Z-27菌劑替代抗生素對(duì)斷奶仔豬腸道消化酶、營(yíng)養(yǎng)成分及其生長(zhǎng)性能的影響

霍姝伊，鄧祖麗穎，姜軍坡，王世英*，張文龍，王 邁，杜國(guó)霞

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071001; 2.鄭州幼兒師范高等?？茖W(xué)校，河南 鄭州 450000；3.石家莊市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河北 石家莊 050000)

Z-27菌劑替代抗生素對(duì)斷奶仔豬腸道消化酶、營(yíng)養(yǎng)成分及其生長(zhǎng)性能的影響

霍姝伊1，鄧祖麗穎2，姜軍坡1，王世英1*，張文龍3，王 邁3，杜國(guó)霞3

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071001; 2.鄭州幼兒師范高等?？茖W(xué)校，河南 鄭州 450000；3.石家莊市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河北 石家莊 050000)

為了評(píng)價(jià)枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)Z-27菌劑替代抗生素添加劑的飼喂效果，選用96頭杜洛克長(zhǎng)白雜交斷奶仔豬，隨機(jī)平均分為Ⅰ組(基礎(chǔ)日糧)、Ⅱ組(基礎(chǔ)日糧中添加0.02‰的硫酸黏桿菌素和0.05‰的硫酸慶大霉素)、Ⅲ組(基礎(chǔ)日糧中添加0.02‰的硫酸黏桿菌素、0.05‰的硫酸慶大霉素和0.10%的Z-27菌劑)和Ⅳ組(基礎(chǔ)日糧中添加0.10%的Z-27菌劑)，飼喂期間，每天定時(shí)觀察仔豬糞便情況，計(jì)算腹瀉指數(shù)。分別于正試期開(kāi)始和結(jié)束時(shí)對(duì)仔豬空腹12 h稱體質(zhì)量，并結(jié)算剩余料，計(jì)算平均日增質(zhì)量和料重比。飼喂30 d后屠宰，測(cè)定十二指腸、空腸和回腸內(nèi)容物中的酸性蛋白酶、α-淀粉酶、脂肪酶及纖維素酶等消化酶活性，檢測(cè)回腸、盲腸的內(nèi)容物和糞便中的粗蛋白、淀粉、粗脂肪及粗纖維的含量。結(jié)果表明，與Ⅱ組相比，Ⅳ組十二指腸、空腸、回腸的酸性蛋白酶活性分別提高了74.55%(P<0.05)、133.40%(P<0.01)、177.61%(P<0.01)，α-淀粉酶活性分別提高了36.82%(P<0.05)、69.72%(P<0.05)、117.73%(P<0.05)，脂肪酶活性分別提高了30.71%(P<0.05)、71.03%(P<0.05)、120.38%(P<0.05)，纖維素酶活性分別提高了225.07%(P<0.01)、244.77%(P<0.01)、248.50%(P<0.01)；Ⅳ組仔豬糞便中的粗蛋白、淀粉、粗脂肪和粗纖維含量分別降低了29.49%(P<0.05)、53.41%(P<0.05)、22.71%(P<0.05)和31.60%(P<0.05)；Ⅳ組平均日增質(zhì)量提高5.35%(P>0.05)，料重比降低3.95%(P>0.05)，腹瀉指數(shù)降低22.41%(P>0.05)。綜上，Z-27菌劑能提高仔豬腸道消化酶活性，降低仔豬腸道內(nèi)容物及糞便中粗蛋白、淀粉、粗脂肪和粗纖維含量，提高飼料利用率，提高生長(zhǎng)性能，降低仔豬腹瀉指數(shù)，其效果優(yōu)于抗生素添加劑。

枯草芽孢桿菌； 抗生素； 斷奶仔豬； 消化酶； 生長(zhǎng)性能； 腹瀉指數(shù)

抗生素在飼料中長(zhǎng)期、大量使用，會(huì)引起耐藥菌株產(chǎn)生、動(dòng)物免疫機(jī)能下降、二重感染、畜禽產(chǎn)品及環(huán)境中藥物殘留等，許多國(guó)家和地區(qū)已禁止或限制抗生素在飼料中的添加[1]。微生態(tài)制劑是一類安全、無(wú)毒、無(wú)污染、無(wú)殘留的生物類飼料添加劑，能提高仔豬腸道中的蛋白酶、淀粉酶等消化酶活性[2]，提高仔豬生長(zhǎng)性能，增強(qiáng)免疫力[3-4]，并能調(diào)節(jié)腸道菌群，使仔豬腸道有益菌數(shù)量大幅提高[5]，有效抑制致病原菌的生長(zhǎng)，維持腸道微生態(tài)平衡[6]，從而防治仔豬腹瀉[7-8]。目前，微生態(tài)制劑已經(jīng)成為替代飼用抗生素研究的熱點(diǎn)[9-11]。枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)Z-27菌劑是筆者所在課題組從健康仔豬腸道分離獲得的菌株經(jīng)深層發(fā)酵制備而得，具有抗仔豬細(xì)菌性腹瀉的功能。本研究在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加0.10%的Z-27益生菌劑，研究其對(duì)仔豬腸道內(nèi)容物消化酶活性、腸道內(nèi)容物和糞便主要有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、仔豬平均日增質(zhì)量、料重比及腹瀉指數(shù)等指標(biāo)的影響，以探討Z-27益生菌劑提高仔豬生長(zhǎng)性能的作用機(jī)制，旨在為其在仔豬生產(chǎn)中替代抗生素添加劑應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 菌劑

枯草芽孢桿菌Z-27益生菌劑由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)制藥工程系實(shí)驗(yàn)室研制，以枯草芽孢桿菌Z-27菌株發(fā)酵制備，活菌(芽孢)含量1.0×1010cfu/g，以下簡(jiǎn)稱Z-27菌劑。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼養(yǎng)管理

選用96頭健康、體質(zhì)量及日齡相近的杜洛克長(zhǎng)白雜交斷奶仔豬，公母各半，隨機(jī)分為4組，每組3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8頭。Ⅰ組為對(duì)照組，飼喂基礎(chǔ)日糧；Ⅱ組為抗生素組，基礎(chǔ)日糧中添加0.02‰硫酸黏桿菌素和0.05‰硫酸慶大霉素；Ⅲ組為抗生素+益生菌組，基礎(chǔ)日糧中添加0.02‰硫酸黏桿菌素、0.05‰硫酸慶大霉素和0.10%的Z-27菌劑；Ⅳ組為益生菌組，基礎(chǔ)日糧中添加0.10%的Z-27菌劑。預(yù)試期5 d，進(jìn)行預(yù)防接種、驅(qū)蟲。進(jìn)入正試期后，各組分別飼喂相應(yīng)的日糧。正試期30 d。

試驗(yàn)在河北清苑大莊養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行。供試仔豬在保育舍飼養(yǎng)，漏糞地板式圈舍，自由采食和飲水。其他按豬場(chǎng)常規(guī)管理方法進(jìn)行。分別于正試期開(kāi)始和結(jié)束時(shí)對(duì)仔豬空腹12 h稱體質(zhì)量并稱量剩余料，計(jì)算平均日增質(zhì)量和料重比。每天定時(shí)觀察仔豬糞便情況，按照申俊華等[12]和Castillo等[13]的方法計(jì)算腹瀉指數(shù)。

1.3 樣品采集與預(yù)處理

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的當(dāng)天早上8點(diǎn)前屠宰仔豬。分別從各試驗(yàn)組中采集新鮮糞便。每組隨機(jī)抽取5頭供試仔豬，屠宰后取其盲腸、十二指腸、空腸和回腸的腸道內(nèi)容物，-20 ℃密封冷凍保存待用。其中，十二指腸、空腸和回腸的腸道內(nèi)容物用于測(cè)定腸道酶活性；回腸、盲腸的內(nèi)容物和糞便用于測(cè)定營(yíng)養(yǎng)成分含量。

1.4 酶活性測(cè)定

分別稱取-20 ℃保存的十二指腸、空腸和回腸的內(nèi)容物樣品，每個(gè)樣品10.0 g，剪碎后加40.0 mL生理鹽水，用玻璃棒攪拌，浸提約40 min。5 000 r/min離心10 min，上清液即為5倍稀釋的待測(cè)酶液。參照李梓慕等[14]的方法分別測(cè)定以上待測(cè)酶液或其稀釋液中的酸性蛋白酶、α-淀粉酶、脂肪酶及纖維素酶等消化酶活性。其中，脂肪酶活性單位以脂肪酶水解液酸價(jià)表示。

1.5 仔豬腸道內(nèi)容物及糞便中營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)

參照李梓慕等[14]的方法分別測(cè)定回腸、盲腸的內(nèi)容物和糞便中粗蛋白、淀粉、粗脂肪和粗纖維的含量(均以干物質(zhì)計(jì))。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。采用SPSS 18.0軟件One-way ANOVA中的瓦爾-鄧肯法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 Z-27菌劑對(duì)斷奶仔豬腸道酶活性的影響

由表1可知，與抗生素組(Ⅱ組)相比，益生菌組(Ⅳ組)十二指腸、空腸、回腸的酸性蛋白酶活性分別提高了74.55%(P<0.05)、133.40%(P<0.01)、177.61%(P<0.01)，α-淀粉酶活性分別提高了36.82%(P<0.05)、69.72%(P<0.05)、117.73%(P<0.05)，脂肪酶活性分別提高了30.71%(P<0.05)、71.03%(P<0.05)、120.38%(P<0.05)，纖維素酶活性分別提高了225.07%(P<0.01)、244.77%(P<0.01)、248.50%(P<0.01)。以上結(jié)果說(shuō)明，Z-27菌劑在仔豬腸道中能產(chǎn)生相應(yīng)的酸性蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶，在提高仔豬腸道消化酶活性、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)成分消化方面效果優(yōu)于抗生素。

此外，與對(duì)照組(Ⅰ組)、抗生素組(Ⅱ組)及抗生素+益生菌組(Ⅲ組)相比，益生菌組(Ⅳ組)十二指腸、空腸、回腸的酸性蛋白酶活性、α-淀粉酶及脂肪酶活性及纖維素酶活性均顯著提高(P<0.05或P<0.01)，而對(duì)照組(Ⅰ組)、抗生素組(Ⅱ組)及抗生素+益生菌組(Ⅲ組)3組間相同腸段的酸性蛋白酶、α-淀粉酶及脂肪酶活性差異均不顯著(P>0.05)。說(shuō)明抗生素不能提高腸道消化酶活性，并且對(duì)Z-27菌劑的作用存在拮抗現(xiàn)象。

表1 Z-27菌劑對(duì)斷奶仔豬腸道4種消化酶活性的影響

注：同列肩標(biāo)小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01)，下同。

2.2 Z-27菌劑對(duì)斷奶仔豬腸道內(nèi)容物和糞便營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響

Z-27菌劑對(duì)仔豬回腸、盲腸內(nèi)容物和糞便中粗蛋白、淀粉、粗脂肪和粗纖維等營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響見(jiàn)表2。結(jié)果表明，除益生菌組(Ⅳ組)粗纖維含量之外，同一組中，粗蛋白、淀粉、粗脂肪和粗纖維等物質(zhì)在仔豬回腸、盲腸內(nèi)容物和糞便中的含量基本一致，故糞便中各物質(zhì)含量可用于分析各組間的差異。

益生菌組(Ⅳ組)仔豬糞便中的粗蛋白、淀粉、粗脂肪和粗纖維等營(yíng)養(yǎng)成分含量與抗生素組(Ⅱ組)相比，分別降低29.49%、53.41%、22.71%和31.60%，差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。對(duì)照組(Ⅰ組)、抗生素組(Ⅱ組)和抗生素+益生菌組(Ⅲ組)仔豬糞便中的各種營(yíng)養(yǎng)成分含量基本一致。說(shuō)明Z-27菌劑能夠顯著降低仔豬糞便中粗蛋白、淀粉、粗脂肪和粗纖維等營(yíng)養(yǎng)成分含量，在提高飼料利用率方面優(yōu)于抗生素添加劑。但飼料中同時(shí)添加抗生素添加劑的情況下，Z-27菌劑的作用不明顯。另外，益生菌組(Ⅳ組)的粗纖維含量數(shù)據(jù)表明，Z-27菌劑可使仔豬糞便粗纖維含量比回腸的粗纖維含量降低17.74%。

表2 Z-27菌劑對(duì)斷奶仔豬腸道內(nèi)容物及糞便中4種營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響 %

2.3 Z-27菌劑對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能及腹瀉指數(shù)的影響

由表3可知，與抗生素組(Ⅱ組)相比，益生菌組(Ⅳ組)平均日增質(zhì)量提高5.35%(P>0.05)，料重比降低3.95%(P>0.05)，腹瀉指數(shù)降低22.41%(P>0.05)。說(shuō)明Z-27菌劑在提高仔豬生長(zhǎng)性能、減少仔豬腹瀉方面效果優(yōu)于抗生素添加劑。

與對(duì)照組(Ⅰ組)相比，益生菌組(Ⅳ組)在末質(zhì)量、平均日增質(zhì)量、總增質(zhì)量及料重比方面均高于對(duì)照組，其中日增質(zhì)量提高12.24%(P<0.05)，料重比降低8.11%(P<0.05)，腹瀉指數(shù)降低39.19%(P<0.05)?？股亟M(Ⅱ組)和抗生素+益生菌組(Ⅲ組)在末質(zhì)量、平均日增質(zhì)量、總增質(zhì)量及料重比方面也優(yōu)于對(duì)照組(Ⅰ組)，但差異均不顯著，在腹瀉指數(shù)方面差異顯著。

表3 Z-27益生菌劑對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能及腹瀉指數(shù)的影響

3 結(jié)論與討論

與抗生素添加劑相比，Z-27菌劑能提高十二指腸、空腸、回腸的酸性蛋白酶、α-淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶活性，從而降低回腸、盲腸內(nèi)容物及糞便中粗蛋白、淀粉、粗脂肪及粗纖維的含量。該菌劑在提高仔豬生長(zhǎng)性能、降低仔豬腹瀉指數(shù)等方面效果優(yōu)于抗生素添加劑?？股靥砑觿?duì)Z-27菌劑的作用存在拮抗現(xiàn)象。

消化酶對(duì)飼料成分的水解是養(yǎng)分消化的主要過(guò)程，仔豬腸道消化酶活性的高低直接影響飼料利用率和仔豬的生長(zhǎng)性能。本試驗(yàn)結(jié)果表明，添加0.10%的Z-27菌劑飼喂斷奶仔豬30 d后，與抗生素組和對(duì)照組相比，仔豬十二指腸、空腸、回腸等各腸段的酸性蛋白酶、α-淀粉酶、脂肪酶及纖維素酶等4種消化酶活性均顯著提高，這與姜軍坡等[15]、孔少元等[16]報(bào)道的該菌劑能提高育肥豬、仔豬糞便消化酶活性的試驗(yàn)結(jié)果一致。這可能與Z-27菌株能產(chǎn)生多種外源消化酶有關(guān)[17]。

劉準(zhǔn)[18]測(cè)定了長(zhǎng)白豬(150日齡)、杜長(zhǎng)大三元雜交豬(150日齡)、藍(lán)塘豬(210日齡)及大花白豬(216日齡)等4個(gè)品種豬的胃、十二指腸、空腸和回腸內(nèi)容物的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等主要消化酶活性，結(jié)果表明，隨著腸段后移這3種酶的活性顯著下降。陳彤等[19]在50日齡的健康豬的消化系統(tǒng)酶活性測(cè)定中也有相似結(jié)果。本研究也得到了類似結(jié)果，對(duì)照組、抗生素組及抗生素+益生菌組從十二指腸、空腸到回腸，酸性蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶等3種酶活性均顯著降低，但益生菌組隨著腸段后移，包括纖維素酶在內(nèi)的4種酶活性有所提高或持平，但差異不顯著。這可能是由于Z-27菌株能產(chǎn)生多種外源消化酶，隨著腸段后移，Z-27菌株因生長(zhǎng)繁殖而產(chǎn)生的外源消化酶較多，及腸道內(nèi)源消化酶累積所致。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，抗生素的加入對(duì)仔豬各腸段的酸性蛋白酶、α-淀粉酶及脂肪酶活性基本沒(méi)有影響，但顯著降低纖維素酶活性。分析其原因，可能是酸性蛋白酶、α-淀粉酶及脂肪酶主要是由仔豬消化腺細(xì)胞產(chǎn)生[20]，纖維素酶活性主要由腸道共生微生物產(chǎn)生，抗生素抑殺腸道微生物，而對(duì)消化腺細(xì)胞的分泌沒(méi)有影響所致。

抗生素飼料添加劑具有提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能和飼料利用率的作用[21-22]。檢測(cè)結(jié)果表明，對(duì)照組、抗生素組和抗生素+益生菌組仔豬糞便中的4種營(yíng)養(yǎng)成分含量基本一致，說(shuō)明抗生素的添加不會(huì)影響仔豬糞便中殘留營(yíng)養(yǎng)成分的排放量。其促生長(zhǎng)效果可能是通過(guò)抑殺食糜中的微生物，同時(shí)抑殺病原微生物，預(yù)防不同程度的腸道炎癥，從而提高仔豬健康水平實(shí)現(xiàn)的。益生菌組的數(shù)據(jù)表明，Z-27菌劑可使仔豬糞便中粗纖維含量較回腸內(nèi)容物的粗纖維含量降低，其他3種物質(zhì)在回腸內(nèi)容物和糞便中含量基本一致。其原因可能是粗蛋白、淀粉和脂肪等物質(zhì)的消化吸收在仔豬的十二指腸、空腸等部位基本完成，而纖維素較難分解，并且主要靠微生物產(chǎn)生的纖維素酶消化，Z-27菌劑能產(chǎn)生纖維素酶等外源消化酶[14-15]，在回腸、盲腸、直腸等部位繼續(xù)產(chǎn)酶，纖維素繼續(xù)被分解利用。

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Effects of Antibiotics Substitution Agent Z-27 on Intestinal Digestive Enzymes,Nutrients and Growth Performance of Weaned Piglet

HUO Shuyi1,DENGZU Liying2,JIANG Junpo1,WANG Shiying1*,ZHANG Wenlong3,WANG Mai3,DU Guoxia3

(1.College of Life Science,Hebei Agricultural University,Baoding 071001,China; 2.Zhengzhou Infant Normal School,Zhengzhou 450000,China; 3.Shijiazhuang Animal Health Supervision Institute,Shijiazhuang 050000,China)

In order to evaluate the feeding effect of agent Z-27 which was a substitution of antibiotics on weaned piglets，96 weaned piglets(Doric×Landrace) were randomly and averagely divided into 4 groups.Basal diet was fed to weaned piglets in the groupⅠ.Basal diet with additions of 0.02% colistin sulfate and 0.05‰ gentamicin sulfate was fed to weaned piglets in the groupⅡ.Basal diet with additions of 0.02% colistin sulfate,0.05‰ gentamicin sulfate and 0.10% agent Z-27 was fed to weaned piglets in the group Ⅲ.Basal diet with additions of 0.10% agent Z-27 was fed to weaned piglets in the group Ⅳ.Regular observation of weaned piglet feces was recorded every day during the feeding period and diarrhea index was calculated.Weights of weaned piglets and the surplus deed were obtained by fasting for 12 hours at both the beginning and the end of experimental stage and average daily gains and feed-weight ratios were calculated.After 30 days,slaughter of weaned piglets was executed.And digestive enzymes,such as acid protease,alpha-amylase,lipase and cellulose,in contents of duodenum,jejunum and ileum were determined.Then contents of nutrients,such as crude protein,starch,crude fat and crude fiber,in contents of ileum and cecum and in feces were determined.Compared with the group Ⅱ,activities of acid protease in contents of duodenum,jejunum and ileum in the group Ⅳ were increased by 74.55%(P<0.05),133.40%(P<0.01),177.61%(P<0.01),respectively.And activities of alpha-amylase in contents of duodenum,jejunum and ileum in the group Ⅳ were increased by 36.82%(P<0.05),69.72%(P<0.05),117.73%(P<0.05),respectively.Activities of lipase in contents of duodenum,jejunum and ileum in the group Ⅳ were increased by 30.71%(P<0.05),71.03%(P<0.05),120.38%(P<0.05),respectively.Activities of cellulose in contents of duodenum,jejunum and ileum in the group Ⅳ were increased by 225.07%(P<0.01),244.77%(P<0.01),248.50%(P<0.01),respectively.Contents of nutrients,such as crude protein,starch,crude fat and crude fiber in feces in the group Ⅳ were decreased by 29.49%(P<0.05),53.41%(P<0.05),22.71%(P<0.05) and 31.60%(P<0.05),respectively.The average daily gain in the group Ⅳ was increased by 5.35%(P>0.05).The feed-weight ratio and diarrhea index in the group Ⅳ were decreased by 3.95%(P>0.05) and 22.41%(P>0.05),respectively.The results showed that agent Z-27 had multifunction of improving intestinal digestive enzymes and growth performance of weaned piglets and feed utilization ratio,decreasing contents of nutrients,such as crude protein,starch,crude fat and crude fiber in intestinal tract and in feces of piglets and decreasing weaned piglet diarrhea.The effect of agent Z-27 was superior to antibiotics addition agent.

Bacillussubtilis; antibiotics; weaned piglet; digestive enzymes; growth performance; diarrhea index

2017-01-10

石家莊市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(151500062A)；河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目

霍姝伊(1995-)，女，河北廊坊人,在讀本科生，研究方向：飼用益生菌及其應(yīng)用。E-mail:1270655211@qq.com

*通訊作者：王世英(1963-)，男，河北安平人，教授，主要從事農(nóng)牧微生物研究。E-mail:wsy99999@126.com

S816.7

A

1004-3268(2017)06-0125-05