包被微量元素對育成及后備母豬生長性能、血清抗氧化指標、血清微量元素和腸道微生物的影響

喻哲昊，李方方，張瑞陽，況應谷，張 勇，朱宇旌*

(1. 沈陽農業大學動物科學與醫學學院，遼寧 沈陽 110866；2. 福建深納生物工程有限公司，福建 永泰 350700)

微量元素是動物必需的營養物質，幾乎直接或間接地參與機體所有的生理和生化過程[1]，對各種生命生產活動有著重要意義。 目前飼料中應用的微量元素預混料產品大多是以粉狀的無機酸鹽或有機絡合、鰲合物產品為主要原料混合成的。 硫酸鹽類的微量元素極易吸收空氣中的水分而返潮結塊，造成微量元素性質的變化而影響吸收；同時也會對飼料中的維生素、酶制劑等產生一定程度的破壞，并加速油脂的氧化；另外微量元素鹽還具有生物效價低、適口性差、穩定性差、大劑量添加污染環境、粉塵多等缺點[2-5]。 而有機微量元素添加劑市場占有率低，原因是制作成本較高，且缺少工藝標準化、使用效果不穩定[6]。 研究表明飼料包被技術具有避免拮抗反應、遮掩不良氣味進而改善飼料適口性、提高動物的生產性能、提高微量元素利用率和穩定性等優點[7]，可在一定程度上改善目前微量元素添加劑存在的問題。 但目前有關包被微量元素在養豬生產中的研究報道較少。 因此本試驗擬研究飼糧中添加包被微量元素對育成及后備豬生長性能、血清抗氧化指標、血清微量元素和腸道微生物的影響，為其在養豬生產中的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計與飼養管理

試驗選取60 頭體重為(25 ±1.12) kg 的大白母豬，按日齡、體重基本一致的原則，隨機分為3 組，每組20 個重復，每個重復1 頭豬。 豬只在育成期(25 ～60 kg) 對照組采用普通硫酸鹽形式微量元素，添加量為Cu 66 mg/kg，Fe 80 mg/kg，Mn 22 mg/kg，Zn 63 mg/kg，Se 0.25 mg/kg，I 1.0 mg/kg，；試驗Ⅰ組同樣采用普通硫酸鹽形式微量元素，但添加量雙倍于對照組；試驗Ⅱ組采用包被微量元素，添加量與對照組相同。 進入后備期(60 ～120 kg)，對照組微量元添加量調整為Cu 10 mg/kg，Fe 75 mg/kg，Mn 22 mg/kg，Zn 60 mg/kg，Se 0.25 mg/kg，I 1.0 mg/kg，其余設計同前。 基礎飼糧參照美國Choice Genetics種豬育種公司推薦的大白種豬的營養需要配制，育成期和后備期基礎飼糧組成及營養水平見表1、表2。 試驗期間試驗豬舍保證適宜的環境溫度、濕度及良好的通風條件。 試驗豬喂料充足，自由采食與飲水，日常飼養管理與免疫程序均按照場內規定執行。

表1 育成母豬基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)%

表2 后備母豬基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)%

1.2 試驗材料

試驗豬由遼寧艾德蒙種豬繁育有限公司提供。 包被微量元素添加劑產品(育成期為金多微SP700，后備期為金多微SP500A) 由福建深納生物工程有限公司提供。 包被涂層原料有一水硫酸亞鐵、五水硫酸銅、一水硫酸錳、一水硫酸鋅、一水亞硒酸鈉、碘酸鈣、六水氯化鈷、甘氨酸亞鐵、甘氨酸鋅、鋁硅酸鈉、微晶纖維素、淀粉。 依次經過干燥和防潮處理，細粒化和攪勻，添加防結塊劑等工藝后，得到包被微量元素的涂層。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 生長指標 試驗采用奧斯本工業公司的全自動生產性能測定系統 (feed iIntake recording equipment，FIRE)，通過采用電子耳牌識別技術，在群體飼喂環境下對豬只個體進行識別，并在此基礎上對測定豬的相關數據(如采食時間、采食量、體重等) 進行全程精確測定。 并計算育成期(25 ～60 kg) 和后備期(60 ～120 kg) 的平均日增重(average daily gain，ADG)、平均日采食量 (average daily feed intake，ADFI) 和料重比 (feed to gain ration，F/G)。

1.3.2 血清抗氧化指標 分別于育成期(約60 kg) 和后備期(約120 kg)，每個處理選取3頭豬，靜脈采血10 mL，靜止30 min，3 500 r/min離心10 min，制備血清，置于-20 ℃冰箱凍存。 采用雙抗體夾心法測定血清中的總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD) 和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px) 活性，試劑盒均由華英生物科技股份有限公司提供。

1.3.3 血清微量元素含量的測定 血清制備方法同1.3.2。 采用火焰原子吸收法分別測定血清中Cu、Fe、Mn、Zn、Se、I 的含量，試劑盒均由華英生物科技股份有限公司提供。

1.3.4 糞中微生物菌群的計數 分別于育成期(25 kg) 開始第21 天和后備期開始(60 kg)第42 天，每個處理選擇3 頭健康、體況相近的豬采集5 g 左右的新鮮糞樣，置于4 ℃冰箱保存，用于測定大腸桿菌、乳酸桿菌、雙歧桿菌菌群數量，采用平板涂布法計數。 于試驗第28 天，每個重復中隨機選取4頭仔豬，采取新鮮糞便約5 g，置于4 ℃冰箱保存，用于糞便微生物的測定。 采用平板涂布法對糞便中的大腸桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌進行計數[8]。

1.4 數據處理與統計分析

試驗數據經Excel 2007 初步整理后使用SPSS 19.0 軟件的One -way ANOVE 程序進行單因素方差分析，結果以平均數± 標準差(x±SD)表示，P＜0.01 為差異極顯著，P＜0.05 為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 包被微量元素對育成及后備豬生長性能的影響

由表3 可知，育成階段，試驗Ⅱ組試驗豬的ADG 極顯著高于對照組和試驗Ⅰ組(P＜0.01)；試驗Ⅱ組ADFI 也顯著高于對照組(P＜0.05)并極顯著高于試驗Ⅰ組 (P＜0.01)，同時試驗Ⅰ組ADFI 顯著低于對照組(P＜0.05)；從F/G 來看，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組均極顯著低于對照組(P＜0.01)，且試驗Ⅱ組極顯著低于試驗Ⅰ組(P＜0.01)。 后備階段，ADFI 試驗Ⅰ組最低，試驗Ⅱ組極顯著高于試驗Ⅰ組(P＜0.01)；試驗Ⅱ組能顯著提高ADG (P＜0.05) 并顯著降低F/G (P＜0.05)。 而試驗Ⅰ組對各項指標均無顯著影響(P＞0.05)。

表3 包被微量元素對育成及后備豬生長性能的影響

2.2 包被微量元素對育成及后備豬血清抗氧化指標的影響

由表4 可知，育成階段，試驗Ⅱ組顯著提高血液T-AOC (P＜0.05)，極顯著提高血清SOD (P＜0.01) 和GSH -Px (P＜0.01)。 試驗Ⅰ組比對照組顯著提高血清SOD 和GSH -Px (P＜0.05) 活性。 后備階段，試驗Ⅱ組顯著提高血清SOD (P＜0.05) 和GSH - Px(P＜0.05)活性，血清T-AOC 各組間差異不顯著(P＞0.05)，但兩個試驗組均高于對照組。

2.3 包被微量元素對育成及后備豬血清微量元素含量的影響

由表5 可知，育成階段，試驗Ⅱ組可顯著提高豬血清中除I 以外各微量元素含量(P＜0.05)，其中血清Zn 含量顯著高于試驗Ⅰ組(P＜0.05)。 試驗Ⅰ組則可顯著提高豬血清中Cu、Fe、Se 含量(P＜0.05)，極顯著提高豬血清中Mn 含量(P＜0.01)。 試驗Ⅰ和Ⅱ組豬血清中I 含量無顯著差異(P＞0.05)，但均高于對照組(P＜0.05)。 后備階段，與對照組相比，試驗Ⅱ組顯著提高豬血清中Fe、Se 含量(P＜0.05)，其中血清Se 含量顯著高于試驗Ⅰ組(P＜0.05)。 試驗Ⅰ組顯著提高豬血清中Mn 含量(P＜0.05)。 兩個試驗組豬血清中Zn、I 含量顯著高于對照組(P＜0.05)，但兩個試驗組間差異不顯著(P＞0.05)。

表5 包被微量元素對育成及后備豬血清微量元素含量的影響μmol/mL

2.4 包被微量元素對育成及后備豬腸道菌群的影響

由表6 可知，育成階段，試驗Ⅱ組腸道內大腸桿菌數量極顯著低于試驗Ⅰ組和對照組(P＜0.01)，并極顯著提高腸道內乳酸桿菌(P＜0.01) 和雙歧桿菌(P＜0.01) 的數量，且顯著高于試驗Ⅰ組。 試驗Ⅰ組能顯著提高腸道內雙歧桿菌的數量(P＜0.05)。 后備階段，試驗Ⅱ組能顯著降低腸道內大腸桿菌數量(P＜0.05)。

表6 包被微量元素對育成及后備豬腸道菌群的影響CFU/g

3 討論

3.1 包被微量元素對育成及后備豬生長性能的影響

包被微量元素能通過掩蓋微量元素的不良氣味和口感改善飼料適口性，提高豬的采食量[9]。 本試驗結果顯示，采用包被技術的試驗Ⅱ組育成期ADFI 顯著提高，且育成期和后備期均極顯著高于試驗Ⅰ組。 而試驗Ⅰ組ADFI兩個階段均低于對照組，尤其是育成期差異顯著，可見微量元素硫酸鹽雙倍添加對飼料的適口性有顯著不良影響，而包被處理微量元素可有效改善其對飼料適口性的不良影響。

研究認為高Zn、高Fe、高Cu 對仔豬及生長育肥豬的生長性能有明顯提高作用，但到育肥期提高效果不明顯，且對環境造成污染[10-12]。 本試驗結果顯示，微量元素硫酸鹽雙倍添加的試驗Ⅰ組F/G 均低于對照組，尤其育成階段。 而采用包被技術的試驗Ⅱ組ADG育成期極顯著高于對照組和試驗Ⅰ組，后備期也顯著高于對照組和試驗Ⅰ組；F/G 的改善效果優于對照組和試驗Ⅰ組，說明包被微量元素可極顯著提高豬的生長性能，且育成期的效果優于后備期。 包被微量元素通過防止微量元素拮抗，防止微量元素與其他營養物質反應，以及控制產品在消化道中的釋放速度而提高微量元素的利用率[13]。

3.2 包被微量元素對育成及后備豬血清抗氧化性能的影響

活性氧自由基(Reactive oxygen species，ROS) 是細胞正常能量代謝的副產物，也是機體免疫應答的初級物質[14]。 ROS 在細胞內如果不及時清除，將引起胞內脂質、蛋白質和DNA 損傷等不良后果。 在生物進化過程中產生了抗氧化機制維持生命活性，這些機制包括:天然脂溶性抗氧化劑，例如VE、類胡蘿卜素等；水溶性抗氧化劑，例如VC、血尿酸、肉堿等；抗氧化酶，例如SOD、GSH-Px 和過氧化氫酶(catalase，CAT)；硫醇氧化還原系統，由谷胱甘肽系統(谷胱甘肽- 谷胱甘肽還原酶-谷胱甘肽過氧化酶) 和硫氧蛋白還原系統(硫氧還蛋白/硫氧還蛋白過氧化物酶/硫氧還蛋白還原酶) 組成[15，16]。 傳統日糧中的微量元素添加劑會加速各種維生素的損失，已有研究證明采用包被技術的微量元素添加劑能提高預混料內維生素的穩定性[17]，進而提高其抗氧化性能。

微量元素在機體抗氧化性方面有著重要作用。 Cu 和Zn 是胞內SOD 的組成成分，Mn 是線粒體中SOD 組成成分[18]。 由微量元素引起的SOD 缺乏將導致胞內脂質、蛋白質和核酸的損傷甚至細胞凋亡[19-20]。 Zn 能直接或間接的參與抗氧化作用，例如介導金屬硫蛋白和充當p53 共轉錄因子修復由氧化應激引起的DNA損傷[21-22]。 越來越多的試驗證明，適量濃度的Se 能提高GSH-Px 和GSH-Px mRNA 在動物個體或細胞中的的活性，通過補充Se 減少腎細胞中的黃曲霉毒素b1 和豬腎上皮細胞中的赫曲霉素，起到抵抗氧化應激的作用也是這一原理[23-26]。 當機體缺乏Ca、K 等常量元素和Fe、Se、Zn 等微量元素時，將提高血清丙二醛(malondialdehyde，MDA) 水平導致焦躁癥等神經疾病[27]。 同時采用有機復合微量元素能顯著降低蛋雞血漿MAD 含量，提高血漿抗氧化能力[28]。

本試驗中，育成階段添加雙倍量未包被微量元素的試驗Ⅰ組比對照組顯著提高了血清SOD 和GSH -Px 活性，而采用包被技術的試驗Ⅱ組效果比試驗Ⅰ組更好，顯著提高了血清T-AOC、SOD 活性和GSH -Px 活性。 后備階段，盡管兩個試驗組的血清T -AOC 各組間差異不顯著，但兩個試驗組均高于對照組，且試驗Ⅱ組提高血清SOD 和GSH -Px 活性的效果更好。 說明添加雙倍量未包被微量元素和包被微量元素均可有效提高育成豬的抗氧化性能，但后者優于前者，從生長階段來看表現為育成期效果優于后備期。

3.3 包被微量元素對育成及后備豬血清微量元素含量的影響

豬血清中微量元素的含量可以體現出不同微量元素添加劑對豬各個成長階段吸收率的影響[29]。 本試驗結果表明，采用包被技術的試驗Ⅱ組在育成階段相比對照組顯著提高Cu、Fe、Mn、Zn、Se 含量，盡管試驗Ⅰ組提高了育成豬的血清中Mn 含量，但對Zn 的含量卻無顯著影響。 后備階段，包被微量元素組能顯著提高豬血清中的Fe、Se 含量，添加雙倍量的未包微量元素試驗組僅對血清中Mn 的含量有顯著提高作用。 總體來看，整個試驗期包被微量元素對微量元素在豬血清中含量的影響均優于雙倍量硫酸鹽試驗組，且同樣表現為育成期的效果優于后備期，但雙倍量硫酸鹽對血清中Mn 含量的影響似乎更為明顯。 多項試驗表明，在后備豬日糧中以不同形式在NRC 限定范圍內添加各種微量元素，對Cu、Fe、Zn 的血清沉積量無顯著影響，但是對Mn 和Se 在血清或肌肉中的影響各不相同[29-31]。 而本試驗中添加包被微量元素卻可顯著增加育成豬血清中各微量元素以及后備豬血清中Fe 和Se 的沉積，且除Mn 外效果均優于添加雙倍量的未包微量元素試驗組，說明添加包被微量元素可顯著提高育成豬和后備豬對微量元素的吸收率，且能夠有效降低微量元素添加量，減少向環境中的排放。

3.4 包被微量元素對育成及后備豬腸道微生物的影響

研究表明，高劑量的鋅特別是ZnO 能降低仔豬腹瀉率，對大腸桿菌的抑制效果會由強變弱，且ZnO 預防腹瀉是通過降低大腸桿菌對腸道屏障破壞以及對菌群結構調節實現的，而經包被處理后的ZnO 更容易起到該效果[32]。 有試驗表明，添加硫酸銅能顯著抑制豬腸道內大腸桿菌和鏈球菌等，提高腸道免疫力，其原理可能是抑制菌類所必須的酶的活性[32-33]。 有研究表明，飼糧中同時添加高鋅高銅，并進行長達50 天的飼養后，豬腸道內大腸桿菌數量明顯減少，同時檢測到抗性大腸桿菌[34]。Feldpausch 等在育肥豬飼料中添加125 mg/kg的Cu，發現腸道微生物顯著增強對四環素等抗生素的抗藥性[35]。 本試驗中，后備期大腸桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌數量均多于育成期，很可能是各個菌種在長期的試驗過程中逐漸產生抗性。 另外，添加雙倍量未包微量元素的試驗Ⅰ組能顯著提高育成豬腸道內雙歧桿菌的數量，說明增加微量元素添加量有助于提高豬腸道的有益菌數量，與前人研究結果一致。 采用包被微量元素的試驗Ⅱ組在育成期能極顯著降低腸道內大腸桿菌的數量，并極顯著提高腸道內乳酸桿菌和雙歧桿菌的數量，且三個指標均顯著優于試驗Ⅰ組，這可能是因為采用包被技術的微量元素能夠定點緩釋，對腸道的免疫機能和腸道內抑菌的抑制作用都有一定程度的提高。 而到了后備期，包被組與其他組之間的差異逐漸縮小，特別是乳酸菌和雙歧桿菌的數量差異已不顯著，其原因可能是后備期微量元素添加量降低，抑菌效果隨之降低，同時腸道內微生物逐漸形成抗藥性的原因。

4 結論

與飼糧中添加雙倍硫酸鹽相比，微量元素包被微量元素可顯著促進育成豬和后備豬的生長性能，提高其抗氧化性能和微量元素吸收率，顯著改善腸道菌群平衡狀態，育成豬的應用效果優于后備豬。