枯草芽孢桿菌對7～28日齡羔羊生長和器官發育及肌肉脂肪酸的影響

孫 康，劉繪匯，范慧玉，劉 婷，鄭 琛

(甘肅農業大學動物科學技術學院，蘭州 730070)

在以往畜牧養殖業生產中，抗生素對防治細菌性疾病和促進動物生長等方面起到了重要的作用。但抗生素的濫用也產生了消極影響，動物機體內出現藥物殘留，并且對致病細菌產生耐藥性，造成畜牧養殖中疫病防控危機。此外，還增加了消費者對食品安全的顧慮。因此，尋找抗生素替代品是目前急需解決的重要問題。目前，有關微生物制劑的研究較為熱門，適量的飼喂微生物制劑不僅能夠調節反芻動物胃腸道微生物結構，還能促進動物生長發育。

枯草芽孢桿菌是一種消化道中暫住且穩定性很高的益生菌，對動物無致病性，能形成耐酸、耐熱和耐寒的孢子[1]。枯草芽孢桿菌具有提高動物生長性能和改善肉品質的作用[2],肉品質主要取決于肌內脂肪酸的組成和比例[3-6]。枯草芽孢桿菌還具有抑制腸道有害細菌,調節胃腸道菌群平衡的作用[7]，通過調節胃腸道菌群而起到降低動物腹瀉的作用。此外，枯草芽孢桿菌還有調節機體免疫的作用，枯草芽孢桿菌能夠刺激機體免疫系統,促進機體免疫器官的發育[7]。但目前有關枯草芽孢桿菌對羔羊生長發育、腹瀉率、組織器官指數及肌肉脂肪酸影響的研究較少。

因此，本試驗通過在代乳粉中添加枯草芽孢桿菌，研究其對7～28日齡湖羊羔羊生長性能、腹瀉率、組織器官及肌肉脂肪酸的影響，旨在為枯草芽孢桿菌在肉羊生產中的應用提供理論基礎數據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計與試驗動物

采用對照試驗設計。選擇體況發育良好的7日齡湖羊公羔(雙羔)30只。將所選的羔羊按同質性原則隨機分為2個處理組，且保證組間初生重接近，每組15只，每只為1個重復。對照組羔羊飼喂基礎代乳粉(由北京精準動物營養研究中心提供)，代乳粉主要營養成分值見表1，試驗組羔羊飼喂添加含0.2%枯草芽孢桿菌(GutCare?，贏創德固賽(中國)投資有限公司，有效活菌含量≥2.0×1010CFU·g-1)的代乳粉。試驗期共21 d，待羔羊飼養至28日齡時，每組隨機挑選8只羔羊進行屠宰。

表1 羔羊代乳粉主要營養成分(干物質基礎)

1.2 飼養管理

羔羊出生后，先跟母羊吃足3 d初乳，第4天將母羊與羔羊隔離，羔羊單籠飼養。4～6日齡對羔羊用奶瓶進行訓飼，訓飼使用代乳粉，按代乳粉與溫水1∶5的比例進行沖制。待羔羊7日齡時，早晨空腹稱重，并將全同胞的2只公羔隨機分入2個處理組，每組15只，且保證7日齡的羔羊體重組間無顯著差異(對照組為(4.09±0.66)kg；枯草芽孢桿菌組為(3.82±0.59)kg)。從8日齡開始，對照組和枯草芽孢桿菌組羔羊按照體重的2%飼喂代乳粉，每日按6:00、12:00、18:00和24:00四個時間點進行飼喂。試驗期間羔羊自由飲水。試驗于2018年8月至9月在甘肅省民勤縣德福農業科技有限公司進行。

1.3 生長性能測定

在羔羊7、14、21和28日齡早晨空腹測體重，并記錄數據，計算不同階段的平均日增重(average daily gain, ADG)：平均日增重(g·d-1)=(末重-始重)/測定天數。

1.4 腹瀉率測定

在每天飼喂羔羊的同時仔細觀察羔羊腹瀉情況，每天觀察3次, 若有2次出現腹瀉(羔羊排出的糞便呈稀軟或水樣狀時, 或尾部被糞便污染時)，則認為此羔羊在當天腹瀉。

腹瀉率=試驗期腹瀉羔羊數×腹瀉天數/(試驗羔羊只數/試驗天數)×100%。

1.5 組織器官樣品測定

待羔羊飼養至28日齡，每組隨機挑選8只進行屠宰，屠宰前不禁食禁水，采用頸動脈放血方式屠宰。屠宰前記錄宰前活重，屠宰后依次測定頭重、蹄重、胴體重和內臟各個器官重量并記錄數據，同時測量皮長、皮寬和皮面積并記錄數據。

1.6 肌肉樣品采集及脂肪酸測定

1.6.1 肌肉樣品采集 羔羊屠宰后，采集背最長肌和肱二頭肌，每只羔羊采集3份樣品，用自封袋包裝編碼標記，于-20 ℃貯存備用。

1.6.2 樣品前處理 參照O’Fallon等[8]脂肪酸甲酯化的方法對肉樣進行前處理。將冷凍的肉樣置于室溫進行解凍，待肉樣解凍以后用剪刀將肉樣剪成1 mm的矩形肉條，再將肉條剪碎，稱取1 g置于15 mL離心管中。在離心管中加入0.7 mL 10 mol·L-1KOH和5.3 mL無水甲醇，之后將離心管置于55 ℃恒溫水浴中1.5 h，在此期間，每隔20 min振蕩離心管5 s。待水浴結束后，將離心管置于自來水冷卻至室溫。在冷卻之后的離心管中加入0.58 mL的12 mol·L-1H2SO4，將離心管顛倒混合，重復上述水浴過程，待離心管再次冷卻至室溫。在離心管中加入1 mL正己烷后充分振蕩搖勻，然后4 000 r·min-1離心5 min，用2.2 μm一次性過濾器和1 mL一次性無菌注射器，將上清液過濾到氣相小瓶，保存于-20 ℃待測。

1.6.3 氣相色譜分析 使用安捷倫6890 N氣相色譜儀，根據峰面積分析試驗羊肌肉中脂肪酸組成及含量。氣相色譜分析條件：色譜柱為SP-2560(Sigma-Aldrich 公司)；程序升溫，初溫140 ℃，保持5 min，以2 ℃·min-1升溫至200 ℃，保持5 min，再以6 ℃·min-1升溫至230 ℃，保持20 min。檢測器溫度為250 ℃，進樣器溫度為220 ℃。色譜柱流量為1.2 mL·min-1，分流比為100∶1。載氣為高純氮。

1.7 數據處理

所測數據用Excel整理，并使用SPSS 22.0軟件對數據進行獨立樣本t檢驗，且P<0.05時表示組間差異顯著。

2 結 果

2.1 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊生長發育的影響

由表2可以看出，枯草芽孢桿菌顯著降低了7～14日 齡湖羊羔羊末重(P<0.05)，顯著提高了15～21和22～28日齡湖羊羔羊的平均日增重(P<0.05)，對其他生長性能指標和腹瀉率無顯著影響(P>0.05)。從表3可以看出，枯草芽孢桿菌顯著降低了7～28日齡湖羊羔羊胰腺重量(P<0.05)，顯著增加了蹄占宰前活重比例(P<0.05)，對其他組織器官沒有顯著影響(P>0.05)。從表4可以看出，枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊皮張無顯著影響(P>0.05)。

表2 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊生長性能的影響

表3 枯草芽孢桿菌對7～28日齡羔羊組織器官發育的影響

表4 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊皮張的影響

2.2 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊肌肉脂肪酸組成的影響

2.2.1 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊背最長肌脂肪酸的影響 從表5可以看出，枯草芽孢桿菌顯著降低湖羊羔羊背最長肌不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid, UFA)、單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid, MUFA)、棕櫚酸、硬脂酸、二十烷酸、棕櫚烯酸、油酸含量和MUFA∶多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)(P<0.05)，顯著提高十五烷酸、肉豆蔻烯酸、神經酸含量和飽和脂肪酸(saturated fatty acid，SFA)∶UFA(P<0.05)，對湖羊羔羊背最長肌其他脂肪酸無顯著影響(P>0.05)。

表5 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊背最長肌脂肪酸組成的影響

2.2.2 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊肱二頭肌脂肪酸的影響 從表6可以看出，枯草芽孢桿菌顯著降低湖羊羔羊肱二頭肌UFA、SFA、MUFA、棕櫚酸、硬脂酸、二十烷酸、棕櫚烯酸、油酸含量和MUFA∶PUFA(P<0.05)，顯著提高PUFA、n-6PUFA、肉豆蔻烯酸、神經酸含量和SFA∶UFA、PUFA∶SFA(P<0.05)。對湖羊羔羊肱二頭肌其他脂肪酸無顯著影響(P>0.05)。

表6 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊肱二頭肌脂肪酸組成的影響

3 討 論

3.1 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊生長發育的影響

枯草芽孢桿菌是一種好氧有益菌，可以通過消耗胃腸道中的氧氣，來促進厭氧有益微生物的生長，抑制好氧有害微生物的生長[9]。枯草芽孢桿菌還可以促進動物胃腸道發育，分泌多種消化酶；并且在自身生長過程中，產生多種營養物質，如維生素、促生長因子和氨基酸等，這些營養物質被動物利用，有利于動物生長性能的提高[10]。此外，枯草芽孢桿菌還能夠抑制胃腸道病原微生物，增強動物抗病能力[11-12]。

在本試驗中，雖然代乳粉中添加枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊的平均日增重、胴體重和腹瀉率無顯著影響，但具有提高羔羊平均日增重和胴體重的趨勢。7～28日齡湖羊羔羊的平均日增重有所增加，這可能是因為枯草芽孢桿菌對胃腸道有害菌的抑制和對有益菌促進的緣故，再者，枯草芽孢桿菌分泌的消化酶促進了日糧養分的消化，同時枯草芽孢桿菌產生的營養物質給湖羊羔羊的生長發育提供了養分。程連平等[13]也得出了相似的結果，斷奶湖羊日糧中添加枯草芽孢桿菌飼喂28 d后，可顯著提高羔羊的平均日增重。張海濤等[14]在斷奶前公犢牛的奶中添加納豆枯草芽孢桿菌發現，斷奶前犢牛的日增重比對照組提高了26.5%。馮曼等[15]研究發現，在日糧中添加0.5%的枯草芽孢桿菌可以顯著降低生長育肥豬的料重比，能夠更有效地讓生長育肥豬增重。丁浩等[16]也得出了同樣的結果，在飼糧中添加枯草芽孢桿菌提高了保育豬的生長性能。但根據前人的研究結果可知，羔羊的平均日增重大約在200 g·d-1[17]，而在本試驗中，羔羊的平均日增重遠低于這個參考值，造成這種結果的原因可能與羔羊早期斷母乳有關，母乳中含有豐富的免疫因子，能夠為羔羊提供免疫屏障并增強機體抗應激能力。羔羊過早地斷母乳，使羔羊不能攝入足量的免疫因子，從而導致其機體生長發育緩慢。此外，也可能與過早飼喂代乳粉有關，羔羊早期瘤胃發育和瘤胃微生物區系不健全，過早飼喂代乳粉可能會損傷羔羊胃腸道黏膜，導致羔羊胃腸道發育受到影響[18]，從而影響對營養物質的消化吸收，造成羔羊生長發育緩慢。本試驗中，7～28日齡湖羊羔羊的胴體重有所增加，這與孔繁云等[19]的研究結果大致相同，其研究發現，在日糧中添加羅伊乳桿菌可以顯著提高小尾寒羊×湖羊F2代羔羊的胴體重。程光民等[20]也發現，植物乳桿菌可以提高杜泊綿羊的胴體重。在本試驗中，7～28日齡湖羊羔羊的腹瀉率有所降低，這可能與枯草芽孢桿菌的作用方式和機制有關。梁晉瓊等[21]研究發現，枯草芽孢桿菌活菌制劑對牛羊細菌性腹瀉具有很好的預防和治療效果。盧奇成等[22]研究發現，日糧中添加布拉氏酵母菌可以有效降低哺乳犢牛的腹瀉率。馮曼等[15]研究發現，在日糧中添加0.5%的枯草芽孢桿菌可以減少腹瀉率。布登付和鄭中華[23]也發現，益生菌發酵濕料可以有效降低肥育豬的腹瀉率。唐武等[24]研究表明，在日糧中添加益生菌可以顯著降低10～65日齡環江香豬仔豬的腹瀉率。梁淑芳等[25]也發現，不同微生態制劑對仔豬腹瀉具有很好的改善作用。

在本試驗中，代乳粉中添加枯草芽孢桿菌對湖羊羔羊器官發育和皮張指標沒有顯著影響，這可能與枯草芽孢桿菌主要作用于動物胃腸道，改善胃腸道菌群平衡，提高動物消化能力和提供動物生長發育所需營養物質等生物學功能有關，而其對于器官發育和皮張指標的作用效果及機理還有待進一步研究。

3.2 枯草芽孢桿菌對7～28日齡湖羊羔羊肌肉脂肪酸組成的影響

脂肪酸組成是評價肉品質的重要指標之一，當不飽和脂肪酸的含量高及PUFA∶SFA值高于0.4時，被認為肉品質質量較高[26]。動物肌內脂肪的沉積是一個復雜的過程，受其品種、性別、年齡、日糧營養水平、沉積部位等眾多因素的影響[27-29]。此外，在分子水平上，肌內脂肪沉積受脂肪細胞生長、調控脂肪代謝相關基因和酶表達的影響[30]。

在本試驗中，湖羊羔羊背最長肌和肱二頭肌的肌內脂肪都出現了明顯的降低。有研究發現，蛋白激酶具有調控脂代謝的作用，活化的蛋白激酶能抑制乙酰輔酶A羧化酶(ACC)，導致丙二酸單酰輔酶A含量減少，減弱了對肉毒堿脂酰轉移酶1(CPT1)的抑制作用，促進脂肪酸進入線粒體進行氧化分解，從而使肌內脂肪沉積減少[31]。枯草芽孢桿菌在自身生長過程中能夠產生多種營養物質，如氨基酸和維生素等，而合成的氨基酸經過發酵過程就能產生蛋白激酶，最終實現降低肌內脂肪沉積的作用[32]。枯草芽孢桿菌的這一作用效果與本試驗的研究結果相一致。

在本研究中，枯草芽孢桿菌顯著降低了湖羊羔羊背最長肌UFA、MUFA、MUFA∶PUFA、棕櫚酸、硬脂酸、二十烷酸、棕櫚烯酸和油酸含量，而顯著提高SFA∶UFA、十五烷酸、肉豆蔻烯酸和神經酸含量；顯著降低湖羊羔羊肱二頭肌UFA、SFA、MUFA、MUFA∶PUFA、棕櫚酸、硬脂酸、二十烷酸、棕櫚烯酸和油酸含量，而顯著提高PUFA、n-6PUFA、SFA∶UFA、PUFA∶SFA、肉豆蔻烯酸和神經酸含量。PUFA是一類對人體有益的脂肪酸，能夠增強動物機體的免疫能力[33]，而枯草芽孢桿菌也具有增強機體免疫的能力[7]，因此可以推測，枯草芽孢桿菌和PUFA兩者之間有可能存在某種關聯，但這種關聯目前尚不明確，還需今后做進一步研究。從本研究結果來看，枯草芽孢桿菌促進了PUFA含量的增加。劉旺景等[26]研究發現，在日糧中添加復合益生菌可以顯著提高杜寒雜交肉羊背最長肌中PUFA的含量。此外，Pascual等[34]指出，PUFA對SFA和MUFA的從頭合成具有抑制作用，與劉旺景等[26]的結果相似，也與本試驗的結果相一致。但馮健等[35]的研究結果與此有所不同，在延邊黃牛的日糧中添加復合益生菌對背最長肌中的SFA無明顯影響，這可能與動物的種類及添加劑的類型有關。有報道稱，降低小尾寒羊背最長肌中SFA的含量，可以改善羊肉肉品質[36]。在本研究中，代乳粉中加入枯草芽孢桿菌后，降低了湖羊羔羊背最長肌和肱二頭肌中的SFA含量，證明枯草芽孢桿菌可以改善7～28日齡湖羊羔羊肉品質。

本研究發現，湖羊羔羊肌內脂肪的沉積受枯草芽孢桿菌的影響。湖羊羔羊肌內脂肪沉積發生整體變化時，內部各種脂肪酸發生不同程度的變化，并不都與整體變化保持同步性，但大部分脂肪酸的變化與整體變化一致，具體變化規律還有待今后進一步研究。

4 結 論

代乳粉添加枯草芽孢桿菌對7～28日齡羔羊平均日增重、腹瀉率、器官和皮張發育無顯著影響，但羔羊平均日增重和胴體重有升高趨勢。枯草芽孢桿菌顯著降低了7～28日齡湖羊羔羊背最長肌中UFA、MUFA的含量，以及MUFA∶PUFA和肱二頭肌中UFA、SFA、MUFA的含量和MUFA∶PUFA，顯著提高了湖羊羔羊背最長肌中的SFA∶UFA和肱二頭肌中PUFA、n-6PUFA的含量和SFA∶UFA、PUFA∶SFA，表明枯草芽孢桿菌可通過對肌內脂肪酸組成比例和含量的影響來改善湖羊羔羊肉品質。