體外法評價益生菌對豬飼料中三種大宗原料干物質消化率的影響

袁艷枝，劉永立，衡軍影，張 杰，李高強

（1.河南佰役安生物工程有限公司，鄭州 450000；2.焦作市佰役安生物工程有限公司，河南 焦作 454450；3.焦作市佰役安生物科技有限責任公司，河南 焦作 454450）

國內外有諸多研究報道表明：體外法具有快速、簡便、準確、費用低等優點，動物代謝試驗法費時、費力，且重演性、可比性差，因此說體外消化試驗的系統研究及應用前景廣闊[1]。消化率是衡量動物消化能力和飼料可消化性的重要指標[2]，影響飼料轉化率最關鍵的因素是消化率。飼料占養豬生產總成本的60%～80%，降低飼料成本、提高干物質消化率是提高養豬經濟效益的重要舉措。

大量活體試驗結果表明，益生菌在提高豬生長性能、改善腸道微生物區系結構及提高機體免疫力等方面具有積極作用[3-5]。益生菌是一類含有活菌或其代謝產物的生物制劑，因其具有安全可靠、無抗藥性、無殘留、不污染環境等優點而備受關注。枯草芽孢桿菌在發酵時能分泌大量胞外酶，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶等，能降解飼料中蛋白質、脂肪、多糖等大分子營養物，促進營養物質的吸收轉化，從而降低養殖的飼料系數[6-7]。嗜酸乳桿菌能產生乳酸、乙酸和一些對有害菌起抑制作用的抗菌素，但是益菌作用比較弱。到目前為止，世界各國尚無飼用益生菌評價的相關體系和標準，且目前益生菌在養豬生產中的研究多集中于活體動物代謝試驗法，運用仿生消化法評定豬飼料原料干物質消化率的影響研究較為缺乏。

本試驗利用三角瓶體外模擬消化仿生系統，比較了添加不同益生菌對飼料原料干物質消化率的影響，以期為飼料益生菌生物學效價評定的仿生消化法操作規程建立提供參考。

1 試驗時間及地點

試驗于2020 年7—8 月份在河南佰役安生物工程有限公司研發中心檢測分析實驗室進行。

2 材料與方法

2.1 益生菌

枯草芽孢桿菌活菌數為1.58×109cfu·mL-1，嗜酸乳桿菌活菌數為3.60×108cfu·mL-1，均由河南佰役安生物工程有限公司研發研究室篩選并制備。

2.2 飼料原料

玉米、豆粕和麥麩三種大宗飼料原料，購買自河南紅星農資發展有限公司。采用四分法對三種大宗原粒進行取樣，然后用飼料粉碎機粉碎過40 目篩，充分混合均勻后備用。三種大宗飼料原料的干物質含量分別為：玉米90.87%，麥麩92.19%，豆粕91.22%。

2.3 試驗設計

試驗采用單因子試驗設計，采用仿生消化法評定三種飼料原料的干物質消化率，每種飼料原料分為4 組，即對照組（仿生消化過程中不添加益生菌）、枯草芽孢桿菌組（添加枯草芽孢桿菌1 mL）、嗜酸乳桿菌組（添加嗜酸乳桿菌1 mL）和復合菌組（添加枯草芽孢桿菌0.5 mL+嗜酸乳桿菌0.5 mL），每組6個重復，每個重復使用一個三角瓶。

2.4 豬胃腸道緩沖液及消化液配制

2.4.1 豬消化道緩沖液配制

參照《單胃動物仿生消化系統操作手冊》（第2 版）豬飼料酶水解物能值測定技術規程中模擬豬消化道緩沖液配制方法[8]配制豬胃緩沖液、豬小腸緩沖液。

2.4.2 豬消化道消化液配制

參照《豬飼料酶水解物能值測定技術規程》中豬消化道消化液配制方法[9]配制模擬豬胃消化液、模擬豬小腸消化液、模擬豬大腸消化液。

2.5 消化過程

參照參考文獻[10]中操作步驟進行。

胃階段消化：分別準確稱取2.000 0 g（準確至0.000 2 g）三種大宗飼料原料（玉米、麥麩、豆粕），轉移至事先準備好的三角瓶，用移液器加入16 mL模擬豬胃消化液。對照組不添加益生菌，不同處理組在對照組基礎上分別添加相應益生菌：枯草芽孢桿菌組添加濃度為1.58×109cfu·mL-1的枯草芽孢桿菌1 mL，嗜酸乳桿菌組添加濃度為3.60×108cfu·mL-1的嗜酸乳桿菌1 mL，復合菌組添加枯草芽孢桿菌0.5 mL+嗜酸乳桿菌0.5 mL。封口膜封口后固定在事先開啟到39 ℃恒溫水浴搖床上。該階段消化時間4 h。

小腸階段消化：胃階段消化結束后，取下三角瓶，依次用移液器加入2 mL 豬小腸緩沖液和2 mL 模擬豬小腸消化液，封口膜封口后固定到39 ℃恒溫水浴搖床上，繼續小腸階段消化。該階段消化時間22 h。

大腸階段消化：小腸階段消化結束后，取下三角瓶，用移液器加入4 mL 模擬豬大腸消化液，封口膜封口后固定到39 ℃恒溫水浴搖床上，繼續大腸階段消化。該階段消化時間24 h。

消化完成后取下三角瓶，用事先準備好的烘干稱重后的Whatman541 濾紙進行抽濾，抽濾結束后對濾紙及未消化殘渣烘干稱重，最后進行干物質消化率的計算。

DMD=（M0-M1）/M1×100%。

式中：DMD為干物質消化率；M0為樣品干物質重量；M1為未消化殘渣干物質重量。

2.6 數據的統計分析

根據單因素完全隨機設計，結果以“平均值±標準差”表示。運用SPSS 17.0 軟件對數據進行one-way ANOVA 程序分析，平均值通過Duncan’s法進行多重比較，P＞0.05 為差異不顯著，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

3 結果與分析

3.1 添加益生菌對三種大宗飼料原料干物質消化率的影響

添加益生菌對三種大宗飼料原料進行體外消化，結果見表1。

表1 三種大宗飼料原料的干物質消化率測定結果 %

3.1.1 玉米的體外干物質消化率

由表1可知，對照組玉米體外干物質消化率為58.28%，加入枯草芽孢桿菌后玉米的干物質消化率達68.50%，加入嗜酸乳桿菌后玉米的體外干物質消化率達68.67%，加入復合益生菌后玉米的體外干物質消化率達69.2%。加入益生菌后玉米的干物質消化率均極顯著高于對照組（P＜0.01），說明益生菌對玉米干物質消化率具有促進作用。且復合菌組玉米干物質消化率最高，但與分別添加枯草芽孢桿菌組和嗜酸乳桿菌組差異不顯著（P＞0.05）。

3.1.2 麥麩體外干物質消化率

由表1可知，對照組麥麩體外干物質消化率為48.60%，加入枯草芽孢桿菌后麥麩的干物質消化率為46.80%，加入嗜酸乳桿菌后麥麩的體外干物質消化率為45.67%，加入復合益生菌后麥麩的體外干物質消化率為46.50%。加入嗜酸乳桿菌后麥麩體外干物質消化率顯著低于其他組別（P＜0.05）。對照組與枯草芽孢桿菌組和復合菌組相比差異不顯著（P＞0.05）。

3.1.3 豆粕體外干物質消化率

由表1可知，對照組豆粕體外干物質消化率為58.30%，加入枯草芽孢桿菌后豆粕的干物質消化率為42.60%，加入嗜酸乳桿菌后豆粕的體外干物質消化率為67.17%，加入復合益生菌后豆粕的體外干物質消化率為56.17%。對照組與枯草芽孢桿菌組和嗜酸乳桿菌組差異極顯著（P＜0.01），與復合菌組差異不顯著（P＞0.05）。且加入嗜酸乳桿菌后的豆粕干物質消化率最高且均極顯著性高于其他組別（P＜0.01），加入益生菌枯草芽孢桿菌對豆粕的干物質消化率沒有起到促進作用。

3.2 不同組別未消化殘渣

不同組別未消化殘渣對比結果見圖1。

圖1 不同組別未消化殘渣對比

由圖1 可見，在分別加入益生菌枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌及兩者復合菌后，玉米未消化殘渣顏色及粒度差異較小；麥麩未消化殘渣顏色改變明顯加深、粒度增大；豆粕在加入嗜酸乳桿菌后，未消化殘渣明顯減少；加入枯草芽孢桿菌和兩者復合菌后，未消化殘渣質量并未表現出明顯減少，但顏色差異明顯。

4 討 論

近年來，人們對益生菌功能的研究主要集中于益生菌對宿主的作用、益生菌調節腸道生理功能的研究、益生菌與腸道黏膜免疫關系的研究、益生菌調節腸道微生態菌群平衡中的作用等方面[11]，而關于益生菌對飼料轉化率的影響效果也是值得研究的。2020 年在全國禁抗執行情況下，益生菌的飼用進一步得到重視，其對活體動物的免疫機能及腸道健康的作用已得到大量驗證[3-5]。如何提高飼料轉化率，最大限度地降低料肉比、提高經濟效益一直是養殖行業相關研究熱點。酶制劑主要是提高飼料轉化率，而益生菌調節腸道菌群平衡，能夠促進腸道健康和營養吸收，增強機體免疫力和維持腸道菌群平衡，從而提高動物生產性能。學者們普遍認為益生菌并不是單一物質發揮作用，而是一個多種物質協同作用和腸道其他益生菌共同完成的綜合方式[12]。

4.1 玉米體外干物質消化率

玉米能值高，適口性好，無氮浸出物（NFE）含量高，消化率達90%以上，可使豬只具有較好的生產性能。玉米作為飼料中添加量占比較高的飼料原料，其消化率直接影響整個飼料的消化率評定。益生菌作為一種活菌制劑，能夠在一定條件下繁殖并產生大量生物活性成分。從本次試驗數據來看：添加益生菌可以改善玉米的干物質消化率，但不同菌種的改善程度不同。對照組與試驗組差異極顯著（P＜0.01），且加入益生菌（枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌）后的玉米干物質消化率均極顯著高于對照組（P＜0.01），說明益生菌對玉米干物質消化率具有一定的促進作用。M.E.Sanders 等[13]認為，與單一菌株的益生菌相比，復合的菌株或菌種具有更好的益生效果。本試驗發現，試驗組復合菌組玉米干物質消化率最高達69.20%，效果最好。

4.2 麥麩體外干物質消化率

麥麩主要含有纖維素、半纖維素、木質素、淀粉、蛋白質，還有少量脂肪、礦物元素等。在飼料中一般是作為主要的粗纖維來源，同時麥麩也屬于能量飼料。從本次試驗可以看出：加入枯草芽孢桿菌及其與嗜酸乳桿菌的復合菌對麥麩干物質消化率無顯著影響（P＞0.05），且兩組間無顯著差異（P＞0.05）。可能原因是，麥麩作為主要的粗纖維來源含有較多纖維素，益生菌自身產生分解纖維素的能力不夠，故益生菌對麥麩體外干物質消化率的影響效果不明顯。

4.3 豆粕體外干物質消化率

豆粕屬于蛋白質類飼料，作為一種高蛋白質，豆粕是制作牲畜與家禽飼料的主要原料。熊云霞[14]研究復合益生菌固態發酵豆粕對斷奶仔豬生長性能、腸道形態及腸道菌群的影響，結果表明添加復合益生菌固態發酵豆粕顯著提高了斷奶仔豬的平均日增重，顯著降低了料重比、顯著提高了空腸絨毛高度和十二指腸的絨隱比。從本次試驗數據來看：對照組與試驗組（分別加入枯草芽孢桿菌和嗜酸嗜酸乳桿菌）相比，差異極顯著（P＜0.01），與加入復合益生菌的試驗組差異不顯著（P＞0.05）。且加入嗜酸乳桿菌益生菌后豆粕的干物質消化率最高且均極顯著高于其他組（P＜0.01）。枯草芽孢桿菌組和嗜酸乳桿菌組均對豆粕的干物質消化率產生極顯著影響。可能原因是嗜酸乳桿菌產生的生物活性成分蛋白酶等各種酶，在一定程度上對豆粕干物質的消化率起到一定的促進作用。

5 結 論

（1）加入益生菌枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌及兩者復合菌后對玉米干物質消化率均有促進作用。

（2）加入益生菌枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌及兩者復合菌后對麥麩干物質消化率均無促進作用。

（3）加入益生菌嗜酸乳桿菌后對豆粕干物質消化率具有促進作用，加入枯草芽孢桿菌后無促進作用。

三種大宗原料存在不同的研究結果可能與飼料原料本身的成分含量及益生菌的菌種特性、菌種組合、添加比例等有關。本試驗所用復合菌由枯草芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌混合而成，如何發揮其最佳使用效果，還需對兩種菌的添加劑量、配伍比例和使用階段進一步研究確定。