乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬生長性能、養(yǎng)分表觀消化率和血液指標(biāo)的影響

趙祖艷 楊運南 劉日亮 張云龍 胡 浩 鄭衛(wèi)江* 姚 文

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)消化道微生物實驗室，江蘇省消化道營養(yǎng)與動物健康重點實驗室，南京 210095；2.江蘇遠(yuǎn)山生物技術(shù)有限公司，鹽城 224001)

仔豬在早期斷奶期間由于環(huán)境、采食方式的改變，加之腸道發(fā)育尚不完善，容易引發(fā)腸道免疫系統(tǒng)功能性紊亂，從而導(dǎo)致腹瀉，并使其采食量和日增重下降[1]。因此，斷奶仔豬的高腹瀉率將導(dǎo)致機體發(fā)育遲緩，甚至死亡，嚴(yán)重影響經(jīng)濟效益[2]。促生長飼用抗生素以往作為飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖中廣泛應(yīng)用，主要目的是預(yù)防疾病、刺激畜禽生長和提高飼料轉(zhuǎn)化率[3]。然而，由于飼用抗生素的長期不規(guī)范使用，細(xì)菌耐藥性及抗生素殘留等問題逐漸暴露；一方面添加促生長飼用抗生素已沒有促生長作用，另一方面還嚴(yán)重威脅公眾衛(wèi)生及人類健康[4]。根據(jù)我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)定，自2020年7月1日起，飼料生產(chǎn)企業(yè)停止生產(chǎn)含飼用抗生素的商品飼料[5]。因此，在飼料禁抗的背景下，亟需尋找一種安全、有效的促生長飼用抗生素替代物來緩解早期斷奶導(dǎo)致的仔豬腹瀉率升高和生長性能的降低。

益生菌、益生元或合生素被認(rèn)為是抗生素的理想替代品之一[6]。凝結(jié)芽孢桿菌是芽孢桿菌屬的革蘭氏陽性菌，菌體形態(tài)呈桿狀，兼性厭氧，最適溫度為37～45 ℃，最適pH為6.6～7.0；該菌可分解糖類產(chǎn)生L-乳酸，具有耐酸、耐鹽、耐熱、易培養(yǎng)和易保存的特性[7]。與其他不產(chǎn)乳酸的芽孢桿菌相比，凝結(jié)芽孢桿菌更有利于恢復(fù)胃腸道的微生態(tài)平衡并提高機體免疫力[8]。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加2×106和2×107CFU/g凝結(jié)芽孢桿菌均可提高斷奶仔豬的膽固醇代謝，維持腸道完整性，減輕氧化應(yīng)激和腹瀉[9]。此外，凝結(jié)芽孢桿菌的孢子具有很強的抵抗力、復(fù)活力和穩(wěn)定性，能在胃的酸性環(huán)境中活化，最終在腸道中萌發(fā)并繁殖[10-11]。由于凝結(jié)芽孢桿菌在胃腸道中的高度穩(wěn)定性、無毒作用以及高效性而被稱為“益生菌之王”[12]。乳果糖是由半乳糖和果糖組成的化學(xué)益生元，能以原型到達(dá)結(jié)腸并被腸道菌群分解代謝[13]。體外發(fā)酵結(jié)果顯示，與同濃度的菊粉和低聚果糖相比，乳果糖分解產(chǎn)生的乳酸濃度更高[14]。此外，0.5%乳果糖在增強乳酸桿菌和雙歧桿菌生長繁殖方面表現(xiàn)出更好的益生作用[15]。研究表明，飼喂0.05%或0.10%乳果糖均可改善斷奶仔豬生長性能和養(yǎng)分表觀消化率，同時減少糞便中大腸桿菌數(shù)量和氨氣的排放量[16]。

合生素是指以增效形式將益生元和益生菌結(jié)合使用的生物制劑，其效果往往優(yōu)于單獨使用益生元或益生菌[17]。合生素可通過益生元增強益生菌在腸道的附著和繁殖，從而改善動物生長性能，提高飼料轉(zhuǎn)化率[18]。目前，有關(guān)乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素在斷奶仔豬上應(yīng)用的研究還較少。因此，本試驗旨在探究乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬生長性能、腹瀉率、養(yǎng)分表觀消化率、血液常規(guī)指標(biāo)和血清生化指標(biāo)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金霉素(有效成分含量15%)購自上海某飼料有限公司；乳果糖(杜密克乳果糖口服液，乳果糖含量667 mg/mL)購自荷蘭某公司；凝結(jié)芽孢桿菌(活菌數(shù)1×109CFU/g)由江蘇某生物技術(shù)有限公司提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗選取24頭27～28日齡“杜×長×大”三元雜交斷奶閹公豬，初始體重為(9.09±0.12) kg，隨機分為對照組(n=12)、試驗Ⅰ組(n=6)和試驗Ⅱ組(n=6)。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧(不含抗生素)，試驗Ⅰ組飼喂基礎(chǔ)飼糧+75 mg/kg的金霉素，試驗Ⅱ組飼喂基礎(chǔ)飼糧+乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素(10 g/kg的乳果糖和2×109CFU/kg的凝結(jié)芽孢桿菌)。試驗期29 d。基礎(chǔ)飼糧營養(yǎng)需要參照NRC(2012)，其組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

續(xù)表1項目 Items含量 Content鈣 Ca0.75總磷 TP0.74

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗在揚州優(yōu)佳創(chuàng)試驗豬場進行。所有仔豬單欄飼養(yǎng)，每欄配有1個料槽和1個飲水器，每天07:00、14:00和18:00喂料，喂料量以每天06:30料槽中有少量剩余料為宜。試驗期間所有仔豬自由飲水，消毒程序按豬場常規(guī)方法進行。每天清掃圈舍，以保持圈內(nèi)清潔。

1.4 測定指標(biāo)和方法

1.4.1 生長性能

試驗以欄為單位，準(zhǔn)確記錄每日采食量，于試驗第1、15和29天06:30對試驗仔豬進行空腹稱重，計算第1～2周、第3～4周及第1～4周的平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)，并根據(jù)ADFI和ADG計算料重比(F/G)。

1.4.2 糞便評分和腹瀉率

仔豬糞便評分參照Walsh等[19]的方法：每天早、中、晚3個時間點觀察仔豬糞便情況并對其進行評分。糞便評分標(biāo)準(zhǔn)為：糞便堅硬為1分，糞便輕微柔軟為2分，糞便軟、部分成形為3分，糞便呈松散、半液體狀為4分，糞便呈水狀或黏液狀為5分。當(dāng)評分大于或等于4時認(rèn)定為腹瀉，腹瀉率[20]計算公式如下：

腹瀉率(%)=[腹瀉仔豬頭次/
(試驗組仔豬數(shù)×試驗天數(shù))]×100。

1.4.3 養(yǎng)分表觀消化率

采用四分法收集飼糧，65 ℃烘干至恒重，粉碎過40目篩，于-20 ℃保存。試驗期第25～29天，每天08:00—12:00采集每頭仔豬新鮮糞便于自封袋中，并加入10%的硫酸固氮，混勻后置于-20 ℃保存。試驗結(jié)束后，將每頭仔豬的全部糞樣混合均勻，放置于烘箱中65 ℃烘干至恒重，粉碎過40目篩，密封保存并置于4 ℃保存。飼糧和糞便中的養(yǎng)分含量測定參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》，飼糧養(yǎng)分表觀消化率采用外源指示劑法測定，試驗飼糧和糞便中二氧化鈦(TiO2)含量采用分光光度法[21]測定。計算公式[22]如下：

某養(yǎng)分表觀消化率(%)=100×[1-(c/d)×(b/a)]。

式中：a為飼糧中該養(yǎng)分含量(%)；b為糞便中該養(yǎng)分含量(%)；c為飼糧中TiO2含量(%)；d為糞便中TiO2含量(%)。

1.4.4 血液常規(guī)指標(biāo)和血清生化指標(biāo)

于試驗第29天進行空腹采血，制備血清。利用血細(xì)胞分析儀(Mindray BC-5120，邁瑞醫(yī)療國際股份有限公司)檢測血液常規(guī)指標(biāo)，包括白細(xì)胞計數(shù)(WBC)、淋巴細(xì)胞計數(shù)(LYM)、淋巴細(xì)胞比率(LYM%)、中性細(xì)胞計數(shù)(NEU)、紅細(xì)胞計數(shù)(RBC)和血紅蛋白(HGB)含量。利用全自動生化分析儀(Hitachi-7020，日本日立公司)檢測血清中總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLOB)、總膽紅素(TBIL)、葡萄糖(GLU)、膽固醇(CHOL)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)含量及谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、γ-谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶(GGT)活性，試劑盒均購于美康生物科技股份有限公司。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

所得數(shù)據(jù)在Excel 2016進行整理后，采用SPSS 25.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并利用Duncan氏法進行多重比較；腹瀉率采用卡方檢驗。數(shù)據(jù)以平均值(mean)和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示，以P<0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬生長性能的影響

由表2可知，第1天、第15天和第29天，3組之間體重均無顯著差異(P>0.05)。第1～2周，與對照組相比，試驗Ⅰ組的ADG和ADFI分別提高了10.15%和3.30%，試驗Ⅱ組ADG和ADFI分別提高了12.64%和5.53%，但3組之間無顯著差異(P>0.05)；試驗Ⅱ組的F/G顯著低于對照組(P<0.05)，且與試驗Ⅰ組無顯著差異(P>0.05)。第3～4周和第1～4周，3組之間ADG、ADFI和F/G均無顯著差異(P>0.05)。

表2 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬生長性能的影響

2.2 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬糞便評分和腹瀉率的影響

由表3可知，第1～2周、第3～4周和第1～4周，3組之間糞便評分無顯著差異(P>0.05)。第1～2周，3組之間腹瀉率無顯著差異(P>0.05)；第3～4周，與對照組相比，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的腹瀉率顯著降低(P<0.05)，且試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組之間無顯著差異(P>0.05)；第1～4周，與對照組相比，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的腹瀉率也有不同程度下降，但3組之間無顯著差異(P>0.05)。

表3 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬糞便評分和腹瀉率的影響

2.3 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表4可知，3組之間的干物質(zhì)、粗纖維、粗灰分、鈣和總磷表觀消化率無顯著差異(P>0.05)。試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的總能和粗脂肪的表觀消化率顯著高于對照組(P<0.05)，且試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組之間無顯著差異(P>0.05)。試驗Ⅰ組的粗蛋白質(zhì)表觀消化率顯著高于對照組(P>0.05)，但試驗Ⅱ組與其他2組無顯著差異(P>0.05)。

表4 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

2.4 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬血液常規(guī)指標(biāo)和血清生化指標(biāo)的影響

由表5可知，3組之間WBC、LYM、LYM%、NEU、RBC和HGB含量均無顯著差異(P>0.05)。

由表6可知，與對照組相比，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的血清TBIL含量顯著降低(P<0.05)，且試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組之間無顯著差異(P>0.05)。3組之間血清ALP、GGT、ALT和AST活性無顯著差異(P>0.05)；但與對照組相比，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的血清ALP活性均有所升高。3組之間血清TP、ALB、GLOB、GLU、CHOL、TG、HDL和LDL含量均無顯著差異(P>0.05)。

表5 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬血液常規(guī)指標(biāo)的影響

表6 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響

3 討 論

3.1 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響

研究表明，飼糧中添加3 000 g/t的苯甲酸和400 g/t的凝結(jié)芽孢桿菌或單獨添加1×107CFU/g凝結(jié)芽孢桿菌均可顯著提高斷奶仔豬ADG，并顯著降低F/G[23-24]。Guerra-Ordaz等[25]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加10 g/kg乳果糖可顯著提高斷奶仔豬ADG和ADFI，并顯著降低F/G。本研究也得到了類似的結(jié)果，即在第1～2周，試驗Ⅱ組的F/G顯著低于對照組，且與試驗Ⅰ組無顯著差異。前期研究認(rèn)為抗生素可抑制腸道微生物的生長繁殖，減少其抗生長代謝物的產(chǎn)生及對養(yǎng)分的破壞，進而達(dá)到促生長的作用[3]。但在本研究中，金霉素對斷奶仔豬的生長性能并未產(chǎn)生顯著的促進效果；這可能與長期低劑量促生長抗生素的添加導(dǎo)致豬場和各階段豬腸道微生物的高耐藥性有關(guān)。本研究中，試驗Ⅱ組第1～2周的F/G相較于對照組顯著降低，其原因可能是乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素可通過競爭性抑制病原菌和促進有益菌群定植以提高動物自身對養(yǎng)分的消化率，減少有害菌群代謝對養(yǎng)分的破壞，從而提高飼料轉(zhuǎn)化率[11]，降低F/G。

研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加2×106和2×107CFU/g凝結(jié)芽孢桿菌均可顯著降低斷奶仔豬腹瀉率[9]。目前，鮮有乳果糖在降低動物腹瀉率上的研究報道。陳旭東[26]研究表明，飼糧中單獨添加0.4%果寡糖和0.2%芽孢桿菌均可顯著降低斷奶仔豬腹瀉率，且二者組和添加組的腹瀉率最低。本研究結(jié)果顯示，第3～4周，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的腹瀉率較對照組顯著降低，且試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組之間無顯著差異。產(chǎn)生上述結(jié)果的原因可能是金霉素可降低腸道炎癥免疫反應(yīng)，減輕腸源性感染，進而緩解仔豬腹瀉[27]。此外，乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素一方面可通過分泌抗菌肽、凝集素和乳酸等物質(zhì)，抑制有害菌群的生長繁殖，從而緩解仔豬腹瀉情況[28]；另一方面，補充凝結(jié)芽孢桿菌可減輕斷奶應(yīng)激引起的腸道損傷，降低腸道凋亡蛋白表達(dá)，提高緊密連接蛋白表達(dá)，保護腸道屏障，進而減輕腹瀉[9]。

3.2 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

臨床試驗顯示，服用凝結(jié)芽孢桿菌(1×107CFU/d)28 d后施加益生元低聚果糖或低聚半乳糖可通過促進腸道有益菌群繁殖、增加短鏈脂肪酸的產(chǎn)生改善機體健康，效果優(yōu)于單獨使用凝結(jié)芽孢桿菌[29]。Maathuis等[30]用體外裝置模擬胃腸道消化環(huán)境發(fā)現(xiàn)，凝結(jié)芽孢桿菌(2×109CFU/g)可增強乳糖、果糖和蛋白質(zhì)的消化。乳果糖可經(jīng)結(jié)腸細(xì)菌，尤其是雙歧桿菌代謝，產(chǎn)生短鏈脂肪酸[14]。短鏈脂肪酸可調(diào)節(jié)參與能量代謝(如脂質(zhì)代謝)的腸道上皮基因表達(dá)，并促進腸道的發(fā)育[31]。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加15%乳果糖可通過改善糖脂代謝、增加雙歧桿菌等有益菌豐度維持高鹽飲食小鼠腸道微環(huán)境健康[32]。本試驗結(jié)果顯示，金霉素可提高斷奶仔豬總能、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪表觀消化率。前期研究也發(fā)現(xiàn)，金霉素可直接或間接降低腸壁厚度，增加腸道吸收面積，促進養(yǎng)分吸收[3]。乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素也可以顯著提高斷奶仔豬總能、粗脂肪表觀消化率，粗蛋白質(zhì)、粗灰分、鈣和總磷表觀消化率也不同程度的提高，且與金霉素?zé)o顯著差異。乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬消化率提高的具體作用機制還尚不明確，需要后期進一步研究。

3.3 乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素對斷奶仔豬血液常規(guī)指標(biāo)和血清生化指標(biāo)的影響

孫梅等[33]在0.2%復(fù)合芽孢桿菌制劑對斷奶仔豬血液常規(guī)指標(biāo)的影響中發(fā)現(xiàn)，血液WBC、RBC和HGB含量無顯著變化。Zhao等[34]研究顯示，0.10%果聚糖與0.10%甘露寡糖單獨添加及0.05%果聚糖與0.05%甘露寡糖組和添加對斷奶仔豬血液WBC、LYM和RBC均無顯著影響。本試驗結(jié)果也顯示，3組之間血液常規(guī)指標(biāo)無顯著差異，表明乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素的添加均對斷奶仔豬機體血常規(guī)無負(fù)面影響。

TBIL與肝臟功能密切相關(guān)，可反映肝臟細(xì)胞損傷情況和肝臟的代謝水平[35]。研究表明，每日2次灌服500 mg/kg BW的乳果糖可降低采食鐮刀菌污染玉米的斷奶仔豬血清TBIL含量和AST活性[36]。飼喂5%菊粉和1×109CFU/d凝結(jié)芽孢桿菌合生素可通過減少血清ALT、AST活性和TBIL含量的積累顯著降低重金屬隔對大鼠肝臟和腎臟的損傷[37]。本試驗結(jié)果表明，與對照組相比，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的血清TBIL含量顯著降低，且試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組之間無顯著差異。以上結(jié)果表明，乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素可一定程度減輕肝臟損傷。

4 結(jié) 論

綜上所述，在無抗飼糧中添加乳果糖和凝結(jié)芽孢桿菌合生素可降低斷奶仔豬腹瀉率，顯著提高總能和粗脂肪表觀消化率，降低血清TBIL含量，對斷奶仔豬F/G有一定改善作用。