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果寡糖和益生素制剂对断奶仔猪肠道健康的影响

来源:广西畜牧兽医学会养猪分会   
王  波1,赵  峰1,夏中生1*,于俊勇2,肖有恩2,邓福昌2
(1.广西大学动物科技学院,南宁 530004;
2.广西农垦永新畜牧集团有限公司良圻原种猪场,广西横县  530317)
 
摘  要:试验研究不同添加水平的果寡糖(FOS)和复合益生素制剂(CPP)对断奶仔猪的肠道健康状况的影响。选择21日龄左右体重约7.2 kg的杜长大断奶仔猪240头,随机分为6个组,每组设2个重复,每个重复20头仔猪(公母各半)。1组为对照组,饲喂基础饲粮,2组为抗生素组,在基础饲粮中添加0.10%的金霉素,3、4、5和6组为分别在基础饲粮中分别添加0.05%CPP、0.10%FOS(纯量)、0.20%FOS、0.10%FOS+0.05%CCP。进行为期35 d的饲养试验。结果表明:(1)肠道pH值:与对照组相比,3、4、5和6组空肠、回肠、盲肠和结肠pH值显著降低(P<0.05),抗生素组与对照组之间无显著差异(P>0.05)。(2)小肠绒毛形态:十二指肠段,6组绒毛长度比对照组显著提高(P<0.05),绒毛高度与隐窝深度比值(V/C)显著增加(P<0.05)。空肠段,各组绒毛长度无显著差异(P>0.05);5组V/C比对照组显著增加(P<0.05)。回肠段,与对照组和抗生素组比较,6组显著提高V/C(P<0.05)。(3)肠道菌群:添加FOS、CPP及两者联合添加能不同程度降低各肠段大肠杆菌和沙门氏菌数量,增加乳酸杆菌和双歧杆菌数量;其中以联合添加的效果最为明显。结论:断奶仔猪饲粮添加FOS和CPP可有效降低仔猪肠道pH值;提高肠绒毛长度和V/C;降低有害菌数量,增加有益菌数量;有利于维持肠道形态结构和菌群平衡,增进仔猪肠道健康。其中,以联合添加0.10%FOS和0.05%CPP最优,其次则以添加0.20 %FOS的效果较好。
关键词:果寡糖;益生素;断奶仔猪;肠道pH值;肠道菌群;小肠形态结构
 
仔猪早期断奶极易出现腹泻、肠道菌群失调、釆食量下降、生长缓慢、免疫力降低等断奶应激综合症,对仔猪生长和肠道健康产生不良影响,造成巨大的经济损失[1-2]。长期以来,生产中往往选择饲用抗生素来预防和治疗断奶仔猪疾病,缓解应激,促进生长。但由于抗生素的使用,特别是滥用后导致的如动物内源性感染,耐药菌株产生,动物免疫力下降,产品药物残留,食品安全、人类健康和环境生态受到严重威胁等诸多问题已引起人们极大关注。近年来我国陆续出台了限制或禁用某些抗生素的相关法规。因此,研发抗生素替代物、通过营养调控技术维持或增进仔猪肠道健康,实行健康养殖,确保动物生产可持续发展已成为动物营养学研究热点之一[3]。目前,国内外研究的仔猪抗生素替代物、肠道健康调节剂主要有酸化剂、酶制剂、功能性氨基酸、寡糖、益生菌、抗菌肽、植物提取物等,取得良好效果和进展,普遍认为上述诸多的抗生素替代物能提高仔猪生产性能,促进消化吸收,改善肠道黏膜形态结构,维持肠道菌群平衡[4-7]。但有关果寡糖和复合益生素的试验研究较少,本试验在饲粮中添加果寡糖和复合益生素制剂,研究其替代抗生素对仔猪肠道健康的影响,为其在生猪健康养殖中合理利用提供科学依据。
1  材料与方法
1.1  试验用添加剂
果寡糖制剂(fructooligosaccharide,FOS):由南宁某公司生产提供,纯度≥30%;
益生素制剂(Complex-probiotic-preparation,CPP,):由江苏某公司生产提供的复合益生素,主要含丁酸梭菌、枯草芽孢杆菌等,有效活菌数3×109 cfu /g。
抗生素为金霉素预混剂(Aureomycin premix,AP),市售产品,含金霉素10%。
1.2  试验动物及试验设计
试验于2016年8~10月份在广西农垦永新畜牧集团有限公司良圻原种猪场进行。选用240头健康状况良好,体重约7.2 kg的杜长大三元杂交断奶仔猪。随机分为6组,每组2个重复,每个重复20头猪(公母各半)。1组为对照组,饲喂基础饲粮(不加抗生素和其他药物添加剂),2组为抗生素组,在基础饲粮中添加0.10%的金霉素预混料,3、4、5、6组为分别在基础饲粮中添加0.05%CPP、0.10%FOS(纯量)、0.20%FOS、0.10%FOS+0.05%CPP。进行为期35 d的饲养试验。基础饲粮参照NY/T65-2004推荐8~20 kg仔猪的营养需要制定,饲粮组成及营养水平见表1。
表1  基础饲粮组成及营养水平
原料组成 配比 营养指标 营养水平
玉米/%
 
22.00 消化能/MJ·kg-1 14.63
膨化玉米/% 20.00 粗蛋白质/%* 20.10
膨化大豆/% 19.00 赖氨酸/% 1.23
糖蜜/% 5.00 蛋氨酸/% 0.72
鱼粉/% 5.00 苏氨酸/% 0.85
豆油/% 2.00 钙/% 0.89
巧克力粉/% 5.00 总磷/% 0.61
优乳能**/% 3.00    
发酵豆粕/% 8.00    
乳清粉/% 7.00    
预混料/% 4.00    
合计 100
 
   
 
注:* 粗蛋白质为实测值,其他为计算值。**优乳能为进口的以椰子油和液态乳清等组成的高能高蛋白产品。
 
1.3  饲养管理
试验前,对整栋猪舍进行全面消毒,空栏7 d。将选好的试验猪只转入消毒后的猪舍,对分组后的21日龄左右断奶仔猪,进行7 d预试,正试验期35 d。 试验猪舍自然光照,通风良好,温湿度适宜,猪舍环境条件一致。每日饲喂2-3次。自由采食,每次以吃饱后略有剩余为度,自由饮水。按猪场常规方法进行免疫疫苗注射和饲养管理。每天清理猪栏一次,保持舍内卫生,随时观察猪群采食、粪尿排泄等行为,记录仔猪采食量,观察记录猪群腹泻发病用药等情况。
2  试验样品采集
2.1  小肠黏膜形态的测定
饲养试验结束时,每组选2头健康仔猪(放血屠宰)。将仔猪置于无菌操作台上,用无菌手术刀、剪刀迅速打开腹腔,迅速纵切肠段,截取1.5 cm十二指肠(距幽门1 cm处)、空肠的中段肠道(约1.0 cm)、回肠(回盲瓣前端2 cm处),经生理盐水冲洗干净肠道的内容物,分别放入备用的4%多聚甲醛固定液中固定。石蜡切片、HE染、组织切片的观察。染色完成后,将制作好的切片在YS100(nikon)光学显微镜下观察肠绒毛形态并拍照(注:测量绒毛高度放大倍数为40倍,隐窝深度和肠壁厚度为放大100倍)。
方法:在每张组织切片上,随机选取10根结构保持完整,走向平直的绒毛,采用YLE-21DY显微成像高清晰度彩色病理图文报告分析系统自带图像分析软件IMAGEEX测量每个视野中最长绒毛的高度(VH)、隐窝深度(CD)、绒毛肠壁宽度(VW) (μm),每张切片测量6-8次并通过计算得出绒毛高度/隐窝深度(V/C)及绒毛表面积,各指标取平均数作为测定数据。
绒毛高度:肠绒毛游离于肠腔内的部分,长度为绒毛顶端至绒毛基部的距离;
绒毛宽度:绒毛两端之宽;
隐窝深度:肠腺底部距绒毛之间基部开口的距离。
2.2  各肠段食糜pH值
结合小肠黏膜形态的测定,小心取出肠道,并分别取出空肠、回肠、盲肠和结肠肠段食糜,用PHB-4便携式精密pH计分别测定空肠、回肠、盲肠和结肠食糜的pH值。
2.3  肠道内容物微生物菌群测定
试验结束当天,结合各肠段食糜PH值测定试验,用棉线进行结扎空肠、回肠、盲肠和结肠,然后迅速转移至无菌操作台上,混合均匀后取各肠断内容物,每样品取0.5 g内容物,如入4.5 mL无菌水装入10 mL的离心管中,震荡器上震荡1 min制成样本,采用10倍倍比稀释法对肠道内容物进行合理稀释,平板法测定空肠、回肠、结肠和盲肠中大肠杆菌、沙门氏杆菌、乳酸菌和双歧杆菌数。  
具体检验方法见GB4789.2-94 《中华人民共和国国家标准 食品卫生微生物学检验 菌落总数测定》等资料文献。选择性培养基使用前需在37 ℃无菌条件下培养24 h,检验无杂菌方可使用。接种后需氧菌在37 ℃恒温培养箱中恒温培养24 h,厌氧型菌置于厌氧培养箱中培养48 h。用菌落计数器依次对各平板进行菌落计数。各类细菌培养基与培养条件见表2。
表2  各类细菌培养基与培养条件
培养基 菌种 培养条件
时间/h 温度/℃ 条件
EMB琼脂 大肠杆菌 24 37±1 耗氧
BS琼脂 沙门氏菌 24 37±1 耗氧
BBL琼脂 双歧杆菌 48 37±1 厌氧
LBS琼脂 乳酸杆菌 48 37±1 厌氧
 
3  数据处理
试验数据运用Microsoft EXCEL2010版软件进行处理后,再用SPSS19.0数据统计软件进行方差分析,用LSD和Duncan法进行多重比较(显著性水平为0.05),结果用平均数±标准差(X±SD)表示。
4  结果分析
4.1  果寡糖和益生素制剂对断奶仔猪肠道pH的影响
仔猪各肠段pH值测定结果见表3。由表3可知,不同水平FOS和CPP对断奶仔猪各段肠道pH值有显著影响(P<0.05)。其中空肠、盲肠和结肠
表3  各组仔猪肠道pH值测定结果
组 别 空肠pH 回肠pH 盲肠pH 结肠pH
1 组 6.34a±0.10 6.15a±0.07 5.72a±0.07 5.75a±0.06
2 组 6.08b±0.08 6.07ab±0.09 5.73a±0.06 5.75a±0.06
3 组 5.82c±0.14 5.56c±0.12 5.46b±0.06 5.45c±0.05
4 组 5.93c±0.09 5.48c±0.07 5.41b±0.03 5.42c±0.05
5 组 5.79c±0.10 5.56c±0.07 5.47b±0.05 5.55b±0.06
6 组 5.83c±0.08 5.95b±0.10 5.27c±0.08 5.23d±0.04
 
注:试验数据用平均数±标准差表示.同列数据肩标不同字母表示差异显著(p<0.05),相同字母或无字母标注表示差异不显著(p>0.05)。下同。
pH值,3、4、5、6组显著低于对照组(1组)和抗生素组(2组);回肠pH值,3、4、5组显著低于1组和2组(P<0.05);2组回肠、盲肠和结肠pH与1组无显著差异(P>0.05)。
4.2  果寡糖和益生素制剂对断奶仔猪小肠绒毛形态的影响
各组断奶仔猪十二指肠绒毛形态测定结果见表4。由表4可知,不同水平FOS和CPP对断奶仔猪十二指肠绒毛长度、绒毛宽度、隐窝深度、绒毛高度/隐窝深度比值(V/C)均有显著性差异(P<0.05)。6组(FOS+CPP组)十二指肠绒毛长度显著高于1组14.40%(P<0.05),与抗生素组无显著性差异(P>0.05);6组绒毛宽度显著高于1组和2组(P<0.05);5组隐窝深度显著低于1组和2组(P<0.05);V/C方面,以6组比值最大达3.62,分别高于1组和2组30.69 %(P<0.05)和12.42 %(P>0.05)。
表4  各组仔猪十二指肠绒毛形态测定结果
组 别 绒毛长度/μm 绒毛宽度/μm 隐窝深度/μm 绒毛高度/隐窝深度
1 组 299.77c±0.22 70.08c±0.10 108.75a±0.12 2.77c±0.24
2 组 334.53a±0.38 72.42bc±0.38 104.42ab±0.17 3.22b±0.24
3 组 315.68bc±0.26 74.75abc±0.26 107.92bc±0.11 2.94bc±0.17
4 组 309.54b±0.22 78.50ab±0.22 95.92a±0.18  3.23ab±0.43
5 组 318.34bc±0.13 79.17abc±0.14 93.50c±0.19 3.43ab±0.29
6 组 342.94a±0.23 83.08a±0.23 95.17bc±0.16 3.62a±0.31
 
 
各组断奶仔猪空肠形态测定结果见表5。由表5可知,不同水平FOS和CPP对断奶仔猪空肠绒毛形态有显著影响(P<0.05)。空绒毛长度和宽度,各试验组与对照组、抗生素组均无显著性差异(P>0.05);空肠隐窝深度,3组显著高于2组(P<0.05),与1组无显著差异(P>0.05);空肠V/C,以5组比值最大,显著大于对照组(P<0.05),但与抗生素组无显著性差异(P>0.05),其他试验组与对照组也无显著性差异(P>0.05)。
表5  各组仔猪空肠绒毛形态测定结果
组 别 绒毛长度/μm 绒毛宽度/μm 隐窝深度/μm 绒毛高度/隐窝
深度
 1 组 295.67 ±0.22 65.5±0.10 96.50a±0.12 3.08b±0.24
 2 组 303.17 ±0.39 76.33±0.15 97.75b±0.25 3.13ab±0.57
 3 组 308.42 ±0.28 76.75±0.25 108.33a±0.11 2.85ab±0.19
 4 组 302.17 ±0.28 82.67±0.41 93.33ab±0.19 3.28ab±0.33
 5 组 310.00 ±0.13 80.25±0.14 95.83ab±0.19 3.29a±0.29
 6 组 308.50 ±0.49 77.08±0.13 97.30 ab±0.27 3.22ab±0.53
 
各组断奶仔猪回肠形态测定结果见表6。由表6可知,不同FOS和CPP对断奶仔猪回肠绒毛形态有显著影响(P<0.05)。回肠绒毛长度,5、6组显著高于2组(抗生素组)(P<0.05),其他各试验组与1组和2组均无显著性差异(P>0.05);回肠隐窝深度,2组最浅,与对照组差异显著性(P<0.05),其次是6组,但与对照组无显著差异(P>0.05);回肠V/C,以6组比值最大,为2.78,显著高于1组和2组(P<0.05)。
表6  各组仔猪回肠绒毛形态测定结果
组 别 绒毛长度/μm 绒毛宽度/μm 隐窝深度/μm 绒毛高度/隐窝
深度
1 组 293.33abc±0.24 70.08±0.21 115.67ab±0.09 2.54b±0.18
2 组 273.75c±0.32 70.83±0.14 107.67d±0.06 2.54b±0.14
3 组 284.58abc±0.45 72.25±0.18 115.83bc±0.08 2.46b±0.23
4 组 294.17bc±0.63 74.08±0.19 113.00a±0.09 2.59ab±0.22
5 组 310.42a±0.32  77.67±0.35 119.67ab±0.09 2.60ab±0.15
6 组 303.58ab±0.17 70.75±0.11 109.33bd±0.11 2.78a±0.10
 
4.3  果寡糖和益生素制剂对断奶仔猪肠道菌群的影响
各组仔猪空肠菌群测定结果见表7。由表7可知,不同水平FOS和CPP对断奶仔猪空肠菌群的影响差异显著(P<0.05)。其中空肠大肠杆菌,6组的菌数最少,显著低于1组和2组,分别降低8.36%(P<0.05)和5.34%(P<0.05);沙门氏菌,5组和6组显著低于1组(P<0.05);乳酸杆菌,3、4、5、6组均显著高于1组和2组(P<0.05),以6组的乳酸杆菌菌数量较高;双歧杆菌,4、5、6组均显著高于1组和2组(P<0.05)。
表7  各组仔猪空肠菌群的测定结果(1g cfu·g-1
组 别 大肠杆菌 沙门氏菌 乳酸杆菌 双歧杆菌
 1 组 7.54a±0.13 3.50a±0.12 7.49e±0.03 7.47c±0.06
 2 组 7.30bc±0.06 3.21abc±0.06 7.76d±0.10 7.45c±0.10
 3 组 7.50ab±0.03 3.30bc±0.08 8.39b±0.09 7.74b±0.08
 4 组 7.23cd±0.09 3.34ab±0.08 8.59ab±0.13 8.20a±0.08
 5 组 7.32bc±0.05 3.08 c±0.08 8.09c±0.09 7.87b±0.06
 6 组 6.91e±0.11 3.13bc±0.08 8.63a±0.08 8.21a±0.08
 
各组仔猪回肠菌群测定结果见表8。由表8可知,不同水平果寡糖和益生素制剂对断奶仔猪回肠菌群的影响差异显著(P<0.05)。其中,大肠杆菌,3、4、6组显著低于1组(P<0.05),但高于2组(P>0.05);沙门氏菌,4组和6组显著低于1组(P<0.05),但分别高于2组8.86 %(P<0.05)和3.71 %(P>0.05);乳酸杆菌,6组显著高于1组和2组(P<0.05);双歧杆菌方面,4组和6组显著高于1组和2组(P<0.05)。
 
 
 
表8  各组仔猪回肠菌群的测定结果(1g cfu·g-1
组 别 大肠杆菌 沙门氏菌 乳酸杆菌 双歧杆菌
1 组 7.75±0.08a 4.18±0.08a 7.70±0.02e 7.60±0.04e
2 组 6.98±0.15c 3.50±0.01d 8.51±0.05bc 7.87±0.06d
3 组 7.31±0.03b 4.05±0.10a 8.21±0.08d 8.04±0.11cd
4 组 7.43±0.08b 3.81±0.03b 8.69±0.13ab 8.20±0.10bc
5 组 7.57±0.16ab 4.08±0.05a 8.35±0.17cd 7.96±0.10d
6 组 7.33±0.08b 3.63±0.06cd 8.77±0.08a 8.41±0.08ab
 
各组仔猪盲肠菌群测定结果见表9。由表9可知,不同水平FOS和CPP对断奶仔猪盲肠菌群的影响差异显著(P<0.05)。其中,大肠杆菌,4、5、6组显著低于1组(P<0.05);沙门氏菌,4、5、6组显著低于1组(P<0.05),但高于2组(P<0.05);乳酸杆菌,4组和6组显著高于1组和2组(P<0.05);双歧杆菌以4组的菌数最多,显著高于1组和2组(P>0.05),6组显著高于对照组(P>0.05)。
表9   各组仔猪盲肠菌群的测定结果(1g cfu·g-1
组 别 大肠杆菌 沙门氏菌 乳酸杆菌 双歧杆菌
1 组 8.21a±0.03 5.31a±0.08 8.36c±0.02 7.78c±0.08
2 组 7.61cd±0.04 4.89c±0.03 8.61b±0.09 8.14bc±0.10
3 组 8.18a±0.05 5.23ab±0.06 8.45c±0.08 8.12bc±0.18
4 组 7.75bc±0.08 5.15b±0.04 8.81a±0.03 8.65a±0.39
5 组 7.90b±0.06 5.11b±0.12 8.54b±0.04 8.16bc±0.13
6 组 7.49d±0.10 5.12b±0.04 8.90a±0.11 8.36ab±0.15
 
各组仔猪结肠菌群测定结果见表10。由表10可知,不同FOS和CPP对断奶仔猪结肠菌群的影响差异显著(P<0.05)。其中,大肠杆菌,3、4、5、6组均不同程度低于1组和2组,以6组为最低,分别比1组和2组降低17.85 %(P<0.05)和14.69 %(P<0.05);沙门氏菌,6组显著低于1组(P<0.05),与2组无显著差异(P>0.05);乳酸杆菌,6组数量最多,显著高于1组和2组(P<0.05),2组最少;双歧杆菌,各试验组均不同程度高于1组和2组,以6组最高,分别比1组和2组高12.63 %(P<0.05)和7.20 %(P<0.05)。
表10  各组仔猪结肠菌群的测定结果(1g cfu·g-1
组 别 大肠杆菌 沙门氏菌 乳酸杆菌 双歧杆菌
 1 组 8.91a±0.08 5.79a±0.15 8.58cde±0.06 7.68d±0.12
 2 组 8.58b±0.06 5.45bcd±0.03 8.50e±0.04 8.20c±0.04
 3 组 7.74c±0.13 5.65ab±0.09 8.74abc±0.08 8.28c±0.12
 4 组 7.60c±0.16 5.53bc±0.06 8.69bcd±0.03 8.52b±0.10
 5 组 8.47b±0.06 5.62ab±0.08 8.54cd±0.13 8.31c±0.09
 6 组 7.32d±0.06 5.32cd±0.04 8.88a±0.06 8.79a±0.06
 
5  讨论
5.1  果寡糖和益生素制剂对断奶仔猪肠道pH的影响
本试验中结果表明,在断奶仔猪饲粮中添加FOS和CPP,仔猪空肠、回肠、盲肠、结肠的pH值均不同程度的降低。以添加0.02%FOS和联合添加0.10 %FOS和0.05CPP,肠道各部位的pH值降低最明显。这与肖宏德[8]和窦茂鑫等[9]的试验结果一致。这可能与FOS、CPP单独作用或者协同作用下,促进肠道乳酸菌等有益菌群生长繁殖,分泌大量乳酸有关。
5.2  果寡糖和益生素制剂对断奶仔猪小肠绒毛形态的影响
通过观测断奶仔猪十二指肠、空肠和回肠的绒毛形态发现,单独或者联合添加FOS和CPP可不同程度影响绒毛长度、绒毛宽度、隐窝深度、绒毛高度与隐窝深度比值(V/C值)。在十二指肠段,以联合添加0.10%FOS和0.05%CPP的效果较好,绒毛长度和V/C值不同程度高于比对照组和%抗生素组。在空肠段,则以添加0.20 %FOS效果好,绒毛长度和V/C值分别比高于对照组和抗生素组。在回肠段,以联合添加0.10%FOS和0.05%CPP效果较好:显著提高V/C值(P<0.05)。张小萍[7]在断奶仔猪饲粮中添加果寡糖、甘露寡糖替代抗生素能显著增加十二指肠、空肠绒毛膜高度;张龙涛等[10]在断奶仔猪饲粮添加益生菌制剂,益生菌组与抗生素组效果相当。本试验与前人研究基本一致。综合考虑断奶仔猪肠道各段绒毛形态状况,以联合添加0.10 %FOS和0.05 %CPP效果较好,能有效提高绒毛长度和V/C值,改善小肠形态结构,有利饲粮养分消化吸收。
5.3  果寡糖和益生素制剂对断奶仔猪肠道菌群的影响
董晓丽[11]在饲粮中添加益生素制剂对断奶仔猪消化道微生物的影响的试验结果表明,饲喂益生菌制剂在断奶初期可以快速增加肠道的总菌群数量;乳酸菌数量增加,并在一定程度上降低大肠杆菌数量的趋势。本试验结果与杨海英等的研究报道基本一致[12] 。在断奶仔猪饲粮中添加FOS和CPP能有效降低大肠杆菌和沙门氏菌数量,有效增加乳酸杆菌、双歧杆菌数量。在饲粮中添加0.10 %FOS和0.05%CPP能显著降低空肠、回肠、盲肠和结肠段大肠杆菌和沙门氏菌数量,增加乳酸杆菌和双歧杆菌数量(P<0.05)。
6  结论
饲粮中添加FOS和CPP代替抗生素,可提高断奶仔猪小肠绒毛长度和绒毛高度与隐窝深度比值,改善肠道形态结构,促进肠道修复和发育,增强肠道物理屏障和免疫屏障;增加乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌数量,降低大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌数量,维持肠道微生态区系平衡,进而充分发挥有益菌优势菌的生理作用,竞争病原菌黏附位点,降低肠道pH值,分泌抗菌因子,维持肠道健康,增强肠道免疫力,增加抗病力,促进营养物质消化吸收和仔猪生长增重,提高养殖效益。
综合考虑本试验各项指标结果,以及结合本试验猪场的具体情况,仔猪生产实践中以饲粮中联合添加0.10%FOS和0.05%CPP为优,其次则以添加0.20 %FOS的效果较好。
 
参考文献
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