體外法評(píng)價(jià)益生菌對(duì)豬飼料中三種大宗原料干物質(zhì)消化率的影響

袁艷枝，劉永立，衡軍影，張 杰，李高強(qiáng)

（1.河南佰役安生物工程有限公司，鄭州 450000；2.焦作市佰役安生物工程有限公司，河南 焦作 454450；3.焦作市佰役安生物科技有限責(zé)任公司，河南 焦作 454450）

國(guó)內(nèi)外有諸多研究報(bào)道表明：體外法具有快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，動(dòng)物代謝試驗(yàn)法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且重演性、可比性差，因此說體外消化試驗(yàn)的系統(tǒng)研究及應(yīng)用前景廣闊[1]。消化率是衡量動(dòng)物消化能力和飼料可消化性的重要指標(biāo)[2]，影響飼料轉(zhuǎn)化率最關(guān)鍵的因素是消化率。飼料占養(yǎng)豬生產(chǎn)總成本的60%～80%，降低飼料成本、提高干物質(zhì)消化率是提高養(yǎng)豬經(jīng)濟(jì)效益的重要舉措。

大量活體試驗(yàn)結(jié)果表明，益生菌在提高豬生長(zhǎng)性能、改善腸道微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)及提高機(jī)體免疫力等方面具有積極作用[3-5]。益生菌是一類含有活菌或其代謝產(chǎn)物的生物制劑，因其具有安全可靠、無抗藥性、無殘留、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注?？莶菅挎邨U菌在發(fā)酵時(shí)能分泌大量胞外酶，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶等，能降解飼料中蛋白質(zhì)、脂肪、多糖等大分子營(yíng)養(yǎng)物，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收轉(zhuǎn)化，從而降低養(yǎng)殖的飼料系數(shù)[6-7]。嗜酸乳桿菌能產(chǎn)生乳酸、乙酸和一些對(duì)有害菌起抑制作用的抗菌素，但是益菌作用比較弱。到目前為止，世界各國(guó)尚無飼用益生菌評(píng)價(jià)的相關(guān)體系和標(biāo)準(zhǔn)，且目前益生菌在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的研究多集中于活體動(dòng)物代謝試驗(yàn)法，運(yùn)用仿生消化法評(píng)定豬飼料原料干物質(zhì)消化率的影響研究較為缺乏。

本試驗(yàn)利用三角瓶體外模擬消化仿生系統(tǒng)，比較了添加不同益生菌對(duì)飼料原料干物質(zhì)消化率的影響，以期為飼料益生菌生物學(xué)效價(jià)評(píng)定的仿生消化法操作規(guī)程建立提供參考。

1 試驗(yàn)時(shí)間及地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020 年7—8 月份在河南佰役安生物工程有限公司研發(fā)中心檢測(cè)分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

2 材料與方法

2.1 益生菌

枯草芽孢桿菌活菌數(shù)為1.58×109cfu·mL-1，嗜酸乳桿菌活菌數(shù)為3.60×108cfu·mL-1，均由河南佰役安生物工程有限公司研發(fā)研究室篩選并制備。

2.2 飼料原料

玉米、豆粕和麥麩三種大宗飼料原料，購(gòu)買自河南紅星農(nóng)資發(fā)展有限公司。采用四分法對(duì)三種大宗原粒進(jìn)行取樣，然后用飼料粉碎機(jī)粉碎過40 目篩，充分混合均勻后備用。三種大宗飼料原料的干物質(zhì)含量分別為：玉米90.87%，麥麩92.19%，豆粕91.22%。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用仿生消化法評(píng)定三種飼料原料的干物質(zhì)消化率，每種飼料原料分為4 組，即對(duì)照組（仿生消化過程中不添加益生菌）、枯草芽孢桿菌組（添加枯草芽孢桿菌1 mL）、嗜酸乳桿菌組（添加嗜酸乳桿菌1 mL）和復(fù)合菌組（添加枯草芽孢桿菌0.5 mL+嗜酸乳桿菌0.5 mL），每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)使用一個(gè)三角瓶。

2.4 豬胃腸道緩沖液及消化液配制

2.4.1 豬消化道緩沖液配制

參照《單胃動(dòng)物仿生消化系統(tǒng)操作手冊(cè)》（第2 版）豬飼料酶水解物能值測(cè)定技術(shù)規(guī)程中模擬豬消化道緩沖液配制方法[8]配制豬胃緩沖液、豬小腸緩沖液。

2.4.2 豬消化道消化液配制

參照《豬飼料酶水解物能值測(cè)定技術(shù)規(guī)程》中豬消化道消化液配制方法[9]配制模擬豬胃消化液、模擬豬小腸消化液、模擬豬大腸消化液。

2.5 消化過程

參照參考文獻(xiàn)[10]中操作步驟進(jìn)行。

胃階段消化：分別準(zhǔn)確稱取2.000 0 g（準(zhǔn)確至0.000 2 g）三種大宗飼料原料（玉米、麥麩、豆粕），轉(zhuǎn)移至事先準(zhǔn)備好的三角瓶，用移液器加入16 mL模擬豬胃消化液。對(duì)照組不添加益生菌，不同處理組在對(duì)照組基礎(chǔ)上分別添加相應(yīng)益生菌：枯草芽孢桿菌組添加濃度為1.58×109cfu·mL-1的枯草芽孢桿菌1 mL，嗜酸乳桿菌組添加濃度為3.60×108cfu·mL-1的嗜酸乳桿菌1 mL，復(fù)合菌組添加枯草芽孢桿菌0.5 mL+嗜酸乳桿菌0.5 mL。封口膜封口后固定在事先開啟到39 ℃恒溫水浴搖床上。該階段消化時(shí)間4 h。

小腸階段消化：胃階段消化結(jié)束后，取下三角瓶，依次用移液器加入2 mL 豬小腸緩沖液和2 mL 模擬豬小腸消化液，封口膜封口后固定到39 ℃恒溫水浴搖床上，繼續(xù)小腸階段消化。該階段消化時(shí)間22 h。

大腸階段消化：小腸階段消化結(jié)束后，取下三角瓶，用移液器加入4 mL 模擬豬大腸消化液，封口膜封口后固定到39 ℃恒溫水浴搖床上，繼續(xù)大腸階段消化。該階段消化時(shí)間24 h。

消化完成后取下三角瓶，用事先準(zhǔn)備好的烘干稱重后的Whatman541 濾紙進(jìn)行抽濾，抽濾結(jié)束后對(duì)濾紙及未消化殘?jiān)娓煞Q重，最后進(jìn)行干物質(zhì)消化率的計(jì)算。

DMD=（M0-M1）/M1×100%。

式中：DMD為干物質(zhì)消化率；M0為樣品干物質(zhì)重量；M1為未消化殘?jiān)晌镔|(zhì)重量。

2.6 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。運(yùn)用SPSS 17.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行one-way ANOVA 程序分析，平均值通過Duncan’s法進(jìn)行多重比較，P＞0.05 為差異不顯著，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 添加益生菌對(duì)三種大宗飼料原料干物質(zhì)消化率的影響

添加益生菌對(duì)三種大宗飼料原料進(jìn)行體外消化，結(jié)果見表1。

表1 三種大宗飼料原料的干物質(zhì)消化率測(cè)定結(jié)果 %

3.1.1 玉米的體外干物質(zhì)消化率

由表1可知，對(duì)照組玉米體外干物質(zhì)消化率為58.28%，加入枯草芽孢桿菌后玉米的干物質(zhì)消化率達(dá)68.50%，加入嗜酸乳桿菌后玉米的體外干物質(zhì)消化率達(dá)68.67%，加入復(fù)合益生菌后玉米的體外干物質(zhì)消化率達(dá)69.2%。加入益生菌后玉米的干物質(zhì)消化率均極顯著高于對(duì)照組（P＜0.01），說明益生菌對(duì)玉米干物質(zhì)消化率具有促進(jìn)作用。且復(fù)合菌組玉米干物質(zhì)消化率最高，但與分別添加枯草芽孢桿菌組和嗜酸乳桿菌組差異不顯著（P＞0.05）。

3.1.2 麥麩體外干物質(zhì)消化率

由表1可知，對(duì)照組麥麩體外干物質(zhì)消化率為48.60%，加入枯草芽孢桿菌后麥麩的干物質(zhì)消化率為46.80%，加入嗜酸乳桿菌后麥麩的體外干物質(zhì)消化率為45.67%，加入復(fù)合益生菌后麥麩的體外干物質(zhì)消化率為46.50%。加入嗜酸乳桿菌后麥麩體外干物質(zhì)消化率顯著低于其他組別（P＜0.05）。對(duì)照組與枯草芽孢桿菌組和復(fù)合菌組相比差異不顯著（P＞0.05）。

3.1.3 豆粕體外干物質(zhì)消化率

由表1可知，對(duì)照組豆粕體外干物質(zhì)消化率為58.30%，加入枯草芽孢桿菌后豆粕的干物質(zhì)消化率為42.60%，加入嗜酸乳桿菌后豆粕的體外干物質(zhì)消化率為67.17%，加入復(fù)合益生菌后豆粕的體外干物質(zhì)消化率為56.17%。對(duì)照組與枯草芽孢桿菌組和嗜酸乳桿菌組差異極顯著（P＜0.01），與復(fù)合菌組差異不顯著（P＞0.05）。且加入嗜酸乳桿菌后的豆粕干物質(zhì)消化率最高且均極顯著性高于其他組別（P＜0.01），加入益生菌枯草芽孢桿菌對(duì)豆粕的干物質(zhì)消化率沒有起到促進(jìn)作用。

3.2 不同組別未消化殘?jiān)?/h3>

不同組別未消化殘?jiān)鼘?duì)比結(jié)果見圖1。

圖1 不同組別未消化殘?jiān)鼘?duì)比

由圖1 可見，在分別加入益生菌枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌及兩者復(fù)合菌后，玉米未消化殘?jiān)伾傲６炔町愝^?。畸滬熚聪瘹?jiān)伾淖兠黠@加深、粒度增大；豆粕在加入嗜酸乳桿菌后，未消化殘?jiān)黠@減少；加入枯草芽孢桿菌和兩者復(fù)合菌后，未消化殘?jiān)|(zhì)量并未表現(xiàn)出明顯減少，但顏色差異明顯。

4 討 論

近年來，人們對(duì)益生菌功能的研究主要集中于益生菌對(duì)宿主的作用、益生菌調(diào)節(jié)腸道生理功能的研究、益生菌與腸道黏膜免疫關(guān)系的研究、益生菌調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)菌群平衡中的作用等方面[11]，而關(guān)于益生菌對(duì)飼料轉(zhuǎn)化率的影響效果也是值得研究的。2020 年在全國(guó)禁抗執(zhí)行情況下，益生菌的飼用進(jìn)一步得到重視，其對(duì)活體動(dòng)物的免疫機(jī)能及腸道健康的作用已得到大量驗(yàn)證[3-5]。如何提高飼料轉(zhuǎn)化率，最大限度地降低料肉比、提高經(jīng)濟(jì)效益一直是養(yǎng)殖行業(yè)相關(guān)研究熱點(diǎn)。酶制劑主要是提高飼料轉(zhuǎn)化率，而益生菌調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，能夠促進(jìn)腸道健康和營(yíng)養(yǎng)吸收，增強(qiáng)機(jī)體免疫力和維持腸道菌群平衡，從而提高動(dòng)物生產(chǎn)性能。學(xué)者們普遍認(rèn)為益生菌并不是單一物質(zhì)發(fā)揮作用，而是一個(gè)多種物質(zhì)協(xié)同作用和腸道其他益生菌共同完成的綜合方式[12]。

4.1 玉米體外干物質(zhì)消化率

玉米能值高，適口性好，無氮浸出物（NFE）含量高，消化率達(dá)90%以上，可使豬只具有較好的生產(chǎn)性能。玉米作為飼料中添加量占比較高的飼料原料，其消化率直接影響整個(gè)飼料的消化率評(píng)定。益生菌作為一種活菌制劑，能夠在一定條件下繁殖并產(chǎn)生大量生物活性成分。從本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看：添加益生菌可以改善玉米的干物質(zhì)消化率，但不同菌種的改善程度不同。對(duì)照組與試驗(yàn)組差異極顯著（P＜0.01），且加入益生菌（枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌）后的玉米干物質(zhì)消化率均極顯著高于對(duì)照組（P＜0.01），說明益生菌對(duì)玉米干物質(zhì)消化率具有一定的促進(jìn)作用。M.E.Sanders 等[13]認(rèn)為，與單一菌株的益生菌相比，復(fù)合的菌株或菌種具有更好的益生效果。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組復(fù)合菌組玉米干物質(zhì)消化率最高達(dá)69.20%，效果最好。

4.2 麥麩體外干物質(zhì)消化率

麥麩主要含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、淀粉、蛋白質(zhì)，還有少量脂肪、礦物元素等。在飼料中一般是作為主要的粗纖維來源，同時(shí)麥麩也屬于能量飼料。從本次試驗(yàn)可以看出：加入枯草芽孢桿菌及其與嗜酸乳桿菌的復(fù)合菌對(duì)麥麩干物質(zhì)消化率無顯著影響（P＞0.05），且兩組間無顯著差異（P＞0.05）。可能原因是，麥麩作為主要的粗纖維來源含有較多纖維素，益生菌自身產(chǎn)生分解纖維素的能力不夠，故益生菌對(duì)麥麩體外干物質(zhì)消化率的影響效果不明顯。

4.3 豆粕體外干物質(zhì)消化率

豆粕屬于蛋白質(zhì)類飼料，作為一種高蛋白質(zhì)，豆粕是制作牲畜與家禽飼料的主要原料。熊云霞[14]研究復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)及腸道菌群的影響，結(jié)果表明添加復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕顯著提高了斷奶仔豬的平均日增重，顯著降低了料重比、顯著提高了空腸絨毛高度和十二指腸的絨隱比。從本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看：對(duì)照組與試驗(yàn)組（分別加入枯草芽孢桿菌和嗜酸嗜酸乳桿菌）相比，差異極顯著（P＜0.01），與加入復(fù)合益生菌的試驗(yàn)組差異不顯著（P＞0.05）。且加入嗜酸乳桿菌益生菌后豆粕的干物質(zhì)消化率最高且均極顯著高于其他組（P＜0.01）?？莶菅挎邨U菌組和嗜酸乳桿菌組均對(duì)豆粕的干物質(zhì)消化率產(chǎn)生極顯著影響?？赡茉蚴鞘人崛闂U菌產(chǎn)生的生物活性成分蛋白酶等各種酶，在一定程度上對(duì)豆粕干物質(zhì)的消化率起到一定的促進(jìn)作用。

5 結(jié) 論

（1）加入益生菌枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌及兩者復(fù)合菌后對(duì)玉米干物質(zhì)消化率均有促進(jìn)作用。

（2）加入益生菌枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌及兩者復(fù)合菌后對(duì)麥麩干物質(zhì)消化率均無促進(jìn)作用。

（3）加入益生菌嗜酸乳桿菌后對(duì)豆粕干物質(zhì)消化率具有促進(jìn)作用，加入枯草芽孢桿菌后無促進(jìn)作用。

三種大宗原料存在不同的研究結(jié)果可能與飼料原料本身的成分含量及益生菌的菌種特性、菌種組合、添加比例等有關(guān)。本試驗(yàn)所用復(fù)合菌由枯草芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌混合而成，如何發(fā)揮其最佳使用效果，還需對(duì)兩種菌的添加劑量、配伍比例和使用階段進(jìn)一步研究確定。