葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能、免疫功能和腸道微生物的影響

馬菲璐，唐志遠(yuǎn)

（1.中國醫(yī)科大學(xué)，遼寧沈陽 110122；2.東北大學(xué)，遼寧沈陽 110819）

自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部194公告發(fā)布以來，葡萄糖氧化酶在動物飼料中的研究越來越多。而仔豬處于生長發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，營養(yǎng)不良或生存環(huán)境不佳均會引起仔豬免疫力下降，出現(xiàn)腹瀉或死亡等現(xiàn)象，因此，如何提升仔豬免疫功能，改善其腸道微生物平衡，提升其生長性能至關(guān)重要。業(yè)內(nèi)通過在飼糧中添加抗生素來預(yù)防上述問題，但大量使用抗生素?zé)o疑會導(dǎo)致藥物在仔豬體內(nèi)大量殘留，且增加其抗藥性。而葡萄糖氧化酶作為一種專一性的需氧脫氫酶，能改善腸道微環(huán)境，降低仔豬被病菌感染的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而提升和改善其免疫功能和生長性能（侯振平等，2017）。因此，葡萄糖氧化酶作為一種新型飼糧添加劑極具發(fā)展前景。本文研究葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能、免疫功能和腸道微生物的影響，以期為葡萄糖氧化酶推廣使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼糧 試驗(yàn)將168頭體重為（8.71±0.13）kg的35日齡仔豬隨機(jī)分為3組，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)14頭，每組公母占比為50：50。對照組選用基礎(chǔ)飼糧進(jìn)行飼喂，試驗(yàn)I組和II組在對照組基礎(chǔ)上添加100和200 mg/kg葡萄糖氧化酶，試驗(yàn)期為35 d。其中基礎(chǔ)飼糧參照陳清華等（2015）的配方進(jìn)行配制，即參照NRC（2012）仔豬營養(yǎng)需求進(jìn)行配置，滿足仔豬的基礎(chǔ)生長需求。葡萄糖氧化酶（1000 U/g）購于上海寶曼生物科技有限公司。

1.2 飼養(yǎng)管理 3個(gè)處理組的仔豬分別飼喂對應(yīng)飼糧，每天早中晚各飼喂1次。每個(gè)豬圈的設(shè)備及通風(fēng)條件、溫度、二氧化碳濃度等都保持一致，試驗(yàn)過程中按照常規(guī)管理進(jìn)行自由采食和飲水，自然采光、通風(fēng)，按照豬場飼養(yǎng)程序進(jìn)行消毒、驅(qū)蟲和免疫等。

1.3 檢測指標(biāo)

1.3.1 生長性能 在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)對不同處理個(gè)體進(jìn)行稱重，以重復(fù)為單位記錄飼糧消耗量，計(jì)算生長性能指標(biāo)，主要涵蓋平均日增重（ADG）、平均日采食量（AD-FI）和料重比（F/G）。

1.3.2 免疫功能 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，不同處理組各選兩頭豬進(jìn)行靜脈采血，對仔豬血液初步處理（3000 r/min，15 min，分離血清）后測定免疫指標(biāo)。指標(biāo)主要涵蓋免疫球蛋白A（IgA）、G（IgG）、M（IgM），細(xì)胞白介素 -2（IL-2）、-6（IL-6），腫瘤壞死因子-α（TNF-α），干擾素-γ（INF-γ）。

1.3.3 腸道微生物 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，取不同處理仔豬胃、回腸和盲腸中的食糜各1 g，每個(gè)重復(fù)取1頭豬取食糜樣品，立即轉(zhuǎn)移到離心管中，按照料液比1：10加入相應(yīng)體積的無菌稀釋液后進(jìn)行均質(zhì)處理，逐級稀釋到10-6。按照陳清華等（2015）報(bào)道的方法，采用平板菌落計(jì)數(shù)法，以胃、回腸和盲腸內(nèi)容物中細(xì)菌（大腸桿菌和乳酸桿菌）個(gè)數(shù)的對數(shù)[lg（CFU/g）]計(jì)算為細(xì)菌數(shù)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過Excel整理，且通過SPSS 13.0進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan's法進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示組間差異顯著。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能的影響 由表1可知，與對照組相比，試驗(yàn)I組和II組仔豬結(jié)束時(shí)的體重分別增加9.28%和16.04%，其中試驗(yàn)II組顯著增加（P＜0.05）。試驗(yàn)I組和II組仔豬的ADG相比對照組分別增加11.76%和25.58%（P＜0.05）。同時(shí)試驗(yàn)II組對提升仔豬料重比有顯著效應(yīng)（P＜0.05），但各組ADFI差異不顯著。

表1 葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能的影響

2.2 葡萄糖氧化酶對仔豬免疫功能的影響 由表2可知，與對照組相比，除免疫球蛋白M和細(xì)胞白介素-2外，試驗(yàn)I組和II組均顯著提升了仔豬血清中IgA、IgG、IL-6、TNF-α和INF-γ含量（P＜0.05）。特別需要注意的是，與對照組相比，試驗(yàn)I組和II組對仔豬IgM的影響不顯著，但顯著降低了IL-2的含量（P＜0.05），且分別降低7.25%和16.5%（P＜0.05）。

表2 葡萄糖氧化酶對仔豬免疫功能的影響

2.3 葡萄糖氧化酶對仔豬腸道微生物的影響 由表3可知，與對照組相比，試驗(yàn)I組和II組對仔豬盲腸中的菌群無顯著影響。其中，試驗(yàn)I組和II均顯著降低了仔豬胃和回腸中大腸桿菌數(shù)量（P＜0.05），其中在胃中分別降低了6.36%和10.91%（P＜0.05），在回腸中分別降低了8.00%和14.67%（P＜0.05）。此外，試驗(yàn) I組和II組均顯著增加了仔豬胃和回腸中乳酸菌數(shù)量（P＜0.05），其中在胃中分別增加了13.11%和27.86%（P＜0.05），在回腸中分別增加了21.42%和40.00%（P＜0.05）。

表3 葡萄糖氧化酶對仔豬腸道微生物菌群數(shù)量的影響 lg CFU/g

3 討論

3.1 葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能的影響 斷奶階段是仔豬生長發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，該階段仔豬生長環(huán)境、飼喂條件及身心因素等都會對其免疫功能造成極大影響，研究發(fā)現(xiàn)，不良的生長和飼養(yǎng)條件會導(dǎo)致仔豬出現(xiàn)腹瀉情況，從而降低仔豬生長速度，對其生長性能造成極大的影響（劉靜波，2019；董殿元，2015）。

本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)I組和II組均能有效改善仔豬生長性能，其中試驗(yàn)II組能顯著增加仔豬ADG及料重比。其他研究也證實(shí)了葡萄糖氧化酶在改善仔豬生長性能方面的顯著效果（楊久仙等，2011）。除此之外，湯海鷗等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飼糧中GOD含量在100～200 mg/kg時(shí)，對仔豬腸道微生物平衡有極大作用，而過量的GOD可能會對仔豬生長發(fā)育造成不利作用。由此可以看出，過量的葡萄糖氧化酶并不一定最好，本文中200 mg/kg組仔豬生長性能表現(xiàn)良好，因此，葡萄糖氧化酶添加水平為200 mg/kg時(shí)效果較好。

3.2 葡萄糖氧化酶對仔豬免疫功能的影響 免疫球蛋白是動物體內(nèi)免疫功能發(fā)揮的重要基礎(chǔ)，其中主要涵蓋免疫球蛋白A、M和G，研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中的添加葡萄糖氧化酶均能提升肉雞體內(nèi)的免疫球蛋白含量。此研究結(jié)果和本文的研究結(jié)果一致，但本研究發(fā)現(xiàn)，IgM對葡萄糖氧化酶的響應(yīng)不顯著。除此之外，由細(xì)胞產(chǎn)生的小分子可溶性蛋白質(zhì)也能起到調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能和造血功能。其中IL-2和IL-6是促進(jìn)T細(xì)胞繁殖增長，產(chǎn)生免疫球蛋白的主要因子。同時(shí)，TNF-α和IFN-γ在宿主體內(nèi)也會發(fā)生免疫調(diào)節(jié)作用（周光炎，2019）。本研究發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)I組和II組均顯著增強(qiáng)了仔豬IL-6、IFN-γ和TNF-α的含量（P＜0.05），表明其在提升仔豬免疫功能方面發(fā)揮極大的作用，且高劑量的葡萄糖氧化酶在飼糧中的添加起到更好的調(diào)節(jié)效果。

3.3 葡萄糖氧化酶對仔豬腸道微生物的影響 葡萄糖氧化酶能將β-D-葡萄糖直接氧化成葡萄糖，并釋放H2O2，同時(shí)在過氧化氫酶作用下進(jìn)一步反應(yīng)生成的水和葡萄糖酸，反應(yīng)期間會消耗氧氣（趙迎春等，2014）。且在葡萄糖酸的作用下導(dǎo)致動物體內(nèi)pH下降，提升動物腸道對飼料營養(yǎng)的吸收和利用，促進(jìn)動物生長（樊長林和周曙光，2021）。同時(shí)，一些研究也發(fā)現(xiàn)，葡萄糖氧化酶顯著降低了仔豬胃腸道中的pH（楊久仙等，2011）。因此，在葡萄糖氧化酶的作用下，經(jīng)過這一系列反應(yīng)，不僅讓仔豬腸道形成厭氧環(huán)境，且形成了偏酸性環(huán)境，促進(jìn)仔豬胃和腸道中一些有益菌群的增加，如益生菌的增加，同時(shí)，有益菌的形成造成宿主體內(nèi)微生態(tài)的競爭，抑制如大腸桿菌等有害菌的生長（王佰濤等，2019）。本研究發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)I組和II組顯著降低了仔豬胃和回腸中大腸桿菌含量，顯著增加了乳酸菌含量，且在高劑量（200 mg/kg）處理下影響更加明顯。這也進(jìn)一步說明仔豬在食用含有葡萄糖氧化酶的飼糧后，可在胃和腸道中發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步發(fā)揮酸化劑作用，形成的偏酸環(huán)境有利于各種消化酶在回腸和胃中發(fā)揮作用，對仔豬消化飼料起到極大的幫助，因此，從這個(gè)角度出發(fā)，在飼糧中添加葡萄糖氧化酶能有效改善飼糧適口性，避免仔豬出現(xiàn)厭食現(xiàn)象，降低其消化不良和腹瀉等各種現(xiàn)象，且前期研究也發(fā)現(xiàn)，葡萄糖氧化酶能有效改善仔豬腹瀉率，吳端欽等（2015）也很好的證明了這一點(diǎn)。除此之外，仔豬處于斷奶階段，對飼糧的應(yīng)激反應(yīng)較大，這種狀態(tài)極易在體內(nèi)產(chǎn)生大量氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量自由基，當(dāng)自由基的量超過體內(nèi)限度時(shí)會導(dǎo)致仔豬腸道上皮細(xì)胞受到損傷，對腸道微環(huán)境及其消化吸收等都造成極大影響。而葡萄糖氧化酶的存在能達(dá)到抗氧化作用，及時(shí)清除仔豬體內(nèi)所產(chǎn)生的自由基，保障其腸道的完整和性能，這也是葡萄糖氧化酶作用于仔豬腸道微生物的重要基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

在本試驗(yàn)條件下，在飼糧中添加200 mg/kg葡萄糖氧化酶，仔豬腸道微生物環(huán)境得到平衡，且免疫功能得到顯著提升，在此基礎(chǔ)上仔豬平均日增重和料重比得到顯著提升，導(dǎo)致其生長性能得到顯著改善。