組，金色葡萄球菌全部受到顯著抑制，分別比對(duì)照組顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)降低了14.93%、13.59%、13.71%、14.20%和9.59%;45日齡時(shí)，I、II、III和V組金色葡萄球菌數(shù)分別比對(duì)照組顯著降低了10.45%、8.54%、9.17%和9.30%(P＜0.05)。

表2 不同有機(jī)酸化劑組合對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響Table 2 Effects of different organic acid combination on growth performance of weaner piglets

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)字母相同、相鄰、相隔分別表示差異不顯著(P＞0.05)，顯著(P＜0.05)和極顯著(P＜0.01)。下表同。

In the same row，the same letters on the upper right side of the data mean no significant difference(P＞0.05)，and the adjacent and the alternate letters mean significant difference(P＜0.05 or P＜0.01).The same as below.

表3 不同有機(jī)酸化劑組合對(duì)斷奶仔豬腹瀉率的影響Table 3 Effects of different organic acid combination on diarrhea rate of weaner piglets %

與對(duì)照組相比，35日齡時(shí)，IV組的產(chǎn)氣莢膜桿菌數(shù)顯著降低了10.38%(P＜0.05);38日齡時(shí)，II、III、IV和V組產(chǎn)氣莢膜桿菌數(shù)分別比對(duì)照組顯著降低了6.74%、7.19%、7.76%和8.90%(P＜0.05);45日齡時(shí)，添加有機(jī)酸化劑的5個(gè)組產(chǎn)氣莢膜桿菌數(shù)有顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)降低，分別比對(duì)照組降低了7.53%、9.02%、7.65%、11.07%和9.25%。

3 討論

在養(yǎng)豬業(yè)中，早期斷奶是提高母豬生產(chǎn)性能的重要途徑。但是由于仔豬生理機(jī)能發(fā)育不完善，斷奶會(huì)導(dǎo)致仔豬生長(zhǎng)緩慢、食欲降低、消化不良、抗病力下降和腹瀉等，即為斷奶綜合征。由于斷奶仔豬消化道尚未發(fā)育完全，消化酶分泌不足［8］，此外胃中產(chǎn)酸力不足［9］，從而更加無(wú)法激活胃蛋白酶原，導(dǎo)致仔豬不能有效地降解消化谷物 及餅粕中的碳水化合物和蛋白質(zhì)［10］。

表4 不同有機(jī)酸化劑組合對(duì)斷奶仔豬直腸微生物菌群的影響Table 4 Effects of different organic acid combination on rectalmicrobial population of weaner piglets lg(CFU/g)

國(guó)內(nèi)外眾多研究表明，添加有機(jī)酸可以顯著提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。Yi等［11］報(bào)道，在北美針對(duì)不同的仔豬飼養(yǎng)方案，添加0.5%的有機(jī)酸化劑B具有與抗生素(如卡巴氧)類似的生長(zhǎng)促進(jìn)效應(yīng)。Li等［12］試驗(yàn)也表明，添加0.5%有機(jī)酸化劑B與抗生素效果類似，可以顯著提高斷奶仔豬的增重和飼料轉(zhuǎn)化效率。本試驗(yàn)表明，添加0.3%有機(jī)酸化劑A及B+C組合可極顯著提高平均日增重，這與前人研究結(jié)果一致。

Kirchgessner等［13］總結(jié)了一些歐洲學(xué)者的研究結(jié)果，表明在斷奶仔豬開槽料中添加1% ～2%富馬酸能夠提高仔豬日增重、采食量、飼料轉(zhuǎn)化效率和表觀消化率。Giesting等［14］報(bào)道，在斷奶仔豬飼糧中添加2%丙酸、富馬酸或檸檬酸均能提高飼料轉(zhuǎn)化效率，并且將仔豬飼糧富馬酸添加量從1%提高到3%，能夠線性提高仔豬平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率。在本試驗(yàn)中，各有機(jī)酸化劑添加組的料重比均有不同程度的改善。然而，有的研究結(jié)果并不一致［15－17］。有機(jī)酸應(yīng)用效果的差異，可能與飼糧的緩沖能力、飼糧中有機(jī)酸添加劑量、飼料原料組成、添加劑的組合、斷奶年齡和飼養(yǎng)階段等有關(guān)［18－19］。

研究表明，常規(guī)玉米－豆粕型飼糧的pH約為6［20］，而仔豬胃蛋白酶最適 pH 為 2.0 ～3.5，因而，直接飼喂此種飼糧會(huì)導(dǎo)致仔豬胃中pH升高。潛在的病原菌可以通過(guò)保護(hù)屏障進(jìn)而在消化道內(nèi)定植。此外，未充分酸化的胃內(nèi)容物降低了飼料在小腸前段的消化率，從而使更多未消化的食糜進(jìn)入腸道后段，提高了異常發(fā)酵和腹瀉的風(fēng)險(xiǎn)。本試驗(yàn)各個(gè)階段，0.3%有機(jī)酸化劑A、B+C、A+C、A+CE添加組的仔豬腹瀉率顯著或極顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明腹瀉情況得到顯著控制。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為飼糧酸化能有效控制仔豬消化道內(nèi)有害菌群數(shù)量，降低仔豬腹瀉率［1，21］。這是因?yàn)轱暭Z添加酸化劑降低了腸道pH，使有害微生物的適宜生存環(huán)境遭到破壞，但同時(shí)為乳酸桿菌等有益菌創(chuàng)造了適宜的生存繁殖環(huán)境。乳酸桿菌代謝的產(chǎn)物乳酸、過(guò)氧化氫也對(duì)大腸桿菌等有抑制殺滅作用。因此，酸化劑將會(huì)有助于腸道微生物菌群的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減少病原菌感染，為動(dòng)物提供一個(gè)健康的腸道環(huán)境。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組比較，添加有機(jī)酸化劑的各組在35、38及45日齡，直腸中大腸桿菌、金色葡萄球菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌數(shù)量有不同程度的降低;而乳酸桿菌數(shù)量比對(duì)照組有所增加。Li等［12］研究表明，14日齡斷奶仔豬飼糧中添加0.5%有機(jī)酸化劑B，糞便致病性革蘭氏陰性菌大腸桿菌數(shù)下降，有益菌乳酸桿菌數(shù)增加，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。腸道致病菌的減少可能會(huì)減少宿主營(yíng)養(yǎng)素的菌群競(jìng)爭(zhēng)，減少內(nèi)源性損失，進(jìn)而改善氨基酸和能量的消化和吸收［19］。這可能是仔豬生長(zhǎng)性能得以被腸道微生物菌群改善的原因。

綜合本試驗(yàn)的結(jié)果不難看出，合理配比的有機(jī)酸可以充分利用不同酸之間的互補(bǔ)協(xié)同作用，既可降低消化道pH，改善消化道生理環(huán)境，又可發(fā)揮有效的抑菌殺菌作用，改善消化道生態(tài)環(huán)境，其作用效果優(yōu)于單一酸，這已被大量研究所證實(shí)［22－26］。有機(jī)酸的主要作用位點(diǎn)是飼料本身和胃，當(dāng)有機(jī)酸到達(dá)小腸時(shí)，近中性的pH和快速吸收機(jī)制削弱了有機(jī)酸在這部分消化道的抗菌能力。有機(jī)酸化劑B+C組合采用植物來(lái)源的保護(hù)性載體脂肪，可以使其活性物質(zhì)緩慢釋放，并滿足腸道pH的需要。Keller等［27］采用體外模擬腸道生理?xiàng)l件的模型，在中性pH下培養(yǎng)肉湯的數(shù)據(jù)表明，山梨酸具有強(qiáng)抗菌效果，甲酸和富馬酸的效果次之。而其他有機(jī)酸，比如蘋果酸、檸檬酸和乳酸對(duì)沙門氏菌和其他病原菌的效果很有限。這可以解釋本試驗(yàn)添加有機(jī)酸化劑B+C組合獲得最佳生長(zhǎng)性能，是因?yàn)槠鋵?shí)現(xiàn)了有機(jī)酸對(duì)全腸道的保護(hù)作用。然而關(guān)于有機(jī)酸化劑A+C及B+C組合的添加量，尚需更多試驗(yàn)驗(yàn)證。

4 結(jié)論

結(jié)果表明，仔豬飼糧中添加適宜的有機(jī)酸化劑及通過(guò)不同有機(jī)酸化劑之間合理配比能夠改善斷奶仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育和腸道健康，降低有害菌總數(shù)。本試驗(yàn)中，添加有機(jī)酸化劑A和B+C組合應(yīng)用效果最好。

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