地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬生長性能、腸道形態和通透性及糞便微生物的影響

鄧 文，徐 彬，孫全友，付 趁，鄭新社，陳國參，李紹鈺，王琳燚*

（1.河南省農業科學院畜牧獸醫研究所，河南鄭州450002；2.河南科學院 生物研究所有限責任公司，河南省微生物工程重點實驗室，河南鄭州450008）

斷奶會給仔豬造成嚴重應激，研究表明仔豬斷奶后腸道會發生顯著變化，如腸道絨毛萎縮，隱窩加深，腸道微生物區系紊亂等（Zhu等，2012）。另外，斷奶應激還會導致腸道上皮細胞損傷，上皮通透性增加（華朱鳴，2012）。腸道絨毛的萎縮及上皮損傷不僅會影響營養物質的吸收，而且降低了對有害物質的屏障作用，腸道有害物質如內毒素更易于入侵腸道黏膜下層，誘發腸道局部甚至機體的炎癥反應，進一步降低斷奶仔豬的生長性能。微生物區系紊亂導致有害菌的大量繁殖更會加劇這一惡性循環。因此，改善斷奶仔豬腸道健康對緩解斷奶仔豬應激，提高其生長性能有重要意義。

益生菌是指活的微生物制劑，芽孢桿菌由于其對環境的高耐受性而備受青睞。低聚木糖是指2～7個木糖分子以β-1，4糖苷鍵連接而成的寡糖，其作為益生元可促進腸道雙歧桿菌等有益菌生長，并且其作用效果比其他寡糖更好（聶昌林和宋春陽，2012）。當前關于低聚木糖和益生菌改善斷奶仔豬腸道健康的報道較多，但有關寡糖和益生菌組合效應的研究較少。低聚木糖作用的是腸道的雙歧桿菌和部分乳酸菌，和芽孢桿菌作用于腸道的方式和機制不同，兩者可能存在組合和協同效應。為此，本試驗在飼糧中添加地衣芽孢桿菌和低聚木糖，研究其對斷奶仔豬生長性能、腸道形態通透性及糞便微生物的影響，以探討兩者的組合和互作效應。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 地衣芽孢桿菌由滄州華雨生物科技有限公司提供，地衣芽孢桿菌含量為1011cfu/kg；低聚木糖由鶴壁泰新科技有限公司提供，低聚木糖含量為96.5%。

1.2 試驗設計與飼養管理 試驗選取體重、健康狀況相近的（25±1）日齡“杜長大”斷奶仔豬160頭，隨機分為4組，每組5個重復，每個重復8頭仔豬。試驗采用2×2完全隨機設計，設置2個地衣芽孢桿菌水平組（0、400 mg/kg）和2個低聚木糖水平組（0、200 mg/kg）。飼養試驗在河南雄峰科技股份有限公司滎陽斯格豬場進行，試驗過渡期3 d，正式期28 d。豬只自由采食和飲水，其他按照該場正常的飼養管理和防疫流程進行。

1.3 試驗飼糧 試驗飼糧為玉米-豆粕型基礎飼糧，其各項營養指標均可以滿足斷奶仔豬的營養需求（NRC，2012），基礎飼糧組成及營養水平見表1。

表1 基礎日糧組成及營養水平（風干基礎）

1.4 樣品采集與處理 在試驗期內每天對豬的采食量、余料量、腹瀉情況進行收集及記錄。在試驗第28天，每個重復隨機選擇2頭仔豬，靜脈采血，分離血清，待測腸道通透性指標；每個重復選取1頭、每組共5頭仔豬（體重接近窩平均體重），共屠宰20頭仔豬，按照常規方法進行采樣，采集空腸中部2 cm腸段，用于檢測腸道形態；以肛門拭子采集各重復所有豬只的糞便樣品，然后各重復樣品合并，置于冰盒并迅速轉移至實驗室測定微生物區系。

1.5 指標測定與方法

1.5.1 生長性能測定 每天記錄豬群的健康狀況，觀察是否有腹瀉，并作記錄。記錄豬群各重復的耗料量，在試驗始、末分別于早晨空腹稱重，計算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料肉比（F/G），并計算腹瀉率。

腹瀉率/%=[試驗期內腹瀉頭數/（試驗天數×試驗頭數）]×100。

1.5.2 腸道形態檢測 取2 cm空腸腸段，以載玻片輕輕刮去腸道食糜，用生理鹽水沖洗干凈，然后用濾紙吸干，置于10%中性福爾馬林固定液中固定，然后經過脫水-透明-浸臘-包埋-修塊等處理后，制成5μm厚切片，用蘇木精-伊紅染色法染色。觀察測定絨毛高度（VH）、隱窩深度（CD），并計算兩者的比值（VH/CD）。

1.5.3 血清腸道通透性指標 每頭仔豬靜脈采血10 mL，室溫下傾斜靜置1 h后，3000 r/min離心15 min，分離血清，-20℃冰箱保存，待測血清腸道通透性指標。D-乳酸含量和二胺氧化酶（DAO）用試劑盒（南京建成生物工程研究所）以酶聯免疫吸附法測定。

1.5.4 腸道微生物指標 將1 g混合糞樣以9 mL滅菌生理鹽水作梯度稀釋后測定活菌數。大腸桿菌采用麥康凱培養基37℃培養24 h；乳酸菌采用MRS培養基37℃厭氧培養48 h；細菌數量采用平板菌落計數法進行統計，最后用每克腸道內容物中細菌個數的對數lg（cfu/g）表示。

1.6 數據處理與分析 試驗數據以重復為單位進行處理，采用SPSS 19.0軟件的ANOVA程序進行兩因素方差分析，采用Duncan’s法進行多重比較；所有結果均以“平均值±標準誤”來表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響 由表2可知，與對照組相比，日糧中添加地衣芽孢桿菌組和低聚木糖組斷奶仔豬的平均日增重顯著提高15.1%和12.8%（P＜0.05），腹瀉率顯著降低34.1%和41.2%（P＜0.05）；日糧中添加地衣芽孢桿菌組斷奶仔豬的料肉比顯著降低10.6%（P＜0.05）；各組平均日采食量差異不顯著（P＞0.05）；同時添加地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬的生長性能和腹瀉率均無顯著互作效應（P＞0.05）。

表2 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響

2.2 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬腸道形態的影響 由表3可知，與對照組相比，日糧中添加地衣芽孢桿菌組和低聚木糖組斷奶仔豬空腸的絨毛高度顯著提高20.3%和16.3%（P＜0.05），絨隱比顯著提高31.5%和20.7%（P＜0.05）；對于隱窩深度無顯著影響（P＞0.05）；同時添加地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬空腸的絨毛高度、隱窩深度和絨隱比均無顯著互作效應（P＞0.05）。

表3 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬腸道形態的影響

2.3 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬腸道通透性的影響 由表4可知，日糧中添加地衣芽孢桿菌組斷奶仔豬血清D-乳酸和DAO水平較對照組顯著降低14.6%和19.1%（P＜0.05）；日糧中添加低聚木糖組斷奶仔豬血清D-乳酸和DAO水平較對照組無顯著差異（P＞0.05）；同時添加地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬血清D-乳酸和DAO水平均無顯著互作效應（P＞0.05）。

表4 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬腸道通透性的影響

表5 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬糞便微生物的影響lg（cfu/g）

2.4 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬糞便微生物的影響 由表5可知，與對照組相比，日糧中添加低聚木糖組斷奶仔豬糞便乳桿菌數量顯著提高5.3%（P＜0.05）；日糧中添加地衣芽孢桿菌組和低聚木糖組斷奶仔豬糞便大腸桿菌數量顯著降低12.5%和9.4%（P＜0.05），并且兩者有顯著的互作效應（P＜0.05）。

3 討論

3.1 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響 斷奶會導致仔豬出現采食量下降、生長緩慢和腹瀉等問題。本研究發現，日糧中添加地衣芽孢桿菌可顯著提高斷奶仔豬的平均日增重，降低料肉比。其他研究也表明，日糧中添加芽孢桿菌可以改善斷奶仔豬的生長性能（Chen等，2006）。益生菌對動物生長性能的影響受益生菌種類、添加水平、日糧營養、動物日齡和健康狀況等多種因素的影響（Lee等，2014）。相比育肥階段，益生菌對于保育階段的仔豬可能更易產生顯著影響，因為此時豬的消化系統和免疫系統發育尚未完善（Schweer等，2017）。本研究中日糧中添加地衣芽孢桿菌對斷奶仔豬生產性能和腹瀉的改善可能與腸道健康水平的提升有關。黃瑞華等（2007）和方桂友等（2015）報道，日糧中添加低聚木糖可改善斷奶仔豬的日增重和料肉比，降低腹瀉率，與本研究結果一致。有關益生菌和低聚木糖在斷奶仔豬中互作的研究較少，本研究未觀察到兩者對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的互作效應。

3.2 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬腸道形態的影響 腸道形態的完整性直接關系到養分的吸收，還能影響腸道對有害物質的屏蔽作用。腸道形態對動物的應激反應很敏感，斷奶仔豬腸道絨毛破損萎縮、隱窩深度增加，絨隱比降低（任曼等，2014）。本研究發現，日糧中添加地衣芽孢桿菌和低聚木糖能改善斷奶仔豬的腸道絨毛形態損傷。其他研究也發現益生菌和低聚木糖對斷奶仔豬腸道絨毛形態具有修復作用（黃永潔等，2014；Ross等，2010）。仔豬斷奶時腸道微生物區系發生紊亂，有害微生物大量增殖，產生的毒素會造成腸道絨毛損傷（Zhu等，2012）。地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬腸道絨毛形態的修復可能與其對腸道微生物的調節有關。而且腸道絨毛高度的增加會提高營養物質的吸收面積，有利于改善生長性能。

3.3 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬腸道通透性的影響 腸道上皮的屏障功能對維持腸道及整個機體的健康有重要意義，當腸道上皮屏障功能受損時，腸道有害微生物、毒素及其他有害物質會入侵黏膜下層，甚至是血液和機體，嚴重損傷動物的健康和生長性能。正常情況下，DAO存在于動物小腸黏膜上皮細胞中，D-乳酸是腸道多種細菌代謝和裂解的產物，兩者在血液中的含量很低。當腸道黏膜屏障受損，腸黏膜細胞脫落入腸腔，或是腸道通透性異常升高時，腸道細菌產生的大量D-乳酸穿過腸黏膜進入血液循環，血液中的DAO或D-乳酸含量才會顯著升高。因此血DAO活性和D-乳酸是反映腸道應激受損情況的關鍵敏感指標。本試驗結果表明，地衣芽孢桿菌能改善斷奶仔豬腸道通透性。Kang等（2010）研究發現，斷奶仔豬日糧中添加益生菌可提高腸道修復因子的表達，這些因子在腸道上皮損傷的修復中發揮重要作用。另外，有研究表明益生菌能通過調節腸道緊密連接蛋白質的表達及減少腸道上皮細胞的凋亡來增強腸道上皮的屏障功能，降低其通透性（Cui等，2017）。

3.4 地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬糞便微生物的影響 日糧中添加地衣芽孢桿菌和低聚木糖減少了斷奶仔豬糞便的大腸桿菌數量，添加低聚木糖增加了乳桿菌數量。這與地衣芽孢桿菌和低聚木糖對斷奶仔豬生長性能和腸道健康的影響一致。動物腸道有大量微生物存在，腸道微生物區系的平衡與動物健康和養分的消化吸收利用密切相關，斷奶應激會破壞仔豬的腸道微生物區系。芽孢桿菌和低聚木糖可調節腸道微生物有較多報道（Thacker等，2013）。芽孢桿菌調節腸道微生物區系的可能機制是競爭奪氧、產生抑菌物質等（Elshaghabee等，2017）；低聚木糖可作為雙歧桿菌的代謝底物，能有效促進腸道雙歧桿菌的增殖，而雙歧桿菌一般認為對腸道健康有積極影響（Holscher，2017）。本研究發現地衣芽孢桿菌和低聚木糖在降低糞便大腸桿菌數量方面有互作效應，這可能與兩者調節腸道微生物的機制不同，可能在調節腸道微生物區系方面存在加和效應有關。

4 結論

日糧中添加地衣芽孢桿菌和低聚木糖可以提高斷奶仔豬的生長性能，降低腹瀉率，改善腸道絨毛形態，降低腸道通透性，改善糞便腸道微生物組成，并且在降低大腸桿菌數量方面有互作效應。