植物乳桿菌和枯草芽孢桿菌對育肥豬屠宰性能及腸道微生物的影響

張國梁，徐 艷，王煜琦，宋春陽，于光輝*

（1.青島農業大學動物科技學院，山東青島 266109；2.青島農業大學教務處，山東青島 266109）

隨著抗生素的過量使用、病原微生物耐藥性增加等因素，世界各地逐漸開始禁止飼料中添加抗生素，益生菌作為抗生素的替代品被人們發現，并以飼料添加劑的方式應用到養殖業中。根據中華人民共和國農業部公告第2045 號[1]，植物乳桿菌（Lactobacillu plantarum，LP）、枯草芽胞桿菌（Bacillus subtilis，BS）均可應用于飼料及養殖生產中。研究表明，益生菌能提高育肥豬的生長性能，改善腸道菌群多樣性[2]。劉金陽等[3]也發現，日糧中添加芽孢桿菌后，育肥豬肌內脂肪含量有提高趨勢。目前，關于LP 和BS 在生產應用中的研究多見于仔豬方面，而其復合使用對育肥豬生產性能影響的研究較少。前期有研究表明，日糧中添加復合乳酸菌與BS 具有提高育肥豬生長性能的作用[4]。本試驗旨在研究日糧中添加LP、BS 及其復合菌對育肥豬屠宰性能和腸道微生物的影響，為益生菌在養豬生產中的應用及推廣提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計及日糧 選擇72 頭體重（50±1.5）kg、體況良好的杜× 長× 大三元雜交豬，隨機分為4 組，每組3 個重復，每個重復（圈）6 頭。對照組飼喂基礎日糧，試驗組分別在基礎日糧的基礎上添加0.1 g/kg LP、BS 及復合菌制劑（LP 與BS 1:1 混合）。試驗所用菌株購自蘇柯漢（濰坊）生物工程有限公司，活菌數≥1.0×1010CFU/g。試驗基礎日糧為玉米-豆粕型，參照《豬飼養標準》（NY/T 65-2004）[5]配制，試驗基礎日糧的組成及營養成分見表1。

表1 基礎日糧組成和營養成分（風干基礎）

1.2 飼養管理 試驗豬采用粉料自由采食的飼養方式，按常規程序進行消毒、免疫和驅蟲。預試期7 d，正試期51 d。

1.3 樣品采集 在試驗結束前，收集各重復豬只的新鮮糞樣，置于無菌凍存管中，液氮保存。并于試驗結束時每個重復抽隨機取2 頭，按照《畜禽屠宰操作規程 生豬》（GB/T 17236-2019）[7]進行屠宰測定。

1.4 檢測指標及方法

1.4.1 胴體性狀 參照《瘦肉型豬胴體性狀測定技術規范》（NY/T 825-2004）[8]測定計量試驗豬只宰前活重、胴體重、屠宰率、平均背膘厚、眼肌面積、胴體長、腿臀比例和瘦肉率。

1.4.2 肉品質 按照《豬肌肉品質測定技術規范》（NY/T 821-2004）[9]的方法測定肌肉pH45min、pH24h、肉色、肌肉嫩度、肌內脂肪等指標。

1.4.3 肌肉氨基酸 肌肉氨基酸含量測定采用鹽酸水解法，參照《飼料中氨基酸的測定》（GB/T 18246-2019）[10]采用L-8900 全自動氨基酸分析儀（Hitachi，日本）進行測定。

1.4.4 肌肉脂肪酸組成 脂肪酸組成由青島海潤檢測有限公司按照《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》（GB 5009.168-2016）[11]進行檢測。

1.4.5 腸道微生物 糞樣DNA 的提取與16S rRNA 測序由上海凌恩生物科技有限公司進行。

1.5 統計分析 采用Excel 2019 預處理后，用SPSS 22.0 統計軟件進行單因素方差分析，并用Duncan's 多重比較檢驗組間差異顯著性，試驗數據以平均值±標準差表示，以P＜0.05 和P＜0.01 分別表示差異性顯著和極顯著。

2 結果

2.1 LP 與BS 對育肥豬胴體性狀的影響 由表2 可知，LP、BS 與復合菌組育肥豬平均背膘厚比對照組分別降低了17.68%、18.19%、12.57%（P＜0.05）。LP、BS 與復合菌組瘦肉率比對照組分別提高了7.24%、7.58%、9.94%（P＜0.05），3 個試驗組間差異不顯著。日糧中添加益生菌對育肥豬胴體重、屠宰率、腿臀比例和眼肌面積等胴體性狀均無顯著影響。

表2 LP 與BS 對育肥豬胴體性狀的影響

2.2 LP 與BS 對育肥豬肉品質的影響 由表3 可知，BS組和復合菌組肌內脂肪含量與對照組相比分別提高了13.99%與10.28%（P＜0.05），3 個試驗組間差異不顯著。各組剪切力、失水率、肉色與肌肉pH 均差異不顯著。

表3 LP 與BS 對育肥豬肉品質的影響

2.3 LP 與BS 對育肥豬肌肉氨基酸含量的影響 由表4可知，試驗組育肥豬肌肉氨基酸含量與對照組之間差異不顯著（P＞0.05）。

表4 LP 與BS 對育肥豬肌肉氨基酸含量的影響 %

2.4 LP 與BS 對育肥豬肌肉脂肪酸組成的影響 由表5可知，LP、BS 與復合菌組育肥豬肌肉油酸含量比對照組分別提高了5.42%、11.88%、5.94%（P＜0.05），亞油酸含量比對照組分別提高了6.21%、8.82%、6.86%（P＜0.01），BS 組比LP 組提高了2.46%（P＜0.01）。LP、BS 與復合菌組二十碳二烯酸含量比對照組分別提高了18.4%、21.1%、13.1%（P＜0.05）。其他脂肪酸含量各組間均差異均不顯著。

表5 LP 與BS 對育肥豬肌肉脂肪酸組成的影響 %

2.5 微生物群結構多樣性分析 由表6 可知，分類操作單元（OTU）數目平均值為827，覆蓋度0.96～0.98，香農多樣性指數平均值為4.07，辛普森多樣性指數平均值為0.07，Chao1 指數平均值為1 247.51。試驗各組香農多樣性指數均高于對照組（P＜0.05），其余指標各組間差異均不顯著。

表6 微生物多樣性指數

2.6 LP 與BS 對育肥豬糞便微生物區系的影響 如表7 所示，在門分類水平上，各組育肥豬糞便中厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）為優勢菌門，相對豐度超過1%，總和占腸道微生物的94% 以上。LP、BS 與復合菌組厚壁菌門比例高于對照組（P＜0.05），變形菌門和放線菌門比例均低于對照組（P＜0.05）。LP 組廣古菌門（Euryarchaeota）比例低于對照組（P＜0.05），BS 組、復合菌組與對照組差異不顯著。對各組育肥豬糞便微生物在科水平上超過1%的進行相對豐度分析，優勢菌科有普雷沃氏菌科（Prevotellaceae）、疣微菌科（Ruminococcaceae）、毛螺菌科（Lachnospiraceae）、梭菌科（Clostridiaceae）、擬桿菌科（Bacteroidales）、韋榮氏球菌科（Veillone llaceae）、芽孢桿菌科（Bacillaceae）、理研菌科（Riken ellaceae）。LP、BS 與復合菌組普雷沃氏菌科比例低于對照組（P＜0.05），梭菌科比例均高于對照組（P＜0.05）。各組在屬水平上相對豐度超過1% 的優勢菌屬有梭菌屬（Clostridium）、鏈球菌屬（Streptococcus）、克里斯滕森菌屬（Christensenellaceae）、普拉梭菌屬（Faecalibacterium）。各組各菌屬的相對豐度差異均不顯著。

表7 門、科與屬水平上細菌比例 %

3 討 論

3.1 LP 與BS 對育肥豬胴體性狀的影響 研究發現，不同劑量的復合乳酸菌液均能提升生長育肥豬的胴體長和眼肌面積[12]。Cui 等[13]研究發現，BS 組育肥豬背膘厚度比對照組增加了16.77%。Suda 等[14]研究也發現，日糧中添加200 g 詹氏乳桿菌TL2937 可使育肥豬背膘厚度有所下降。本試驗結果亦表明，LP、BS 與復合菌均可降低育肥豬平均背膘厚，且本試驗中的氨基酸和脂肪酸檢測也輔證了上述研究結果。究其原因，可能是由于益生菌產生的多種活性物質促進了脂肪分解，抑制了糖類物質的氧化，從而提高了胴體性能[15]。

3.2 LP 與BS 對育肥豬肉品質的影響 梁雅妍等[16]研究發現，植物源乳酸菌在提高育肥豬肉色和失水率，減少宰后pH 下降等方面有一定影響。在本試驗中，日糧中添加益生菌有提高肥育豬肉色的趨勢，但并不顯著。孫建廣等[17]研究發現，乳酸桿菌組育肥豬剪切力低于對照組。肌內脂肪含量增高時，肌束易于分離和咀嚼，肉的嫩度和風味得以改善，肌肉的口感最佳。本試驗結果也表明，飼喂益生菌組的肌內脂肪與對照組相比均顯著提高，剪切力降低。張天陽[12]研究發現，育肥豬飼喂乳酸菌可以提高大理石紋和剪切力，降低失水率和滴水損失。本研究結果表明，日糧中添加LP、BS 及其復合菌能夠顯著提高育肥豬的肌內脂肪，降低肌肉剪切力，從而改善肌肉嫩度。

3.3 LP 與BS 對育肥豬肌肉氨基酸的影響 肽類和游離氨基酸在豬肉成熟過程中有改善風味的作用[18]。張天陽等[12]發現，每日飼喂100 mL LP 與戊糖片球菌混合發酵產物后豬肉的風味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸總量都有提高趨勢。李煥友等[19]在15～90 kg 豬日糧中添加復合微生態制劑，16 種氨基酸的含量均無顯著變化。本試驗中，試驗組肌肉中鮮味氨基酸、氨基酸總量與對照組無顯著差異，賴氨酸含量較對照組有提高趨勢。賴氨酸在豬營養中被認為是第一限制性氨基酸，參與豬體內蛋白質的合成、脂肪代謝，從而對肉品質起到改善的作用[20]。

3.4 LP 與BS 對育肥豬肌肉脂肪酸組成的影響 脂肪酸的含量與組成直接影響肉的嫩度、多汁性和風味[21]。亞油酸作為生物體必需脂肪酸的主體，在營養和保健上有重要意義[22]，而飼喂乳酸菌則可以提高育肥豬肌肉中亞油酸含量[23]。Kalavathy 等[24]研究表明，日糧中添加乳酸桿菌可以提高肌肉油酸含量。同樣，給育肥豬飼喂LP 和戊糖片球菌混合發酵液可以提高肌肉中多不飽和脂肪酸的含量[12]。本試驗條件下，日糧中添加LP、BS 及其復合菌顯著增加了肌肉中油酸、亞油酸、二十碳二烯酸含量。而Ross[25]研究表明，在日糧中添加108CFU/mL 乳酸菌與屎腸球菌培養物增加了肌肉中的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量，與本試驗所得結果基本一致。這表明日糧中添加LP 與BS 助于改善豬肉的脂肪酸組成。

3.5 LP 與BS 對育肥豬糞便微生物區系的影響 在健康個體中，腸道菌群、腸黏膜屏障和免疫系統之間存在穩態平衡[26]。目前己有很多研究證實，菌群的多樣性及有益菌的豐度會直接影響炎癥的發生[27]。日糧中添加乳酸桿菌導致的腸道菌群變化，能夠影響糖酵解有關酶和原肌球蛋白的表達，從而影響肌肉品質[28-30]。本試驗中發現，育肥豬日糧中添加LP、BS 及其復合菌可增加糞便微生物中厚壁菌門所占比例和降低擬桿菌門、變形菌門比例。本研究發現，糞便中的普雷沃氏菌科占有較大比例。普雷沃氏菌與半纖維素降解有關，能夠利用碳水化合物和蛋白質生成琥珀酸和乙酸，是豬腸道中最豐富的核心菌屬之一[31]。本研究結果表明，日糧中添加LP 與BS 能夠影響育肥豬腸道微生物區系結構，從而維持腸道健康。

4 結 論

本研究結果表明，日糧中添加LP、BS 及其復合菌能夠降低育肥豬的背膘厚度，從而提高瘦肉率，改善胴體性狀，提高肌內脂肪含量，并改善肉品質；還可以引起育肥豬腸道內的菌群相對豐度變化；日糧中添加LP或BS 與二者復合菌的效果無顯著差異，表明兩菌種對提升育肥豬屠宰性能及腸道健康并無協同作用。