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無抗發酵飼料對斷奶仔豬生長性能、腸道菌群、血液生化指標和免疫性能的影響

生物飼料工程研究中心2019-10-15 09:12:11

導讀

目前飼料安全的概念在世界范圍內已形成共識,新型、綠色、無公害生物飼料成為未來飼料行業研究熱點和發展方向。微生物固體發酵飼料是生物飼料的一個重要組成部分。當前發酵雜粕和發酵原料在豬方面的應用研究報道相對較多,而微生物發酵全價飼料,特別是微生物發酵不含抗生素的全價飼料在仔豬階段的報道較少,因此本試驗研究了不同添加比例的復合益生菌無抗發酵飼料和含抗生素飼料對斷奶仔豬生長性能、腸道菌群、血液生化指標和免疫性能的影響,旨在為研發安全、高效、環保的無抗發酵飼料并成熟應用奠定理論基礎。

1材料與方法

1.1 復合益生菌制劑和無抗發酵飼料

試驗用復合益生菌制劑由湖南省微生物研究所研制并提供,活菌數≥2×109CFU/mL。復合益生菌制劑主要成分為乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌等。無抗發酵飼料的底物為全價乳豬配合粉料,發酵添加液體(菌液和水份)比例為40%(料水比為3∶2),發酵液接種比例為5%。每個星期做1次發酵飼料,1次發酵時間為3~7d;飼料發酵3d以上可以使用。一個批次的發酵飼料一般要求在15d內用完。

無抗發酵飼料發酵前和發酵7d后成分檢測結果為:發酵前,粗蛋白質18.00%、鈣0.71%、總磷0.59%、無機磷0.40%;發酵7d后,粗蛋白質18.20%、鈣0.70%、總磷0.58%、無機磷0.46%、乳酸菌2.7×109CFU/g、枯草芽孢桿菌4.2×106CFU/g、酵母菌4.5×106CFU/g。


1.2 試驗設計

將120頭平均體重9.5kg左右的“杜洛克×長白×大白”雜交斷奶仔豬隨機分成4個處理,每個處理3個重復,每個重復10頭仔豬。對照組(A組)飼喂基礎飼糧(含抗生素),試驗組(B、C、D組)分別飼喂用10%、20%、30%無抗發酵飼料替代部分基礎飼糧(不含抗生素)配制的試驗飼糧??股貫樵诿壳Э祟A混料中添加20mg硫酸黏桿菌素+40mg桿菌肽鋅?;A飼糧組成及營養水平見表1。


1.3 飼養管理

按豬場常規飼養管理程序進行。預試期3d,同時進行預防接種、驅蟲,進入正試期后,各組分別飼喂相應飼糧。自由采食,自由飲水,按豬場正常程序進行免疫。試驗期34d。


1.4 指標測定

1.4.1 生長性能

分別于試驗的第1天和最后1天08:00空腹稱重,根據初重和末重計算平均日增重。每周記錄各組的采食量,試驗結束后結算各組消耗飼料,計算平均日采食量和料重比。每天08:00觀察仔豬糞便情況,記錄腹瀉頭數,計算腹瀉率。

腹瀉率(%)=[總腹瀉次數/(總頭數×試驗天數)]×100。


1.4.2 腸道菌群

新鮮糞便取樣分別在試驗前期第10天、試驗中期第21天和試驗后期第34天,取樣后裝入塑料樣品袋放置于-20℃冰箱中保存。采用平板稀釋方法對糞便樣品中的乳酸菌、大腸桿菌和沙門氏菌進行計數。

乳酸菌:用微量取液器分別移取糞便10-4~10-6稀釋液1.0mL接種于乳酸菌選擇性培養基(MRS)平皿上(各稀釋度設3個重復),37℃厭氧培養48h后進行菌落計數。

大腸桿菌:用微量取液器分別移取糞便10-4~10-6稀釋液1.0mL涂布接種于麥康凱培養基平皿上(各稀釋度設3個重復),置于37℃培養箱中有氧培養24h后,選取粉紅色或紅色,表面光滑、凸起,邊緣整齊不透明,質地軟、黏,直徑1.0~3.0mm的菌落進行計數,并通過相應生化試驗對大腸桿菌進行鑒定。

沙門氏菌:用微量取液器分別吸取不同梯度的糞便稀釋液1.0mL于培養血中,與冷卻至45℃的沙門氏菌-志賀氏菌瓊脂培養基(SS瓊脂)混合(各稀釋度設3個重復),傾注法進行菌落計數,37℃培養24h,檢測菌體數量。


1.4.3 血液生化和免疫指標

試驗結束時08:00空腹從各組隨機抽出3頭中等體重仔豬前腔靜脈采血各5mL,血樣于采血管中斜面靜止等析出血清后,3000r/min離心15min并用無菌注射器吸取上層透明血清于離心管中,得血清樣品。將各血清樣品分裝于1mL塑料離心管并移動式低溫保藏箱中保存備用,保存的血清送至永州市人民醫院檢測。堿性磷酸酶、谷草轉氨酶活性和尿素氮、葡萄糖、總蛋白、白蛋白、球蛋白含量采用日立7020全自動生化分析儀測定。血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM)含量采用免疫透射比濁法測定。


1.4.4 消化指標

試驗結束前,連續5d以不完全收糞法采集糞便,每天收糞1次。在豬圈四角和中間5點共采集糞便100g,加10%H2SO4?10mL,攪拌均勻,放置4℃冰箱中備用。測定前先將糞樣50℃烘至半干,粉碎。按4mol/L鹽酸不溶灰分指示劑法測定飼糧的粗蛋白質、干物質、有機物、粗纖維和磷的消化率。酸不溶灰分指示劑法參照《家畜飼養學實驗指導》。


1.5 數據處理

采用SAS9.1.3統計軟件對數據進行方差分析和Duncan氏法多重比較,P<0.05和P<0.01分別為差異顯著和極顯著。

2結果與分析

2.1 無抗發酵飼料對斷奶仔豬生長性能的影響

由表2可知,C組平均日增重最高,D組平均日增重最低,C組平均日增重顯著高于D組(P<0.05);與對照組相比,C組平均日增重提高了6.37%(P>0.05)。4個組之間的平均日采食量差異不顯著(P>0.05)。4個組之間的料重比差異極顯著(P<0.01),其中D組料重比顯著高于其他各組(P<0.05);3個試驗組中,C組的料重比最低,比對照組降低了5.54%(P>0.05)。4個組之間的腹瀉率差異極顯著(P<0.01),其中C組顯著低于對照組(P<0.05),而D組顯著高于對照組(P<0.05);4個組中C組的腹瀉率最低,比對照組降低了63.63%(P<0.05)。


2.2 無抗發酵飼料對斷奶仔豬糞便中微生物數量的影響

由表3可知,在前期階段,3個試驗組的糞便中乳酸菌數量都顯著高于對照組,其中C和D組乳酸菌數量與對照組相比較分別顯著提高了25.1%和36.1%(P<0.05)。在中期階段,3個試驗組的糞便中乳酸菌數量都顯著高于對照組(P<0.05),分別比對照組的乳酸菌數量提高了55.6%、96.9%和69.8%。在后期階段,B和D組的糞便中乳酸菌數量分別比對照組的提高了64.9%和73.6%(P<0.05)。

4個組之間斷奶仔豬糞便中前期和后期的大腸桿菌數量差異極顯著(P<0.01)。在前期階段,3個試驗組的糞便中大腸桿菌數量都顯著低于對照組(P<0.05),分別比對照組降低了78.8%、93.1%和88.7%。在中期階段,C和D組的糞便中大腸桿菌數量顯著低于對照組(P<0.05),分別比對照組降低了61.1%和59.7%。在后期階段,只有B組的糞便中大腸桿菌數量顯著低于對照組(P<0.05),比對照組降低了75.1%。

4個組之間斷奶仔豬前期、中期和后期糞便中的沙門氏菌數量差異均不顯著(P>0.05),但是B、C和D組的糞便中沙門氏菌數量都要相對略低于對照組。


2.3 不同添加水平無抗發酵飼料對斷奶仔豬血液生化指標和免疫指標的影響

由表4可知,4個組之間斷奶仔豬血清谷草轉氨酶活性差異不顯著(P>0.05)。4個組之間斷奶仔豬血清堿性磷酸酶活性差異顯著(P<0.05),其中C和D組與對照組相比顯著提高了20.6%和12.0%(P<0.05)。B、C和D組的斷奶仔豬血清尿素氮含量顯著低于對照組(P<0.05)。B和C組的斷奶仔豬血清葡萄糖含量顯著高于對照組(P<0.05)。4個組之間斷奶仔豬血清總蛋白、白蛋白、球蛋白含量和白蛋白/球蛋白差異均不顯著(P>0.05),但是C和D組的血清總蛋白、白蛋白、球蛋白含量都要略高于對照組,白蛋白/球蛋白略低于對照組。4個組之間斷奶仔豬血清IgM和IgA含量差異均不顯著(P>0.05)。4個組之間斷奶仔豬血清IgG含量差異極顯著(P<0.01),其中C和D組的血清IgG含量顯著高于對照組(P<0.05)。


2.4 無抗發酵飼料對斷奶仔豬養分表觀消化率的影響

由表5可知,4個組之間干物質、總鈣和總磷的表觀消化率差異不顯著(P>0.05),B、C和D組的干物質、總鈣和總磷的表觀消化率都要略高于對照組。4個組之間粗蛋白質和粗纖維的表觀消化率差異極顯著(P<0.01),其中B、C和D組的粗蛋白質表觀消化率比對照組顯著提高了4.39%、6.02%和6.65%(P<0.05),B、C和D組的粗纖維表觀消化率比對照組顯著提高了7.39%、17.19%和13.31%(P<0.05)。

3討論

3.1 無抗發酵飼料對斷奶仔豬生長性能的影響

本試驗中無抗發酵飼料采用的是由乳酸菌、酵母菌和芽孢桿菌組成的復合微生態制劑。無抗發酵飼料中除了含有一定活菌,還有益生菌代謝產生的蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶,可以提高動物的消化能力,提高動物的生長性能。此外,酵母菌和芽孢桿菌等好氧菌的代謝提供腸道厭氧環境進而促進乳酸菌大量繁殖,產生大量乳酸,一方面可以賦予發酵飼料酸香味,改善適口性,促進采食;另外一方面可以降低腸道pH,提高消化能力。

在本試驗中,綜合平均日增重、平均日采食量、料重比以及腹瀉率指標來看,20%無抗發酵飼料組效果最好,可以提高仔豬平均日增重和平均日采食量,顯著降低料重比和腹瀉率。從試驗結果來看,并非無抗發酵飼料的添加比例越大,斷奶仔豬的生長性能就越好,也存在一個最佳添加量和范圍的問題。過多的微生物活菌進入動物腸道需要額外消耗部分營養物質,進而影響宿主動物本身的營養物質吸收利用和生長發育,這一點在前人的研究中已有報道。

目前發酵全價飼料的研究報道較少,現有少量研究報道都是采用含有抗生素的全價料進行發酵,還有一些研究則側重于原料的發酵。本研究結果和前人基本一致,如魏金濤等的發酵復合基礎料(玉米、豆粕和膨化大豆按7∶2∶1配比組成)可以提高仔豬的平均日增重和料重比,降低了腹瀉率;何正興等采用35%和50%微生物發酵蛋白飼料替代部分豆粕在育肥豬的試驗結果發現,其可以提高育肥豬增重13%~16%,降低料重比;李敏等采用5%的發酵預混合飼料替代對照組的發酵飼料(玉米、豆粕、麥麩、棉粕及次粉的混合物)進行育肥豬試驗結果也發現其有提高生長性能的趨勢;劉瑞麗等在飼糧中添加15%~20%的經復合益生菌發酵的非常規飼料(玉米、小麥粉、豆粕、酒糟粉、菜籽粕和血粉)對育肥豬試驗結果發現其具有提高生長性能的趨勢;嚴驗東等的益生菌發酵飼料(100%添加)育肥豬試驗結果也與之類似。


3.2 無抗發酵飼料對斷奶仔豬糞便中微生物數量的影響

正常情況下,動物腸道內各種微生物區系之間保持著動態的平衡。當機體受到某些應激因素的影響導致腸道微生物菌群之間比例失調,使得腸道優勢主導菌群發生更替,一些致病菌或者條件致病菌如大腸桿菌、沙門氏菌等大量增加,成為優勢菌群,打破腸道微生態平衡,排放內毒素和產生其他毒副作用,引起機體消化機能紊亂,導致動物生長性能下降。比如仔豬斷奶這一生理過程就是一個巨大的應激因素,會導致斷奶仔豬腸道微生物菌群出現短時失衡狀態,因此營養學家和養殖生產者都積極在此階段應用以乳酸菌為主的單一或者復合微生態制劑干預并糾正仔豬腸道微生態體系失衡現象,從而保證其良好生長性能發揮。

本試驗結果表明,與含抗生素的對照組相比,無抗發酵飼料組可以增加試驗前期、中期和后期糞便中的乳酸菌數量,減少糞便中大腸桿菌數量;而對試驗前期、中期和后期糞便中的沙門氏菌影響的差異不顯著。本試驗研究結果與以前國內外學者研究結論基本一致,如Canibel等和VanWinsen等研究表明,飼喂發酵飼料能顯著降低小腸中大腸桿菌和沙門氏菌的數量,對病原菌具有較好的抑菌效果;陸文清等采用人工感染大腸桿菌斷奶仔豬作為試驗動物對象,發現發酵飼料可改善仔豬小腸的微生物區系平衡程度,顯著提高仔豬小腸乳酸菌數量,相對降低腸道大腸桿菌數量;陳鮮鑫等試驗發現,乳酸菌發酵液體飼料較傳統干料和濕拌料,可顯著提高生長豬糞便中乳酸菌含量,顯著降低糞便中大腸桿菌和沙門氏菌含量;李清定等研究結果表明,微生物發酵飼料能夠顯著提高生長豬糞便中乳酸菌含量,降低大腸桿菌含量。其作用機理可能有以下3點:第一是與發酵飼料中產生的有機酸有關,有機酸酸化的消化道環境能降低或抑制大腸桿菌等病原菌在腸道上的定植;第二是發酵飼料中的好氧菌進入動物腸道消耗氧氣形成厭氧環境,降低腸道的氧化還原電勢,增強腸道對乳酸桿菌、雙歧桿菌等厭氧菌的定植抗力,有利于厭氧菌生長;第三是乳酸菌和芽孢桿菌等有益微生物在增殖中能競爭抑制有害病原的繁殖。


3.3 無抗發酵飼料對斷奶仔豬血液生化指標和免疫功能的影響

仔豬血液生化指標的改變是機體新陳代謝機能發生改變的綜合反映。比如血液中葡萄糖能夠反映機體的代謝狀況,其含量越高代表機體利用血糖進行合成代謝能力越強。血液中的葡萄糖作為一種重要的能量物質,為機體蛋白質的合成提供能量;此外,葡萄糖的吸收還能夠促進胰島素的釋放,從而促進蛋白質的合成。本試驗中無抗發酵飼料10%和20%組的血清葡萄糖含量顯著高于對照組。血清谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶是反映肝臟和心臟功能的重要標志,其活性過高,說明肝臟和心臟有可能被損害。唐曉玲等認為血清中丙氨酸轉氨酶和堿性磷酸酶活性均可反映動物對蛋白質和脂類的代謝效率,特別是堿性磷酸酶,其活性的高低可反映動物的生長速度和生長性能。本試驗中無抗發酵飼料20%和30%組的堿性磷酸酶活性顯著高于對照組,無抗發酵飼料組的谷草轉氨酶和堿性磷酸酶活性高于對照組,也進一步證實了益生菌發酵飼料可以提高豬的生長性能。血清尿素氮含量可以較準確地反映動物體內蛋白質代謝和氨基酸之間的平衡狀況,氨基酸平衡良好時血清尿素氮含量下降。本試驗結果表明,無抗發酵飼料組的血清尿素氮含量顯著低于對照組,表明微生物發酵飼料增加了機體氮沉積量,有利于蛋白質合成,促進生長。本試驗無抗發酵飼料對斷奶仔豬血液生化指標的結果與前人研究基本一致。

血清中總蛋白含量反映了機體對蛋白質的吸收狀況以及與體液免疫的關系。白蛋白是構成血漿膠體滲透壓的主體和血液中水溶性較低物質的運輸載體,對肝臟在蛋白質代謝中起著重要作用。血清球蛋白是機體免疫器官制造的,大部分在肝細胞外生成,與動物機體的免疫力有密切關系。球蛋白要保持一定的含量,球蛋白檢測值超過正常值說明體內存在免疫系統的亢進,球蛋白檢測值低于正常值說明免疫力不足。免疫球蛋白對機體免疫力具有重要作用,免疫水平的高低間接反映了機體對疾病的抵抗能力。本試驗研究結果顯示,無抗發酵飼料組與有抗生素的對照組相比,無抗發酵飼料對斷奶仔豬的血清總蛋白、白蛋白、球蛋白、IgM和IgA含量均無顯著影響,但其中20%和30%無抗發酵飼料組的上述5個指標都要高于對照組,而且3個無抗發酵飼料組的血清IgG含量都顯著高于對照組,表明斷奶仔豬飼糧中添加微生物發酵飼料有助于提高其機體的免疫能力,與眾多研究結果基本一致。益生菌發酵飼料能夠提高動物的免疫力,其作用機理可能有以下5個方面:一是有益生菌在腸道黏膜的定植能激活腸道黏膜的免疫功能,比如乳桿菌和短雙歧桿菌等益生菌能促進小腸淋巴組織集合B細胞增生,增強宿主黏膜的免疫反應,誘導淋巴組織集合的漿細胞產生大量的分泌型免疫球蛋白(sIgA),進而增強機體的免疫功能;二是腸道益生菌群能促進機體免疫器官的生長發育、成熟,增加T細胞、B淋巴細胞的數量,胸腺淋巴細胞免疫球蛋白含量增多,啟動免疫應答;三是益生菌能激活腸黏膜中的巨噬細胞、T淋巴細胞和自然殺傷(NK)細胞,通過調節對免疫應答和炎癥反應有介導作用的細胞因子[白細胞介素(IL)-2、IL-6、IL-4、IL-5、腫瘤壞死因子(TNF)-α、干擾素(IFN)-γ等]產生量來調控T淋巴細胞和B淋巴細胞分化方向;四是益生菌(枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等)通過直接或者間接地發揮免疫佐劑的作用,提高接種疫苗的抗體水平,增強機體的局部或全身防御功能;五是益生菌能代謝合成乳多肽類抗生物質等細菌素,刺激免疫應答反應,激活免疫系統。


3.4 無抗發酵飼料對斷奶仔豬養分表觀消化率的影響

動物對飼料的消化性能和自身的生長性能密切相關,對營養物質的消化吸收利用效率越高,越有利其生長性能發揮。本試驗結果中,無抗發酵飼料組與對照組相比,其粗蛋白質和粗纖維表觀消化率顯著提高,鈣、磷表觀消化率也有所提升,說明發酵飼料可以提高仔豬營養物質的消化率,與前人研究結果基本一致。發酵飼料中的益生菌及其產生的消化酶可以將飼料中的粗蛋白質、碳水化合物分解為小肽、游離氨基酸和小分子營養物質,補充蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶等消化酶,產生有機酸能夠提高動物腸胃消化力。魏金濤等研究發現,飼料發酵后可以將植酸磷轉化為動物容易吸收的無機磷,提高動物對磷的利用率。劉瑞麗等采用復合益生菌對混合雜粕(酒糟粉、菜籽粕和血粉混合)和酒糟進行發酵,其無機磷含量分別提高了2.37和6.46倍。豬的排泄物中含有大量的氮和磷,易造成水和土壤的富營養化,破壞生態環境,是生豬養殖污染的主要來源之一,而復合益生菌發酵飼料可以提高氮和磷的利用率,減少糞便中氮和磷排放,降低對環境的污染。

4結論

綜合各項指標可見,在斷奶仔豬飼糧中添加20% 的無抗發酵飼料效果較好,能提高仔豬的生長性能,改善腸道微生物平衡,增強免疫性能和提高養分表觀消化率。

注:本文由生物飼料開發國家工程研究中心(BFC)小編整理發布,如有任何建議或意見及投稿等,請您加小編微信(13260429991)交流互動。


參考文獻略

責編:馬維軍;審閱:劉晶晶 博士

(來源動物營養學報;作者:胡新旭,周映華,劉惠知等)

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