發(fā)酵豆粕對斷奶仔豬腸道形態(tài)及消化酶活性的影響

向大育

（恩施職業(yè)技術學院，湖北恩施 445000）

豆粕（SBM）是豬源飼料的主要構成成分，能給豬群生長提供大量的能量和蛋白質。然而，SBM中含有的生物活性化合物抗營養(yǎng)因子（ANFs）會干擾豬對營養(yǎng)物質的消化、吸收和利用（Wonnop等，2005）。高胰蛋白酶抑制劑水平可對動物蛋白質消化產(chǎn)生不利影響，同時研究發(fā)現(xiàn)，胰蛋白酶和糜蛋白酶抑制劑與降低蛋白質消化率和胰腺肥大有關（單達聰?shù)龋?013）。此外，仔豬消化不良的另一個原因可能是對大豆球蛋白和β-連接球蛋白的過敏反應引起小腸形態(tài)異常（楊虹坤等，2015）。枯草芽孢桿菌是發(fā)酵大豆食品的重要發(fā)酵劑，大豆蛋白可水解成氨基酸和多肽。徐基利等（2011）發(fā)現(xiàn)，利用枯草芽孢桿菌發(fā)酵大豆可作為仔豬日糧中高度可消化的蛋白質來源。蘭云賢等（2011）發(fā)現(xiàn)，用幾種芽孢桿菌發(fā)酵大豆可提高大豆的溶解度和體外消化率。關于枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆粕（FSBM）對仔豬小腸形態(tài)和消化功能影響的研究鮮見報道。因此，本試驗研究枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆粕對仔豬小腸形態(tài)及小腸內(nèi)容物和胰腺消化酶活性的影響，為其進一步應用及推廣提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料 本地品種豆粕購于湖北廣華生物有限公司；消化酶活性檢測試劑盒均購自南京建成公司；枯草芽孢桿菌WB117株由中國科學院微生物研究所提供。

1.2 試驗設計 選擇初始體重為 （7.5±0.5）kg的純種大白30 d斷奶仔豬60頭，隨機分為兩組，即對照組（SBM）和試驗組（FSBM），每組3個重復，每個重復10頭。斷奶仔豬飼養(yǎng)管理按照試驗豬場的具體飼養(yǎng)方法進行操作。豬群自由采食和飲水，試驗期為30 d。基礎日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。對照組飼喂玉米-SBM日糧，試驗組用FSBM代替SBM。

1.3 樣本采集 在試驗結束時，選擇12頭豬（每組6頭）進行屠宰。在小腸的三個不同部位取組織樣本 （0.5 cm×1 cm），用生理鹽水沖洗，保存于10%福爾馬林進行顯微鏡分析。腸道內(nèi)容物樣品于4℃保存。

1.4 測定指標

1.4.1 消化酶活性分析 消化酶活性檢測采用快速檢測試劑盒，蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性以單位（U/g）表示，以每分鐘水解1 mol底物的酶量為1 U/g。

表1 日糧組成和營養(yǎng)水平

1.4.2 仔豬腸道形態(tài)觀察 光學顯微鏡檢查：將樣品包埋在石蠟中，切片，用蘇木精和伊紅染色。使用圖像處理和分析系統(tǒng)測量絨毛高度和隱窩深度。

掃描電鏡：將樣品在乙醇中脫水，在鋨涂層之后，用ISI掃描電鏡觀察樣品并拍照。

1.5 試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學分析 試驗按隨機整塊設計進行分析，并使用SAS的通用線性模型（GLM）程序對所有數(shù)據(jù)進行方差分析（Kenworthy R，1996），結果以“平均數(shù)±標準差”表示。P ＜ 0.05表示差異顯著。

2 試驗結果

2.1 SBM和FSBM對仔豬腸道形態(tài)的影響 由圖1可知，喂養(yǎng)SBM的仔豬的絨毛較短、紊亂、較寬，而喂養(yǎng)FSBM的仔豬的絨毛較長、較圓、規(guī)則且逐漸變細。表2表明，試驗組仔豬十二指腸、空腸、回腸絨毛高度顯著高于對照組（P＜0.05），分別增加34.3、28μm和23μm。對照組仔豬十二指腸隱窩深度顯著高于試驗組 （P＜0.05）；與對照組相比，試驗組十二指腸絨毛/隱窩比值明顯升高（P ＜ 0.05）。

2.2 SBM和FSBM對仔豬小腸消化酶活性的影響由表3可知，試驗組十二指腸、空腸蛋白酶、胰蛋白酶活性顯著高于對照組（P＜0.05），其余各指標活性較對照組有所提高，但差異不顯著（P＞0.05）。

表2 SBM和FSBM對仔豬腸道形態(tài)的影響

圖1 飼喂豆粕（SBM；左）和發(fā)酵SBM（FSBM；右）的仔豬腸道絨毛掃描電鏡

2.3 SBM和FSBM對仔豬胰腺消化酶活性的影響 由表4可知，飼喂FSBM后，仔豬胰腺胰蛋白酶活性較對照組降低 28.50%（P＜0.05），兩組間蛋白酶、淀粉酶、糜蛋白酶活性均無明顯變化。

3 討論

3.1 SBM和FSBM對仔豬腸道形態(tài)的影響 與飼喂SBM的仔豬相比，飼喂FSBM的仔豬小腸絨毛高度增加，隱窩深度減少。有研究表明，胰蛋白酶抑制劑、凝集素和大豆球蛋白對仔豬消化道的形態(tài)和功能有不利影響（劉媛媛等，2006），胰蛋白酶抑制劑會干擾胰蛋白酶和糜蛋白酶的正常功能，導致腸道形態(tài)異常，高水平的胰蛋白酶抑制劑會對動物的蛋白質消化產(chǎn)生不利影響。大豆球蛋白和β-連接球蛋白的過敏反應可能是導致大豆營養(yǎng)價值降低的主要原因之一，這些抗原蛋白通過降低絨毛高度和增加隱窩深度來改變小腸的形態(tài)，削弱消化和吸收營養(yǎng)的能力。本試驗結果表明，通過發(fā)酵可消除胰蛋白酶抑制劑，同時試驗組小腸形態(tài)學結果顯示，枯草芽孢桿菌發(fā)酵可提高SBM的營養(yǎng)價值，減少或消除一些重要的抗營養(yǎng)因子，如某些大肽甘氨酸和β-甘氨酸。此外，SBM中的抗營養(yǎng)因子還可能損害消化和增加內(nèi)源蛋白排泄，尤其對斷奶仔豬影響最大，通過發(fā)酵可降低或消除抗營養(yǎng)因子。

表3 SBM和FSBM對仔豬小腸消化酶活性的影響U/g

表4 SBM和FSBM對仔豬胰腺消化酶活性的影響U/g

3.2 SBM和FSBM對仔豬小腸、胰腺消化酶活性的影響 本試驗結果表明，飼喂FSBM的仔豬小腸內(nèi)容物酶活性顯著提高，這可能與胰蛋白酶抑制劑的活性降低有關。此外，飼喂SBM仔豬胰蛋白酶和淀粉酶均顯著升高，這可能與飼糧中胰蛋白酶抑制劑的存在有關。有研究發(fā)現(xiàn)，胰蛋白酶抑制劑可通過激素負反饋誘導胰腺消化酶合成增加（張琳琰等，2015），也有研究表明，消化酶活性的下降不僅與胰蛋白酶抑制劑有關，還與其他ANFs有關（Miller等，1986）。 本試驗中 FSBM 對仔豬消化酶活性的改善也可能與大豆球蛋白的降解有關，這是由于枯草芽孢桿菌發(fā)酵主要是將蛋白質水解成氨基酸和多肽 （顧立偉等，2009）。因此，通過枯草芽孢桿菌發(fā)酵可以提高SBM的營養(yǎng)價值，克服大豆球蛋白中ANFs對腸道結構和功能的不利影響。

與對照組相比，試驗組斷奶仔豬的腸道形態(tài)學及消化酶活性均有不同程度的改善，這說明枯草芽孢桿菌發(fā)酵可提高SBM的營養(yǎng)品質，從而減少或克服SBM中抗營養(yǎng)因子對斷奶仔豬的負面影響。但本次試驗中發(fā)酵過程對大豆蛋白中ANFs的影響具體機制還需進一步研究。

4 結論

本試驗結果表明，在仔豬日糧中添加枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆粕能顯著提高仔豬小腸絨毛高度，降低十二指腸隱窩深度，提高十二指腸和空腸總蛋白酶和胰蛋白酶的活性，降低仔豬胰腺胰蛋白酶活性。