日糧中添加過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)及抗氧化性能的影響

方 銳， 左建軍， 凌寶明， 夏旻灝， 葉 慧，曹慶云， 劉志國(guó)， 張志東， 馮定遠(yuǎn)*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510642；2.廣東溫氏食品集團(tuán)股份有限公司，廣東新興527400；3.遼寧威蘭生物技術(shù)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng) 110004）

日糧中添加過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)及抗氧化性能的影響

方 銳1， 左建軍1， 凌寶明2， 夏旻灝1， 葉 慧1，曹慶云1， 劉志國(guó)3， 張志東1， 馮定遠(yuǎn)1*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510642；2.廣東溫氏食品集團(tuán)股份有限公司，廣東新興527400；3.遼寧威蘭生物技術(shù)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng) 110004）

為研究過(guò)氧化氫酶（CAT）對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)以及抗氧化性能的影響，試驗(yàn)選擇21日齡健康、體重接近的三元雜交斷奶仔豬240頭，隨機(jī)分為5組，每組設(shè)4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)12頭豬。A組為對(duì)照組，B組為氧化鋅（ZnO）組，添加量為2500mg/kg，C、D、E組在基礎(chǔ)日糧中分別添加1000、1500、2000mg/kg CAT。結(jié)果表明：（1）與對(duì)照組相比，D、E組料肉比分別降低3.2%、7.2%（P＜0.05），同時(shí)日增重和日采食量提高，腹瀉率降低，但無(wú)顯著影響（P＞0.05）；（2）與對(duì)照組相比，D、E組血清中丙二醛（MDA）分別降低43.7%和44.7%（P＜0.05），CAT組谷胱甘肽（GSH）含量顯著升高（P＜0.05）；（3）與對(duì)照組相比，CAT組十二指腸、空腸、回腸絨毛高度有不同程度增加，隱窩深度有不同程度降低，但均未達(dá)到顯著效果（P＞0.05）；（4）與對(duì)照組相比，C、D、E組粗脂肪表觀消化率分別升高32.62%、33.49%、29.69%（P＜0.05），干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)也有提高，但差異不顯著（P＞0.05）。飼糧中添加1500mg/kg CAT可以提高斷奶仔豬抗氧化性能，改善腸道絨毛形態(tài)，從而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率，達(dá)到提升生長(zhǎng)性能的效果，并且可以在一定程度上達(dá)到ZnO的效果。

過(guò)氧化氫酶；斷奶仔豬；生長(zhǎng)性能；腸道形態(tài)；抗氧化性能

早期斷奶后，仔豬面臨心理、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等多方面變化帶來(lái)的應(yīng)激，直接引起斷奶應(yīng)激綜合征，造成仔豬腹瀉。近年研究發(fā)現(xiàn)，早期斷奶過(guò)程中機(jī)體的氧化還原平衡系統(tǒng)被打破，自由基產(chǎn)生增加，同時(shí)抗氧化能力下降，導(dǎo)致氧化應(yīng)激的產(chǎn)生（Zhu等，2012）。氧自由基會(huì)引發(fā)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞與組織的氧化損傷（華朱鳴，2012），這直接導(dǎo)致了腸道上皮細(xì)胞受損，從而引起和加劇了斷奶仔豬腹瀉，而斷奶腹瀉直接導(dǎo)致采食量減少、生長(zhǎng)受阻、體重下降甚至死亡，這給畜牧業(yè)帶來(lái)難以估量的經(jīng)濟(jì)損失。

國(guó)內(nèi)外研究表明，在斷奶仔豬飼糧中添加一定劑量的氧化鋅能有效降低斷奶仔豬腹瀉率，并且促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)（Hill等，2001）。目前，畜牧生產(chǎn)中普遍存在將高劑量氧化鋅添加到飼糧中來(lái)達(dá)到預(yù)防仔豬腹瀉、促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)的目的（楊懷兵等，2013）。但氧化鋅的長(zhǎng)期使用存在兩個(gè)問(wèn)題：（1）氧化鋅的吸收效率不高，由糞便排出后會(huì)造成環(huán)境污染以及資源浪費(fèi)；（2）長(zhǎng)期飼喂氧化鋅后，豬會(huì)出現(xiàn)被毛粗亂、無(wú)光澤，以及影響生長(zhǎng)發(fā)育等現(xiàn)象（岳雙明，2008）。因此，尋求減少ZnO用量的新型添加劑應(yīng)運(yùn)而生。

過(guò)氧化氫酶 （CAT）與超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）共同組成了生物體內(nèi)活性氧防御系統(tǒng)，在清除氧自由基、H2O2和減少羥基自由基的形成等方面發(fā)揮重要作用。但是目前有關(guān)過(guò)氧化氫酶對(duì)于斷奶仔豬應(yīng)用效果的研究鮮見(jiàn)報(bào)道，因此，本試驗(yàn)通過(guò)與ZnO對(duì)斷奶仔豬表觀應(yīng)用效果作對(duì)比，深入考察CAT對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)、血清和肝臟抗氧化能力、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響，旨在研究CAT對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中減少ZnO用量的可能性進(jìn)行探討。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 基因工程豬源過(guò)氧化氫酶（50 IU/g）由遼寧威蘭生物技術(shù)有限責(zé)任公司提供。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及日糧 試驗(yàn)動(dòng)物選用 “杜長(zhǎng)大”三元雜交豬，參照美國(guó)NRC（1998）肥育豬的營(yíng)養(yǎng)需要配合成全價(jià)料，基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)采用單因子完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將240頭健康的24日齡三元雜斷奶仔豬按體重一致原則隨機(jī)分為5組，每組設(shè)4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)12頭豬，A組（對(duì)照組）為基礎(chǔ)飼糧組，B組為氧化鋅組 （添加量為2500mg/kg），C、D、E組在基礎(chǔ)日糧中分別添加 1000、1500、2000mg/kg過(guò)氧化氫酶。試驗(yàn)期預(yù)試期3 d，正式試驗(yàn)期14 d，其他按廣東新興溫氏船崗試驗(yàn)場(chǎng)常規(guī)免疫流程和飼養(yǎng)管理進(jìn)行。

1.4 樣品采集與處理 在試驗(yàn)期內(nèi)每天對(duì)豬的采食量、余料量、腹瀉率等進(jìn)行收集及記錄。試驗(yàn)第14天上午9點(diǎn)之前每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取2頭豬采集血樣10mL，靜置離心取血清-30℃冰箱保存。每個(gè)重復(fù)選取3頭豬，早上收集其新鮮糞便。冷凍保存用于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率測(cè)定。每個(gè)重復(fù)選取1頭豬屠宰，采集肝臟、十二指腸、空腸、回腸食糜和腸道組織樣品。

1.5 指標(biāo)測(cè)定與方法

1.5.1 生長(zhǎng)性能測(cè)定 每天記錄腹瀉、糞便、毛色等情況。分別于試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，早晨空腹個(gè)體稱重，以重復(fù)為單位記錄耗料量，計(jì)算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料重比（F/G）。腹瀉率計(jì)算：

腹瀉率/%＝試驗(yàn)全期腹瀉頭次／（試驗(yàn)頭數(shù)×試驗(yàn)天數(shù)）×100。

1.5.2 腸道形態(tài)檢測(cè) 取腸道的十二指腸、空腸、回腸各2 cm左右，用玻璃棒輕輕刮去消化道食糜，用生理鹽水沖洗凈，然后用吸干紙吸干消化道殘余水分，置于10%甲醛磷酸緩沖液中固定，脫水→透明→浸臘→包理→修塊等處理后，制成5μm厚切片，用蘇木精－伊紅染色法染色，熒光顯微鏡選擇典型視野拍攝圖片，并用Leica Qwin圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行觀察分析，每張切片測(cè)量絨毛高度（VH）和隱窩深度（CD），并計(jì)算VH/CD。

1.5.3 血清和肝臟抗氧化性能測(cè)定 肝臟樣品解凍后用預(yù)冷的生理鹽水沖洗干凈并用濾紙吸干后稱重。肝臟與預(yù)冷的生理鹽水按1∶9（質(zhì)量體積比）的比例冰浴勻漿，然后在4℃下10000 r/min離心20min，取上清液用于抗氧化指標(biāo)分析。肝臟上清液蛋白質(zhì)含量BCA法測(cè)定，SOD、GSH以及MDA含量分別采用黃嘌呤氧化酶法、比色法、吸光光度法和硫代巴比妥酸法測(cè)定，所用試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。

1.5.4 養(yǎng)分表觀消化率測(cè)定 采用內(nèi)源指示劑法測(cè)定飼糧和糞便中鹽酸不溶灰分的含量，測(cè)定養(yǎng)分消化率。養(yǎng)分消化率計(jì)算公式：

某養(yǎng)分表觀消化率/%＝100-（糞中某養(yǎng)分含量×飼料中鹽酸不溶灰分含量/飼料中某養(yǎng)分含量×糞中鹽酸不溶灰分含量）×100。

1.5.5 數(shù)據(jù)處理與分析 運(yùn)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析和Duncan氏法多重比較；所有結(jié)果均以 “平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，P＜0.05為顯著性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和腹瀉率的影響 由表2可知，試驗(yàn)組（C、D、E組）仔豬平均日增重和平均日采食量均高于對(duì)照組，但差異不顯著（P＞0.05）。試驗(yàn)組料肉比均低于對(duì)照組，其中 D、E組料肉比分別降低 3.2%、7.2%（P＜ 0.05）。試驗(yàn)組腹瀉率均低于對(duì)照組，但均差異不顯著 （P＞0.05）。表明試驗(yàn)組各組指標(biāo)均達(dá)不到ZnO組效果。

表2 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和腹瀉率的影響

2.2 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響由表3可知，與對(duì)照組相比，C組的回腸隱窩深度降低19.5%（P＜0.05），其他組絨毛高度與隱窩深度分別有提高和降低的趨勢(shì)，但均沒(méi)有達(dá)到顯著效果（P＞0.05）。同時(shí)，絨毛高度與隱窩深度的比值也有升高趨勢(shì)，但都沒(méi)有達(dá)到顯著效果（P＞0.05）。

表3 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響

2.3 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬抗氧化性能的影響由4可知，與對(duì)照組相比，添加過(guò)氧化氫酶后，D、E組血清中丙二醛分別降低43.7%和44.7% （P＜0.05），GSH含量顯著升高（P＜0.05）。而肝臟中MDA和GSH分別有降低和升高趨勢(shì)，但差異不顯著（P＞0.05）。同時(shí)，血清和肝臟中SOD含量在各組間均沒(méi)有顯著差異（P＞0.05）。試驗(yàn)組對(duì)所有抗氧化指標(biāo)的改善沒(méi)有達(dá)到ZnO組效果。

2.4 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響 由表5可知，C、D、E組粗脂肪表觀消化率分別升高32.62%、33.49%、29.69%（P＜0.05），干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的表觀消化率有提高趨勢(shì)，但沒(méi)達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

3 討論與結(jié)論

3.1 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和腹瀉率的影響 仔豬斷奶后產(chǎn)生的斷奶應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致斷奶仔豬腹瀉、采食量下降和生長(zhǎng)緩慢等常見(jiàn)問(wèn)題，生產(chǎn)上常通過(guò)添加高劑量氧化鋅來(lái)解決。在本試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，氧化鋅組平均日增重、平均日采食量均顯著提高，料肉比顯著降低，這與Zhang等（2009）、Hu等（2012）和胡彩虹等（2012）研究結(jié)果一致。與此同時(shí)，和對(duì)照組相比，CAT組仔豬料肉比顯著降低，達(dá)到了氧化鋅組水平，平均日增重、平均日采食量、腹瀉率等指標(biāo)雖然有改善，但達(dá)不到氧化鋅組的顯著水平。

表4 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬抗氧化性能的影響

表5 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響%

3.2 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響氧化應(yīng)激是導(dǎo)致早期斷奶仔豬腸道疾病的主因，其最直接的反應(yīng)是導(dǎo)致小腸黏膜脫落，絨毛萎縮，隱窩加深，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致腹瀉甚至死亡（Cera等，1988）。朱麗慧（2014）在研究了早期斷奶仔豬自由基代謝與消化道結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系后首次證實(shí)，斷奶應(yīng)激引起仔豬體內(nèi)自由基代謝顯著變化，同時(shí)，自由基水平與腸道結(jié)構(gòu)和功能有高度相關(guān)性，并且推測(cè)早期斷奶應(yīng)激可能是自由基介導(dǎo)的腸道細(xì)胞的凋亡過(guò)程及其誘發(fā)的一系列后果。過(guò)氧化氫酶的主要作用就是通過(guò)催化電子對(duì)的轉(zhuǎn)移將H2O2轉(zhuǎn)化為水和氧氣，從而清除體內(nèi)堆積的超氧陰離子和減少生成羥自由基等強(qiáng)活性的自由基（Schrader等，2006），維護(hù)仔豬腸道腸道結(jié)構(gòu)的完整性。Carlson等（1998）報(bào)道，補(bǔ)飼高劑量氧化鋅能改善腸道形態(tài)，使腸道隱窩變淺，絨毛變長(zhǎng)。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，3000 mg/kg氧化鋅能顯著增加小腸黏膜的絨毛高度 （申俊華等，2013）。在本試驗(yàn)中，氧化鋅組與過(guò)氧化氫酶組各腸道絨毛高度均有一定程度提高，隱窩深度有一定程度降低，且二者比值也有提高趨勢(shì)，但是未達(dá)到顯著水平，這可能與飼養(yǎng)條件以及過(guò)氧化氫酶添加劑量有關(guān)。

3.3 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬抗氧化性能的影響研究表明，斷奶使仔豬抗氧化性能顯著下降。過(guò)氧化氫酶作為機(jī)體抗氧化酶系的重要組成部分，直接影響著仔豬的抗氧化性能。許多試驗(yàn)證實(shí)，飼料中添加氧化鋅可顯著提高斷奶仔豬抗氧化能力 （朱海，2015；岳雙明，2008；方洛云等，2005）。在本試驗(yàn)中，氧化鋅組仔豬血清和肝臟中谷胱甘肽含量顯著上升，丙二醛含量下降明顯，但沒(méi)有到達(dá)顯著效果，與之前的報(bào)道基本一致。而過(guò)氧化氫酶組仔豬基本達(dá)到氧化鋅組的改善效果，另外血清丙二醛含量顯著降低，其他指標(biāo)也有一定改善，說(shuō)明過(guò)氧化氫酶提高了斷奶仔豬的抗氧化性能。

3.4 過(guò)氧化氫酶對(duì)斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響 Wang等（2008）發(fā)現(xiàn)，斷奶使腸道與氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)增加，與養(yǎng)分代謝和細(xì)胞增殖的相關(guān)基因表達(dá)下降。同時(shí)，斷奶應(yīng)激產(chǎn)生自由基引起的腸道上皮結(jié)構(gòu)損傷也會(huì)直接影響到消化道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。本試驗(yàn)中，氧化鋅組仔豬干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪的表觀消化率均顯著提高，而過(guò)氧化氫酶組只有粗脂肪表觀消化率顯著提高。氧化鋅對(duì)粗蛋白質(zhì)、粗脂肪的表觀消化率方面的影響，可能與其影響阿樸脂蛋白A-Ⅰ和脂肪酸結(jié)合蛋白有關(guān)（Zhu等，2012）。而過(guò)氧化氫酶對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響，可能是通過(guò)減少自由基對(duì)腸上皮細(xì)胞的損傷，從而加快上皮修復(fù)來(lái)完成的。但是效果達(dá)不到氧化鋅水平，這可能與過(guò)氧化氫酶的添加劑量有關(guān)。

4 結(jié)論

過(guò)氧化氫酶可加強(qiáng)斷奶仔豬抗氧化以及清除體內(nèi)活性自由基的能力，從而減少自由基對(duì)腸道的損傷，改善腸道絨毛形態(tài)，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收效率，最終達(dá)到改善生長(zhǎng)性能的效果。本試驗(yàn)結(jié)果表明，過(guò)氧化氫酶在斷奶仔豬日糧中的適宜添加量為1500 mg/kg。

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This experimentwas conducted to evaluate the effects of catalase enzyme（CAT）on growth performance，intestinalmorphology，and antioxidant capcity of weaned piglets.A total of 240 three-line crossbred（Duroc×Landrace× Yorkshire）weaned piglets were random ly divided into 5 groups，with each group represented by 4 replicates of 12 piglets per replicate.Test group A was fed a basal diet as control group，test group B was fed the basal diet supplemented with 2500 mg/kg ZnO，while the next three experimental groups （C，D，E）were fed basal diet supplemented with 1000，1500，2000 mg/kg CAT，respectively.The trial lasted for 14 days.The results showed as follows：（1）Compared with the control group，the feed/gain（F/G）of groups D and E were significantly respectively decreased by 3.2%，7.2%（P＜0.05），but the other growth performaceswere not significantly differentamong all groups（P＞0.05）.（2）Compared with the control group，malondialdehyde（MDA）content in seruMof groups D and E were significantly decreased by 43.7%and 44.7%（P＜0.05），and glutathione（GSH）content in seruMof groups B，C，D and Ewere significantly increased（P＜0.05）. （3）There is no significantly difference in villus height，crypt depth and villus height to crypt depth ratio（V/C）in duodenum，jejunuMand ileuMamong all groups，except the crypt depth in ileum in group B and D were significantly decreased than those in other groups.（4）Compared with the control group，the apparent digestibility of ether extract of C，D，E group was significantly increased by 32.62%，33.49%，29.69%.The results indicate that the dietary supplemented with 2000 mg/ kg CAT can decrease feed/gain（F/G）and diarrhea rate，while improve intestinalmucosalmorphology，antioxidant property and nutrient apparent digestibility.To some degree，dietary supplemented with CAT is comparable to the effect of the dietary supplemented with zinc oxide.

catalase enzyme；weaned piglets；growthperformance；intestinalmorphology；antioxidant property

S816.7

A

1004-3314（2017）01-0023-05

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20170105

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2016A020210104）；廣州市花都區(qū)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目（天然植物肉質(zhì)風(fēng)味改進(jìn)劑創(chuàng)制與應(yīng)用技術(shù)）

*通訊作者