張旭暉 王 恬* 冀鳳杰 郭福存 曹 宏
(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,南京 210095;2.諾偉司國際研發(fā)中心,北京 100085)
仔豬斷奶后胃蛋白酶活性大大降低,使飼料營養(yǎng)物質(zhì)(特別是蛋白質(zhì))消化吸收不良,造成飼料營養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)及仔豬營養(yǎng)性腹瀉。腸道內(nèi)高pH為各種有害菌提供適宜的繁殖環(huán)境,并且未被消化的蛋白質(zhì)飼料在經(jīng)過腸道時(shí)也給各種細(xì)菌提供了大量的營養(yǎng)物質(zhì),致使病原菌大量繁殖,爆發(fā)細(xì)菌性疾病。傳統(tǒng)養(yǎng)殖實(shí)踐一般采用抗生素預(yù)防和治療細(xì)菌性傳染病,雖然取得了一定的效果,但是不可避免的產(chǎn)生了諸如耐藥性、藥物殘留等問題。鑒于抗生素使用上的種種弊端,在仔豬飼糧中添加適量的酸化劑以彌補(bǔ)仔豬生理性產(chǎn)酸不足,已逐漸成為一項(xiàng)重要的營養(yǎng)措施[1-4]。
酸化劑具有調(diào)控動物腸道微生物平衡、增殖有益菌、抑制有害菌、降低腸道pH、提高消化酶活性、提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率、減慢胃排空速度、提高動物抗應(yīng)激和免疫力等方面的功能[1-6]。仔豬飼糧中添加有機(jī)酸化劑的研究從20世紀(jì)60年代就已開始,國內(nèi)對仔豬飼糧酸化的研究起步較晚,且主要局限于添加效果的研究。關(guān)于其作用效果的報(bào)道國內(nèi)外并不完全一致。原因可能和不同類型的有機(jī)酸化劑及其鹽類對動物代謝的作用途徑或模式存在差異有關(guān)[7]。另外,由于飼糧組成及其酸結(jié)合力、蛋白質(zhì)來源、動物的生長階段、健康狀況、斷奶時(shí)間、動物飼養(yǎng)環(huán)境條件及有機(jī)酸化劑添加水平等因素影響,使得生產(chǎn)實(shí)踐中有機(jī)酸化劑的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益差異很大。因此,對不同組合和配比的有機(jī)酸化劑的比較研究是十分必要的。本試驗(yàn)旨在探討不同有機(jī)酸化劑組合對斷奶仔豬的生長性能和腸道健康的影響,為其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用提供參考。
有機(jī)酸化劑A(有效成分富馬酸22%、苯甲酸50%、甲酸鈣14.5%、羥基蛋氨酸鈣4.5%);有機(jī)酸化劑B(有效成分富馬酸39.8%、苯甲酸19%、羥基蛋氨酸鈣33.8%);保護(hù)型有機(jī)酸化劑C(有效成分甲酸≥22%、山梨酸≥9%、富馬酸≥9%);仙人掌提取物(cactus extract,CE,其中含多糖35%、生物堿1.25%),均由諾偉司國際有限公司提供。
選用“長×大”二元雜交健康仔豬540頭(公母各占1/2),21日齡斷奶。斷奶后1~7 d為預(yù)試期,飼喂商品代乳料,至試豬28日齡,平均體重為(8.23±0.40)kg(P>0.05)時(shí),開始為期4周的正式試驗(yàn)。試驗(yàn)仔豬采用地面飼養(yǎng),半開放豬舍,自然通風(fēng)。仔豬自由采食和飲水。免疫和驅(qū)蟲程序按豬場常規(guī)同步進(jìn)行。隨時(shí)觀察、記錄仔豬采食和健康狀況。
試驗(yàn)采用單因子隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),將28日齡540頭試豬隨機(jī)分成6個(gè)組,每個(gè)組設(shè)6個(gè)重復(fù)(公母各3個(gè)重復(fù)),每個(gè)重復(fù)15頭豬。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧,有機(jī)酸化劑組(I、II、III、IV和 V 組)在基礎(chǔ)飼糧中分別添加0.3%的有機(jī)酸化劑A、有機(jī)酸化劑 B+C(2∶1)、有機(jī)酸化劑 A+C(2∶1)、有機(jī)酸化劑A+CE(2∶1)和有機(jī)酸化劑A+C+CE(2.0∶0.5∶0.5)。試驗(yàn)全期共 28 d,分為 3 個(gè)生長階段,分別為前期(28~35日齡)、中期(36~42日齡)和后期(43~56日齡)。
參照NRC(1998)仔豬回腸表觀可消化氨基酸模式配制玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧,其組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗(yàn)中為預(yù)防或治療呼吸道疾病,在基礎(chǔ)飼糧中均添加利高霉素(含鹽酸大觀霉素和林可霉素,輝瑞,美國),此外,基礎(chǔ)飼糧中均添加75 mg/kg抗氧化劑(諾偉司國際有限公司)。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %
1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 The premix provides the following per kg of diet:Fe 100 mg,Cu 250 mg,Zn 100 mg,Mn 100 mg,I 0.3 mg,Se 0.3 mg,VA 13 500 IU,VD32 150 IU,VE 15 IU,VK 3 mg,VB11.8 mg,VB26 mg,VB324 mg,泛酸鈣calcium pantothenate 20 mg,膽堿 choline 5 000 mg,生物素 biotin 4.5 mg,VB110.3 mg,VB120.024 mg,L - 賴氨酸 L-lysine 3 000 mg,DL - 蛋氨酸 DL-methionine 1 500 mg,利高霉素 lincomycin hydrochloride[前期(starter stage)40 mg,中期(middle stage)55 mg,后期(finishing stage)60 mg]。
2)營養(yǎng)水平為計(jì)算值。The nutrient levels are calculated values.
1.4.1 生長性能
準(zhǔn)確記錄各圈試豬的喂料量與余料量,計(jì)算每頭仔豬各生長階段及全期的平均日采食量(ADFI);試豬于每周開始及結(jié)束時(shí),07:00以重復(fù)為單位空腹稱重,記錄階段始重(IBW)和末重(FBW),計(jì)算每頭仔豬各生長階段及全期的平均日增重(ADG);根據(jù)仔豬各生長階段及全期的ADFI和ADG計(jì)算料重比(F/G)。1.4.2 仔豬腹瀉率
每天觀察試豬腹瀉情況,1頭試豬腹瀉1 d記為1次腹瀉。
腹瀉率(%)=[試驗(yàn)期內(nèi)腹瀉頭數(shù)/(試驗(yàn)天數(shù)×試驗(yàn)頭數(shù))]×100。1.4.3 直腸糞樣微生物菌群數(shù)量
采用平板涂布計(jì)數(shù)法檢測直腸糞樣微生物菌群數(shù)量。于試驗(yàn)第7、10和17天(即豬生長階段的35、38和45日齡)早上,從每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)選取1頭豬,在無菌條件下用小勺取直腸糞便樣品冷凍保存。
測定時(shí),將樣品解凍,在無菌操作臺內(nèi)稱取2 g左右糞樣與滅菌稀釋液配制成1∶50稀釋液,振蕩3~5 min,用微量移液槍準(zhǔn)確吸取該稀釋液5 mL至盛有10 mL滅菌稀釋液試管中,用漩渦振蕩器振蕩1~2 min,制成10-1稀釋液,再用微量移液槍準(zhǔn)確吸取該稀釋液1 mL至盛有9 mL滅菌稀釋液試管中,用旋渦振蕩器振蕩1~2 min,制成10-2稀釋液,依次進(jìn)行 10-3~10-5稀釋。
將直腸糞樣的稀釋液接種于相應(yīng)的培養(yǎng)基[大腸桿菌用伊紅-美藍(lán)(EMB)培養(yǎng)基;乳酸桿菌用M17瓊脂培養(yǎng)基;金色葡萄球菌采用甘露醇高鹽瓊脂培養(yǎng)基;產(chǎn)氣莢膜桿菌采用亞硫酸鹽-多粘菌素-磺胺嘧啶瓊脂培養(yǎng)基],每種指標(biāo)檢測5個(gè)稀釋梯度,每個(gè)梯度設(shè)2個(gè)重復(fù)。大腸桿菌37℃有氧培養(yǎng)16 h,乳酸桿菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌37℃厭氧培養(yǎng)36 h,金色葡萄球菌37℃需氧或兼性厭氧培養(yǎng)24 h。結(jié)果以lg(CFU/g)(每克腸道內(nèi)容物中含菌落總數(shù)的對數(shù))表示[2]。
試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用SPSS 9.0軟件GLM程序進(jìn)行方差分析,采用LSD和Duncan氏法進(jìn)行多重比較,以P<0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。
由表2可知,在試驗(yàn)前期(28~35日齡),各組間的末重、平均日采食量和平均日增重均無顯著差異(P>0.05),而I和IV組的料重比顯著低于對照組(P<0.05)。在試驗(yàn)中期(36~42日齡),各組間斷奶仔豬的末重、平均日采食量、平均日增重和料重比均無顯著差異(P>0.05)。在試驗(yàn)后期(43~56日齡),I和II組的末重顯著高于對照、III、IV組(P<0.05);II組的平均日增重和平均日采食量顯著高于對照、III和 IV組(P<0.05);V組的料重比最低,顯著低于對照組(P<0.05)。
試驗(yàn)全期(28~56日齡),I和II組的平均日增重最高,分別比對照、III、IV和V組顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)提高了13.79%、10.00%、10.00%和6.45%。I和II組的平均日采食量較高,顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)高于其他各組;I、IV和V組的料重比最佳,分別比對照組顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)降低了6.40%、5.23%和5.23%。
由表3可知,在28~35日齡,I、II和 III組斷奶仔豬的腹瀉率呈現(xiàn)相同趨勢,顯著高于對照組(P<0.05);在36~42日齡、43~56日齡和28~56日齡,I、II、III和 IV組斷奶仔豬的腹瀉率呈現(xiàn)相同趨勢,顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)高于對照組。
由表4可知,與對照組相比,35日齡時(shí),各有機(jī)酸化劑添加組大腸桿菌數(shù)分別顯著降低了10.66%、11.01%、8.78%、11.59% 和 9.72%(P<0.05);38日齡時(shí),分別顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)降低了18.92%、16.02%、15.25%、18.82%和11.78%;45日齡時(shí),分別顯著降低了17.97%、16.09%、14.91%、15.89% 和14.71%(P <0.05)。
乳酸桿菌數(shù)在35日齡時(shí),I、II組分別比對照組增加了8.18%和6.68%,但差異不顯著(P=0.07)。
與對照組相比,35日齡時(shí),I和IV組的金色葡萄球菌數(shù)顯著降低,且均降低了5.03%(P<0.05);38日齡時(shí),添加有機(jī)酸化劑的5個(gè)組,金色葡萄球菌全部受到顯著抑制,分別比對照組顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)降低了14.93%、13.59%、13.71%、14.20%和9.59%;45日齡時(shí),I、II、III和V組金色葡萄球菌數(shù)分別比對照組顯著降低了10.45%、8.54%、9.17%和9.30%(P<0.05)。
表2 不同有機(jī)酸化劑組合對斷奶仔豬生長性能的影響Table 2 Effects of different organic acid combination on growth performance of weaner piglets
同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)字母相同、相鄰、相隔分別表示差異不顯著(P>0.05),顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)。下表同。
In the same row,the same letters on the upper right side of the data mean no significant difference(P>0.05),and the adjacent and the alternate letters mean significant difference(P<0.05 or P<0.01).The same as below.
表3 不同有機(jī)酸化劑組合對斷奶仔豬腹瀉率的影響Table 3 Effects of different organic acid combination on diarrhea rate of weaner piglets %
與對照組相比,35日齡時(shí),IV組的產(chǎn)氣莢膜桿菌數(shù)顯著降低了10.38%(P<0.05);38日齡時(shí),II、III、IV和V組產(chǎn)氣莢膜桿菌數(shù)分別比對照組顯著降低了6.74%、7.19%、7.76%和8.90%(P<0.05);45日齡時(shí),添加有機(jī)酸化劑的5個(gè)組產(chǎn)氣莢膜桿菌數(shù)有顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)降低,分別比對照組降低了7.53%、9.02%、7.65%、11.07%和9.25%。
在養(yǎng)豬業(yè)中,早期斷奶是提高母豬生產(chǎn)性能的重要途徑。但是由于仔豬生理機(jī)能發(fā)育不完善,斷奶會導(dǎo)致仔豬生長緩慢、食欲降低、消化不良、抗病力下降和腹瀉等,即為斷奶綜合征。由于斷奶仔豬消化道尚未發(fā)育完全,消化酶分泌不足[8],此外胃中產(chǎn)酸力不足[9],從而更加無法激活胃蛋白酶原,導(dǎo)致仔豬不能有效地降解消化谷物 及餅粕中的碳水化合物和蛋白質(zhì)[10]。
表4 不同有機(jī)酸化劑組合對斷奶仔豬直腸微生物菌群的影響Table 4 Effects of different organic acid combination on rectalmicrobial population of weaner piglets lg(CFU/g)
國內(nèi)外眾多研究表明,添加有機(jī)酸可以顯著提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。Yi等[11]報(bào)道,在北美針對不同的仔豬飼養(yǎng)方案,添加0.5%的有機(jī)酸化劑B具有與抗生素(如卡巴氧)類似的生長促進(jìn)效應(yīng)。Li等[12]試驗(yàn)也表明,添加0.5%有機(jī)酸化劑B與抗生素效果類似,可以顯著提高斷奶仔豬的增重和飼料轉(zhuǎn)化效率。本試驗(yàn)表明,添加0.3%有機(jī)酸化劑A及B+C組合可極顯著提高平均日增重,這與前人研究結(jié)果一致。
Kirchgessner等[13]總結(jié)了一些歐洲學(xué)者的研究結(jié)果,表明在斷奶仔豬開槽料中添加1% ~2%富馬酸能夠提高仔豬日增重、采食量、飼料轉(zhuǎn)化效率和表觀消化率。Giesting等[14]報(bào)道,在斷奶仔豬飼糧中添加2%丙酸、富馬酸或檸檬酸均能提高飼料轉(zhuǎn)化效率,并且將仔豬飼糧富馬酸添加量從1%提高到3%,能夠線性提高仔豬平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率。在本試驗(yàn)中,各有機(jī)酸化劑添加組的料重比均有不同程度的改善。然而,有的研究結(jié)果并不一致[15-17]。有機(jī)酸應(yīng)用效果的差異,可能與飼糧的緩沖能力、飼糧中有機(jī)酸添加劑量、飼料原料組成、添加劑的組合、斷奶年齡和飼養(yǎng)階段等有關(guān)[18-19]。
研究表明,常規(guī)玉米-豆粕型飼糧的pH約為6[20],而仔豬胃蛋白酶最適 pH 為 2.0 ~3.5,因而,直接飼喂此種飼糧會導(dǎo)致仔豬胃中pH升高。潛在的病原菌可以通過保護(hù)屏障進(jìn)而在消化道內(nèi)定植。此外,未充分酸化的胃內(nèi)容物降低了飼料在小腸前段的消化率,從而使更多未消化的食糜進(jìn)入腸道后段,提高了異常發(fā)酵和腹瀉的風(fēng)險(xiǎn)。本試驗(yàn)各個(gè)階段,0.3%有機(jī)酸化劑A、B+C、A+C、A+CE添加組的仔豬腹瀉率顯著或極顯著低于對照組,說明腹瀉情況得到顯著控制。
多數(shù)學(xué)者認(rèn)為飼糧酸化能有效控制仔豬消化道內(nèi)有害菌群數(shù)量,降低仔豬腹瀉率[1,21]。這是因?yàn)轱暭Z添加酸化劑降低了腸道pH,使有害微生物的適宜生存環(huán)境遭到破壞,但同時(shí)為乳酸桿菌等有益菌創(chuàng)造了適宜的生存繁殖環(huán)境。乳酸桿菌代謝的產(chǎn)物乳酸、過氧化氫也對大腸桿菌等有抑制殺滅作用。因此,酸化劑將會有助于腸道微生物菌群的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,減少病原菌感染,為動物提供一個(gè)健康的腸道環(huán)境。本試驗(yàn)結(jié)果表明,與對照組比較,添加有機(jī)酸化劑的各組在35、38及45日齡,直腸中大腸桿菌、金色葡萄球菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌數(shù)量有不同程度的降低;而乳酸桿菌數(shù)量比對照組有所增加。Li等[12]研究表明,14日齡斷奶仔豬飼糧中添加0.5%有機(jī)酸化劑B,糞便致病性革蘭氏陰性菌大腸桿菌數(shù)下降,有益菌乳酸桿菌數(shù)增加,與本試驗(yàn)結(jié)果一致。腸道致病菌的減少可能會減少宿主營養(yǎng)素的菌群競爭,減少內(nèi)源性損失,進(jìn)而改善氨基酸和能量的消化和吸收[19]。這可能是仔豬生長性能得以被腸道微生物菌群改善的原因。
綜合本試驗(yàn)的結(jié)果不難看出,合理配比的有機(jī)酸可以充分利用不同酸之間的互補(bǔ)協(xié)同作用,既可降低消化道pH,改善消化道生理環(huán)境,又可發(fā)揮有效的抑菌殺菌作用,改善消化道生態(tài)環(huán)境,其作用效果優(yōu)于單一酸,這已被大量研究所證實(shí)[22-26]。有機(jī)酸的主要作用位點(diǎn)是飼料本身和胃,當(dāng)有機(jī)酸到達(dá)小腸時(shí),近中性的pH和快速吸收機(jī)制削弱了有機(jī)酸在這部分消化道的抗菌能力。有機(jī)酸化劑B+C組合采用植物來源的保護(hù)性載體脂肪,可以使其活性物質(zhì)緩慢釋放,并滿足腸道pH的需要。Keller等[27]采用體外模擬腸道生理?xiàng)l件的模型,在中性pH下培養(yǎng)肉湯的數(shù)據(jù)表明,山梨酸具有強(qiáng)抗菌效果,甲酸和富馬酸的效果次之。而其他有機(jī)酸,比如蘋果酸、檸檬酸和乳酸對沙門氏菌和其他病原菌的效果很有限。這可以解釋本試驗(yàn)添加有機(jī)酸化劑B+C組合獲得最佳生長性能,是因?yàn)槠鋵?shí)現(xiàn)了有機(jī)酸對全腸道的保護(hù)作用。然而關(guān)于有機(jī)酸化劑A+C及B+C組合的添加量,尚需更多試驗(yàn)驗(yàn)證。
結(jié)果表明,仔豬飼糧中添加適宜的有機(jī)酸化劑及通過不同有機(jī)酸化劑之間合理配比能夠改善斷奶仔豬的生長發(fā)育和腸道健康,降低有害菌總數(shù)。本試驗(yàn)中,添加有機(jī)酸化劑A和B+C組合應(yīng)用效果最好。
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