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绞股蓝多糖对断奶仔猪肠道微生物区系的影响

2018-01-27方磊涵毕玉霞贾悟松

河南农业科学 2017年12期
关键词:绞股蓝乳酸杆菌断奶

方磊涵,毕玉霞,王 振,贾悟松

(1.商丘职业技术学院,河南 商丘 476100; 2.南京农业大学 动物医学院,江苏 南京 210095; 3.河南省中兽医药研究院,河南 郑州 450011)

近年来,随着畜牧业的快速发展,饲料中添加了大量的抗生素和化学合成药品,造成了药物在体内的残留及抗药性,严重危害了人体健康,引起了人们的普遍关注。中草药具有天然、无公害、无残留、不易产生抗药性等优点,而且含有多种对机体有益的多糖、蛋白质、生物碱、皂苷、微量元素及矿物质等成分,具有抑菌杀菌、促进生长、增强机体抵抗力等功效[1-4]。绞股蓝作为我国名贵中药材之首位的“扶正固本”类补益药物,具有降血糖、降血压、降血脂、抗肿瘤、抗氧化及调节机体免疫等功效[5]。绞股蓝多糖(GPS)是从绞股蓝的叶和茎中提取所得的主要活性成分,生物活性非常高,其主要成分是葡萄糖、果糖、半乳糖和低聚糖等[6]。多糖在畜禽生产中的应用有较多报道,蛋鸡饲料中添加黄芪多糖具有改善卵巢功能的作用,可提高蛋鸡的产蛋性能[7];刺五加多糖具有促进仔猪免疫,提高仔猪免疫器官发育,调节仔猪肠道微生态平衡的作用[8]。前人研究发现,在雏鸡饲料中添加一定量的绞股蓝,可显著提高雏鸡的免疫器官指数、外周血溶血素含量以及新城疫疫苗免疫后血凝抑制(HI)抗体效价[9];在猪饲料中添加绞股蓝可以促进仔猪生长,降低其发病率,提高日增质量,在降低断奶仔猪的料肉比、下痢率和死亡率等方面效果也很明显[10]。但有关绞股蓝多糖对断奶仔猪影响的研究尚未见报道。为此,以绞股蓝为原料提取绞股蓝多糖,研究绞股蓝多糖对断奶仔猪肠道微生物区系的影响,以期为有效利用绞股蓝开辟新的途径,为改善断奶仔猪肠道pH值、肠道微生物菌群及肠道组织形态和提高其生产性能提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 多糖的制备

1.1.1 GPS的制备 野生绞股蓝全草,洗净,烘干,粉碎后过420 μm筛,分别用适量的95%乙醇和石油醚回流脱脂,除去醇溶性小分子物质,滤渣加20倍量的水,80~100 ℃浸提3 h,纱布过滤收集滤液,滤渣再重复浸提2次,合并滤液,100 ℃水浴浓缩,加入3倍量95%乙醇于4 ℃过夜沉淀。移去部分上清,离心,沉淀用95%乙醇、丙酮各清洗一次,50 ℃干燥5 h,得深棕黑色粉末为GPS,通过 Sephadex-G15 柱层析将粗品纯化[11]。每千克烘干绞股蓝制取提取物100 g左右,试验所用剂量以烘干剂量计算。经商丘职业技术学院饲料检测室检测,绞股蓝多糖含量为得到的干粉质量。

1.1.2 中药复方多糖的制备 中药复方多糖是将白术、茯苓、陈皮、当归、焦三仙、马齿苋等8种中药粉碎后,按上述方法提取的多糖。

1.2 试验动物

试验于商丘市凤飞种畜禽有限公司养猪场进行,供试动物为(28±3)日龄平均体质量(7.08±0.65)kg的三元杂交(杜×长×大)断奶仔猪。经检验,仔猪的初始体质量差异不显著。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 共设6个处理,每组10个样本,采用单栏单猪饲养。空白对照组饲喂基础日粮。试验Ⅰ组饲喂基础日粮+0.2%GPS;试验Ⅱ组饲喂基础日粮+0.4%GPS;试验Ⅲ组饲喂基础日粮+0.6%GPS;试验Ⅳ组饲喂基础日粮+0.4%中药多糖;试验Ⅴ组饲喂基础日粮+0.01%抗生素(含量为15%的金霉素)。试验所用的GPS、中药复方多糖、抗生素分别添加在4%的预混料中。本试验预试期为3 d,正式试验期为28 d。

1.3.2 试验日粮 根据美国NRC猪营养需要量(2001)及该地规模化养猪生产实际,确定试验猪的基础日粮配方及营养成分含量配制(表1),基础饲粮不添加任何抗生素。

表1 基础日粮组成及营养水平

注:预混料可为每千克全价料提供维生素A 12 000 IU、维生素D32 500 IU、维生素E 30 IU、维生素K33 mg、维生素B1218 μg、核黄素4 mg、烟酸40 mg、泛酸15 mg、氯化胆碱400 mg、叶酸700 μg、维生素B11.5 mg、维生素B63 mg、生物素100 μg、Zn 80 mg、Mn 20 mg、Fe 83 mg、Cu 25 mg、I 0.48 mg、Se 0.36 mg;*为实测值,**为计算值。

1.3.3 饲养管理 仔猪饲养于排气通风良好、水泥地面的全封闭猪舍,舍温保持在23~25 ℃,仔猪釆用乳头式饮水器、可调式料槽自由饮水和釆食,猪场采用常规管理进行免疫和驱虫。试验开始后按照分组饲喂不同饲料。各组圈舍条件、管理等均相同。

1.3.4 测定指标

1.3.4.1 肠道pH值 试验结束时,每组取2头精神状态良好的供试仔猪,颈部放血处死后,迅速剖开腹腔,无菌采集十二指肠、空肠及回肠内容物,用PHB-4便携式精密pH计分别测定其肠道内容物pH值。

1.3.4.2 肠道微生物菌群 无菌条件下称取回肠、盲肠及结肠各约1.0 g肠道内容物,按照岳文斌等[12]的方法进行稀释、接种、培养及计数。

1.3.4.3 肠道组织形态 无菌采集十二指肠、空肠及回肠中部的部位,面积大约为2 cm2,样品先用生理盐水洗去内容物,然后制成组织切片,在低倍显微镜下选择典型视野,在高倍显微镜下观测视野中完整绒毛,记录最长绒毛的长度和最深隐窝的深度。

1.4 数据统计分析

将试验所得数据采用 SPSS软件进行差异显著性检验,对肠道内容物菌数计算lg值后进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 GPS对断奶仔猪肠道pH值的影响

由表2可知,与空白对照组相比,在仔猪饲料中添加不同剂量的GPS,十二指肠、空肠和回肠内容物的pH值均有不同程度降低,试验Ⅱ组效果最佳,其十二指肠、空肠和回肠内容物的pH值分别显著下降5.2%、3.6%和7.9%。

表2 断奶仔猪饲粮中添加GPS对肠道pH值的影响

注:表中同行数据标不同小写字母为差异显著(P<0.05),表4同。

2.2 GPS对断奶仔猪肠道微生物菌群的影响

由表3可知,与对照组相比,试验各组回肠、盲肠和结肠中大肠杆菌数均有不同程度的降低,试验 Ⅱ 组回肠、盲肠和结肠大肠杆菌数分别显著降低14.6%、19.9%和12.8%;试验各组双岐杆菌数均提高,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组盲肠中的双歧杆菌数分别极显著提高31.7%、33.8%、33.3%、31.0%;试验 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组回肠中乳酸杆菌数分别显著提高10.8%、13.9%、13.5%、10.5%,盲肠中乳酸杆菌数分别显著提高12.8%、15.5%、13.9%、14.2%,结肠中乳酸杆菌数分别显著提高11.0%、13.5%、11.3%、11.0%。以上结果表明,GPS对断奶仔猪肠道大肠杆菌有抑制作用,对肠道双歧杆菌、乳酸杆菌增殖有促进作用,以在饲料中添加0.4%的GPS效果最好。

表3 断奶仔猪饲粮中添加GPS对肠道微生物菌群的影响 lgcfu/g

注:同列数据标不同小写字母为差异显著(P<0.05),不同大写字母为差异极显著(P<0.01)。

2.3 GPS对断奶仔猪肠道组织形态的影响

由表4可知,与空白对照组相比,试验各组十二指肠、空肠、回肠的绒毛长度均增加,试验 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组十二指肠绒毛长度分别显著提高24.8%、25.5%、24.9%;试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组十二指肠、空肠、回肠隐窝深度均显著降低。

表4 断奶仔猪饲粮中添加GPS对肠道组织形态的影响 μm

3 结论与讨论

肠道过高的pH值为大肠杆菌在肠道内的繁殖创造了有利条件。周韶等[13]研究表明,饲喂pH值为5.8~6.5的饲料时,可使仔猪胃肠道内容物pH值升高,导致病原微生物大量繁殖,仔猪出现消化不良、腹泻及生长缓慢等症状,添加低聚木糖后,仔猪胃肠内容物的pH值明显降低,消化酶的活性和乳酸杆菌含量提高,病原微生物生长繁殖受到抑制。本研究结果表明,在仔猪日粮中添加GPS,可有效降低小肠各段的pH值。这与王留等[14]报道的保育猪小肠有大量微生物,添加多糖可促进细菌发酵产生大量挥发性脂肪酸和乳酸、降低食糜 pH值一致。

本试验结果表明,在日粮中添加不同水平的GPS,仔猪肠道乳酸杆菌数和双歧杆菌数均明显提高,大肠杆菌数量明显降低。乳酸杆菌、双歧杆菌和大肠杆菌是动物肠道内的主要菌群,曹国文等[15]通过提高动物肠道中有益菌的数量,降低有害菌的数量,从而改善动物肠道微生物菌群,以提高动物的生长性能和抗病力。中草药与乳酸杆菌、双歧杆菌等益生菌具有协同作用[16-19]。张宏福等[20]研究结果表明,饲料中添加异麦芽低聚糖不但可有效抑制大肠杆菌的生长,而且可提高仔猪肠道中有益菌(乳酸杆菌和双歧杆菌等)的数量。许梓荣等[21]研究发现,外源性多糖、有机酸等营养物质可对动物肠道正常微生物菌群的增殖起到促进作用。本试验结果表明,添加GPS能促进断奶仔猪肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌的增殖,抑制大肠杆菌的增殖。

王芳芳等[22]研究发现,绒毛长度和隐窝深度反映小肠的功能状态,绒毛变长,营养物质的消化吸收能力提高;隐窝深度反映小肠上皮细胞成熟上升,分泌功能增强。本研究在断奶仔猪日粮中添加GPS发现,与空白对照组相比,试验各组十二指肠、空肠、回肠的绒毛长度均增加,十二指肠、空肠、回肠隐窝深度均降低。仔猪小肠绒毛长度增加,隐窝深度变浅,有利于提高断奶仔猪对养分的消化利用率,这与苏家宜等[23]、张文飞等[24]报道相一致。

断奶仔猪日粮中添加GPS能够降低仔猪肠道内容物pH值,促进乳酸杆菌和双歧杆菌的增殖,抑制大肠杆菌的增殖;促进肠绒毛的生长发育,降低隐窝深度,提高消化吸收能力,从而促进营养物质的利用。在降低仔猪肠道食糜的酸度及对断奶仔猪肠道微生物菌群的调节方面,以在饲料中添加0.4%的GPS效果最好。

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