富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬生長性能、血液指標和腸道形態的影響

曾 艷 孫翔宇 肖 蕾 汪 彬

（湖南省微生物研究院，湖南 長沙 410009）

鐵是動物必需的微量元素，能夠以輔酶的形式參與機體代謝，在DNA合成、免疫調節和腸道健康等方面發揮重要作用[1]。在現代規模養殖中，斷奶仔豬主要從飼糧中獲取鐵元素，非血紅素鐵在動物腸道的吸收率僅為1%～20%，鐵供應不足常誘發貧血、腹瀉、精神萎靡和生長緩慢等問題[2-3]。但過量添加鐵制劑會增加動物消化系統負擔，造成大量未吸收的鐵制劑排出體外，增加成本，污染環境[4]。因此，需要尋找具有更高生物利用率的新型鐵制劑。研究發現，與化學合成相比，以微生物為載體的微量元素制劑具有更高的生物活性，利于機體吸收，并且成本低廉、工藝簡單、穩定性好[5-6]。酵母菌蛋白質和多糖含量豐富，能夠富集多種鐵、硒、鋅等元素，是理想的微生物載體，但國內外鮮有文獻報道富鐵酵母制劑對斷奶仔豬的相關影響[7-8]。因此，本試驗旨在研究富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬生長性能、鐵代謝、抗氧化和免疫功能的影響，為其在斷奶仔豬生產中的進一步研究與應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用富鐵產朊假絲酵母（Candidautilis）由本實驗室從土壤中篩選分離所得，每克富鐵產朊假絲酵母凍干粉含2.15 mg的Fe2+。

1.2 試驗設計

選用90 頭（7.86±0.54）kg、體況相近的健康28 日齡“杜×長×大”斷奶仔豬，隨機分為2組，每組9個重復，每個重復5 頭豬。對照組（CON 組）仔豬飼喂基礎日糧+硫酸亞鐵（含鐵104 mg/kg），試驗組（CU 組）仔豬飼喂基礎日糧+富鐵產朊假絲酵母（含鐵104 mg/kg）。基礎日糧參照NRC（2012）配制，基礎日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）

1.3 飼養管理

試驗于湖南省綏寧縣華隆生態種養殖專業合作社豬場進行，每個重復為一欄飼養。試驗開始前對仔豬舍進行清洗、消毒。試驗期全程仔豬自由采食和自由飲水，其他程序參照豬場管理進行。試驗期28 d。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 樣品采集

試驗結束后，每個重復挑選一頭空腹體重接近平均體重的健康仔豬前腔靜脈采血，屠宰采樣。血液分別收集于5 mL肝素鈉抗凝采血管和普通采血管。抗凝血采血管于4 ℃保存，采樣結束進行血常規檢測。普通采血管室溫靜置20 min，3 500 r/min離心10 min，收集血清，于-80 ℃保存，用于檢測血清指標。取十二指腸中段、空腸前段和回腸后段各2 cm 于4%多聚甲醛溶液中固定，用于腸道形態學檢測。

1.4.2 生長性能

試驗結束，仔豬進行空腹稱重，記錄每日給料量和余料量，用于計算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）及料重比（F/G）。記錄每日各欄仔豬腹瀉頭數，計算平均腹瀉率。

平均日增重=(末重-初重)/試驗天數(1)

平均日采食量=總采食量/試驗天數(2)

料重比=平均日采食量/平均日增重(3)

腹瀉率=總腹瀉數/(每欄仔豬數×試驗天數)(4)

1.4.3 血常規指標

采用BC-5000VET 全自動血液分析儀（深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司）測定仔豬血液中白細胞總數（WBC）、中性粒細胞百分比（Neu）、淋巴細胞百分比（Lym）、單核細胞百分比（Mon）、嗜酸性粒細胞百分含量（Eos）、嗜堿性粒細胞百分含量（Bas）、紅細胞總數（RBC）、血紅蛋白（HGB）、血細胞比容（HCT）、平均紅細胞體積（MCV）、平均血紅蛋白量（MCH）、平均血紅蛋白濃度（MCHC）、血小板總數（PLT）、平均血小板體積（MPV）、血小板分布寬度（PDW）和血小板壓積（PCT）。

1.4.4 血清抗氧化指標

采用試劑盒（南京建成生物工程研究所）測定仔豬血清過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、總超氧化物歧化酶（T-SOD）、 谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）及丙二醛（MDA），采用ELISA 試劑盒（江蘇酶免實業有限公司）測定仔豬血清細胞色素C 氧化酶（COX），具體操作嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.4.5 血清鐵代謝相關指標

采用試劑盒（南京建成生物工程研究所）檢測仔豬血清中鐵（Fe）含量、銅藍蛋白（CP）活性及總鐵結合力（TIBC），嚴格按照說明書進行操作。

1.4.6 血清免疫指標

采用ELISA 法測定仔豬血清免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、白細胞介素-1β（IL-1β）、白細胞介素-4（IL-4）、白細胞介素-6（IL-6）、白細胞介素-10（IL-10）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）含量，試劑盒購自江蘇酶免實業有限公司，所有操作嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.4.7 腸道形態

參照王磊[9]的方法將固定于4%多聚甲醛溶液中的腸道樣品依次進行乙醇脫水，石蠟包埋，切片，蘇木精-伊紅（HE）染色等，使用光學顯微鏡對腸道組織觀察拍照，測量腸道絨毛高度（VH）和隱窩深度（CD），計算絨毛高度與隱窩深度的比值（V/C）。

1.5 數據統計與分析

試驗數據采用SPSS 23.0 軟件進行獨立樣本t檢驗，結果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05 表示數據差異顯著。

2 結果與分析

2.1 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬生長性能的影響（見表2）

表2 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬生長性能的影響

由表2可知，與CON組相比，富鐵產朊假絲酵母可在一定程度上改善仔豬平均日增重、平均日采食量、料重比、腹瀉率（P＞0.05）。

2.2 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血常規的影響（見表3）

表3 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血常規的影響

由表3可知，與CON組相比，CU組仔豬血液WBC、Bas 含量顯著提高（P＜0.05），富鐵產朊假絲酵母替代飼糧無機鐵對仔豬血液Neu、Lym、Mon、Eos、RBC、HGB、HCT、MCV、MCH、MCHC、PLT、MPV、PDW和PCT無顯著影響（P＞0.05）。

2.3 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清抗氧化指標的影響（見表4）

表4 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清抗氧化指標的影響

由表4 可知，與CON 組相比，CU 組仔豬血清CAT、COX、T-SOD、GSH-Px活性顯著提高（P＜0.05），MDA含量顯著降低（P＜0.05）。

2.4 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清鐵代謝相關指標的影響（見表5）

表5 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清鐵代謝相關指標的影響

由表5可知，與對照組相比，CU組仔豬血清Fe水平顯著提高（P＜0.05）， CP 活性和TIBC 顯著降低（P＜0.05）。

2.5 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清免疫球蛋白的影響（見表6）

表6 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清免疫球蛋白的影響

由表6可知，與CON組相比，CU組仔豬血清IgA和IgG含量顯著提高（P＜0.05）。

2.6 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清炎癥因子的影響（見表7）

表7 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清炎癥因子的影響 單位：ng/L

由表7可知，與CON組相比，CU組仔豬血清TNF-α含量顯著降低（P＜0.05），富鐵產朊假絲酵母對IL-1β、IL-4、IL-6和IL-10具有一定改善作用（P＞0.05）。

2.7 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬腸道形態的影響（見表8、圖1）

圖1 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬腸道形態的影響

表8 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬腸道形態的影響

由表8可知，與CON組相比，CU組仔豬腸道十二指腸和空腸的VH 和V/C 顯著提高（P＜0.05），十二指腸、空腸和回腸的CD 顯著降低（P＜0.05），但對回腸VH 和V/C影響不顯著（P＞0.05）。

由圖1 可知，富鐵產朊假絲酵母可以提高斷奶仔豬的腸道絨毛高度，降低隱窩深度。

3 討論

鐵是仔豬必需的微量礦物元素，缺鐵會導致仔豬貧血、腹瀉、精神萎靡和生長遲緩，甚至死亡。飼用補鐵劑從第一代無機鹽到第二代有機鹽，到第三代氨基酸螯合鐵，生物學效價和穩定性均具有了明顯的突破，但生產成本、生產工藝及對生產設備的要求也隨之變高。而以酵母菌為代表的微生物載體，在轉化和富集有機鐵過程中，對生產工藝、生產設備和生產成本的要求更低，而且在動物腸道能夠發揮微生物的益生作用，是一種安全、經濟、綠色的飼用鐵制劑。

3.1 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬生長性能的影響

斷奶仔豬生產性能直接與養殖效益相關，是養殖水平的重要考量指標。本試驗中，使用富鐵產朊假絲酵母完全替代仔豬日糧中的無機鐵對仔豬生產性能具有一定的改善作用，這可能與鐵供應量充足和產朊假絲酵母的益生作用有關。李偉[10]給斷奶仔豬補充不同水平的無機鐵和有機鐵，發現仔豬生長性能與鐵添加水平呈現正向劑量趨勢。李晨陽[11]研究發現，在生長育肥豬日糧中鐵水平與育肥豬生長性能間存在顯著的正相關關系。但廖志超等[12]發現，使用甘氨酸亞鐵完全替代飼糧無機鐵對斷奶仔豬生產性能的影響不顯著，與本研究結果類似。富鐵產朊假絲酵母，除含有高含量高吸收率的鐵元素外，還可提供相當數量的蛋白、必需氨基酸及豐富的維生素、甘露寡糖及一些重要的營養輔助因子等[13]。Yang 等[14]為斷奶仔豬補充1.2×109CFU 的產朊假絲酵母，發現斷奶仔豬生長性能明顯提高，腹瀉率明顯降低。趙明遠等[15]為育肥期新疆褐牛補充10 g/100 kg BW的產朊假絲酵母，發現褐牛的料重比明顯降低，粗飼料采食量和ADF、NDF、GE 的消化率明顯降低。因此，在未來的研究中，也應考慮富鐵產朊假絲酵母對仔豬日糧養分表觀消化率的影響。

3.2 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血常規指標的影響

仔豬腸道對飼糧中鐵的吸收率不高，易發生缺鐵及其并發癥。本研究中，使用富鐵產朊假絲酵母完全替代飼糧無機鐵后，仔豬血液中紅細胞數量、血紅蛋白含量和紅細胞體積等相關指標均有一定程度的提高。血清鐵含量顯著提高，表明富鐵產朊假絲酵母有利于仔豬鐵的吸收轉運。周文俊[16]給斷奶仔豬補充不同劑量的有機鐵制劑，發現仔豬血細胞比容和血紅蛋白含量隨劑量增加而提高。

3.3 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清鐵代謝相關指標的影響

銅藍蛋白活性和總鐵結合能力是反映機體鐵代謝的重要指標，當動物缺鐵時，機體會提高銅藍蛋白活性和總鐵結合能力以滿足各器官的鐵需要[17]。本試驗中，飼喂富鐵產朊假絲酵母的仔豬也表現出銅藍蛋白活性和總鐵結合能力顯著降低，進一步印證了富鐵產朊假絲酵母有利于仔豬對鐵的吸收代謝。許禎瑩等[18]使用富鐵啤酒酵母替代斷奶仔豬日糧中的無機鐵，對臨界缺鐵仔豬進行飼喂補鐵，發現富鐵啤酒酵母可以提高仔豬血液紅細胞數量、血紅蛋白含量和紅細胞體積分布寬度，提高血清鐵含量，降低銅藍蛋白活性和總鐵結合力，與本試驗結果類似。此外，也有研究評估了飼糧鐵的消化率，臟器、肌肉的鐵沉積率以及鐵代謝相關基因和蛋白的表達量[19-20]。

3.4 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬血清抗氧化指標的影響

腸道中過量的鐵通常會通過芬頓和哈伯-韋斯反應產生活性氧，因此會觸發氧化應激，是口服補鐵劑應用中問題之一[21]。姜懿宸[22]發現，高鐵攝入會顯著提高大鼠腸組織丙二醛含量，顯著降低總超氧化物歧化酶活性。在本研究中，富鐵產朊假絲酵母顯著提高仔豬血清CAT、COX、T-SOD、GSH-Px 活性，顯著降低血清MDA 水平，表明富鐵產朊假絲酵母可以增強仔豬的抗氧化能力，可能有利于鐵釋放、吸收和轉運性能。富鐵產朊假絲酵母的抗氧化特性可能與產朊假絲酵母有關，王瑤[23]給斷奶仔豬每天口服3次1.2×109CFU的產朊假絲酵母，28 d后發現其顯著提高仔豬的總超氧化物歧化酶和CAT活性，以及總抗氧化能力。

3.5 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬免疫功能的影響

免疫系統對預防病原菌感染至關重要，而缺鐵會損害機體免疫功能[24]。研究發現，在先天性免疫中，鐵調節巨噬細胞極化、中性粒細胞募集和NK細胞活性；在適應性免疫中，鐵對Th1、Th2 和Th17 和CTL 的活化和分化以及B 細胞的抗體反應均有影響[25]。本研究表明，富鐵產朊假絲酵母顯著提高仔豬血液WBC和Bas數量，顯著提高血清IgA 和IgG 含量，顯著降低TNF-α 含量，表明富鐵產朊假絲酵母可以改善斷奶仔豬的免疫功能。趙金香[26]通過體外試驗發現，酵母鐵可以提高T、B淋巴細胞轉化率和免疫器官指數，說明富鐵酵母可以改善免疫功能。王冬華[27]在雛雞中觀察到富硒產朊假絲酵母能夠提高血清免疫球蛋白含量，與本試驗結果類似。此外，酵母中甘露寡糖、β-葡聚糖和有機酸等成分也是重要的免疫增強劑，能夠改善動物的免疫狀態[28-29]。

3.6 富鐵產朊假絲酵母對斷奶仔豬腸道形態的影響

腸道是重要的消化和免疫器官，腸道結構完整性是動物生長發育的基礎，斷奶仔豬由于食物狀態等的變化，導致腸道結構損傷[30]。有研究發現，鐵可以通過調節干細胞活性和細胞增殖影響仔豬的腸道發育，缺鐵會導致腸道受損，降低腸道絨毛高度，增加隱窩深度[31-32]。本研究中，富鐵產朊假絲酵母顯著提高十二指腸和空腸前段組織的VH 和V/C，顯著降低CD，表明富鐵產朊假絲酵母可以改善斷奶仔豬腸道形態。原因可能是微生物載體減弱了無機鐵元素對仔豬腸胃刺激，更利于鐵的吸收，還有可能是產朊假絲酵母的益生作用[13]。董正林[17]給哺乳仔豬補鐵發現可以顯著提高仔豬十二指腸VH 和V/C，增加結腸杯狀細胞數量和Muc2mRNA表達。王瑤[23]給斷奶仔豬灌服產朊假絲酵母也觀察到仔豬回腸VH和V/C的顯著提高，CD顯著降低。

4 結論

在本試驗條件下，使用富鐵產朊假絲酵母完全替代斷奶仔豬日糧中的無機鐵，可以改善仔豬生長性能，提高仔豬機體的鐵代謝、抗氧化和免疫能力，維護腸道形態。