益生菌、果寡糖及組合對后備母豬生產(chǎn)性能、血清免疫指標(biāo)和腸道微生物的影響

王 博，田河山*，張福亮，崔燕飛，朱祥雨

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準與檢測技術(shù)研究所，北京100081; 2.河南省衛(wèi)輝市畜牧局，河南衛(wèi)輝 453100;3.河南雛鷹農(nóng)牧股份有限公司，河南衛(wèi)輝453100)

益生菌、果寡糖及組合對后備母豬生產(chǎn)性能、血清免疫指標(biāo)和腸道微生物的影響

王 博1，田河山1*，張福亮2，崔燕飛3，朱祥雨3

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準與檢測技術(shù)研究所，北京100081; 2.河南省衛(wèi)輝市畜牧局，河南衛(wèi)輝 453100;3.河南雛鷹農(nóng)牧股份有限公司，河南衛(wèi)輝453100)

本試驗旨在研究益生菌、果寡糖及其組合對后備母豬生產(chǎn)性能、血清免疫指標(biāo)和腸道微生物的影響。選用相同日齡的長白×大白后備母豬224頭，隨機分為4個組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)14頭。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，益生菌組、果寡糖組、益生菌和果寡糖復(fù)合組分別在基礎(chǔ)飼糧中添加0.2% 益生菌、0.1% 果寡糖、0.1% 益生菌和0.05% 果寡糖，試驗期30 d。結(jié)果表明:各試驗組日增重均顯著高于對照組(＜0.05)，飼料增重比低于對照組，飼糧能量和蛋白質(zhì)消化率高于對照組;試驗組血清中三碘甲狀腺原氨酸(T3)、四碘甲狀腺原氨酸(T4)、生長激素(GH)水平顯著高于對照組(＜0.05);試驗組血清中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)水平顯著高于對照組(＜0.05);各試驗組大腸桿菌數(shù)量均顯著低于對照組(＜0.05);各試驗組雙歧桿菌數(shù)量顯著高于對照組(＜0.05)，但乳酸桿菌的數(shù)量在3個試驗組間沒有顯著差異。由此可見，益生菌和果寡糖都可以不同程度地提高后備母豬的生產(chǎn)性能、血清免疫指標(biāo)，改善后備母豬的腸道微生物菌群，且益生菌和果寡糖的組合效應(yīng)更為顯著。

益生菌;果寡糖;后備母豬;生長性能;免疫機能;腸道微生物

近幾年來,動物福利問題在畜禽養(yǎng)殖中越來越引起人們的重視。盡管使用抗生素對畜禽的生長有促進作用,美國允許使用,但歐洲一些國家對抗生素的使用已經(jīng)實行嚴格的控制。研制開發(fā)綠色環(huán)保的飼料添加劑是亟需解決的問題。益生菌、果寡糖以其組成成分來源于天然、無污染、無毒副作用的特點,成為抗生素的首選替代品,這一領(lǐng)域也成為新型飼料添加劑的研究熱點。David等［1］研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加益生菌可以提高仔豬日增重(ADG);范國歌等［2］研究表明,寡糖可顯著提高仔豬粗蛋白、能量表觀消化率;盛東峰等［3］研究表明,果寡糖能使血液中三碘甲狀腺原氨酸(T3)、四碘甲狀腺原氨酸(T4)等與生長有關(guān)的激素水平升高,從而提高動物的生產(chǎn)性能。益生菌和果寡糖單獨作用對斷奶仔豬和生長育肥豬的生長性能和免疫機能均有促進作用,但其單獨或組合對后備母豬的研究卻鮮有報道。本試驗旨在研究益生菌、果寡糖分別添加及組合添加對后備母豬生產(chǎn)性能、免疫性能和腸道微生物數(shù)量的影響,用以指導(dǎo)畜牧生產(chǎn)和提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計 選擇日齡、體重相近且健康的長白×大白二元雜交后備母豬224頭,隨機分為4組,每組4個重復(fù),每個重復(fù)14頭。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧,益生菌組、果寡糖組、益生菌和果寡糖復(fù)合組在基礎(chǔ)飼糧的基礎(chǔ)上分別添加0.2%益生菌制劑、0.1%果寡糖制劑、0.1%益生菌和0.05%果寡糖混合制劑(使用劑量參照產(chǎn)品說明中注明的最佳添加劑量,益生菌和果寡糖復(fù)合組使用果寡糖組和益生菌組的各二分之一復(fù)合添加)。參照NRC(1998)豬營養(yǎng)需要量標(biāo)準配制基礎(chǔ)飼糧,飼糧的組成及營養(yǎng)成分見表1。試驗于2014年4月至5月在河南雛鷹農(nóng)牧股份有限公司的豬場進行。對照組和試驗組在相同條件下飼養(yǎng)。每天06∶00、11∶00和17∶00定時飼喂3次,每次飼喂前將食槽內(nèi)余料清理干凈,自由飲水,其他按飼養(yǎng)管理手冊進行飼養(yǎng)管理。每天記錄豬只健康狀況。試驗期30 d。

表基礎(chǔ)飼糧配方及營養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))

表基礎(chǔ)飼糧配方及營養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))

注∶①每千克基礎(chǔ)日糧中添加維生素A 6 000 IU,維生素D32 000 IU,維生素E 30 IU,維生素K 30 mg,維生素B12 mg,維生素B24 mg,維生素B61 mg,維生素B120.02 mg,泛酸20 mg,葉酸1 mg,煙酸25 mg,生物素0.2 mg,鐵70 mg,鋅70 mg,錳4 mg,銅10 mg,碘0.14 mg,硒0.2mg。②除代謝能為計算值外,其他營養(yǎng)成分均為實測值

項目 含量日糧組成/%玉米 33.50小麥 45.00豆粕 15.50豆油 2.00 4%預(yù)混料① 4.00合計 100.00營養(yǎng)成分②消化能/(MJ·kg-1) 13.39粗蛋白質(zhì)/% 15.84粗脂肪/% 3.77粗纖維/% 2.48鈣/% 0.75粗灰分/% 4.64食鹽/% 0.50總磷/% 0.46賴氨酸/% 0.80

1.2 試驗材料 益生菌制劑由山東寶來利來生物工程股份有限公司提供,主要成分為枯草芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌等,活菌總數(shù)≥5.0×108CFU/g。果寡糖制劑由上海易實格信飼料科技有限公司提供,含量≥76%。

1.3 樣品采集 試驗第30天早晨,每個重復(fù)隨機選擇5頭健康母豬進行前腔靜脈采血,每頭采血5 mL, 3 000 r/min離心10 min制備血清,收集血清于EP管中,立即放入-20℃冰箱保存。樣品用于免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)和T3、T4、生長激素(GH)水平的測定。

試驗第30天早晨,每個重復(fù)隨機選擇5頭健康母豬進行糞便采集,每頭采集新鮮無污染糞樣糞樣100 g,立即放入-20℃冰箱保存以備腸道微生物培養(yǎng)計數(shù)。

從試驗21 d至27 d,每個重復(fù)隨機選擇5頭健康母豬進行糞便采集,每頭采集糞樣100 g。將糞樣混勻,稱重,取總糞重的1%。全部糞樣品加入10%硫酸10 mL?；旌暇鶆?65℃烘干,回潮,風(fēng)干以備養(yǎng)分消化率測定。

從試驗21 d至27 d,每組沿欄舍中間布5點依次取樣,采樣于每天同一時間和同一地點進行,采樣點距欄舍地面30 cm,采氣量1 L,用于氨氣濃度測定。

1.4 檢測指標(biāo)及方法

1.4.1 日增重及飼料增重比 試驗開始時對每只母豬進行稱重,記錄耳號,試驗結(jié)束時再次對對應(yīng)耳號豬只稱重,計算每組的平均日增重。飼料增重比計算公式∶飼料增重比(F/G)=日采食量(ADFI)/平均日增重(ADG)。

1.4.2 血清激素T3、T4、GH測定 血清激素采用放射免疫分析法測定,所用試劑盒購自北京華英生物技術(shù)研究所,檢測儀器為日本日立r-911全自動放免計數(shù)儀。

1.4.3 血清免疫球蛋白IgA、IgG、IgM測定 血清免疫球蛋白采用免疫比色法測定,所用試劑盒購自北京華英生物技術(shù)研究所,檢測儀器為日本日立7160全自動生化儀。

1.4.4 腸道微生物計數(shù) 糞樣稀釋∶超凈臺內(nèi)取0.5 g糞樣于裝有4.5 mL已滅菌的生理鹽水的試管中,用磁力振蕩器震蕩3～5 min至混合均勻,得到10-1倍稀釋液,再取0.5 mL待測菌液加入裝有4.5 mL已滅菌生理鹽水的試管中,振蕩混勻,得到10-2倍稀釋液,重復(fù)以上操作將菌液分別稀釋至10-3、10-4、10-5、10-6、10-7倍稀釋菌液。

接種及培養(yǎng)∶大腸桿菌(E.coli)計數(shù)時取糞樣稀釋液中10-2～10-4倍稀釋液0.1 mL接種于麥康凱培養(yǎng)基平皿上,每等級稀釋液2個重復(fù),37℃有氧培養(yǎng)24 h后進行菌落計數(shù);乳酸菌(Lactobacillus)計數(shù)時取糞樣稀釋液中10-4～10-6倍稀釋液0.1 mL接種于MRS培養(yǎng)基平皿上,每個稀釋濃度做2個重復(fù),37℃厭氧培養(yǎng)24 h后進行菌落計數(shù);雙歧桿菌(Bifidobacterium)計數(shù)時取糞樣稀釋液中10-4～10-6倍稀釋液0.1 mL接種于TPY培養(yǎng)基平皿上,每個稀釋濃度做2個重復(fù),37℃厭氧培養(yǎng)24 h后進行菌落計數(shù)。

1.4.5 養(yǎng)分消化率 參照《飼料分析與檢測》測定4 mol/L-HCl不溶灰分。參照國家標(biāo)準GBT6432-1994、GBT6433-2006、GBT6438-2007、GBT6434-2006和GBT6437-2002的方法測定試驗期間飼料以及糞便中的蛋白質(zhì)和能量含量［4］。

AIA法養(yǎng)分消化率計算公式∶

某養(yǎng)分消化率(%)=100-l00×(A1/A2×F2/F1)。式中,A1為飼料中AIA的含量(%),A2為糞中AIA的含量(%),F1為飼料營養(yǎng)物質(zhì)含量(%),F2為糞中營養(yǎng)物質(zhì)含量(%)。

1.4.6 氨氣含量測定 氨氣根據(jù)GB/T 14669-93納氏試劑比色法進行濃度分析,分析儀器為Spectrumlab 22PC分光光度計。每次通過吸收液吸收采集氣體500 mL,在420 nm的波長下進行比色,并通過現(xiàn)場配置的標(biāo)準溶液曲線計算出氨氣的實際濃度。

1.5 統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)先用Excel進行初步處理,再用SPSS 22.0中的單因子方差分析(One-Way ANOVA, LSD),以＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準,試驗結(jié)果均以平均值±標(biāo)準差表示。

2 結(jié) 果

2.1 益生菌和果寡糖對后備母豬生長性能的影響由表2可見,益生菌組、果寡糖組、益生菌和果寡糖復(fù)合組平均日增重分別比對照組顯著提高17.0%、8.51%、21.2%(＜0.05),但各試驗組之間未見顯著差異(＜0.05)。益生菌和果寡糖復(fù)合組的飼料增重比顯著低于其他試驗組(＜0.05)。

表2 益生菌和果寡糖對后備母豬生長性能的影響

2.2 益生菌和果寡糖對后備母豬血清中激素的影響 由表3可見,益生菌組、果寡糖組、益生菌和果寡糖復(fù)合組血清中的T3水平分別比對照組顯著高29.4%、13.7%、37.3%(＜0.05);益生菌組、果寡糖組T4水平分別提高了47.6%和52.6%;益生菌組、果寡糖組GH水平分別提高了16.3%和19.5%。但果寡糖組T4和GH水平提高不顯著(＞0.05)。

表3 益生菌和果寡糖對血清中激素水平的影響 ng·mL-1

2.3 益生菌和果寡糖對后備母豬血清中免疫球蛋白的影響 由表4可見,益生菌組、益生菌和果寡糖復(fù)合組血清中的IgG水平比對照組分別顯著提高了2.5%和6.3%;IgA水平分別顯著提高了9.5%和18.1%;IgM水平分別顯著提高了2.1%和6.2%。但果寡糖的IgA水平?jīng)]有顯著提高(＞0.05)。

2.4 益生菌和果寡糖對后備母豬糞中微生物的影響 由表5可見,益生菌組、果寡糖組、益生菌和果寡糖復(fù)合組大腸桿菌數(shù)量與對照組相比顯著降低99%、100%、92%(＜0.05);乳酸桿菌數(shù)量顯著提高46.7%和26.2%(＜0.05);雙歧桿菌數(shù)量顯著提高了21.2%、33.7%、130%(＜0.05)。

表4 益生菌和果寡糖對血清中免疫球蛋白水平的影響mg·mL-1

表5 益生菌和果寡糖對后備母豬糞樣微生物的影響×105CFU·g-1

2.5 益生菌和果寡糖對后備母豬消化功能的影響 由表6可見,益生菌組和果寡糖組的能量消化率有顯著提高(＜0.05),益生菌和果寡糖復(fù)合組雖然提高了3.06%,但差異不顯著(＞0.05);益生菌組和果寡糖組的蛋白質(zhì)消化率顯著高于對照組(＜0.05),但益生菌和果寡糖復(fù)合組與對照組的蛋白質(zhì)消化率差異不顯著(＞0.05)。

表6 益生菌和果寡糖對后備母豬營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響 %

2.6 益生菌和果寡糖對后備母豬圈舍中氨氣濃度的影響 由表7可見,3個試驗組的氨氣濃度均有顯著降低(＜0.05),其中益生菌和果寡糖復(fù)合組豬舍中的氨氣濃度降低最為顯著(＜0.05)。

表7 益生菌和果寡糖對后備母豬圈舍中氨氣濃度的影響mg·m-3

3 討 論

3.1 益生菌和果寡糖對后備母豬生長性能的影響本試驗結(jié)果表明,添加益生菌和果寡糖的各試驗組的日增重要顯著高于對照組,這與大多數(shù)報道相一致。大量試驗表明,益生菌和寡糖的聯(lián)用可以提高豬的生產(chǎn)性能。黃俊文等［5］研究表明,納豆菌與甘露寡糖合用的仔豬的日增重顯著高于對照組和二者單獨添加的日增重。益生菌和異麥芽低聚糖聯(lián)用也能顯著提高生長育肥豬的日增重,但各試驗組間差異不顯著［6］。但也有試驗表明,益生菌與寡糖的聯(lián)用對生長性能的影響并不顯著。例如,劉輝等［7］試驗表明,各組生長豬的初重、末重和平均日增重之間差異均不顯著。伍淳操等［8］研究表明,乳酸菌和甘露寡糖的聯(lián)合使用對改善仔豬生長性能并無協(xié)同作用。造成以上試驗結(jié)果差異的原因有很多,主要原因可能是由于試驗所用益生菌和寡糖的種類不同、配伍條件不同、動物的生長階段不同、飼養(yǎng)條件不同等。

3.2 益生菌和果寡糖對后備母豬血清生理指標(biāo)的影響 IgA、IgG、IgM水平可以反映動物體的體液免疫機能。本試驗結(jié)果表明,3個試驗組的血清中IgA、IgG、IgM水平均高于對照組,其中益生菌、益生菌和果寡糖復(fù)合對IgA、IgG、IgM水平的影響較為顯著,果寡糖對三者影響不顯著。這表明益生菌和果寡糖可以提高母豬的免疫機能,二者復(fù)合作用時效果更好些。寡糖能夠刺激機體免疫應(yīng)答,而且作為外源抗原(如某些毒素、病毒和真菌細胞)的佐劑,與其表面結(jié)合,通過提高免疫器官指數(shù)、增強非特異性免疫作用、改善細胞免疫、促進體液免疫、提高免疫抗體效價來加強動物體細胞免疫和體液免疫反應(yīng)。其他研究也有相似結(jié)論,吳偉等［9］研究表明,在14、21、28 d時對照組斷奶仔豬IgA水平均顯著低于芽孢桿菌和低聚果糖復(fù)合組,21、28 d時對照組IgG水平顯著低于芽孢桿菌和低聚果糖復(fù)合組。但是Shim等［10］將益生菌和低聚果糖配伍組成合生素,并研究其對哺乳仔豬血液淋巴細胞和中性粒細胞的影響,結(jié)果表明二者聯(lián)用對仔豬血液免疫指標(biāo)的影響沒有協(xié)同作用。Chen等［11］也報道,試驗組和對照組血液中免疫球蛋白指標(biāo)無顯著差異。關(guān)于此方面研究結(jié)果的差異還需進行進一步的驗證和探討。

3.3 益生菌和果寡糖對后備母豬腸道微生物的影響 飼料中單獨添加益生菌時,動物消化道中原生菌的優(yōu)勢作用及添加劑量等問題使益生菌不易在消化道定居下來并大量繁殖,而寡糖恰好彌補了益生菌的這些不足,它可以作為益生菌的增殖因子,可使益生菌大量繁殖,增強益生菌的競爭力;相反,某些益生菌分泌的消化酶可以促進寡聚糖進一步消化為單糖,被益生菌或機體直接利用。本試驗結(jié)果表明,添加益生菌和果寡糖可以使糞中的大腸桿菌數(shù)量顯著降低,其中益生菌的作用效果最為顯著,但與果寡糖復(fù)合后并未顯示出協(xié)同效應(yīng);糞中乳酸桿菌的數(shù)量均高于對照組,其中益生菌、益生菌和果寡糖復(fù)合作用效果顯著,果寡糖作用效果不顯著;糞中雙歧桿菌數(shù)量顯著提高,可見益生菌和果寡糖復(fù)合作用效果最為顯著,表現(xiàn)出了協(xié)同效應(yīng)。陳代文等［12］研究表明,單獨添加益生菌、寡糖可以提高斷奶仔豬糞便中乳酸桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量,顯著降低大腸桿菌的數(shù)量,益生菌、寡糖聯(lián)用雖然較對照組提高了乳酸桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量,降低了大腸桿菌的數(shù)量,但不如單獨添加效果顯著。Gloria等［13］報道,添加益生菌的試驗組腸道菌群與對照組有顯著不同。

3.4 益生菌和果寡糖對后備母豬養(yǎng)分消化率和血清中激素的影響 本試驗結(jié)果表明,與對照組相比較,益生菌組和果寡糖組的能量和蛋白質(zhì)得消化率有顯著提高,但益生菌和果寡糖復(fù)合組提高不顯著。益菌能夠分泌淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纖維素酶等各種消化酶,也促進了仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收［14］。此外,益生菌和果寡糖可以通過加強營養(yǎng)物質(zhì)的消化來減少氨氣等有害產(chǎn)物的生成,有利于維持動物生存的良好環(huán)境。

飼糧中添加益生菌和果寡糖可以提高血清中T3、T4、GH水平,這與之前的研究結(jié)果相似。O’Quinn等［15］研究表明,飼糧中添加半乳甘露寡糖能顯著提高乳中GH的濃度。目前關(guān)于益生菌與寡糖聯(lián)用對T3、T4、GH激素水平的影響尚未有報道。本試驗結(jié)果可以初步驗證益生菌和寡糖提高豬生長性能的作用機理,即益生菌和寡糖通過促進母豬甲狀腺激素和生長激素的分泌,從而提高母豬的生長性能。

4 小 結(jié)

添加益生菌和果寡糖可以提高后備母豬的日增重、營養(yǎng)物質(zhì)消化率、體內(nèi)生長激素;益生菌可以提高后備母豬免疫球蛋白水平從而提高免疫功能,且在果寡糖的協(xié)同作用下效果更為顯著;益生菌和果寡糖的組合效應(yīng)可以提高腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量;益生菌和果寡糖可以降低后備母豬圈舍中氨氣的濃度。

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Effects of Diets Supplemented with Probiotic and Fructooligosaccharide on Growth Performance, Immunity and Intestinal Flora of Replacement Gilts

WANG Bo1,TIAN He-shan1*,ZHANG Fu-liang2,CUI Yan-fei3,ZHU Xiang-yu3
(1.Institude of Quality Standard and Testing Technology for Agricultural Products,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China;2.Weihui Animal Husbandry Bureau,Henan Weihui 453100,China; 3.Chuying Agriculture and Livestock Co.,Ltd,Henan Weihui 453100,China)

This experiment was conducted to investigate the effects of diets supplemented with probiotics and fructooligosaccharide (FOS)and their combination effect on the growth performance,immunity and intestinal flora of replacement gilts.224 replacement gilts(Landrace×Yorkshire crossbred)were randomly divided into 4 groups(control group,FOS group,probiotic group,complex group),with 4 replications per group and 14 gilts in each replication. Control group were fed with basal diet,experiment groups were fed with the basal diet supplemented with 0.2% probiotic,0.1%FOS,0.1%probiotic and 0.05%FOS,respectively.The experiment lasted 30 days.The results showed that compared with the control group,the average daily gain(ADG)of each experiment group was significantly higher than the control group(P＜0.05),average daily feed intake/average daily gain(F/G)was lower than the control group,apparent digestibility of energy and protein was higher than the control group;the level of T3,T4,GH in probiotic group and complex group were higher than the control group(P＜0.05);The level of IgA,IgG,IgM in probiotic group and complex group were higher than the control group(P＜0.05);the amount of E.coli in feces of 3 experiment groups were lower than the control group(P＜0.05),the amount of Bifidobacterium in feces of 3 experiment groups were higher than control group(P＜0.05),but the amount of Lactobacillus between 3 experiment groups has no significant difference.It was concluded that probiotic and FOS can improve the growth performance,immunity and intestinal flora of replacement gilts in varying degrees,and more significant in the complex group.

probiotic;FOS;growth performance;immunity;intestinal flora;replacement gilt

S828.5

A文獻標(biāo)識碼:0258-7033(2015)11-0050-05

2015-03-13;

2015-03-30

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費項目(201003011)

王 博(1989-),女,遼寧沈陽人,碩士,主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究,E-mail:wangbobo0310@163.com

*通訊作者:田河山,研究員,博士生導(dǎo)師,E-mail:tianheshan@caas.cn