菌酶協(xié)同發(fā)酵飼糧對仔豬生長性能、養(yǎng)分消化率、血清生化指標和腸道屏障功能的影響

2020-12-30 09:01:53 點擊：

摘要：本試驗旨在探究菌酶協(xié)同發(fā)酵飼糧對仔豬生長性能、養(yǎng)分消化率、血清生化指標和腸道屏障功能的影響。試驗選取96頭42日齡(8.99±0.75)kg“杜×長×大”雜交仔豬,按體重一致原則隨機分為對照組(CON組,基礎飼糧)抗生素組(AB組,基礎飼糧＋75mg/kg金霉素)、12h發(fā)酵組(12h FER組,12h發(fā)酵飼糧)和24h發(fā)酵組(24h FER組,24h發(fā)酵飼糧),每個組8個重復,每個重復3頭豬,試驗期21d。結(jié)果表明與CON組相比,12h FER組和24h FER組仔豬平均日增重(ADG)均顯著提高(P<0.05),料重比(F/G)和腹瀉率顯著降低(P<0.05);與AB組相比,24h FER組仔豬ADG顯著提高(P

仔豬斷奶后，生長緩慢、腹瀉率高、腸道屏障功能減弱等問題嚴重制約豬養(yǎng)殖行業(yè)的發(fā)展。因此，提高仔豬斷奶期的生長性能和改善其腸道健康是養(yǎng)豬行業(yè)發(fā)展的重中之重。發(fā)酵飼料因具有綠色、安全、廉價易得等優(yōu)點，同時可促進仔豬生長、緩解腹瀉，引發(fā)人們廣泛關注。研究表明，飼喂發(fā)酵豆粕可提高仔豬平均日增重（average dailygain，ADG），顯著降低料重比（feed/gain，F(xiàn)/G）。飼喂發(fā)酵大豆蛋白可提高仔豬ADG和降低F/G，且ADG與發(fā)酵大豆蛋白的添加量呈線性正相關。Kiers等研究也發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加20%由根霉和枯草芽孢桿菌聯(lián)合發(fā)酵的大豆可促進仔豬生長，顯著降低仔豬腹瀉率。此外，越來越多的研究表明，添加酶制劑可提高微生物發(fā)酵的效率。在發(fā)酵過程中，菌和酶能起到很好的協(xié)同作用，酶制劑的使用可提高發(fā)酵效率、縮短發(fā)酵時間，菌酶協(xié)同使用的效果要優(yōu)于菌和酶單獨使用時的效果。研究表明，菌酶協(xié)同處理的豆粕粗蛋白質(zhì)（CP）含量由47.62%提高到56.72%，特定的菌酶協(xié)同發(fā)酵可以提高飼糧中乳酸含量，降低飼料pH，但有關菌酶協(xié)同發(fā)酵飼糧在仔豬上的應用及其對仔豬腸道健康的影響的研究還較少。因此，本研究旨在探究菌酶協(xié)同發(fā)酵飼糧對仔豬生長性能、養(yǎng)分消化率、血清生化指標和腸道屏障功能的影響，為菌酶協(xié)同發(fā)酵飼糧在仔豬上的應用提供理論支撐，為減少抗生素的使用和仔豬健康養(yǎng)殖提供科學資料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

菌種購自中國普通微生物保藏中心，且符合《飼料添加劑品種目錄（2013）》規(guī)定。復合酶制劑來自于北京昕大洋懷安科技發(fā)展有限公司。MRS瓊脂培養(yǎng)基、MRS肉湯培養(yǎng)基、馬鈴薯葡萄糖（PDA）瓊脂培養(yǎng)基、乳桿菌選擇性（LBS）瓊脂培養(yǎng)基和麥康凱瓊脂培養(yǎng)基購自北京奧博星生物技術有限責任公司。發(fā)酵桶購自廣州博善生物科技股份有限公司。

1.2 試驗設計

試驗選擇96頭42日齡健康的“杜×長×大”雜交豬，按體重［（8.99±0.75）kg］相近原則隨機分為4組：對照組（CON組，基礎飼糧）、抗生素組（AB組，基礎飼糧＋75mg/kg金霉素）、12h發(fā)酵組（12h FER組，12h發(fā)酵飼糧）和24h發(fā)酵組（24hFER組，24h發(fā)酵飼糧），每組8個重復，每個重復3頭豬，試驗期21d。

1.3 試驗飼糧

參照NRC（2012）仔豬營養(yǎng)需要配制玉米-豆粕型基礎飼糧（粉狀），基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。發(fā)酵飼糧各原料組成比例與基礎飼糧一致，發(fā)酵工藝參照專利（專利號：201910736307.0）。在底物中加入水、酶制劑并接種微生物于發(fā)酵桶中攪拌均勻后在26～30℃條件下分別密封發(fā)酵12和24h。發(fā)酵完成后，按飼糧配方加入除底物以外的其他原料，混合均勻后用以飼喂。

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗在四川農(nóng)業(yè)大學科研基地進行。試驗前沖洗試驗場地，并全面消毒、密閉熏蒸（甲醛：高錳酸鉀=2：1）。仔豬自由采食和飲水，其他管理按照試驗基地規(guī)定進行。每天記錄豬的精神狀態(tài)、腹瀉狀況和采食量。

1.5 指標測定

1.5.1 生長性能

于試驗第1天和第22天早上對經(jīng)空腹處理的試驗仔豬稱重，計算ADG；每日記錄采食量，用以計算平均日采食量（ADFI），并根據(jù)采食量和增重計算F/G。腹瀉率：每天早晚喂料期間仔細觀察糞便情況，并對每個重復的腹瀉頭次和評分進行詳細的記錄。當腹瀉評分大于或等于2時，判定該仔豬發(fā)生腹瀉，評分標準見表2。腹瀉率計算參照廖波等。計算公式如下：

腹瀉率=［腹瀉仔豬頭數(shù)/（仔豬頭數(shù)×試驗天數(shù)）］×100。

1.5.2 養(yǎng)分消化率

飼糧樣品采用四分法收集，每個組取500g左右，發(fā)酵飼糧每日取約100g裝入樣品袋并記號，-20℃保存。試驗結(jié)束后，將每日的發(fā)酵飼糧混合均勻，用于測定總能（GE）以及干物質(zhì)（DM）、粗灰分、CP、粗脂肪（EE）和總磷（TP）的含量。糞便采用全收糞法，以重復為單位，收集每個重復試驗第18～21天排出的全部糞便，每次收集的糞便稱重后，按每100g加10%硫酸（H2SO4）10mL進行固氮處理滴加數(shù)滴甲苯防腐，混勻糞樣，-20℃保存。試驗結(jié)束后，將每個重復的所有糞樣攪拌混合均勻后，置于65℃烘箱干燥，粉碎，待測。飼糧和糞便中養(yǎng)分含量測定參照張麗英的方法。養(yǎng)分消化率以鹽酸不溶灰分為指示劑（測定方法參照GB/T 23742-2009）進行計算，計算公式如下：

某養(yǎng)分消化率（%）=（1-（A1×F2）/（A2×F1））×100。

式中：F1和F2分別代表飼糧和糞便中該養(yǎng)分含量（%）；A1和A2分別代表飼糧和糞便中鹽酸不溶灰分含量（%）。

1.5.3 血清生化指標

試驗第22天，仔豬空腹稱重后，用真空采血管于前腔靜脈采血，室溫下靜止放置30min，然后3500r/min離心10min分離血清，-20℃保存，待測血清指標。血清中總蛋白（TPROT）、尿素氮（UREA）、白蛋白（ALB）、葡萄糖（GLU）含量和堿性磷酸酶（ALP）活性均采用試劑盒（瑞士羅氏公司）由全自動血清生化儀（HITACHI，日本）測定。血清二胺氧化酶（DAO）活性采用酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）試劑盒（北京誠林生物科技有限公司），按照說明書進行測定。

1.5.4 空腸黏膜消化酶活性

測定之前腸道黏膜樣品進行勻漿，稱取一定量（0.3～0.5g）的黏膜樣品，按質(zhì)量體積比1：9（g/mL）加入生理鹽水，進行超聲粉碎勻漿，3500r/min離心10min，取上清液，制成10%勻漿液，-20℃保存待測。空腸黏膜蔗糖酶、麥芽糖酶、乳糖酶和淀粉酶活性采用試劑盒（南京建成生物工程研究所），按照說明書進行測定。

1.5.5 小腸形態(tài)和杯狀細胞

用4%多聚甲醛將腸道組織固定，然后經(jīng)脫水、包埋、切片和染色等標準操作程序處理后，用光學顯微鏡鏡檢并拍照，每個樣品選取10個走向平直且形態(tài)完整的絨毛和隱窩進行測定，并取相應絨毛上的杯狀細胞計數(shù)。測定參照廖波等的方法。

1.5.6 腸道屏障相關基因mRNA的相對表達量

采用實時熒光定量PCR測定空腸和回腸閉合小環(huán)蛋白-1（ZO-1）、閉合小環(huán)蛋白-2（ZO-2）、黏蛋白2（MUC2）、密閉蛋白（OCLN）和封閉蛋白-1（CLDN-1）mRNA相對表達量。總RNA的提取按照試劑盒（TrizolReagent，TaKaRa，日本）操作說明進行，RNA質(zhì)量檢測使用核酸蛋白檢測儀（BeckmanDU-800，CA，美國）于260nm檢測，A260/A280表示RNA的純度，該比值在1.8～ 2.0說明RNA純度較好。cDNA的合成按照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒（PrimeScriptTM Regent Kit，TaKaRa，日本），反應結(jié)束后-20℃保存待用。利用美國國家生物技術信息中心（NCBI）搜索基因序列，運用Primer 5進行引物設計，由上海生工生物工程公司合成，引物序列見表3。用實時熒光定量PCR儀（ABI 7900HT real-time PCR System，ABI，美國）進行測定，反應熒光染料為SYBR Green I（TaKaRa，日本）。反應體系為10.0μL：5.0μL SYBR Premix Ex TaqTM（2×）、0.5μL 上游引物、0.5μL下游引物、3.0μL雙蒸水和1.0μL cDNA模板。選擇β-肌動蛋白作為空腸和回腸黏膜的內(nèi)參基因，使用2-ΔΔCt方法計算目的基因相對表達量。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2010進行初步整理與計算，然后用SPSS 20.0進行單因素方差分析，并結(jié)合Duncan氏法進行多重比較，以P<0.05為差異顯著判斷標準，結(jié)果以平均值和集合標準誤表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵飼糧對仔豬生長性能的影響

如表4所示，與CON組相比，12hFER組和24hFER組組仔豬ADG均顯著提高（P<0.05），腹瀉率和F/G顯著降低（P

2.2 發(fā)酵飼糧對仔豬養(yǎng)分消化率的影響

如圖1所示，與CON組和AB組相比，12h FER組和24hFER組DM、CP、EE、Ash、GE和TP的消化率均顯著提高（P

2.3 發(fā)酵飼糧對仔豬血清生化指標的影響

如表5所示，與CON組相比，24hFER組仔豬血清中DAO活性顯著降低（P

2.4 發(fā)酵飼糧對仔豬空腸黏膜消化酶活性的影響

如表6所示，與CON組相比，AB組和24h FER組仔豬空腸蔗糖酶活性均顯著提高（P<0.05）；與12h FER組相比，24hFER組仔豬空腸蔗糖酶活性顯著提高（P

2.5 發(fā)酵飼糧對仔豬小腸形態(tài)和杯狀細胞數(shù)量的影響

如表7所示，在十二指腸中，與CON組相比，12hFER組和24h FER組仔豬絨毛高度/隱窩深度（絨隱比）顯著提高（P<0.05），12hFER組仔豬隱窩深度顯著降低（P<0.05）；與AB組相比，12hFER組仔豬絨隱比顯著提高（P<0.05），隱窩深度顯著降低（P<0.05）。在空腸中，與CON組相比，24hFER組仔豬隱窩深度顯著降低（P<0.05），12h FER組仔豬空腸杯狀細胞數(shù)量顯著升高（P<0.05）；與AB組相比，12hFER 組仔豬空腸杯狀細胞數(shù)量顯著升高（P<0.05）。在回腸中，與CON組和AB組相比，12h FER 組和24h FER組仔豬空腸絨毛高度顯著提高（P

2.6 發(fā)酵飼糧對仔豬空腸和回腸緊密連接蛋白相關基因表達的影響

如圖2所示，在空腸中，24hFER組仔豬空腸CLDN-1和ZO-1基因的mRNA相對表達量顯著高于其他3組（P<0.05）。在回腸中，與CON組和AB組相比，12hFER組和24hFER組仔豬OCLN基因的mRNA相對表達量顯著升高（P<0.05）

3 討論

研究表明，飼料經(jīng)發(fā)酵或者添加酶制劑均可以緩解仔豬腹瀉，提高飼料利用率，改善仔豬生長性能。Chang等研究指出，乳酸菌發(fā)酵飼糧能顯著提高仔豬ADG和養(yǎng)分消化率。Wang等在飼糧中添加24%發(fā)酵豆粕，結(jié)果顯示，發(fā)酵豆粕顯著提高了仔豬ADG，同時降低了F/G。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，2組菌酶協(xié)同發(fā)酵飼糧均能顯著提高仔豬ADG，顯著降低F/G，并有效緩解仔豬腹瀉，其腹瀉率分別降至6.55%和8.53%，與上述研究結(jié)果相似。這可能是由于菌酶協(xié)同發(fā)酵飼糧中含有大量有活性的乳酸菌，一方面，乳酸菌的增殖可產(chǎn)生大量的乳酸，降低飼糧pH，從而使易引起仔豬腹瀉的大腸桿菌數(shù)量大幅減少，仔豬腹瀉率降低，從而減少了營養(yǎng)物質(zhì)的流失；另一方面，研究發(fā)現(xiàn)，菌酶協(xié)同發(fā)酵提高了飼糧的可消化性，菌酶協(xié)同發(fā)酵兼具發(fā)酵和酶解的功能，不僅能縮短發(fā)酵周期，提高發(fā)酵效率，還能有效提高飼料的酶解程度，經(jīng)酶解后的飼糧更易于被仔豬的消化和吸收。此外，各試驗組仔豬ADFI無顯著差異，但2個發(fā)酵組ADFI比對照組高50～70g/d。分析其原因，可能有以下2點：1）飼料經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后產(chǎn)生的乳酸等有機酸使飼糧具有酸香味，且適口性有所增強，從而促進動物的采食；2）仔豬采食發(fā)酵飼糧時，大量益生菌隨之進入仔豬腸道內(nèi)，有益菌群在腸道內(nèi)定植后利用微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，幫助機體分解食物并促進消化吸收，有利于促進仔豬采食。動物的生長性能與消化性能密切相關，即動物對飼糧中的養(yǎng)分消化率越高，其生長性能越好。本試驗中，12h FER組和24h FER組DM、CP、EE、Ash、GE和TP消化率顯著提高，這說明12和24h發(fā)酵可提高仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，進而改善仔豬生長性能。

血清中ALB、TPROT含量能夠反映機體的新陳代謝功能，血清中DAO活性是反映腸道功能的重要指標之一。其中ALB合成于肝臟，具有清除自由基、抗凝血等生理功能。本研究的結(jié)果顯示，24hFER組仔豬血清DAO活性顯著低于其他組，2個發(fā)酵組血清ALB含量與CON組相比有提高的趨勢，表明24hFER組仔豬的腸道功能得以增強，同時，12h FER組和24hFER組仔豬的代謝狀況可在一定程度上改善。

空腸內(nèi)含有大量消化酶，如淀粉酶、蔗糖酶等，是仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)進行消化和吸收的重要場所。消化酶的活性可受多種因素影響，如飼糧的種類、外源性激素、抗營養(yǎng)因子和動物的年齡等。馮尚連等研究表明，乳酸可以提高仔豬空腸二糖酶活性。本試驗研究結(jié)果表明，24hFER組仔豬空腸蔗糖酶活性顯著高于對照組，12h FER組蔗糖酶活性比對照組高39.04%。所以，可能是發(fā)酵飼糧中乳酸提高了蔗糖酶的活性。

小腸的絨毛高度和隱窩深度及絨隱比是反映腸道通透性、吸收性和腸道黏膜功能是否完善的重要指標。魏小兵等研究表明，無抗發(fā)酵飼糧組仔豬空腸和回腸絨毛高度顯著升高，隱窩深度降低，絨隱比顯著提高，杯狀細胞數(shù)量顯著增加。張俊等在肉雞上的研究也得到相似的結(jié)果。本試驗結(jié)果表明，與CON組相比，12h FER組仔豬十二指腸隱窩深度顯著降低，十二指腸絨隱比和回腸絨毛高度顯著提高，空腸杯狀細胞數(shù)量顯著增加，與前人研究結(jié)果基本一致。這表明本試驗所采用的菌酶協(xié)同發(fā)酵飼糧能夠促進仔豬小腸的生長發(fā)育，改善仔豬腸道組織形態(tài)，保障腸道黏膜的完整性，這與生長性能和養(yǎng)分消化率的結(jié)果相對應，說明12和24h發(fā)酵可能是通過促進腸道組織結(jié)構(gòu)的發(fā)育來促進仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化與利用，進而促進仔豬生長。

有研究指出，腸道上皮細胞是腸道機械屏障發(fā)揮功能的關鍵。OCLN、CLDN-1、ZO-1、ZO-2等緊密連接蛋白是連接腸上皮細胞的重要組分。研究發(fā)現(xiàn)，OCLN和CLDN-1可以通過影響緊密連接，影響上皮細胞的通透性及腸道屏障功能。Woo等研究了發(fā)酵大麥和豆粕混合飼糧對葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）致炎的小鼠腸道屏障功能的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵大麥和豆粕混合物顯著上調(diào)了小鼠結(jié)腸中OCLN、CLDN-1和ZO-1的基因表達量。張俊等的研究結(jié)果表明，益生菌發(fā)酵飼糧可以顯著提高肉雞回腸中封閉蛋白-3（CLDN-3）和ZO-1基因的表達量。本試驗研究結(jié)果表明，24h FER組仔豬空腸黏膜CLDN-1和ZO-1基因的相對表達量顯著上調(diào)，12hFER組和24h FER組仔豬回腸OCLN基因相對表達量顯著上調(diào)，與小腸組織形態(tài)結(jié)果相對應，說明飼喂12和24h發(fā)酵飼糧能提高仔豬腸道絨毛高度和絨隱比，上調(diào)CLDN-1、ZO-1和CLDN基因的表達，維持小腸組織的完整性和選擇通透性，增強腸道的機械屏障功能。腸道黏膜表面覆蓋有黏液，黏液層是腸道內(nèi)共生菌的主要棲息場所，是腸道重要的化學屏障，具有保護腸道，使其免受機械損傷的作用。杯狀細胞可分泌黏蛋白，對維持腸道黏膜健康起重要作用。有研究表明，乳酸菌可通過調(diào)節(jié)杯狀細胞影響腸道的屏障功能。本試驗結(jié)果表明，與對照組相比，12h發(fā)酵飼糧可顯著提高空腸杯狀細胞數(shù)量，回腸杯狀細胞數(shù)量提高46.53%，與前人研究結(jié)果一致。所以，可能是發(fā)酵飼糧中乳酸菌促進了杯狀細胞的增殖。

4 結(jié)論

本試驗表明，發(fā)酵飼糧可改善腸道健康，提高養(yǎng)分消化率，降低腹瀉率，從而提高仔豬生長性能，發(fā)酵飼量效果相當于或優(yōu)于金霉素，發(fā)酵12與24h飼糧效果相當。

生物發(fā)酵飼料的制作方法

生物發(fā)酵飼料不是什么高大上的東西，只要有專業(yè)的飼料發(fā)酵劑+原料就可以自己制作。所需的材料和設備都要求不高，具體做法是：

1.按照配方分別稱取原料（參考配方1：玉米50%、豆粕或菜粕50%；參考配方2：60%全價配合飼料、豆粕40%；參考配方3:100%的豬雞鴨全價飼料。配方中蛋白飼料越多效果越好。

2.選用含復合菌+復合酶制劑組合的酶菌結(jié)合飼料發(fā)酵劑，特別推薦選用“99多功能飼料發(fā)酵劑”這個發(fā)酵劑，500克/包，市場售價僅25元，發(fā)酵1-2噸飼料，使用量越大效果越好，菌種品種和數(shù)量多，且含豐富酶制劑分解飼料中的粗纖維效果好，且發(fā)酵完成的飼料香甜味和適口性更好。

3.將菌種溶于溫水中半小時以上，加入少量紅糖或糖蜜效果更好，然后均勻噴灑在發(fā)酵料中，邊拌邊灑，使發(fā)酵料的含水量達到手捏成團、落地即散的程度，一般料含水量55%-60%比較好。

4.將拌好的發(fā)酵飼料裝于塑料桶或陶瓷缸中或水泥池內(nèi)，稍將料壓實后密封讓其自然發(fā)酵。一般氣溫在25℃以下時，發(fā)酵時間為7--10天，氣溫在25℃以上時，則為3--5天。

5.發(fā)酵后，pH值達到4--5以下，并有濃郁的酒香味，即為發(fā)酵成功。

發(fā)酵飼料制作現(xiàn)場

99多功能飼料發(fā)酵劑——高濃度乳酸菌為主的固態(tài)飼料發(fā)酵劑，更輕易成功、效果更好的生物飼料發(fā)酵劑，簡單好用的中草藥發(fā)酵劑

【視頻】部分發(fā)酵飼料養(yǎng)豬雞鴨帶給你無臭味健康無抗養(yǎng)殖效果

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2020年已全面禁抗，我們之前經(jīng)常在飼料中添加的抗生素進行促生長行為將是違法，否則面臨巨額罰單。如何既能夠促進動物生長又能夠形成無抗養(yǎng)殖呢？其實中草藥在促進畜禽養(yǎng)殖健康和生長、改善肉蛋奶品質(zhì)大有可為，特別是將中草藥發(fā)酵后效果提升4-28倍等好處，這個實施方案比你想象中效果更好，運用的沒有不被效果折服的，值得嘗試驗證

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