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益生菌对哺乳仔猪生产性能及胃肠道生理状态的影响

1162 原作者: 王国强,朱群,常娟等 来自: 中国兽医学报
简介
抗生素在畜牧生产中的滥用,导致抗药、耐药、残留及超级病菌的产生,已引起了世界各国的普遍关注。许多国家已经禁止抗生素作为饲料添加剂,寻找一种绿色环保型抗生素替代品...

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导读

抗生素在畜牧生产中的滥用,导致抗药、耐药、残留及超级病菌的产生,已引起了世界各国的普遍关注。许多国家已经禁止抗生素作为饲料添加剂,寻找一种绿色环保型抗生素替代品———微生态制剂也就应运而生。益生菌是一种微生物补充剂,通过改善宿主肠道微生物菌群平衡,对宿主产生有益的效果。益生菌之所以对人和动物体的健康有益,与其生物学特性紧密相关,可帮助宿主提高营养物质的消化利用率。益生菌能黏附在人和动物肠道黏膜上生长繁殖,是其产生有益作用的前提之一。当益生菌在肠道内定植并大量繁殖后,可竞争性地与病原微生物争夺营养物质,并产生相应的细菌素等生物活性物质,来抑制病原微生物的生长和繁殖,从而提高机体的健康水平。譬如乳酸菌产生的乳酸等有机酸能降低肠道pH值,在动物处于应激状态时亦能维持肠道内环境的稳定,防止病原菌因势而起;还有一些益生菌能产生抗菌肽,从而抑制有害菌的生长。益生菌能刺激肠道黏膜,产生黏膜免疫应答,增强体液和细胞免疫,促进抗炎因子的产生,减少炎症反应。研究表明乳酸菌能激活巨噬细胞,增强对致病菌的杀灭作用,提高黏膜免疫相关因子的表达水平,从而提高机体免疫力。

仔猪由于胃肠道发育不健全,同时在其生长过程还伴随着断奶、饲料变化、转舍等应激因素,将会导致仔猪肠道菌群紊乱,易引发疾病,致使仔猪成活率低。目前,益生菌广泛应用于我国养猪业生产中。研究发现,在哺乳仔猪的教槽料中添加复合益生菌,可提高仔猪日增重,降低仔猪腹泻率和死亡率,并降低仔猪生长前期粪便中大肠杆菌数量及提高乳酸菌数量,对改善肠道健康具有重要意义。另据报道,利用嗜酸乳杆菌和枯草芽孢杆菌灌服哺乳仔猪,发现益生菌能显著提高仔猪日增重、血清免疫球蛋白含量及肠道乳酸杆菌数量,降低仔猪腹泻率和粪便中大肠杆菌数量,并对小肠绒毛的发育有促进作用。由于不同的益生菌及其组合具有不同的益生功能,研究和开发新的复合益生菌对仔猪的健康生产具有重要意义。

本研究根据益生菌对病原菌生长和繁殖的抑制作用,制成干酪乳杆菌和粪肠球菌的复合液体制剂,以哺乳仔猪为试验对象,探索益生菌对乳仔猪生长性能和健康状况的影响,为哺乳仔猪健康生长提供良好的理论和实践指导。
1、材料与方法

1.1 菌种选择

试验选用干酪乳杆菌(Lactobacillus Casei)和粪肠球菌(Enterococcus faecalis)菌种均购自中国科学院微生物研究所,并由河南农业大学动物营养与生物技术研究室保存。根据本研究室前期的工作基础,确定干酪乳杆菌和粪肠球菌的比例为3∶1时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长的抑制能力最强,并以此配比进行下一步的哺乳仔猪试验。



1.2 培养基及培养方法

培养干酪乳杆菌和粪肠球菌的乳酸细菌培养基(MRS)组成:胰蛋白胨15g、酵母浸粉1g、葡萄糖20g、吐温-80 1mL、磷酸氢二钾2g、乙酸钠5g、柠檬酸铵2g、硫酸镁0.2g、硫酸锰0.05g,用蒸馏水定容至1L,在MRS液态培养基中加入1.5%琼脂可制备MRS固态培养基,2种培养基在121℃、0.15MPa高压蒸汽灭菌20min备用。干酪乳杆菌和粪肠球菌37℃静置培养24h,测定培养液的活菌数,分装并于4℃保存备用,使用前调整2种菌活菌数为1×109 CFU/mL。粪便中乳酸菌数量的测定采用厌氧管滚管培养法,在37℃下静置培养48h。微生物数量的表示方法,以每1mL或1g样品中所含的菌落数(CFU)为标准,以自然对数值(Lg)表示。

培养大肠杆菌的伊红美蓝鉴别培养基(EMB,北京奥博星)组成:称取EMB 42.5g,加入1L蒸馏水,在121℃、0.15MPa高压灭菌20min,制备含培养基的平皿备用。大肠杆菌37℃静置培养48h,其菌落呈现亮紫色。

1.3 试验设计及动物的饲养管理

试验选择品种相同(长白×大白×杜洛克三元杂交)、出生日期和体质量相近的仔猪15窝,每窝选择8头,共120头仔猪,分为4个处理组,每个处理组15个重复,每个重复2头仔猪(公母各半)。对照组,灌服生理盐水;试验Ⅰ组:灌服干酪乳杆菌培养液;试验Ⅱ组:灌服粪肠球菌培养液;试验Ⅲ组:灌服干酪乳杆菌和粪肠球菌混合培养液。

试验从仔猪出生开始持续至21日龄断奶,并延续1周,试验期为28d。所选仔猪均在同一猪舍内,舍内清洁干燥、通风良好,舍内温度和相对湿度分别为(25±2)℃和65%~70%。仔猪保育箱内第1周和第2周温度分别为(33±2)℃和(30±2)℃,然后维持在(25±2)℃。试验期间饲养管理和免疫程序均按规模化猪场统一要求执行。仔猪出生第1天灌服1mL益生菌制剂,以后每隔7d灌服1次,每次递增1mL至21日龄,对照组灌服生理盐水。仔猪7日龄后开始添加教槽料至28日龄,期间自由采食和饮水。

1.4 生长性能的测定

在仔猪出生后,称取每头仔猪的初始体质量;在21,28日龄时,分别称取每头仔猪的体质量,并计算仔猪的日增重。每天观察仔猪精神状态及腹泻情况(以粪样颜色及是否水样等为准),计算腹泻率及死亡率。腹泻率=仔猪腹泻头次/试验头数/试验天数×100%;死亡率=仔猪死亡头数/试验头数×100%。

1.5 胃肠道消化酶活性和pH值的测定

选择对照组和复合益生菌组21日龄仔猪各3头,心脏放血处死,采集消化道各段的内容物各5g,分别于4℃和-20℃保存,用于测定各肠道内容物中微生物数量和消化酶活性。蛋白酶的测定参照国家标准(1999)推荐的中性蛋白酶活的测定方法,即福林法。蛋白酶活性的定义为:在40℃条件下,每1min产生1μg酪氨酸定义为1个蛋白酶活力单位(U)。蛋白酶活(U/g)=测得的酪氨酸含量/反应时间×4×样品稀释倍数/样质量。淀粉酶活性采用DNS法,淀粉酶活性定义为每1min产生1mg葡萄糖所用酶量为1个酶活力单位(U)。淀粉酶活(U/g)=样品中还原糖含量×样品稀释液总体积×稀释倍数/样品质量/测定所用酶体积/5。另外,取适量胃肠道内容物于试管中,用pHS-2C酸度计测定样品pH值。

1.6 粪样及胃肠道微生物菌群的测定

于21,28日龄,每组分别采集5头仔猪的无污染粪样5g,于4℃保存,用于乳酸菌和大肠杆菌的活菌数测定。具体操作如下:分别准确称取0.5g样品加入4.5mL生理盐水(稀释液测定大肠杆菌)或MRS溶液(稀释液测定乳酸菌),依次进行10倍梯度稀释至1×10-6。采用稀释涂布平板法和伊红-美蓝固态培养基测定大肠杆菌活菌数;利用厌氧管和固态MRS培养基测定乳酸菌活菌数。2种菌分别在37℃培养48h,然后进行计数。

1.7 血清生化指标的测定

在仔猪21日龄断奶当天,每组选取5头仔猪进行前腔静脉采血,血液于4℃倾斜放置过夜,分离上层血清于-20℃保存备用。利用全自动血液生化分析仪进行血清各项指标的测定。

1.8 数据统计和分析

数据分析采用SPSS软件进行方差统计分析,各处理组间平均值采用Duncan氏多重比较进行差异显著性检验,结果用(x±sx)表示,以P<0.05表示差异显著。
2、结 果

2.1 益生菌对哺乳仔猪生产性能的影响

2.1.1 益生菌对哺乳仔猪增重的影响

由表1可知,试验组仔猪21,28日龄平均日增重均显著高于对照组(P<0.05),其中以试验Ⅲ组最高,3个试验组之间差异不显著(P>0.05)。

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2.1.2 益生菌对仔猪腹泻率和死亡率的影响

由表2可知,试验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组21日龄仔猪死亡率分别比对照组降低了58.46%,43.13%,64.82%(P<0.05),腹泻率分别比对照组降低了53.59%,53.10%,55.30%(P<0.05);断奶7d内3个试验组仔猪腹泻率分别比对照组降低了62.60%,51.93%,70.26%(P<0.05)。

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2.2 益生菌对仔猪粪样及胃肠道消化酶活性和pH值的影响

从表3可知,复合益生菌组仔猪胃、十二指肠和结肠中蛋白酶活性显著高于对照组(P<0.05),十二指肠和盲肠中淀粉酶活性也显著高于对照组(P<0.05),而胃和十二指肠中的pH 值则显著低于对照组(P<0.05)。表4结果表明,除试验Ⅲ组28日龄仔猪粪样蛋白酶活力显著高于对照组和试验Ⅰ组外(P<0.05),其余各组不同年龄段仔猪粪样中蛋白酶和淀粉酶活性均无显著性差异(P>0.05)。

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2.3 益生菌对仔猪粪样及消化道微生物菌群的影响

由表5可知,复合益生菌可显著提高仔猪直肠内容物中乳酸菌的数量,降低回肠中大肠杆菌数量(P<0.05),对其余各肠段内容物中乳酸菌和大肠杆菌数量皆无显著性影响(P>0.05)。表6的结果显示,试验Ⅱ,Ⅲ组28日龄仔猪粪样中乳酸菌数量显著高于对照组(P<0.05),但益生菌对仔猪粪样中大肠杆菌数量皆无显著性影响(P>0.05)。

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2.4 益生菌对仔猪血清生化指标的影响

表7结果表明,试验Ⅲ组仔猪血清中ALT和AST指标均显著低于对照组(P<0.05),而IgA 含量显著高于对照组(P<0.05);试验Ⅰ、Ⅱ组血清IgG含量均显著高于对照组(P<0.05),而试验Ⅲ组与对照组相比差异不显著。试验Ⅲ组血清中谷氨酰转肽酶(GGT)含量与对照组相比差异不显著,但显著低于试验Ⅰ,Ⅱ组(P<0.05);其他血清生化指标各处理组间无显著性差异(P>0.05)。

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3、讨 论

3.1 益生菌对仔猪生长性能及腹泻率和死亡率的影响

益生菌进入动物肠道后与机体存在互利共生的关系,益生菌依赖动物机体的环境生存,同时能帮助机体利用不能直接利用的营养物质,将其转化成易于吸收的小分子化合物供机体利用,以此来提高动物的生长性能。大量的研究发现,添加0.1%复合乳酸菌的仔猪日增重和腹泻率与抗生素组相比差异不显著,同时又显著高于普通对照组,并且血清IGA的含量显著高于对照组和抗生素组;通过对出生仔猪灌服植物乳杆菌及复合益生菌制剂,均能显著降低仔猪腹泻率,并提高日增重;在仔猪日粮中添加0.3%乳酸菌和芽孢杆菌的复合制剂,发现能降低哺乳仔猪的腹泻率和死亡率。GIANG等研究表明,不同乳酸菌组合可改善仔猪肠道微生物区系,显著提高断奶2周内仔猪日采食量和日增重,而对断奶3~5周后的仔猪没有显著性影响。另据报道,给哺乳仔猪灌服屎肠球菌虽然可提高仔猪的日增重,但对仔猪的断奶体质量无显著性影响;同时还发现屎肠球菌虽可缓解腹泻的严重性,但对缩短腹泻病程及对腹泻的治疗无显著作用。不同研究由于所选用的菌种和饲养管理条件不同,会产生不同的试验结果。本研究结果与之前的大多数报道一致,充分说明益生菌在提高哺乳仔猪生长及降低腹泻率和死亡率方面的生物学功能,特别是对刚断奶仔猪的效果尤为明显,对于缓解因仔猪断奶所造成的胃肠道微生物区系紊乱和内环境应激具有重要意义。另外,本研究还发现复合益生菌对哺乳仔猪的益生功效与单一的干酪乳杆菌或粪肠球菌相比无显著性差别,可根据生产实际来选择使用单一或复合益生菌。



3.2 益生菌对仔猪血清生化指标的影响

血清ALT和AST的活性是衡量肝脏生理状况的重要指标,当肝细胞受到损伤时,血清ALT的活性就会升高,同时AST/ALT的比值降低。本研究饲喂复合益生菌组猪血清ALT和AST含量与对照组相比明显降低,说明复合益生菌对肝脏功能有一定的保护作用。血清免疫球蛋白包括IgA、IgG和IgM 等,由B淋巴细胞产生,是体液免疫的主要效应因子,具有预防和增强机体抗感染的能力,血清免疫球蛋白水平的高低是衡量体液免疫的重要指标。IgA是机体分泌到体液中的主要抗体,动物出生时主要是通过母乳获得免疫球蛋白(主要是IgA)来增强自身的免疫力。之前研究表明双歧杆菌与唾液乳杆菌组合可以显著提高28日龄仔猪血清免疫球蛋白(IgA,IgG和IgM)的含量。本研究也发现益生菌可以显著提高仔猪血清IgA和IgG的含量,这主要是由于益生菌具有激活肠道免疫应答系统的功能。通过对哺乳仔猪灌服益生菌有助于仔猪尽早地建立起自身的体液免疫系统,增强机体的抗病和抗感染能力,减少疾病发生。


3.3 益生菌对仔猪胃肠道微生物菌群、pH值和酶活的影响

本研究发现,益生菌可在一定程度上提高仔猪直肠和粪便中乳酸菌的数量,而降低回肠中大肠杆菌的数量,可能是由于所灌服的干酪乳杆菌和粪肠球菌在胃肠道中定植、生长和繁殖,并占居优势地位所致。研究表明,通过在仔猪的饲料中加入微生态制剂,可显著提高胃肠道中乳酸菌数量而降低大肠杆菌数量。与本研究给乳仔猪灌服益生菌的结果一致,充分说明外源益生菌的引入可改变仔猪胃肠道的微生物区系,从而减少消化道疾病的发生。朱群等研究发现,添加复合益生菌(植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌组合)的哺乳仔猪胃和十二指肠pH值显著降低,并发现益生菌组仔猪盲肠、空肠和回肠内容物中pH 值与基础日粮和抗生素组相比均有所下降。本研究结果表明,益生菌组猪各肠道内容物的pH值均低于对照组,其中胃和十二指肠的pH值下降显著,主要是由于益生菌自身产生的有机酸所致,这种酸性肠道环境可抑制致病菌的生长,有利于仔猪健康。此外,通过猪消化道中蛋白酶和淀粉酶活力的变化可以看出,添加益生菌可显著提高猪十二指肠中这2种酶的活力。由于干酪乳杆菌和粪肠球菌皆不分泌蛋白酶和淀粉酶,因而这2种酶活的提高可能是由于添加的益生菌刺激了肠道中可分泌这类消化酶的微生物的生长和繁殖所致,有利于营养物质消化、吸收和利用率的提高。

本研究结果表明,定期地给哺乳仔猪灌服单一的干酪乳杆菌或粪肠球菌及2种组合菌,能够显著提高哺乳仔猪的日增重和血清免疫球蛋白IGA 和IgG的水平,降低仔猪腹泻率和死亡率;复合益生菌可提高胃肠道中蛋白酶和淀粉酶的活性及乳酸菌数量,并降低大肠杆菌数量。该研究对哺乳仔猪的健康生产具有一定的指导意义。

注:本文由生物饲料开发国家工程研究中心(BFC)小编整理发布,如有任何建议或意见及投稿等,请您加小编微信(13260429991)交流互动。

参考文献略
责编:马维军;审阅:于继英 博士
来源:中国兽医学报;作者:王国强,朱群,常娟等
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