益生菌对生长猪生长性能、粪便微生物数量、养分表观消化率和血清免疫指标的影响

刘 辉 季海峰 王四新 张董燕 王 晶 单达聪 王雅民

(北京市农林科学院畜牧兽医研究所，北京 100097)

随着欧盟、日本和韩国等国家和地区全面禁止抗生素类添加剂在动物饲料中的应用，寻找绿色、安全的抗生素替代品成为当前研究的热点。益生菌是一类含有活菌或其代谢产物的生物制剂，因其具有安全可靠、无残留、无抗药性、不污染环境等优点而倍受关注。大量研究表明，益生菌在提高仔猪的生长性能［1］、改善肠道微生物区系平衡［2］及提高机体免疫力［3］等方面具有积极作用，但目前益生菌在养猪生产中的研究多集中在断奶仔猪阶段，而对生长猪的应用研究不多。本试验拟以13～50 kg生长阶段的生长猪为试验动物，通过在其饲粮中添加益生菌(短乳杆菌、酵母及其复合菌)，探讨益生菌对生长猪生长性能、粪便微生物数量、养分表观消化率和血清免疫指标的影响，为益生菌在猪生产中的科学应用提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

短乳杆菌制剂，活菌数为 3.74×109CFU/g，由北京市农林科学院畜牧兽医研究所动物营养研究室筛选并制备;饲料酵母，活菌数为 1.0×1010CFU/g，市购。

1.2 试验动物及设计

采用单因素随机试验设计，选取108头平均体重为(13.68±0.41)kg 的“杜×长×大”三元杂交猪，按性别、体重基本一致的原则随机分为4组，每组3个重复，每个重复9头猪。对照组(CT)饲喂基础饲粮(不添加抗生素和益生菌)，短乳杆菌组(LB)饲喂基础饲粮+1 g/kg短乳杆菌，酵母组(YT)饲喂基础饲粮+1 g/kg饲料酵母，复合菌组(LBY)饲喂基础饲粮+1 g/kg短乳杆菌+1 g/kg饲料酵母。试验全期共61 d，分为2个阶段，第1阶段为第1～32天，采食10～20 kg生长猪饲粮，第2阶段为第 33～61天，采食 20～50 kg生长猪饲粮。

1.3 基础饲粮和饲养管理

试验用基础饲粮为参照NRC(1998)配制的粉状饲料，分为10～20 kg和20～50 kg 2个生长阶段配制，其组成及营养水平见表1。试验猪舍为半敞开式建筑模式，水泥地面圈养，自由采食和饮水。按猪场常规程序进行免疫、驱虫、消毒和管理等。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生长性能

于试验的第1、32和61天的08:00空腹称重，每天观察猪群生长情况，记录饲料消耗情况，计算生长猪的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。

1.4.2 粪便微生物数量的测定

分别于试验的第32和61天，每个重复随机选择2头猪采集新鲜粪样，用于测定粪中乳酸菌和大肠杆菌的数量，菌群数量以每克粪便中所含细菌群落总数的对数［lg(CFU/g)］表示。乳酸菌、大肠杆菌和酵母分别采用改良MRS培养基、伊红美蓝培养基和马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基进行培养，测定步骤参照文献［4］的方法进行。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets(air-dry basis) %

1.4.3 养分表观消化率的测定

分别在试验的第28～32天、第57～61天，每天选3个时间点从各重复中均匀采集粪样约200 g，加入20 mL10%盐酸混匀后置于-20℃冰箱冷冻保存。饲粮和粪样的粗蛋白质、钙、磷含量按文献［5］的方法测定。养分表观消化率计算公式如下:

养分表观消化率(%)=100×［1-(A/B)×(C/D)］。

式中:A为粪中某养分含量;B为饲粮中该养分含量;C为饲粮中的酸不溶灰分含量;D为粪中酸不溶灰分含量。

1.4.4 血清指标

分别于试验的第32、61天，每个重复随机选择2头猪，前腔静脉采血5 mL，分离血清后-20℃保存备用。采用HITACHI-7020自动生化分析仪测定血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、总胆固醇(TCHO)、甘油三酯(TG)含量及谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性，测定所用试剂盒购自中生北控生物科技股份有限公司;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定血清中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)含量，试剂盒购自美国Bethyl公司。

1.5 数据处理

采用SPSS 19.0软件的one-way ANOVA程序进行单因素方差分析，以Duncan氏法进行多重比较，P＜0.05为差异显著。结果以平均值±标准差表示。

2 结果

2.1 益生菌对生长猪生长性能的影响

由表2可以看出，在第1阶段，各组猪初重和平均日采食量均差异不显著(P＞0.05);与对照组相比，各益生菌组的末重显著提高(P＜0.05)，短乳杆菌组和复合菌组的平均日增重显著提高(P＜0.05)，短乳杆菌组和酵母组的料重比显著降低(P＜0.05)。在第2阶段，与对照组相比，复合菌组的末重显著提高(P＜0.05)，各益生菌组的平均日增重、平均日采食量和料重比均无显著变化(P＞0.05)。整个试验期，与对照组相比，短乳杆菌组和复合菌组的平均日增重显著提高(P＜0.05)，复合菌组的料重比显著降低(P＜0.05)。

表2 益生菌对生长猪生长性能的影响Table 2 Effects of probiotics on growth performance of growing pigs

2.2 益生菌对生长猪粪便微生物数量的影响

由表3可以看出，在第1阶段结束时，与对照组相比，各益生菌组粪便中酵母数量显著升高(P＜0.05)，短乳杆菌组和复合菌组的乳酸菌数量显著升高(P＜0.05)，同时这2组的大肠杆菌数量显著降低(P＜0.05)。在第2阶段结束时，与对照组相比，各益生菌组的乳酸菌和酵母数量显著升高(P＜0.05)，短乳杆菌组和复合菌组的大肠杆菌数量显著降低(P＜0.05)。

表3 益生菌对生长猪粪便微生物数量的影响Table 3 Effects of probiotics on faecal microflora number of growing pigs lg(CFU/g)

2.3 益生菌对饲粮养分表观消化率的影响

由表4可以看出，第1阶段结束时，与对照组相比，短乳杆菌组和复合菌组的粗蛋白质、钙表观消化率显著提高(P＜0.05)，酵母组的钙、磷表观消化率显著升高(P＜0.05)。第2阶段结束时，与对照组相比，短乳杆菌组和复合菌组的粗蛋白质、钙、磷表观消化率显著提高(P＜0.05)，酵母组的钙、磷表观消化率显著提高(P＜0.05)。

表4 益生菌对饲粮养分表观消化率的影响Table 4 Effects of probiotics on nutrient apparent digestibility of diets %

2.4 益生菌对生长猪血清指标的影响

由表5可以看出，第1阶段结束时，与对照组相比，各益生菌组的血清IgA含量显著提高(P＜0.05);复合菌组的血清 TP、GLB、IgG 含量显著升高(P＜0.05)。第2阶段结束时，各益生菌组的血清IgG含量显著提高(P＜0.05);短乳杆菌组的血清 TP、GLB、IgA 含量显著提高(P＜0.05);酵母组的血清TP含量显著提高(P＜0.05);复合菌组的血清 GLB、IgA 含量显著提高(P＜0.05)。

3 讨论

3.1 益生菌对生长猪生长性能的影响

益生菌作为一种活菌制剂，能够在肠道内繁殖产生大量生物活性成分，有利于改善仔猪对营养物质的消化和吸收，促进机体的生长发育［6-7］。Davis等［8］报道，短乳杆菌制剂能改善肠道菌群结构，提高断奶仔猪的生长性能;Van Heugten等［9］研究发现，活性酵母能够提高断奶仔猪的日增重、降低料重比;陈文辉等［10］认为，复合益生菌对断奶仔猪的平均日增重和饲料利用率具有显著的促进作用。然而，也有一些试验结果显示，益生菌对断奶仔猪的平均日增重及饲料转化率没有显著影响［11-12］。不同研究结果存在差异的原因可能与益生菌的菌种特性、菌种组合、添加比例以及动物的日龄、生理状态和饲养环境条件等试验因素有关［13］。从本试验结果来看，饲粮中添加益生菌能够改善生长猪的生长性能，但不同阶段、不同菌种的改善程度不同。在13～30 kg阶段(第1阶段)，益生菌对平均日增重、料重比等生长性能指标的影响优于30～50 kg阶段(第2阶段)，这与Giang等［1］、毛 倩 等［14］、周 盟 等［15］的 研 究 结 果 相 似。Gorke等［16］研究认为，益生菌通常在敏感期具有较好的促生长效果。断奶后仔猪处于强烈的生长发育阶段，消化系统和免疫系统尚未发育成熟，加上心理、环境和营养等应激因素的影响，容易引起胃肠道结构和功能发生显著变化［17］，导致采食减少、生长受阻，此时应用益生菌可以恢复肠道菌群平衡和胃肠功能，效果明显。随着猪只的生长发育，生长猪群的消化系统发育较为完善，免疫力及对外界环境的抵抗能力均相对较强，益生菌对平均日增重的提高效果要差于日龄较小的猪体［18］。Sanders等［19］认为，与单一菌株的益生菌相比，复合的菌株或菌种具有更好的益生效果，但从本试验结果看，短乳杆菌和酵母单一菌种在13～30 kg阶段的促生长效果明显，而复合菌在30～50 kg阶段的效果更好。本试验所用复合菌由短乳杆菌和酵母混合而成，如何发挥其最佳使用效果，还需对2种菌的配伍比例、添加剂量和使用阶段进一步研究确定。

3.2 益生菌对生长猪粪便微生物数量的影响

仔猪生活条件发生改变(如断奶、饲粮变化、应激等)时，容易引起胃肠道微生物区系的失调，表现为有益菌数量急剧减少、大肠杆菌等条件致病菌大量繁殖。本试验发现，短乳杆菌和复合菌能增加生长猪粪便中乳酸菌数量，降低大肠杆菌数量，这与 Huang 等［20］的结果一致。Giang 等［1］认为，乳酸菌能够抑制病原菌的主要原因是由于其可在肠道中产有机酸，降低了肠道pH，而大肠杆菌在pH低于5.5时难以生长。也有研究认为，乳酸菌可以通过竞争有限的微生物营养素从而有效抑制致病菌在肠道的生长和繁殖［21］。另外，Naughton 等［22］和 White等［23］研究均指出，酵母细胞壁中含有甘露聚糖，可直接结合某些肠道病原菌，阻止其在肠黏膜的定植，从而改善胃肠环境和菌群结构。胡友军等［24］研究也发现，在仔猪饲粮中添加酵母后能够增加消化道中乳酸菌数量，降低大肠杆菌数量。本试验中，与对照组相比，酵母组生长猪粪便中大肠杆菌数量虽无显著变化，但酵母的数量却显著增加，乳酸菌数量有增高趋势。由此可见，短乳杆菌、酵母等益生菌在调整生长猪肠道菌群组成等方面具有积极作用，从而增强肠道消化吸收机能，有利于猪群健康状况和生产性能的改善。

3.3 益生菌对饲粮养分表观消化率的影响

消化率是衡量饲料的可消化性和动物的消化能力的重要指标［25］，而益生菌可促进养分消化率的提高。王志祥等［26］发现，在断奶仔猪饲粮中添加乳酸杆菌，可提高饲粮粗蛋白质、钙和磷的表观消化率。洪奇华等［27］证实，富酶活性酵母可提高仔猪的粗蛋白质表观消化率。Kunavue等［28］、曹廷富［29］研究均表明，在生长猪饲粮中添加复合益生菌制剂可提高饲粮粗蛋白质、钙和磷的表观消化率。本试验结果也表明，益生菌可显著提高生长猪对饲粮中粗蛋白质、钙、磷等营养物质的消化吸收，充分说明益生菌对养分消化率的提高是改善生长猪生长性能的一个重要因素。短乳杆菌可代谢产生有机酸，促进肠道蠕动和消化液分泌，有利于养分的消化吸收，并且这种偏酸环境也有利于被结合或螯合的矿物质元素以游离态释放，从而提高钙、磷等的利用率［30-31］。短乳杆菌在肠道定植后还能促进仔猪肠道上皮绒毛的生长发育，增大小肠吸收面积［32-33］。此外，酵母本身含有丰富的消化酶(如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等)，这也促进了肠道对大分子营养物质的消化吸收［34］。

3.4 益生菌对生长猪血清免疫指标的影响

血液生化指标反映了机体营养代谢情况和各组织器官功能，也间接反映了动物的生产性能。一般来说，血清TP、ALB含量的升高表明肝脏合成蛋白质的能力加强，GLB含量的升高是免疫力提高的表现［35］。董晓丽等［36］、刘辉等［37］分别在断奶仔猪和生长猪饲粮中添加罗伊氏乳杆菌和短乳杆菌后发现，仔猪血清中GLB含量显著升高。本试验结果显示，各益生菌组血清中TP和GLB含量均较对照组升高，说明益生菌在改善肝脏的蛋白质合成和提高机体的免疫力方面具有积极的作用。

免疫球蛋白是介导动物体液免疫的主要免疫分子，也是反映机体免疫功能的重要指标，血清中IgG、免疫球蛋白M(IgM)、IgA在血清中含量的升高表明机体免疫功能增强。有研究指出，乳酸菌在动物肠道定植后大量繁殖，不断合成维生素、氨基酸等有益物质，不仅满足了动物免疫器官的生长发育，也可以作为抗原物质刺激免疫器官的生长发育［38］。酵母细胞壁中成分(如甘露寡糖、葡聚糖)可以通过活性巨噬细胞触发肠道上皮细胞或肠道相关性淋巴样组织Th-1的应答，从而增强机体免疫力［39-40］。文静等［3］在断奶仔猪饲粮中添加屎肠球菌、李瑞等［41］在生长猪饲粮中添加复合益生菌，结果均发现血清IgG含量有不同程度的提高，机体的免疫功能增强。本试验结果表明，各益生菌组生长猪血清中IgG、IgA含量均有不同程度的提高，说明益生菌可增强生长猪的免疫功能。

4 结论

在饲粮中添加益生菌能够改善生长猪的肠道菌群环境，促进饲粮中粗蛋白质、钙、磷等养分的消化，增强机体的免疫功能，进而提高生长性能。

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