益生菌酵素制劑對斷奶仔豬腸道微生物菌群及代謝能力的影響

范 星，王 茹，張學松，張飛燕

（1.石家莊醫學高等專科學校基礎醫學部，河北石家莊 050599；2.河北省科學院生物研究所，河北石家莊 050599）

集約化、現代化養殖是畜牧業發展的主要趨勢，為提高母豬的生產效率，養豬場會采取多種措施對出生還不足月的仔豬進行斷奶，但易使仔豬的免疫功能和腸道功能紊亂（石志芳，2021）。為此，學者紛紛開始關注斷奶仔豬的腸道健康問題，并對如何加強腸道功能展開探討與研究。目前關于該方面的研究已經取得一定的研究成果。如秦旭等（2023）以42 只斷奶仔豬為研究對象，通過觀察仔豬注射脂多糖后空腸內凋亡和自噬相關基因隨時間的動態變化情況，討論脂多糖是否會對空腸凋亡與自噬信號通路產生激活作用；郭彤等（2022）以144 只三元雜交仔豬為研究對象，分析在日糧中加入普通氧化鋅、納米氧化鋅及蒙脫石負載型氧化鋅后，斷奶仔豬生長性能、腹瀉率、腸黏膜形態和腸道菌群多樣性受到的影響；賀峰等（2022）將釀酒酵母添加到斷奶仔豬日糧中，探討此類添加劑對仔豬腸道消化功能、微生物區系、免疫功能、抗菌能力及生長性能的影響。基于上述研究，本次研究針對斷奶仔豬腸道的微生物菌群及代謝能力，探討益生菌酵素制劑的效用。希望通過本次研究，可為緩解仔豬早期斷奶應激綜合征指出新的研究方向，同時，為新型腸道保護藥物的研制及在日糧中的精準使用提供可靠的數據及理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 益生菌酵素制劑主要成分包括保加利亞乳桿菌、乳雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、約氏乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、青春雙歧桿菌，購買于濟南圣和化工有限公司。

1.2 基礎日糧配制 試驗基礎日糧為玉米- 豆粕型，日糧配方參考NRC（2012）7 ～11 kg 仔豬的營養需要，日糧配方及營養水平見表1。

表1 基礎日糧組成及營養水平

1.3 試驗方法 以體重近似、性別比例固定等條件為前提，將60 只出生僅20 日齡的健康三元雜交仔豬平均劃分為兩個處理組，即對照組和試驗組。對照組飼喂基礎日糧，試驗組飼喂基礎日糧+ 益生菌酵素制劑，其益生菌酵素制劑添加量為10%，內含納豆芽孢桿菌、乳酸菌兩種高菌落量的活菌與干酪乳。此外，在仔豬飼養過程中，對仔豬實行一豬一籠、自由飲食的飼養方式，飼喂次數為每天3 次，飼喂量保證仔豬吃飽后仍有剩余。飼養30 d 后，采集仔豬回腸、盲腸及尿液樣本。仔豬空腹一天后進行頸靜脈放血，在快速屠宰過程中從腹腔內取相同長度與重量的十二指腸后段（即回腸）、盲腸樣本，然后采集空腸黏膜樣品，并將樣品放入液氮罐中速凍，并置于-80℃的冰箱中保存（張衛輝，2023）。用于代謝能力試驗活動的尿液樣本通過動物代謝試驗籠托盤取得，經過含有磷酸鹽緩沖液的氧化氘與離心機處理，將上清液裝入核磁管內待用。應用十六烷基三甲基溴化銨測定法測定腸道樣本，具體操作如下。

準備腸道樣本和標準液。取一定量的腸道樣本，并加入適量的溶劑使其達到適當的稀釋程度。在一個容器中加入適量的標準液作為對照組。向樣本和對照組中添加十六烷基三甲基溴化銨試劑。將容器密封并攪拌混合反應物質。放置一段時間后，通過離心或過濾等方法分離沉淀。使用分光光度計測量上清液的吸光度值，根據相關標準曲線計算出樣品中的十六烷基三甲基溴化銨含量。

應用超高效液相色譜- 高分辨質譜法測定尿液樣本：

準備尿液樣本和質控樣品。提取尿液中的目標化合物，對其進行預處理。使用超高效液相色譜儀將樣品進行分離。通過質譜儀將目標化合物轉化為離子態。使用高分辨質譜儀進行質量/ 荷電比（m/z）的檢測和信號采集。分析所獲得的數據，包括目標化合物的相對峰面積或響應，并結合內標或質控樣品進行定量計算（何祉安，2021）。

1.4 數據處理與分析 試驗數據利用SAS 9.4 軟件進行單因素方差分析，運用方差分析法分析組間差異，P＜0.05 表示組間差異顯著。

2 結果分析

2.1 復合益生菌制劑對仔豬腸道形態的影響由表2 可知，與對照組相比，試驗組中仔豬十二指腸、空腸和回腸的絨毛高度及絨毛高度與隱窩深度的比值均得到提高（P＜0.05），由此可表明，復合益生菌制劑可改變斷奶仔豬的小腸腸道形態。

表2 斷奶仔豬腸道形態指標測定結果

2.2 復合益生菌制劑對仔豬腸道菌群多樣性的影響 由表3 可知，與對照組相比，試驗組在Observed species、Shannon、Simpson、Chao1、Ace 和PD whole tree 等指數均顯著高于對照組（P＜0.05）。因此可以證明，復合益生菌制劑對仔豬腸道菌群多樣性產生了顯著影響。

表3 仔豬腸道菌群多樣性指數

2.3 復合益生菌制劑對仔豬代謝途徑的影響由圖1 可知，在代謝途徑分布圖中，每個圓即代表一條通路，圓的大小與表示通路影響因子和顯著性差異的P值相關，圓圈越大表示該通路在機體整體的代謝輪廓中所占的比重越大，對機體的作用越明顯。依據圖中分析可知，仔豬所有代謝物的可代謝途徑共有8 個，其中D- 谷氨酰胺和D-谷氨酸的代謝物較多，對應P值越大，代謝為纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的代謝物較少，對應P值越小。由此可證明，益生菌酵素制劑對仔豬內源性代謝途徑有較大干擾，使得代謝為D- 谷氨酰胺和D-谷氨酸的代謝物增多。

圖1 代謝途徑分布圖

3 討論

師麗剛（2020）研究表明，復合益生菌制劑中含有多種活性物質，可提高斷奶仔豬的生長性能及生產性能。本試驗可知，在基礎日糧中添加益生菌酵素制劑后，斷奶仔豬的腸道形態發生了改變。具體表現為十二指腸、空腸和回腸的絨毛高度以及絨毛高度與隱窩深度之間的比值均提高。劉公言等（2020）研究表明，仔豬糞便尿樣中微生物數量可以反映消化道微生物區的變化情況，仔豬腸道優勢種群為厭氧菌，其占比達到99% 以上，而需氧菌及兼性厭氧菌只有1%。本研究在基礎日糧中添加益生菌酵素制劑，發現復合益生菌制劑對仔豬腸道菌群多樣性產生了顯著影響，主要表現在Observed species、Shannon、Simpson、Chao1、Ace 和PD whole tree 等指數顯著高于對照組，由此證明，益生菌酵素制劑可調節仔豬腸道微生物菌群，提高乳酸菌等有益菌數量，減少大腸桿菌等有害菌數量，使有益菌能發揮抗炎、菌群調節、促進消化、保護黏膜等功能，促進腸道環境穩定，提高腸胃蠕動速度，幫助腸道功能恢復健康狀態，減少仔豬腹瀉的情況發生。此外，益生菌飼料對機體的內源性代謝途徑產生了較大干擾，使D-谷氨酰胺和D- 谷氨酸代謝途徑在整體代謝輪廓中占比較大，從而增強了其對機體的效用力度。

4 結論

綜上所述，益生菌酵素制劑可改善仔豬腸道形態，提升仔豬腸道菌群的多樣性，并對仔豬的內源性代謝途徑有較大干擾。