乳酸片球菌對肥育豬生長性能及腸道抗氧化能力、形態(tài)結構和菌群的影響

秦 紅 趙 燕 車向榮* 李敏華 蔡傳江 郭 亮

(1.山西農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，山西優(yōu)勢肉用家畜高效安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，太谷030801；2.西北農(nóng)林科技大學，楊凌712100；3.天津農(nóng)學院，天津300384)

乳酸片球菌對肥育豬生長性能及腸道抗氧化能力、形態(tài)結構和菌群的影響

秦 紅1趙 燕1車向榮1*李敏華1蔡傳江2郭 亮3

(1.山西農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，山西優(yōu)勢肉用家畜高效安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，太谷030801；2.西北農(nóng)林科技大學，楊凌712100；3.天津農(nóng)學院，天津300384)

本試驗旨在研究乳酸片球菌對肥育豬生長性能及腸道抗氧化能力、形態(tài)結構和菌群的影響。選取48頭體重為(62.46±1.20) kg的“杜×長×大”肥育豬，將其隨機分為2組，每組4個重復，每個重復6頭豬(公母各占1/2)。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組飼喂基礎飼糧中添加0.1 g/kg乳酸片球菌制劑(1.0×1010CFU/g)的試驗飼糧。試驗期56 d。結果表明，與對照組相比:1)飼糧添加乳酸片球菌對肥育豬平均日采食量、平均日增重、料重比無顯著影響(P>0.05)。2)飼糧添加乳酸片球菌顯著提高了肥育豬十二指腸谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性、空腸總抗氧化能力(T-AOC)和總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性以及回腸過氧化氫酶(CAT)活性(P<0.05)。3)飼糧添加乳酸片球菌顯著降低了肥育豬十二指腸隱窩深度(P<0.05)，顯著提高了黏膜厚度(P<0.05)、腸壁厚度(P<0.05)以及絨毛高度/隱窩深度(P<0.05)；顯著降低了空腸隱窩深度(P<0.05)，顯著增加了絨毛高度/隱窩深度(P<0.05)；顯著增加了回腸絨毛高度(P<0.05)。4)飼糧添加乳酸片球菌顯著增加了肥育豬空腸乳酸菌數(shù)量、定植抗力(P<0.05)，顯著降低了大腸桿菌數(shù)量(P<0.05)。由此可見，飼糧添加0.1 g/kg乳酸片球菌(1.0×1010CFU/g)能改善肥育豬腸道菌群和腸道形態(tài)結構，增強腸道抗氧化能力，進而促進肥育豬的腸道健康。

乳酸片球菌；生長性能；抗氧化功能；腸道形態(tài)結構；菌群

近年來抗生素用作飼料添加劑所引起的藥物殘留、細菌耐藥性等問題已經(jīng)引起公眾的嚴重不安。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)于1997年和1998年先后2次要求禁止和淘汰使用抗生素飼料添加劑，歐盟也于2006年全面停止使用抗生素生長促進劑?？股仡愶暳咸砑觿┰谌蚍秶鷥?nèi)的禁用已成為必然趨勢。因此，尋找抗生素替代物、完全替代或減少抗生素使用量已經(jīng)成為當前研究的熱點，而以乳酸菌為代表的益生素就是其中重要的一個研究對象。諸多研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加乳酸菌制劑可調(diào)節(jié)腸道菌群[1]，維護腸道結構和功能的完整性[2-3]，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，預防和治療腸道炎癥[4-5]，改善和提高動物生產(chǎn)性能[6]，提高母豬所產(chǎn)仔豬窩重以及增加仔豬存活數(shù)[7]，提高仔豬抗氧化水平[8]。但乳酸菌在豬方面的研究主要集中在對仔豬生長性能和抗腹瀉作用的影響，而關于其對肥育豬生長性能和腸道屏障功能方面的影響卻鮮有報道。本試驗在無抗飼糧中添加單一菌種——乳酸片球菌，研究其對肥育豬生長性能及腸道抗氧化能力、形態(tài)結構和菌群的影響，為乳酸片球菌在肥育豬上的應用提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 菌種來源

乳酸片球菌由山東寶來利生物工程股份有限公司提供，活菌數(shù)≥1.0×1010CFU/g。

1.2 試驗設計

選取體重為(62.46±1.20) kg的“杜×長×大”雜交肥育豬48頭，按體重相近、性別比例一致原則，隨機分為2組，每組4個重復，每個重復6頭豬，公母各占1/2。對照組飼喂基礎飼糧，基礎飼糧為粉料，參照NRC(2012)豬營養(yǎng)需要配制，其組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗組飼喂在基礎飼糧中添加了0.1 g/kg乳酸片球菌制劑(1.0×1010CFU/g)的試驗飼糧。試驗期56 d。試驗期間，每天喂料4次，自由采食和飲水。第56天每個重復選取1頭體重接近平均值的肥育豬，停食、停水12 h后進行屠宰。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生長性能

在試驗期開始和結束當天07：00分別對每欄豬逐頭空腹稱重，結算耗料量，以重復為單位，計算試驗豬平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。

1.3.2 腸道抗氧化能力

樣品前處理：稱取適量腸道組織，置液氮預冷的研缽中研磨成粉末(期間不斷加入液氮)，然后按質(zhì)量(g)∶體積(mL)=1∶9加入勻漿介質(zhì)(冷生理鹽水)，混勻，4 000 r/min離心10 min，吸取上清于1.5 mL EP管中。采用試劑盒測定上清中總抗氧化能力(T-AOC)、總超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和過氧化氫酶(CAT)活性，試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.3.3 組織切片

屠宰后，無菌剪取十二指腸、空腸、回腸段各0.5 cm，用生理鹽水漂洗，4%多聚甲醛進行固定，常規(guī)制作石蠟切片，蘇木精-伊紅(HE)染色，用光學顯微鏡(RM2235 LEICA)對切片進行觀察測量，每個樣本觀察2個非連續(xù)切片，從不同的視野中選取6根完整的絨毛進行長度測量，測定絨毛高度以及隱窩深度，絨毛高度是指從其頂端至根部的距離，隱窩深度是指從相鄰2根絨毛根部至基底部的距離。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)

1)預混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kg of the diet：VA 8 800 IU，VB14 mg，VB28 mg，VB630 mg，VB120.020 mg，VD31 800 IU，VE 20 IU，VK34 mg，生物素 biotin 0.08 mg，泛酸鈣 calcium pantothenate 14 mg，煙酸 nicotinic acid 28 mg，Cu (as copper sulfate) 20 mg，F(xiàn)e (as ferrous sulfate) 60 mg，Mn (as manganese sulfate) 40 mg，Zn (as zinc sulfate) 60 mg，I (as potassium iodide) 0.50 mg，Se (as sodium selenite) 0.30 mg。

2)粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷為實測值，其余為計算值。CP, Ca and TP were measured values， while other nutrient levels were calculated values.

1.3.4 腸道菌群培養(yǎng)及計數(shù)

試驗結束時，將肥育豬禁食(自由飲水)12 h后，頸靜脈放血致死，剖腹后，立即用棉線結扎空腸、回腸和盲腸中段約5 cm各1段，無菌剪下放入自封袋，4 ℃冰箱保存，待取樣結束后，立即運回實驗室進行腸道菌群培養(yǎng)及計數(shù)。在無菌操作臺上稱取0.5～1.0 g的食糜，按質(zhì)量比為1∶9加入已除氧的滅菌生理鹽水，振蕩搖勻后靜置，此為10-1倍稀釋液；直至稀釋到10-7倍。將食糜樣的10-5～10-7稀釋液分別涂布于BL瓊脂培養(yǎng)基計數(shù)雙歧桿菌、MRS肉湯培養(yǎng)基計數(shù)乳酸菌。10-4～10-6稀釋液涂布于伊紅美藍瓊脂(EMB)培養(yǎng)基計數(shù)大腸桿菌。雙歧桿菌和乳酸菌均37 ℃厭氧培養(yǎng)48 h，大腸桿菌于37 ℃有氧培養(yǎng)24 h。每個稀釋梯度重復2次，最后取2次計數(shù)的平均值。糞便細菌的數(shù)量用lg(CFU/g)表示，即每克糞便中含菌落總數(shù)的自然對數(shù)[9]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

所有試驗數(shù)據(jù)先用Microsoft Office 2013中的Excel程序進行整理，運用SPSS 19.0中的獨立樣本t檢驗，結果以平均值±標準差表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 乳酸片球菌對肥育豬生長性能的影響

由表2可知，與對照組相比，試驗組平均日采食量、平均日增重及料重比均差異不顯著(P>0.05)。

表2 乳酸片球菌對肥育豬生長性能的影響

2.2 乳酸片球菌對肥育豬腸道抗氧化能力的影響

由表3可知，與對照組相比，試驗組十二指腸GSH-Px活性顯著增加(P<0.05)，而T-AOC、T-SOD以及CAT活性均差異不顯著(P>0.05)；試驗組空腸T-AOC、T-SOD活性顯著提高(P<0.05)，而GSH-Px以及CAT活性均差異不顯著(P>0.05)；試驗組回腸CAT活性顯著增高(P<0.05)，而T-AOC、T-SOD以及GSH-Px活性均無顯著差異(P>0.05)。

表3 乳酸片球菌對肥育豬腸道抗氧化能力的影響

2.3 乳酸片球菌對肥育豬腸道形態(tài)結構的影響

由表4可知，與對照組相比，試驗組十二指腸中隱窩深度顯著降低(P<0.05)，黏膜厚度、腸壁厚度以及絨毛高度/隱窩深度顯著增加(P<0.05)，絨毛高度差異不顯著(P>0.05)；試驗組空腸隱窩深度顯著降低(P<0.05)，絨毛高度/隱窩深度顯著升高(P<0.05)，絨毛高度、黏膜厚度以及腸壁厚度均差異不顯著(P>0.05)；在回腸中，試驗組絨毛高度顯著升高(P<0.05)，但隱窩深度、黏膜厚度、腸壁厚度以及絨毛高度/隱窩深度均差異不顯著(P>0.05)。

表4 乳酸片球菌對肥育豬腸道形態(tài)結構的影響

2.4 乳酸片球菌對肥育豬腸道菌群的影響

由表5可知，在肥育豬空腸中，試驗組雙歧桿菌數(shù)量與對照組相比沒有顯著差異(P>0.05)，乳酸菌數(shù)量以及定植抗力顯著增加(P<0.05)，大腸桿菌數(shù)量顯著降低(P<0.05)。在回腸、盲腸中試驗組雙歧桿菌、乳酸菌、大腸桿菌以及定植抗力均與對照組相比沒有顯著差異(P>0.05)。

表5 乳酸片球菌對肥育豬腸道菌群的影響

3 討 論

3.1 乳酸片球菌對肥育豬生長性能的影響

早在1947年就有研究人員證實，用乳酸乳桿菌飼喂仔豬可有效改善豬的健康狀況，增加豬的體重[10]。何穎等[11]研究結果顯示，NS復合乳酸菌對63～150日齡段肉豬的平均日增重具有一定調(diào)節(jié)作用并提高其飼料報酬。張?zhí)礻柕萚12]研究表明，飼喂乳酸菌可以促進生長肥育豬的生長發(fā)育，提高飼料轉化率。李濤[13]研究表明，飼喂乳酸菌發(fā)酵的飼料后可顯著提高仔豬平均日增重并降低料重比。曹瑋娜等[14]研究表明，在飲水中添加植物乳酸菌能提高獺兔生長性能。本試驗中，在飼糧中添加0.1 g/kg的乳酸片球菌后，試驗組平均日增重提高了2.3%、料重比降低了1.8%，與上述研究結果基本一致。這可能是由于乳酸片球菌進入腸道后改善肥育豬腸道形態(tài)結構以及菌群結構，進而促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，促進其生長[8]。

3.2 乳酸片球菌對肥育豬腸道抗氧化能力的影響

在正常情況下，機體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除是處于動態(tài)平衡的狀態(tài)。但由于各種原因?qū)е聶C體自由基產(chǎn)生增多或機體清除自由基的能力下降時，機體就會出現(xiàn)氧化應激[15]。盡管機體的各個部位都有可能發(fā)生氧化應激，但由于腸道是機體消化吸收食物中營養(yǎng)物質(zhì)的主要場所，消化酶將食物分解成小分子物質(zhì)的同時也會產(chǎn)生鐵、銅、醛以及脂質(zhì)過氧化物等多種致氧化因子，使得腸道成為最易受到自由基攻擊的部位[16-17]。目前，關于乳酸菌的抗氧化機制主要有2種觀點：1)乳酸菌在腸道中裂解并釋放出胞內(nèi)物質(zhì)，而乳酸菌胞內(nèi)含有超氧化物歧化酶(SOD)和GSH-Px，當乳酸菌裂解后，這些抗氧化酶向周圍環(huán)境釋放并發(fā)揮抗氧化功能[18-20]。2)過氧化氫可與銅鐵離子作用產(chǎn)生有毒性的羥自由基，而乳酸菌具有清除過渡族金屬離子的作用，從而阻斷氧化反應的發(fā)生[21-22]。

SOD、CAT和GSH-Px是生物機體內(nèi)重要的抗氧化酶，發(fā)揮著活性氧自由基清除劑的作用，T-AOC可作為衡量動物機體抗氧化能力的綜合指標。李濤[13]研究表明，飼喂乳酸桿菌可顯著提高仔豬血清中SOD以及GSH-Px活性，顯著降低MDA含量。胡曉麗[23]給飼喂高鐵飼糧的小鼠灌服乳酸菌后可提高小鼠結腸T-AOC、CAT、SOD和GSH-Px活性。本試驗表明，添加乳酸片球菌可增加十二指腸GSH-Px活性、空腸T-AOC和T-SOD活性以及回腸CAT活性,與李濤[13]、胡曉麗[23]研究的試驗結果基本一致，說明添加乳酸片球菌可提高肥育豬腸道的抗氧化能力。

3.3 乳酸片球菌對肥育豬腸道形態(tài)的影響

小腸是動物機體消化吸收的主要場所，對營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和轉運起著重要的作用[24]。腸道黏膜由黏膜上皮、固有膜和黏膜肌層共同構成[25]。腸道絨毛高度、隱窩深度和絨毛高度/隱窩深度是衡量腸道消化吸收的重要指標[26]。絨毛增長，其與營養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積增大，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；隱窩深度則反映了腸上皮細胞的更新速度，隱窩變淺則說明腸上皮細胞生成率降低，更新減慢；絨毛高度/隱窩深度則綜合反映了小腸的功能狀態(tài)，比值增大說明腸內(nèi)膜面積大，單位面積絨毛細胞數(shù)增多，消化吸收的功能增強[27-29]。

崔志文[30]研究表明，給斷奶仔豬飼喂鼠李糖乳桿菌后其空腸絨毛高度/隱窩深度、絨毛高度分別極顯著增加了34.93%和13.92%，隱窩深度降低了14.53%。龐敏等[31]研究表明，唾液乳酸菌主要通過降低腸隱窩深度、增加腸絨毛高度/隱窩深度來抵御大鼠急性腹瀉。侯改鳳等[32]報道，在飼糧中添加0.1%德氏乳桿菌后肥育豬小腸絨毛高度增加，十二指腸和回腸的隱窩深度降低，小腸的絨毛高度/隱窩深度增加。本試驗中，添加0.1 g/kg乳酸片球菌可提高十二指腸、空腸、回腸絨毛高度，其中顯著提高回腸絨毛高度；顯著降低十二指腸和空腸的隱窩深度；十二指腸、空腸和回腸絨毛高度/隱窩深度增加，其中十二指腸、空腸絨毛高度/隱窩深度增加顯著。這說明乳酸菌具有改善肥育豬腸道黏膜形態(tài)以及維護腸道結構完整性的作用。

3.4 乳酸片球菌對肥育豬腸道菌群的影響

腸道微生物通過參與動物機體多種生理功能而對宿主產(chǎn)生影響。腸道致病菌大量繁殖可能會對腸道造成一系列的損傷，因此，防止致病菌和條件致病菌在腸道的定植，形成定植抗力非常重要[33]，且大腸桿菌和乳酸菌被認為是指示腸道健康的主要菌群[34]。研究表明，乳酸桿菌在腸道中可產(chǎn)生乳酸、過氧化氫和細菌素等抗菌物質(zhì)，通過競爭營養(yǎng)物質(zhì)以及黏附位點來抑制致病菌，誘導黏附素分泌來增強腸道屏障作用，進而保護機體腸道[35]。何冬梅等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在飲用活性乳酸菌飲料后可顯著提高人體腸道內(nèi)雙歧桿菌以及乳酸菌的數(shù)量，降低產(chǎn)氣莢膜梭菌的數(shù)量，具有調(diào)節(jié)腸道菌群的作用。李濤[13]研究表明，添加乳酸菌后可提高豬腸道菌群的多樣性，維持腸道微生物區(qū)系穩(wěn)態(tài)。劉輝等[37]研究表明，乳酸菌可降低生長豬糞便中大腸桿菌的數(shù)量，提高乳酸菌數(shù)量。楚青惠等[38]研究表明，在水中添加300 mL的乳酸菌液可使母豬糞便中的大腸桿菌、沙門氏菌的數(shù)量顯著減少。王四新等[39]研究表明，豬源發(fā)酵乳酸桿菌可降低保育豬糞便中大腸桿菌的數(shù)量。本試驗結果表明，添加乳酸片球菌可以增加空腸和回腸乳酸菌和雙歧桿菌的數(shù)量及空腸的定植抗力、降低空腸中大腸桿菌數(shù)量，這與何冬梅等[36]的試驗結果類似，表明添加乳酸片球菌可以促進腸道有益菌生長，抑制有害菌生長，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，繼而改善腸道微生態(tài)環(huán)境。

4 結 論

飼糧添加0.1 g/kg乳酸片球菌(1.0×1010CFU/g)能改善肥育豬腸道微生物區(qū)系和腸道形態(tài)結構，增強腸道抗氧化能力，進而促進肥育豬的腸道健康。

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*Corresponding author, professor, E-mail: chexr@163.com

(責任編輯 王智航)

Effects ofPediococcusacidilacticion Growth Performance, Intestinal Antioxidant Function, Morphological Structure and Microflora of Finishing Pigs

QIN Hong1ZHAO Yan1CHE Xiangrong1*LI Minhua1CAI Chuanjiang2GUO Liang3

(1.CollegeofAnimalScienceandVeterinaryMedicine,ShanxiAgriculturalUniversity,ShanxiCollaborativeInnovationCenterforHigh-ProductiveandSafeLivestock,Taigu030801,China; 2.NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,China; 3.TianjinAgriculturalUniversity,Tianjin300384,China)

This study was conducted to investigate effects ofPediococcusacidilacticion growth performance, intestinal antioxidant function, morphological structure and microflora of finishing pigs. Forty-eight crossed-bred (Duroc×Landrace×Yorkshine) finishing pigs with similar body weight [(62.57±1.20) kg] were selected and randomly allotted to 2 groups with 4 replicates per group and 6 pigs per replicate (half male and half female). Control group was fed a basal diet and experimental group was fed the basal diet supplemented with 0.1 g/kgPediococcusacidilactici(1.0×1010CFU/g). The experiment lasted for 56 days. The results showed that, compared with control group: 1) the supplementation ofPediococcusacidilacticihad no significant effects on average daily feed intake, average daily gain, feed to gain ratio (P>0.05). 2) Glutathione peroxidase activity in duodenum, total superoxide dismutase, total antioxidant capacity activity of jejunum, and catalase of ileum were significantly increased by the supplementation ofPediococcusacidilactici(P<0.05). 3) The supplementation ofPediococcusacidilacticisignificantly decreased crypt depth of duodenum, significantly increased mucosal thickness, intestinal thickness and villus height/crypt depth of duodenum (P<0.05); the supplementation ofPediococcusacidilacticisignificantly decreased crypt depth of jejunum (P<0.05), and significantly increased villus height/crypt depth (P<0.05); the supplementation ofPediococcusacidilacticisignificantly increased villus height of ileum (P<0.05). 4) The supplementation ofPediococcusacidilacticisignificantly increased lactobacillus count and colonization resistance, and significantly decreasedE.colicount of jejunum (P<0.05). In conclusion, the supplementation of 0.1 g/kgPediococcusacidilactici(1.0×1010CFU/g) can improve intestinal microflora and morphological structure, enhance oxidation resistance, and improve the intestinal health of finishing pigs.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(8)：2953-2960]

Pediococcusacidilactici; growth performance; antioxidant function; intestinal morphological structure; microflora

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.08.040

2017-02-01

天津市科技計劃項目(152XZYNC00100)；天津生豬產(chǎn)業(yè)技術體系創(chuàng)新團隊(ITTPRS2017006)；山西省科學技術發(fā)展計劃項目

秦 紅(1989—)，女，山西大同人，碩士研究生，從事動物營養(yǎng)與飼料科學研究。E-mail: qhboshi@163.com

*通信作者:車向榮，教授，碩士生導師，E-mail: chexr@163.com

S828

A

1006-267X(2017)08-2953-08