副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬生長性能、糞便菌群數(shù)量與揮發(fā)性脂肪酸含量以及血清生化和免疫指標(biāo)的影響
飼用抗生素在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的大量長期使用, 會導(dǎo)致病原菌耐藥性、藥物殘留和環(huán)境污染等問題, 對食品安全和人類健康造成嚴(yán)重威脅。尋找安全高效環(huán)保的飼用抗生素替代物已成為飼料行業(yè)的研究熱點(diǎn)和發(fā)展方向。近年來, 微生物發(fā)酵飼料, 特別是乳酸菌發(fā)酵飼料, 在養(yǎng)豬生產(chǎn)中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。已有研究證明, 乳酸菌發(fā)酵飼料不僅會產(chǎn)生大量的乳酸菌和有機(jī)酸、酶等代謝產(chǎn)物, 還可以降解飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子, 能夠改善飼料的適口性, 提高飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用, 從而改善豬的生長性能。副干酪乳桿菌 (Lactobacillus paracasei) 是乳桿菌屬中的重要種群之一, 具有較強(qiáng)的產(chǎn)酸、耐酸和抑菌等特性, 在調(diào)節(jié)腸道、增強(qiáng)免疫功能等方面有著廣闊的發(fā)展前景。目前未見副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料在生長豬中的應(yīng)用報道。為此, 本試驗(yàn)擬采用本研究室篩選得到的1株具有高產(chǎn)酸能力和強(qiáng)抗逆性的副干酪乳桿菌, 進(jìn)行生長豬配合飼料固態(tài)發(fā)酵, 研究乳酸菌發(fā)酵飼料對生長豬生長性能、糞便微生物數(shù)量與揮發(fā)性脂肪酸含量以及血清免疫指標(biāo)的影響, 為研發(fā)安全、高效的乳酸菌發(fā)酵飼料提供科學(xué)的指導(dǎo)和依據(jù)。
1材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)用乳酸菌制劑為副干酪乳桿菌制劑, 活菌數(shù)為5×1010CFU/g, 由北京市農(nóng)林科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所動物營養(yǎng)研究室制備。
1.2 試驗(yàn)飼糧
基礎(chǔ)飼糧為參照NRC (2012) 20～50 kg生長豬營養(yǎng)需要配制的粉狀配合飼料。以基礎(chǔ)飼糧為底物, 料水比為1.0∶0.8, 副干酪乳桿菌接種比例為0.01%, 混合均勻后分裝入發(fā)酵桶中密封, 37℃發(fā)酵24 h后制成副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料。經(jīng)檢測, 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料中乳酸菌數(shù)量為2.07×109CFU/g。試驗(yàn)飼糧由95%基礎(chǔ)飼糧和5%副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料組成。飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計
選取140頭平均體重為 (20.86±0.62) kg的健康"長×大"二元生長豬, 按性別、體重隨機(jī)分為對照組和試驗(yàn)組, 每組5個重復(fù), 每個重復(fù)14頭。對照組生長豬飼喂不含抗生素的基礎(chǔ)飼糧, 試驗(yàn)組生長豬飼喂由95%基礎(chǔ)飼糧和5%副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料組成的試驗(yàn)飼糧。試驗(yàn)按豬場常規(guī)管理程序進(jìn)行。預(yù)試期5 d, 正試期31 d。試驗(yàn)期間豬只自由采食、飲水, 常規(guī)免疫。
1.4 測定指標(biāo)與方法
1.4.1 生長性能
分別于試驗(yàn)開始和結(jié)束時對試驗(yàn)豬進(jìn)行空腹稱重, 每天記錄各組的飼料消耗情況, 由此計算生長豬的平均日增重 (ADG) 、平均日采食量 (ADFI) 、料重比 (F/G) 。
1.4.2 糞便菌群數(shù)量與揮發(fā)性脂肪酸含量
糞便菌群數(shù)量的測定:試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天, 每個重復(fù)隨機(jī)選擇3頭生長豬采集新鮮糞樣, 分別采用改良MRS培養(yǎng)基、伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基和Baird-Parker培養(yǎng)基培養(yǎng), 并計算糞樣中乳酸菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的數(shù)量。菌群數(shù)量以每克糞便中所含細(xì)菌群落總數(shù)的對數(shù)[lg (CFU/g) ]表示。
揮發(fā)性脂肪酸含量的測定:取1 g糞樣加入3 mL 50 mmol/L的硫酸溶液, 混合均勻后4℃靜置30 min, 20 000×g離心10 min, 取上清液, 在安捷倫GC-6890型氣相色譜儀上測甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸含量, 并計算總揮發(fā)性脂肪酸的含量。色譜柱長30 m, 內(nèi)徑0.32 mm, 膜厚度0.5μm, 進(jìn)樣器和探測器溫度分別為260和280℃, 載氣為氦氣, 流速為2.5 mL/min。
1.4.3 血清生化和免疫指標(biāo)
試驗(yàn)結(jié)束后, 每個重復(fù)隨機(jī)選擇2頭生長豬, 前腔靜脈采血5 mL, 3 000 r/min離心10 min, 分離血清后-20℃保存?zhèn)溆?。采用日?020型自動生化分析儀測定血清中總蛋白 (TP) 、白蛋白 (ALB) 、球蛋白 (GLB) 、尿素氮 (UN) 的含量和谷丙轉(zhuǎn)氨酶 (ALT) 、谷草轉(zhuǎn)氨酶 (AST) 的活性, 測定所用試劑盒購自中生北控生物科技股份有限公司;采用免疫比濁法測定血清中結(jié)合珠蛋白 (HP) 的含量, 采用酶聯(lián)免疫吸附測定 (ELISA) 法測定血清中免疫球蛋白G (IgG) 、免疫球蛋白A (IgA) 、免疫球蛋白M (IgM) 的含量, 結(jié)合珠蛋白含量測定所用試劑盒購自美國ADI公司, 免疫球蛋白含量測定所用試劑盒購自美國Bethyl公司。
1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示, 數(shù)據(jù)經(jīng)Excel2016初步處理后, 采用SPSS 19.0軟件中的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)方法進(jìn)行分析, 以P<0.05作為差異顯著的標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)果與分析
2.1 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬生長性能的影響
由表2可知, 對照組與試驗(yàn)組生長豬的始重和平均日采食量差異不顯著 (P>0.05) 。與對照組相比, 試驗(yàn)組生長豬的末重提高了6.32% (P<0.05) , 平均日增重提高了12.23% (P<0.05) , 料重比降低了8.58% (P<0.05) 。
2.2 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬糞便中菌群數(shù)量的影響
由表3可知, 與對照組相比, 試驗(yàn)組生長豬糞便中乳酸菌的數(shù)量顯著提高 (P<0.05) , 大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的數(shù)量顯著降低 (P<0.05) 。
2.3 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬糞便中揮發(fā)性脂肪酸含量的影響
由表4可知, 與對照組相比, 試驗(yàn)組生長豬糞便中乙酸、丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸的含量分別提高了13.44% (P<0.05) 、20.51% (P<0.05) 和11.01% (P<0.05) , 甲酸、丙酸、異丁酸、戊酸和異戊酸的含量無顯著變化 (P>0.05) 。
2.4 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬血清生化和免疫指標(biāo)的影響
由表5可知, 與對照組相比, 試驗(yàn)組生長豬血清中總蛋白、球蛋白、免疫球蛋白G和免疫球蛋白A的含量分別提高了18.85% (P<0.05) 、33.31% (P<0.05) 、15.85% (P<0.05) 和45.86% (P<0.05) , 血清中尿素氮和結(jié)合珠蛋白的含量分別降低了19.29% (P<0.05) 和52.72% (P<0.05) 。血清白蛋白、免疫球蛋白M含量與谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性2組之間差異不顯著 (P>0.05) 。
討 論
3.1 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬生長性能的影響
研究認(rèn)為, 飼糧中添加乳酸菌能夠促進(jìn)仔豬腸道發(fā)育, 增加機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收, 從而提高豬的生長性能。目前有關(guān)乳酸菌發(fā)酵飼料在斷奶仔豬生產(chǎn)中應(yīng)用的研究較多, 而在生長豬階段應(yīng)用的研究還較少。何謙等研究發(fā)現(xiàn), 斷奶仔豬飼喂嗜酸乳桿菌發(fā)酵飼料可以顯著提高仔豬的平均日增重, 降低料重比;張錚等報道, 在斷奶仔豬飼糧中添加20%的唾液乳桿菌發(fā)酵飼料, 可以顯著提高斷奶仔豬的平均日采食量和平均日增重。此外, Russell等、Jensen等也分別報道了乳酸菌液體發(fā)酵飼料能顯著提高斷奶仔豬的采食量和生長速度。本試驗(yàn)結(jié)果顯示, 在生長豬飼糧中添加5%副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料, 能夠顯著提高生長豬的平均日增重, 顯著降低料重比。這說明采用副干酪乳桿菌對飼料進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵, 可以增加飼料的營養(yǎng)價值, 易于消化吸收, 從而有利于生長豬群的健康和生長性能的改善。
3.2 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬糞便中菌群數(shù)量的影響
飼料經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后產(chǎn)生的乳酸菌和有機(jī)酸能夠增加消化道內(nèi)乳酸菌數(shù)量, 降低消化道pH, 抑制其他病原性微生物的生長和繁殖, 從而改善動物腸道的微生態(tài)平衡。劉金萍使用植物乳桿菌A6發(fā)酵飼料飼喂斷奶仔豬后發(fā)現(xiàn), 空腸和盲腸內(nèi)容物中乳酸菌的數(shù)量有提高趨勢, 大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量有降低趨勢。Yin等和van Winsen等的研究結(jié)果表明, 乳酸菌發(fā)酵飼料中的乳酸、乙酸和其他一些抑菌物質(zhì)可以有效減少仔豬腸道中沙門氏菌和大腸桿菌的數(shù)量。張錚等的研究也表明, 飼喂乳酸菌發(fā)酵飼料顯著降低了仔豬糞便中大腸桿菌的數(shù)量, 提高了乳酸菌的數(shù)量。此外, 陳鮮鑫等使用乳酸菌液體發(fā)酵飼料飼喂生長豬后發(fā)現(xiàn), 糞便中乳酸菌的數(shù)量顯著提高, 大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量顯著降低。本試驗(yàn)中, 生長豬飼喂副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料后, 糞便中乳酸菌的數(shù)量顯著提高, 大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的數(shù)量顯著降低, 這與以上研究結(jié)果相似。由此可見, 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料能夠抑制腸道內(nèi)有害菌的繁殖, 在調(diào)節(jié)生長豬腸道菌群平衡、促進(jìn)腸道健康等方面具有積極作用。
3.3 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬糞便中揮發(fā)性脂肪酸含量的影響
仔豬后腸中的菌群能夠發(fā)酵碳水化合物, 代謝產(chǎn)生多種揮發(fā)性脂肪酸 (如乙酸、丙酸、丁酸等) , 這些小分子的脂肪酸可被腸上皮細(xì)胞吸收作為能源利用, 并且在抑制有害菌生長、提高飼料利用率和維持腸道健康等方面具有重要作用。大量研究已經(jīng)證實(shí), 飼糧中添加益生菌制劑能夠提高仔豬腸道和糞便中揮發(fā)性脂肪酸的含量。本試驗(yàn)也得到了相似的結(jié)果, 在生長豬飼糧中添加副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料后, 糞便中乙酸、丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸的含量顯著升高, 表明乳酸菌發(fā)酵飼料改善了腸道菌群對碳水化合物的代謝, 促進(jìn)了腸道內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生。這可能也是本試驗(yàn)中乳酸菌發(fā)酵飼料能夠改善生長豬腸道健康、促進(jìn)生長性能的機(jī)理所在。
3.4 副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料對生長豬血清生化和免疫指標(biāo)的影響
血清生化指標(biāo)可以反映機(jī)體營養(yǎng)代謝情況和各組織器官功能, 從而間接反映動物的生產(chǎn)性能。血清總蛋白由白蛋白和球蛋白組成, 血清總蛋白、白蛋白與機(jī)體蛋白質(zhì)的吸收和代謝狀況有關(guān), 其含量的升高表明肝臟的蛋白質(zhì)合成代謝增強(qiáng), 而血清球蛋白與機(jī)體的體液免疫有關(guān), 其含量的升高是免疫力提高的表現(xiàn)。已有研究表明, 益生菌能夠提高仔豬血清中球蛋白和總蛋白的含量。本試驗(yàn)結(jié)果顯示, 試驗(yàn)組血清中總蛋白和球蛋白的含量較對照組顯著升高, 說明副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料能夠改善生長豬肝臟的蛋白質(zhì)合成, 促進(jìn)蛋白質(zhì)吸收, 并提高機(jī)體的免疫力。
血清尿素氮是動物體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸代謝的終產(chǎn)物, 其含量可以較準(zhǔn)確地反映動物體內(nèi)蛋白質(zhì)代 謝和氨基酸之間的平衡狀況, 較低的血清尿素氮含量表明氨基酸平衡好, 機(jī)體蛋白質(zhì)合成率較高。本試驗(yàn)結(jié)果表明, 生長豬飼喂含副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料的飼糧后, 血清中尿素氮含量顯著低于對照組, 表明副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料可以促進(jìn)生長豬的蛋白質(zhì)合成, 增加機(jī)體氮沉積, 從而提高生長速度, 這可能與副干酪乳桿菌發(fā)酵后飼料中蛋白質(zhì)、氨基酸的含量提高有關(guān)。
結(jié)合珠蛋白是一種急性期蛋白, 與動物的疾病感染、炎癥發(fā)生、免疫發(fā)揮、應(yīng)激效應(yīng)及藥物治療等影響健康的因素密切相關(guān), 被認(rèn)為是檢測豬體內(nèi)急性期蛋白最具有敏感性和特異性且最為有效的指標(biāo), 其含量越高, 說明機(jī)體健康狀態(tài)越差。本研究室已有研究表明, 在斷奶仔豬飼糧中添加羅伊氏乳桿菌或在生長豬飼糧中添加短乳桿菌, 均能夠降低豬血清中結(jié)合珠蛋白的含量。本試驗(yàn)中, 試驗(yàn)組生長豬飼糧中添加副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料后, 其血清中結(jié)合珠蛋白的含量顯著降低, 說明副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料能夠降低生長豬體內(nèi)急性期蛋白含量, 在促進(jìn)動物健康方面具有積極作用。
免疫球蛋白是體液免疫的主要成分, 是反映機(jī)體免疫功能的重要指標(biāo), 其含量的高低可反映機(jī)體對疾病的抵抗能力。Kunavue等研究表明, 飼糧中添加益生菌制劑能夠顯著提高生長豬血清中免疫球蛋白M和免疫球蛋白G的含量。M izumachi等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 植物乳桿菌液體發(fā)酵飼料可以提高斷奶仔豬血清中免疫球蛋白M和免疫球蛋白G的含量。王娟娟等也報道了飼糧添加發(fā)酵飼料可提高仔豬血清中免疫球蛋白A的含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明, 與對照組相比, 試驗(yàn)組生長豬血清中免疫球蛋白G和免疫球蛋白A的含量顯著升高, 表明飼糧中添加副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料有助于提高生長豬的免疫功能, 從而提高豬群的健康狀況。這可能是因?yàn)? 乳酸菌可以通過調(diào)節(jié)腸道菌群平衡和刺激腸道組織產(chǎn)生免疫球蛋白, 促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖, 增強(qiáng)免疫應(yīng)答, 提高機(jī)體的免疫力。
4結(jié) 論
在飼糧中添加副干酪乳桿菌發(fā)酵飼料能夠改善生長豬的腸道菌群平衡, 增加糞便中揮發(fā)性脂肪酸的含量, 增強(qiáng)機(jī)體免疫功能, 從而提高生長豬的生長性能。
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