載鋅凹凸棒石黏土對犬腸道菌群和抗氧化能力的影響

羅有文，吳海濤，曹斌，卓國榮，吳錦

摘要：本試驗旨在研究Zn-Pal對犬腸道菌群和血清免疫、抗氧化能力的影響。將20只9月齡比格犬隨機分成4組，每組5只，分別飼喂基礎日糧+ZnSO4（鋅添加水平為80 mg/kg，對照組）、基礎日糧+2.55 g/kg Zn-Pal（鋅添加水平為60 mg/kg，Zn-Pal-60）、基礎日糧+3.42 g/kg Zn-Pal（鋅添加水平為80 mg/kg，Zn-Pal-80）、基礎日糧+4.30 g/kg Zn-Pal（鋅添加水平為100 mg/kg，Zn-Pal-100）。30 d后對各組犬只腸道主要菌群和血清免疫、抗氧化指標進行測定。結果顯示，Zn-Pal-80組和Zn-Pal-100組大腸桿菌數量顯著低于對照組（P<0.05），血清IL-6含量顯著高于對照組（P<0.05）;Zn-Pal-100組血清IgG含量顯著高于對照組（P<0.05）;Zn-Pal-80組血清SOD活性顯著高于對照組（P<0.05），Zn-Pal-100組血清MDA含量顯著低于對照組（P<0.05）。由此可見，Zn-Pal可以降低比格犬大腸桿菌數量，改善腸道微生態環境，提高比格犬血清免疫和抗氧化能力。

關鍵詞：鋅;凹凸棒石黏土;比格犬;腸道菌群;血清免疫;抗氧化

中圖分類號：S829.2文獻標識碼：A文章編號：1000-4440（2021）06-1488-05

Effects of zinc-bearing palygorskite on intestinal microflora and antioxidant capability in dogs

LUO You-wen，WU Hai-tao，CAO Bin，ZHUO Guo-rong，WU Jin

（Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College， Taizhou 225300，China）

Abstract：The study was conducted to explore the the effects of Zn-Pal on intestinal microflora and serum immunity， antioxidant capability in dogs.Twenty nine-month-old beagle dogs were randomly divided into four groups with five dogs in each group. They were fed with the basal diet +ZnSO4 （zinc supplemental level was 80mg/kg， control group）， basal diet +2.55 g/kg Zn-Pal （zinc supplemental level was 60mg/kg， Zn-Pal-60）， basal diet +3.42 g/kg Zn-Pal （zinc supplemental level was 80mg/kg， Zn-Pal-80）， and basal diet +4.30 g/kg Zn-Pal （zinc supplemental level was 100mg/kg， Zn-Pal-100）， respectively. After 30 days， the main serum immunity， antioxidant indices and intestinal microflora of beagle dogs in each group were determined. The results showed that the number of Escherichia coli in groups Zn-Pal-80 and Zn-Pal-100 was significantly lower than that in control group （P<0.05）， the serum IL-6 content in groups Zn-Pal-80 and Zn-Pal-100 was significantly higher than that in control group （P<0.05）， and the serum IgG content in group Zn-Pal-100 was significantly higher than that in control group （P<0.05）. The serum SOD activity of group Zn-Pal-80 was significantly higher than that in control group （P<0.05）. The serum MDA content of group Zn-Pal-100 was significantly lower than that in control group （P<0.05）. In conclusion， Zn-Pal can improve the intestinal environment， reduce the number of E.coli and improve the serum immunity and antioxidant capacity of beagle dogs.

Key words：zinc;palygorskite;beagle dog;intestinal microflora;serum immunity;antioxidant

鋅是犬的6種必需微量礦物元素之一，對犬的正常生理代謝起著重要的作用[1]。在動物體內鋅有許多功能，它是200多種含鋅酶的輔助因子和催化劑，并參與細胞分裂、有機物代謝等，也是各種蛋白質的主要成分（生長轉錄因子、受體、細胞因子、酶），是它們發揮生物活性所必需的物質[1-3]。鋅也是寵物生長、抗氧化系統和正常免疫功能所必需的物質[4]，此外，研究結果表明，鋅離子還具有一定的抗菌作用[5-6]。鋅在寵物飼料中來源各異，不同形式的鋅添加到日糧中均能改善動物腸道菌群[4、7-8]。抗生素在飼料中的普遍應用極大地推動了畜牧業的發展，但其帶來的負面影響（抗生素殘留、免疫抑制、細菌耐藥性等）也逐漸顯露出來。自2020年7月中國發布“無抗計劃”后，尋找和研發抗生素的替代品成為近年研究熱點，具有抗菌作用的無機抗菌劑是其中最具有應用和研究前景的一個領域。

非金屬礦由于特殊的顯微結構而具有較大的比表面積，表現出較強的吸附性和離子交換性，常被用作緩釋劑的載體[9-10]。凹凸棒石黏土是一種結構中富含可交換離子的非金屬黏土礦[11-12]，用離子交換法制得的載鋅凹凸棒石黏土（Zn-Pal），是動物日糧鋅的來源之一。目前，寵物日糧中常以無機鋅的形式添加以滿足需要，但由于日糧中鋅的添加量高使得糞便中鋅排泄量偏高從而導致環境問題[12-13]。研究者發現，Zn-Pal不僅可以作為鋅的來源，而且可對病原菌表現出持久的抗菌性，并在相關領域受到了廣泛的關注[9、14]。Yang 等[15]報道，載鋅凹凸棒石黏土添加到雞日糧中可以提高肉品質量和肌肉中鋅的沉積量，并能增強肝臟抗氧化能力。研究結果表明，載鋅凹凸棒石黏土是肉雞良好的鋅來源[9]，日糧中添加鋅改進的黏土，可以提高肉雞生產性能，抑制病原菌的生長，提高腸道抗氧化能力和免疫功能[8、16]。迄今為止，國內外鮮有關于Zn-Pal調控犬腸道菌群、免疫和抗氧化能力的報道。因此，本研究旨在探討Zn-Pal對比格犬腸道菌群、血清免疫和抗氧化指標的影響，為Zn-Pal在犬日糧中的應用提供依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

本試驗所用凹凸棒石黏土由江蘇神力特生物科技股份有限公司提供。Zn-Pal參照顏瑞[17]、Zhang等[18]的方法進行制備，凹凸棒石黏土所負載的鋅量為23.57 mg/g。

1.2試驗設計

選取9月齡健康比格犬（Beagle）20只，公母各10只，隨機分成4組。對照組：基礎日糧+ZnSO4（鋅添加水平為80 mg/kg）;Zn-Pal-60組：基礎日糧+2.55 g/kg Zn-Pal（鋅添加水平為60 mg/kg）;Zn-Pal-80組：基礎日糧+3.42 g/kg Zn-Pal（鋅添加水平為80 mg/kg）;Zn-Pal-100組：基礎日糧+4.30 g/kg Zn-Pal（鋅添加水平為100 mg/kg）。日糧參照2008年美國飼料管理委員會（AAFCO）制訂的犬營養標準進行配制，飼養期為預試期7 d+正試期30 d。日糧組成及營養指標見表1。

1.3飼養管理

所有供試比格犬單籠飼養于試驗房，試驗籠清洗干凈并消毒。預飼期7 d，根據試驗犬在5 min內的自由采食量確定每次供給量。每日上午8時和下午16時給料飼喂，自由飲水。

1.4指標測定

1.4.1腸道菌群的測定于正試期30 d使用無菌便盒收集新鮮糞便約2～3 g，無菌稱取糞樣0.2 g于滅菌離心管中，用無菌生理鹽水以10倍比例按梯度稀釋至1×104、1×105、1×106倍，分別取100 μl稀釋液接種于平板培養皿中，進行微生物培養。大腸桿菌在MAC培養基上37 ℃培養24 h，乳酸桿菌和雙歧桿菌分別在MRS和YPY培養基上37 ℃培養48 h，培養結束后計數，結果用每1 g糞便樣品中細菌數量的對數表示。

1.4.2血清免疫指標的測定于正試期30 d對供試犬只前肢靜脈留置針采血，采集血液約8 ml于離心管中，而后4 500 r/min離心10 min，用微量移液器轉移分離得到的血清并放置于-20 ℃冰箱待測。血清IgG、白介素-1 （IL-1 ）、白介素-2 （IL-2 ）、白介素-6 （IL-6 ）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）采用酶聯免疫法試劑盒進行測定。

1.4.3血清抗氧化指標的測定于正試期30 d對供試犬只前肢靜脈留置針采血，采集血液約8 ml于離心管中，而后4 500 r/min離心10 min，用微量移液器轉移分離得到的血清并放置于-20 ℃冰箱待測。血清中總抗氧化力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（SOD）活性、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性和丙二醛（MDA）含量按試劑盒說明書進行測定。

1.5數據統計與分析

試驗數據錄入Microsoft Excel后采用SPSS19.0統計軟件對樣本均數進行t檢驗，結果以平均值±標準差表示。

2結果與分析

2.1Zn-Pal對犬腸道菌群的影響

表2顯示Zn-Pal-80組和Zn-Pal-100組比格犬腸道大腸桿菌數量顯著低于對照組（P<0.05），各組比格犬腸道乳酸桿菌和雙歧桿菌數量無顯著差異（P>0.05）。

2.2Zn-Pal對犬血清免疫相關指標的影響

表3顯示Zn-Pal-80組和Zn-Pal-100組比格犬血清IL-6含量顯著高于對照組（P<0.05），Zn-Pal-100組比格犬血清IgG含量顯著高于對照組（P<0.05）;各組比格犬血清IL-1含量無顯著差異（P>0.05），各組比格犬血清IL-2、TNF-α含量無顯著差異（P>0.05）。

2.3Zn-Pal對犬血清抗氧化指標的影響

表4顯示Zn-Pal-80組比格犬血清SOD活性顯著高于對照組（P<0.05），Zn-Pal-100組比格犬血清SOD活性比對照組高12.73%（P>0.05）。Zn-Pal-100組MDA含量顯著低于對照組（P<0.05），Zn-Pal-80組與對照組差異不顯著（P>0.05）。比格犬血清T-AOC和GSH-Px活性各組間無顯著差異（P>0.05）。

3討論

3.1Zn-Pal對犬腸道菌群的影響

動物腸道中棲息著100多種菌群，這些微生物構成了腸道的正常微生態菌群。大腸桿菌是腸道菌群中的常見成員，但大腸桿菌過多會引起菌群失調，破壞腸道微生態平衡，并可能導致動物產生疾病[19]。雙歧桿菌和乳酸桿菌能調節動物腸道微生態平衡，增強腸道對有害菌的抵抗力。近年來，金屬離子銀、鋅、銅等交換黏土礦物作為無機抗菌材料在畜牧業中得到了廣泛的應用[20-21]。研究發現，在動物飼料中添加含鋅黏土礦物作為抗生素替代品，具有明顯的抗菌效果[8]。本試驗發現，日糧添加鋅水平為80 mg/kg、100 mg/kg的Zn-Pal時，犬腸道大腸桿菌數量顯著下降。Zn-Pal通過其吸附性和鋅離子的釋放而表現出抗菌能力[21]，蛋白質在代謝過程中產生的氨或腸道毒素被Pal吸附，改善了腸道微生態環境，大腸桿菌的增殖受到抑制，使得Zn-Pal對微生物區系產生影響[22]，從而減少腸道食糜中有害細菌的數量[23]。此外，Zn-Pal試驗組大腸桿菌數量下降，也可能與鋅離子的抑菌性和凹凸棒石黏土的緩釋性有關，Zn-Pal中的鋅離子進入動物腸道后開始解吸，解吸后的鋅離子可以停留在Pal表面，也可以游離在腸道內，與常規鋅源相比具有更好的抗菌效果。

3.2Zn-Pal對犬血清免疫功能的影響

血清免疫是機體體液免疫的重要組成部分，IgG是血清和細胞外液中含量最高的免疫球蛋白，是血清免疫的主要指標。研究結果表明，日糧鋅源的補充可以提高血清免疫分子含量[24]。本試驗發現日糧鋅添加水平為100 mg/kg的Zn-Pal處理組犬血清IgG含量顯著高于對照組，表明Zn-Pal可作為鋅源提高犬血清IgG含量。TNF-α是一種對某些腫瘤細胞具有細胞毒性作用的因子，具有增強機體局部免疫、殺傷腫瘤細胞等作用[25]。IL-6在免疫應答中能促進肝細胞產生急性期蛋白，參與炎癥反應，提高機體對局部感染的防御能力[25]。本試驗結果顯示，日糧添加鋅水平為80 mg/kg、100 mg/kg的Zn-Pal可以顯著提高犬血清中IL-6含量，表明Zn-Pal可以提高犬血清免疫分子含量。Zhang 等[26]的研究結果也表明Zn-Pal可以提高團頭魴血清免疫功能。

3.3Zn-Pal對犬抗氧化能力的影響

鋅是動物體內許多酶和激素的組成成分和激活劑，在犬的生長、免疫和抗氧化功能中起著重要作用[4]。一般而言，健康動物機體氧自由基的產生和消除處于動態平衡狀態[27]。動物生長過程中的不良因素如高溫、寒冷、運輸等可使動物體內產生大量的羥基自由基，破壞動物體內自由基的平衡狀態。SOD是動物酶促抗氧化體系的重要氧化酶，能有效清除自由基，有助于減少和阻止脂質過氧化反應[28]。在本研究中，日糧添加80 mg/kg的Zn-Pal處理組血清SOD活性顯著高于對照組，添加100 mg/kg的Zn-Pal處理組血清SOD活性比對照組高12.73%。Zhang等[26]研究Zn-Pal對團頭魴生長、抗氧化能力和抗運輸應激的影響時發現，日糧中添加Zn-Pal可以提高血清SOD和Cu/Zn-SOD活性。這可能是因為凹凸棒石黏土的吸附緩釋性提高了鋅在犬體內的利用率，而鋅又跟體內許多酶（包括抗氧化酶）的活性相關，從而提高了機體抗氧化酶清除自由基的能力。本試驗還發現，日糧添加鋅水平為80 mg/kg、100 mg/kg的Zn-Pal，犬血清MDA含量均有不同程度下降。Yang等[15]報道，以Zn-Pal作為鋅源添加到肉雞日糧中，肉雞血清中MDA含量顯著下降， SOD活性均呈增加趨勢，同時肝臟中SOD活性也顯著增加，與本試驗結果類似。由此可知，日糧添加Zn-Pal可以提高犬血清抗氧化功能。

日糧添加Zn-Pal可以降低犬腸道中大腸桿菌數量，改善腸道微生態平衡，可以提高血清免疫和抗氧化能力。Zn-Pal可以作為日糧鋅源滿足犬對鋅的需要，但Zn-Pal作為鋅源的生物學利用率是否高于無機鋅還有待于進一步研究。

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（責任編輯：陳海霞）

收稿日期：2021-04-12

基金項目：江蘇省高校自然科學研究面上項目（20KJD230002）

作者簡介：羅有文（1981-），男，福建上杭人，碩士，講師，主要從事寵物營養研究。（E-mail）ywdongke@sina.com