飼糧中添加乳鐵蛋白對(duì)早期斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道菌群及腸黏膜形態(tài)的影響

李美君方成堃張 凱李運(yùn)虎，3方熱軍*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128;3.湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410127)

抗生素作為畜禽生長(zhǎng)促進(jìn)劑已有50多年的歷史，其在動(dòng)物飼養(yǎng)中發(fā)揮了巨大作用，極大地促進(jìn)了畜牧業(yè)的發(fā)展。但是，近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)及飼料中抗生素的濫用所帶來(lái)的負(fù)面影響不斷涌現(xiàn)，使得食品安全問(wèn)題受到人們高度的重視。因此，研究和開發(fā)綠色、無(wú)殘留的抗生素替代品已成為當(dāng)今動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。乳鐵蛋白(lactoferrin，LF)是乳汁中提取的一種天然物質(zhì)，安全可靠，具有抗菌、殺菌、無(wú)副作用、無(wú)殘留等特點(diǎn)［1］。目前，關(guān)于乳鐵蛋白的研究多集中在小鼠、人以及魚上，在魚上則更側(cè)重于對(duì)魚先天免疫的影響，而在豬上的研究主要是對(duì)豬非特異性免疫功能的影響，對(duì)豬腸道微生物及腸道發(fā)育的影響鮮見報(bào)道［2－5］。因此，本試驗(yàn)旨在探討在飼糧中添加乳鐵蛋白對(duì)早期斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道菌群和腸黏膜形態(tài)的影響，對(duì)改善早期斷奶仔豬腸道健康和發(fā)揮其遺傳生長(zhǎng)潛力具有實(shí)際意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

乳鐵蛋白購(gòu)于南京天淳貿(mào)易有限責(zé)任公司。其生產(chǎn)工藝為直接從新鮮牛奶中提取，經(jīng)純化、超濾、干燥而成。產(chǎn)物為淡粉色干燥粉末，蛋白質(zhì)含量≥95%(其中乳鐵蛋白含量≥90%)，鐵飽和度為10% ～12%。

1.2 基礎(chǔ)飼糧

基礎(chǔ)飼糧參照美國(guó)NRC(1998)5～10 kg仔豬營(yíng)養(yǎng)需要量配制，其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選用96頭體重相近的21日齡“杜×長(zhǎng)×大”三元雜交斷奶仔豬，隨機(jī)分為4組，分別飼喂基礎(chǔ)飼糧(對(duì)照組)、基礎(chǔ)飼糧+250 mg/kg乳鐵蛋白、基礎(chǔ)飼糧+500 mg/kg乳鐵蛋白和基礎(chǔ)飼糧+750 mg/kg乳鐵蛋白，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6頭仔豬。預(yù)試期7 d，正試期21 d。

1.4 飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)試驗(yàn)在長(zhǎng)沙牧源生態(tài)養(yǎng)殖有限公司路口種豬場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)前1周對(duì)圈舍進(jìn)行消毒。仔豬飼養(yǎng)于封閉欄舍內(nèi)，試驗(yàn)前驅(qū)蟲，飼喂時(shí)間分別為每天08:00、14:30、18:00，共飼喂 3次，自由采食與飲水。每日對(duì)圈舍清掃2次，每隔3 d進(jìn)行噴霧消毒1次，仔豬免疫、驅(qū)蟲以及其他飼養(yǎng)管理按豬場(chǎng)常規(guī)程序進(jìn)行。

1.5 測(cè)定指標(biāo)

1.5.1 生長(zhǎng)性能

分別于試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)，早晨空腹稱重，稱取余料量，按如下公式計(jì)算仔豬的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)以及料重比(F/G):

1.5.2 腸道菌群數(shù)量

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，從每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)選取1頭體重接近平均體重、健康狀況較好的仔豬屠宰，解剖，分別截取結(jié)腸、盲腸段，用手術(shù)線將兩端扎緊，立即送入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行大腸桿菌、乳酸桿菌數(shù)量的測(cè)定。用1 g腸道內(nèi)容物中細(xì)菌數(shù)量的對(duì)數(shù)［lg(CFU/g)］表示。

1.5.3 腸黏膜形態(tài)

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，從每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)選取1頭體重接近平均體重、健康狀況較好的仔豬進(jìn)行屠宰。從十二指腸、空腸和回腸中段剪取約1 cm組織樣，10%中性福爾馬林固定，常規(guī)酒精脫水，石蠟切片包埋，切片厚度 4～6 μm，蘇木精 －伊紅(HE)染色。采用DT 2000通用圖像分析處理系統(tǒng)，每個(gè)樣品觀察3張不連續(xù)性切片，每個(gè)樣品選10個(gè)典型視野，測(cè)量小腸絨毛高度與隱窩深度，取其平均值。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

原始數(shù)據(jù)經(jīng) Excel初步處理，再利用 SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件中的單因素方差分析(One-way ANOVA)程序進(jìn)行分析，用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果

2.1 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

由表2可以看出，在飼糧中添加不同水平的乳鐵蛋白，可促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)。與對(duì)照組相比，250和500 mg/kg的乳鐵蛋白可顯著提高斷奶仔豬平均日增重(P＜0.05);與對(duì)照組相比，添加乳鐵蛋白能提高斷奶仔豬的平均日采食量和降低料重比，但差異均不顯著(P＞0.05)。

表2 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響Table 2 Effects of lactoferrin supplementation on growth performance of weaned piglets

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P＜0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P＜0.01)。下表同。

In the same row，values with different small letter superscripts mean significant difference(P ＜0.05)，and with different capital letter superscripts mean extremely significant difference(P ＜0.01).The same as below.

2.2 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬腸道菌群數(shù)量的影響

由表3可知，與對(duì)照組相比，添加乳鐵蛋白顯著降低盲腸中大腸桿菌的數(shù)量(P＜0.05)，其中500 mg/kg乳鐵蛋白組達(dá)到極顯著水平(P＜0.01);添加乳鐵蛋白能提高盲腸中乳酸桿菌的數(shù)量，500 mg/kg乳鐵蛋白組與對(duì)照組相比，達(dá)到顯著水平(P＜0.05);添加乳鐵蛋白降低了結(jié)腸中大腸桿菌的數(shù)量，其中500 mg/kg乳鐵蛋白組與對(duì)照組相比，達(dá)到顯著水平(P ＜0.05)，250和750 mg/kg乳鐵蛋白組與對(duì)照組相比，差異不顯著(P＞0.05)，各試驗(yàn)組之間差異不顯著(P＞0.05);添加乳鐵蛋白能提高結(jié)腸中乳酸桿菌的數(shù)量，250 mg/kg乳鐵蛋白組與對(duì)照組相比，達(dá)到顯著水平(P＜0.05)，500 mg/kg乳鐵蛋白組與對(duì)照組相比，達(dá)到極顯著水平(P＜0.01)，750 mg/kg乳鐵蛋白組與對(duì)照組相比，差異不顯著(P＞0.05)，各試驗(yàn)組之間差異不顯著(P ＞0.05)。

表3 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬腸道菌群數(shù)量的影響Table 3 Effects of lactoferrin supplementation on intestinal microflora of weaned piglets lg(CFU/g)

2.3 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬腸黏膜形態(tài)的影響

由表4可知，從十二指腸來(lái)看，與對(duì)照組相比，添加250和500 mg/kg乳鐵蛋白極顯著提高絨毛高度(P＜0.01)，750 mg/kg乳鐵蛋白顯著提高絨毛高度(P＜0.05)，各試驗(yàn)組與對(duì)照組相比，極顯著提高絨毛高度/隱窩深度比值(P＜0.01)。從空腸來(lái)看，250和500 mg/kg乳鐵蛋白組與對(duì)照組相比，極顯著提高絨毛高度及絨毛高度/隱窩深度比值(P＜0.01)，750 mg/kg乳鐵蛋白組與對(duì)照組相比差異不顯著(P＞0.05)。從回腸來(lái)看，各試驗(yàn)組絨毛高度顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)，其中250和500 mg/kg乳鐵蛋白組極顯著高于對(duì)照組(P＜0.01)，各試驗(yàn)組絨毛高度/隱窩深度比值極顯著高于對(duì)照組(P＜0.01)。

表4 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬腸黏膜形態(tài)的影響Table 4 Effects of lactoferrin supplementation on intestinal mucosal morphology of weaned piglets

3 討論

3.1 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

仔豬斷奶后受到營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境、心理等各個(gè)方面的應(yīng)激，導(dǎo)致機(jī)體機(jī)能下降，抵抗力降低，從而引發(fā)仔豬腸道菌群失調(diào)，進(jìn)而引起不同程度的腹瀉，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致仔豬死亡。乳鐵蛋白能通過(guò)抗菌、抗病毒、調(diào)節(jié)免疫、促進(jìn)腸道鐵離子吸收、刺激腸道雙歧桿菌生長(zhǎng)、保護(hù)腸黏膜等途徑來(lái)降低腹瀉率、提高斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能。

伍喜林［5］研究表明，在飼糧中添加乳鐵蛋白能提高仔豬日增重，改善飼料轉(zhuǎn)化率，降低腹瀉率。添加100、230和400 mg/kg乳鐵蛋白的仔豬平均日增重顯著高于對(duì)照組和添加50 mg/kg乳鐵蛋白組(P＜0.05)，各試驗(yàn)組之間料重比差異不顯著(P＞0.05)，但是以添加230 mg/kg組最低。本試驗(yàn)中，在飼糧中添加250和500 mg/kg乳鐵蛋白能顯著提高仔豬平均日增重(P＜0.05)，提高平均日采食量，降低料重比(P＞0.05)，與伍喜林［5］研究結(jié)果一致。

3.2 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬腸道菌群數(shù)量的影響

大量研究表明，乳鐵蛋白能通過(guò)抑菌以及殺菌作用，減少或限制特定微生物的生長(zhǎng)，間接起到調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道菌群的作用。Teraguchi等［6］研究牛乳鐵蛋白對(duì)SPF鼠腸道內(nèi)細(xì)菌的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，飼喂含0.5% ～2.0%乳鐵蛋白的牛乳，白鼠消化道內(nèi)大腸桿菌的生長(zhǎng)受到抑制，且抑制效果和乳鐵蛋白的鐵螯合能力無(wú)關(guān)。劉紅云等［7］報(bào)道，母乳喂養(yǎng)的嬰兒其腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量明顯比配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒多，這種差異與正常母乳中乳鐵蛋白含量有直接關(guān)系。Hellweg等［8］在成年比格犬飼糧中添加不同水平乳鐵蛋白，分別為0、120和1 800 mg/kg，結(jié)果表明，添加乳鐵蛋白各組糞便中大腸桿菌數(shù)量有降低的趨勢(shì)。Wang等［9］在斷奶仔豬飼糧中添加1.0 g/kg乳鐵蛋白，飼喂1個(gè)月后，與對(duì)照組相比，可以減少大腸桿菌和沙門氏桿菌的數(shù)量(P＜0.05)，增加結(jié)腸中乳酸桿菌和小腸雙歧桿菌的數(shù)量(P＜0.05)。本試驗(yàn)也得到相似結(jié)果，在斷奶仔豬飼糧中添加乳鐵蛋白，能顯著降低腸道大腸桿菌的數(shù)量，提高乳酸桿菌的數(shù)量(P＜0.05)。其原因是乳鐵蛋白屬于廣譜抗菌劑，既抑制革蘭氏陰性菌，如大腸桿菌、志賀氏菌和沙門氏菌等，也抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，如單細(xì)胞李斯特菌、金黃色葡萄球菌以及胃幽門螺旋桿菌［6，10－12］。但對(duì)鐵需求不多的微生物(如乳酸桿菌)，則基本上不抑制。

3.3 乳鐵蛋白對(duì)斷奶仔豬腸黏膜形態(tài)的影響

小腸是斷奶仔豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的主要部位，小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)正常與否是保證仔豬消化吸收功能的關(guān)鍵。小腸絨毛高度與隱窩深度以及絨毛高度/隱窩深度的比值是反映小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能最直接的指標(biāo)。

大量試驗(yàn)證明，乳鐵蛋白能增加小腸絨毛高度，降低隱窩深度。張祥［13］在犢牛代乳料中添加乳鐵蛋白250和1 000 mg/d，其空腸前段、空腸中段和空腸后段絨毛高度顯著高于對(duì)照組(P＜0.05);十二指腸、空腸前段、空腸中段絨毛高度/隱窩深度的比值顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)。Humphrey等［14］在肉雞飼糧中添加含有表達(dá)乳鐵蛋白基因的大米，并與添加了抗生素的組作對(duì)比，結(jié)果表明乳鐵蛋白組十二指腸絨毛高度顯著高于抗生素組(P＜0.05)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在飼糧中添加乳鐵蛋白后，各試驗(yàn)組腸道組織切片中絨毛高度顯著增加(P＜0.05)，隱窩深度降低。其原因是乳鐵蛋白能增強(qiáng)腸道中鐵的溶解和吸收，避免其對(duì)腸道的直接刺激作用，進(jìn)而降低腸道的損傷。同時(shí)，乳鐵蛋白還能刺激腸道細(xì)胞的生長(zhǎng)，增加腸道中有益菌群，如雙歧桿菌和乳酸桿菌等數(shù)量，減少大腸桿菌等有害菌群的繁殖，從而保障仔豬腸道健康發(fā)育，增強(qiáng)仔豬腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收能力，降低腹瀉率，提高其生長(zhǎng)性能。

4 結(jié)論

①乳鐵蛋白通過(guò)顯著促進(jìn)腸道中乳酸桿菌等有益菌的增殖，抑制大腸桿菌的增殖，改善腸道黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)，提高腸道功能，從而提高斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能。

②本試驗(yàn)條件下，乳鐵蛋白的適宜添加量為250 mg/kg。

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