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益生菌对断奶仔猪生长性能、养分表观消化率和肠道菌群的影响

2018-04-10王志成赵春芳赵俊国

中国饲料 2018年4期
关键词:消化率芽孢断奶

王志成,赵春芳,赵俊国

(河北省承德市宽城满族自治县农牧局,河北宽城 067600)

仔猪的早期断奶是提高母猪生产效率的重要措施,目前已广泛应用。但仔猪断奶后常面临一系列环境、营养、心理方面的影响,往往会表现出食欲下降、腹泻和生长缓慢的症状,出现早期断奶综合征(韩剑,2015)。此外,仔猪在断奶应激的影响下,还往往伴随肠道内环境和微生物区系的变化,包括小肠黏膜绒毛变短、隐窝加深,消化吸收能力下降、免疫力下降等。抗生素在畜牧生产中的滥用会带来严重问题,包括使细菌产生耐药性、在畜产品和环境中大量残留及引起畜禽自身免疫力的下降及内源性感染等(Goforth等,2000)。许多发达国家已经开始立法禁止抗生素在畜牧生产中的滥用,因此,研究和开发绿色、环保、安全的新型饲料添加剂来替代抗生素已是一种必然趋势。

益生菌是一类能定植于动物体内,改善宿主微生态平衡、产生明确健康功效的微生物有机体(王人悦等,2013)。有研究报道,日粮中添加乳酸菌复合物可以提高断奶仔猪生产性能,改善仔猪免疫功能(Giang等,2010;Yu等,2008);日粮中添加枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的复合益生菌制剂可以改善仔猪胃肠道环境,促进其健康生长(辛娜等,2012)。然而,目前关于不同益生菌的复合制剂在畜禽上的研究还相对较少,且不够系统深入。本试验在前人研究基础上,采用植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的配伍组合,研究其复合制剂对断奶仔猪生产性能、养分表观消化率和肠道菌群的影响,为益生菌在畜牧生产中的科学应用提供相关的理论依据。

1 材料与方法

1.1试验材料试验所用的复合益生菌制剂购自亚芯(南京)生物科技有限公司,包含植物乳杆菌(≥1×1010CFU/g)和枯草芽孢杆菌(≥1×1010CFU/g);抗生素(金霉素)购自当地动物医院。

1.2试验设计选取健康、体重接近的25日龄断奶仔猪72头(杜×长×大三元杂交),随机分为3个处理组,每个处理组3个重复,每个重复8头仔猪。试验设计如表1所示,整个试验为期28 d。

表1 试验设计

1.3试验日粮断奶仔猪基础日粮参照美国NRC(2012)的营养需要标准配制,采用玉米-豆粕型配合日粮,其组成及营养水平见表2。

表2 基础日粮组成及营养水平(风干基础)

1.4饲养管理仔猪饲养于全封闭猪舍的半漏缝地板上,舍内温度第一周保持在28℃左右,此后逐渐下降并稳定维持在25℃左右。所有仔猪均按照猪场的常规管理程序进行免疫驱虫,试验期间仔猪可以自由采食和饮水。

1.5测定指标和方法

1.5.1生长性能测定在试验第1天、第14天和第28天早上,仔猪空腹称重,计算试验各阶段的平均日增重(ADG);以栏为单位准确记录仔猪的喂料量和余料量,计算仔猪的平均日采食量(ADFI);根据仔猪的日增重和采食量数据,计算试验各阶段的料肉比(F/G)。

1.5.2消化试验在饲养试验的第2周开始进行消化试验,每组选择6头仔猪,以三氧化二铬(Cr2O3)为外源指示剂进行饲料中养分表观消化率的测定。消化试验预试期5 d,试验期3 d。在基础日粮中均匀拌入0.5%的Cr2O3(分析纯),每天固定在下午收集粪样,连续收集3 d。粪样收集后立即用10%的HCl按5:1进行混匀固氮,4℃低温密封保存。收集的粪样用烘箱风干(70 ℃左右),按饲料常规分析方法,测定样品中Cr2O3和相应养分的含量。

饲料中养分表观消化率按以下公式计算:

式中:C1为消化试验日粮中Cr2O3含量,%;Y1为消化试验日粮中养分的含量,%;Y2为消化试验粪样中养分的含量,%;C2为消化试验粪样中Cr2O3含量,%。

1.5.3肠道菌群测定饲养试验结束时,每个试验组随机选取3头健康仔猪屠宰(每个重复挑选1头),分别截取所需肠段两头(盲肠、结肠、直肠),放入灭菌塑料袋中,4℃保存,并及时送回实验室。在超净工作台内称取1.0 g肠道内容物与9 mL灭菌过的生理盐水配成1:10的稀释液(即10-1稀释液);静置一段时间后,吸取1 mL该肠道内容物稀释液与9 mL灭菌生理盐水混匀,配成10-2稀释液,并按照这样的方式依次进行10-3~10-7稀释。

将配制好的肠道内容物稀释液分别接种于相应的选择性培养基中:大肠杆菌采用麦康凯培养基,双歧杆菌按照相关文献配制其分离选择性培养基,乳酸杆菌则采用Rogosa琼脂培养基(王继成等,2006)。大肠杆菌在37℃生化培养箱中有氧培养24 h,双歧杆菌在在37 ℃生化培养箱中厌氧培养48 h,乳酸杆菌在37 ℃生化培养箱中有氧培养48 h。每个稀释梯度重复3次,结果取3次计数的平均值,肠道菌群的数量用lg(cfu/g)(每1 g肠道内容中所含菌落总数的对数)表示(张旭晖等,2012)。

1.6数据处理与分析所得结果采用SPSS 22.0软件中的One-way ANOVA进行统计分析,多重比较采用Duncan’s检验,P<0.05为差异显著,P<0.10为差异极显著。

2 结果

2.1复合益生菌制剂对断奶仔猪生长性能的影响由表3可知,在试验前期(1~14 d),抗生素组和益生菌组仔猪平均日增重比对照组提高18.18%、16.45%(P<0.05),益生菌组的平均日采食量显著高于对照组(P<0.05),但与抗生素组相比差异不显著(P>0.05);在试验后期,抗生素组和益生菌组的平均日增重与对照组相比分别提高了6.42%和3.31%(P>0.05),抗生素组的平均日采食量略有下降,但差异不显著(P>0.05)。在整个试验期间(1~28 d),饲料中添加抗生素和复合益生菌制剂对平均日采食量没有明显影响,但显著提高了仔猪的平均日增重(P<0.05),料肉比与对照组相比分别降低了4.97%和2.21%(P>0.05)。

表3 复合益生菌制剂对断奶仔猪生长性能的影响

2.2复合益生菌制剂对断奶仔猪养分表观消化率的影响由表4可知,与对照组相比,抗生素组和益生菌组日粮中粗脂肪的表观消化率分别提高25.44%,21.34%(P<0.05),且抗生素组粗脂肪的表观消化率显著高于益生菌组(P<0.05);日粮中粗蛋白质的表观消化率与此类似,也是抗生素组和益生菌组显著提高,且抗生素组显著优于益生菌组(P<0.05);与对照组相比,抗生素组和益生菌组显日粮中钙的表观消化率分别提高5.04%,5.30%(P<0.05),但对磷的表观消化率没有显著性影响(P>0.05)。

表4 复合益生菌制剂对断奶仔猪养分表观消化率的影响

2.3复合益生菌制剂对断奶仔猪肠道菌群的影响由表5可知,饲料中添加抗生素和复合益生菌制剂对仔猪肠道菌群产生有显著性影响。与对照组相比,抗生素组和益生菌组都能有效抑制大肠杆菌在盲肠、结肠、直肠的增殖(P<0.05);与对照组相比,益生菌组促进了双歧杆菌在盲肠、结肠和直肠中的增殖(P<0.05),但抗生素组却抑制了盲肠和结肠中双歧杆菌的增殖(P<0.05);与对照组和抗生素组相比,益生菌组显著促进了盲肠、结肠和直肠中乳酸杆菌的增殖(P<0.05)。

表5 复合益生菌制剂对断奶仔猪肠道菌群的影响lg(CFU/g)

3 讨论

3.1益生菌对断奶仔猪生产性能的影响关于益生菌对断奶仔猪生产性能的影响已有较多相关研究和报道。Huang等(2004)研究表明,日粮中添加乳酸菌复合物可显著提高断奶仔猪的平均日增重;Ross等(2010)也发现,日粮中添加粪肠球菌和乳杆菌可以改善饲料的利用效率;在断奶仔猪日粮中添加地衣芽孢杆菌,仔猪平均日增重显著提高(刘晓琳等,2008)。但也有研究表明,日粮中添加芽孢杆菌对断奶仔猪平均日增重和料肉比均没有显著改善(虞泽鹏等,2002),仔猪饲喂枯草芽孢杆菌虽有促进生长的趋势,但未能达到显著性水平(王学东等,2008)。本试验中,与对照组相比,断奶仔猪日粮中添加植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌可显著提高断奶仔猪的平均日增重,基本上与添加抗生素的促生长效果相当,均能在一定程度上降低料肉比。这说明益生菌添加剂可作为抗生素的替代品,具有良好的发展潜力。

目前,关于益生菌改善动物生产性能、促进生长的作用机制尚未完全明确,但研究者们普遍认为,饲料中添加益生菌可以调节肠道菌群、促进养分的消化吸收、提高动物机体的免疫力(陈冠军,2011;Dänicke等,2010)。据报道,乳酸杆菌可以在动物体肠道内定植,形成保护膜抵抗病原微生物,还可以合成释放多种功能酶和维生素,并调节机体的免疫功能(Yu等,2008);芽孢杆菌也可以在动物体肠道内定植,合成并释放多种功能酶和维生素,提高机体对能量、蛋白质和脂肪等养分的利用效率(Ross等,2010)。本试验所采用的植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的复合益生菌制剂,可能正是由于以上原因,发挥对宿主的益生效果,从而减少断奶仔猪的应激反应,促进其生长。

3.2益生菌断奶仔猪养分消化率的影响有研究认为,乳酸杆菌利用糖类发酵产生大量乳酸,降低肠道pH,有利于提高消化酶活性,此外,有机酸的产生还可以防止有害菌在肠道的定植,加强胃肠道蠕动和消化酶的分泌,维持消化道微生物平衡,因而有利于养分的消化吸收(王志祥等,2006);芽孢杆菌耐酸碱、高温,在肠道酸性环境中具有良好的稳定性,可以促进有益菌生长、抑制有害菌,合成并分泌多种营养物质和消化酶,提高动物对养分的利用率(周小辉等,2008)。在本试验中,与对照组相比,植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的复合益生菌制剂能显著提高仔猪对粗脂肪、粗蛋白质和钙的表观消化率,接近添加抗生素的饲用效果。

3.3益生菌对断奶仔猪肠道菌群的影响在断奶应激影响下的仔猪肠道微生物区系会紊乱,使有益菌数量减少、有害菌数量增加,从而影响仔猪健康生长(董晓丽等,2013)。有研究表明,断奶仔猪日粮中添加乳酸片球菌和酵母菌可以显著减少粪便中大肠杆菌的数量(Le Bon等,2010);而采用屎肠球菌和淀粉乳杆菌的复合益生菌制剂饲喂仔猪,从试验第2周开始,便能观察到粪便中大肠杆菌数量显著下降(Ross等,2010)。本试验所使用的复合益生菌制剂包括植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌,其中,植物乳杆菌可以在代谢过程中产生乳酸,降低肠道pH,并抑制有害菌如沙门氏菌、肠杆菌等的增殖;枯草芽孢杆菌是一类好氧型细菌,进入动物肠道后能产生拮抗肠道致病菌的多肽类物质,同时大量消耗肠道内氧气造成厌氧环境,抑制需氧型有害菌的生长,为肠道内乳杆菌、乳球菌、肠球菌等厌氧型优势菌提供更好的环境,从而维持肠道生态平衡(周映华等,2012)。在本试验植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的复合益生菌制剂能显著抑制大肠杆菌在肠道内的增殖,增加有益菌双歧杆菌和乳酸杆菌在肠道内的增殖;抗生素同样能抑制肠道中大肠杆菌的增殖,但对有益菌双歧杆菌的生长也会产生不利影响,这更体现出益生菌在调节肠道微生物区系方面的优势。

4 小结

断奶仔猪日粮中添加植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的复合益生菌制剂可以显著提高仔猪的平均日增重,并改善饲料中粗脂肪、粗蛋白质和钙的表观消化率,抑制肠道中大肠杆菌的增殖,促进有益菌双歧杆菌、乳酸杆菌的生长,具有良好的促生长效果,是一类拥有巨大潜力的抗生素替代品。

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