乳酸菌发酵饲料对断奶仔猪生长性能和肠道健康的影响

张 铮， 石青松， 朱伟云， 毛胜勇

(南京农业大学动物科技学院/江苏省消化道营养与动物健康重点实验室/南京农业大学消化道微生物实验室，江苏南京 210095)

近年来，随着欧盟和许多国家开始限制和禁用抗生素，寻找高效安全的饲用抗生素替代品已成为畜牧业发展的当务之急。目前，微生态制剂和发酵饲料被认为是最有希望的饲用抗生素替代品，但在生产中发现，微生态制剂实际应用效果不稳定，且其产品的货架期较短。发酵饲料作为一种绿色、环保的新型饲料，目前已成为动物营养研究热点。在众多发酵饲料中，乳酸菌发酵饲料因具有替代或部分替代抗生素的潜力而受到广泛关注。研究发现，乳酸菌发酵饲料不仅含有大量活性益生菌，还含有大量的益生素等活菌与代谢产物[1]，同时乳酸菌在生长过程中还可以消除饲料中的抗营养因子，将大分子蛋白分解为活性肽或游离氨基酸，对饲料起到预消化作用[2]。此外，乳酸菌还是多种动物消化道的共生菌，乳酸菌进入动物肠道后，可使动物肠道中有益菌数量增加，促进肠道内形成有益优势菌群，从而竞争性抑制病原微生物增殖，保持肠道内微生态平衡，并对机体免疫起到积极调节作用[3]。基于以上研究进展，本研究拟采用本试验室分离获得的1株具有产乳酸能力和抗逆性强的唾液乳杆菌，进行全价饲料固态发酵，研究该乳酸菌发酵饲料对仔猪的生长性能和小肠发育情况的影响，为该发酵饲料在仔猪生产中的应用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物与分组

试验于2014年12月至2015年1月在江苏省南京市浦口区南京农业大学动物养殖基地进行，选取48头28日龄、体况良好、体质量相近的杜长大三元杂交断奶仔猪，随机分为2组，每组设4个重复，每个重复6头猪，试验周期为29 d，试验开始前3 d为预饲期。

1.2 饲养管理

试验猪饲养于保育舍内，每个保育床为1个重复，每天喂料3次，自由采食，自由饮水，保证通风换气，室内温度保持在15～20 ℃，免疫程序按养殖场内常规进行。在预饲养期间，每日统计饲料消耗和健康状况，掌握仔猪采食量变化，同时观察猪的行为和健康状况。预试期结束后，称试验猪质量并进行调整，统计后各组体质量无显著差异时进入正式试验。

1.3 试验日粮

对照组饲喂无抗乳猪全价配合饲料，试验组饲喂添加20%乳酸菌发酵饲料的无抗乳猪全价配合饲料(表1)。

表1 试验日粮配方及营养成分

注：预混料为全价饲料提供250 g/kg猪复合微量元素、35 g/kg乳猪用多维素、120 g/kg氯化胆碱(50%)、10 g/kg复合酶制剂、50 g/kg 甜味剂、535 g/kg载体。

1.4 样品采集

1.4.1 粪样采集 在屠宰前1 d以保育床为单位进行粪样采集，采集保育床下四角粪便，混匀后装入10 mL灭菌离心管，冰盒保存后立即带回试验室进行微生物计数分析。

1.4.2 消化道组织和内容物的采集 取空肠、回肠、结肠段，进行上皮分离(3 cm×3 cm)，取上皮层和部分肠段，保存在50 mL多聚甲醛溶液中，部分组织剪碎保存于灭菌冻存管；分别取各肠段内食糜，混合均匀后保存于2 mL灭菌冻存管。同时用固体pH计测定内容物pH值。

1.5 指标测定

1.5.1 生长性能指标 于试验开始1、14、29 d晨饲前空腹称质量，计算平均日增重。

1.5.2 免疫器官指数 分别采集脾脏、肝脏、肾脏，称取其湿质量，计算免疫器官指数[4]。

脾脏(肾脏、肝脏)指数(g/kg)=脾(肾脏、肝脏)湿质量/猪活体质量。

1.5.3 胃肠道食糜pH值与回肠、结肠内容物挥发性脂肪酸(volatile fatty acid，简称VFA)含量测定 采用Walk LAB pH60型酸度计测量各肠段食糜pH值。取1 g内容物分别加入1 mL无菌蒸馏水，充分振荡成悬浊液，在4 ℃、5 000g离心10 min，取上清液0.5 mL加25%偏巴酸0.1 mL摇匀过夜。上机前，在4 ℃、10 000g离心10 min，用气相色谱仪测定乙酸、丙酸和丁酸等含量，具体方法参照文献[5]。

1.5.4 空肠和回肠绒毛形态 固定后的肠道组织样品经脱水以石蜡包埋，连续切片(5 μm)，以苏木精-伊红染色。用显微镜观察肠道黏膜结构，并以MoticMed 6.0图像软件分析。每张切片测定10根完整绒毛的绒毛高度和隐窝深度，选择5张切片计算每个组织的平均值，具体方法参见Kim等的方法[6]。

1.5.5 粪便中乳酸菌、大肠杆菌、沙门氏菌数量 在无菌条件下，取1 g粪便到灭菌离心管中，加入等量的生理盐水，混匀后梯度稀释，取100 μL稀释液涂板，置于37 ℃条件下，乳酸菌培养48 h，大肠杆菌培养24 h，进行菌落计数[7]，每组4个重复。

1.6 统计分析

结果以平均值±标准误的形式表示，试验数据经Microsoft Excel 2010初步处理后，利用SPSS 18.0进行单因素方差分析，P值为0.05。

2 结果与分析

2.1 乳酸菌发酵饲料对仔猪生长性能的影响

由表2可知，第Ⅰ阶段，饲喂乳酸菌发酵饲料对断奶仔猪的平均日采食量和平均日增质量未产生显著影响(P>0.05)；第Ⅱ阶段，显著提高了平均日采食量和平均日增质量(P<0.05)。

2.2 乳酸菌发酵饲料对仔猪免疫器官的影响

由表3可知，乳酸菌发酵饲料对仔猪肝脏、肾脏和脾脏质量和相应器官系数无显著影响(P>0.05)。

2.3 发酵饲料对仔猪胃肠道食糜pH值的影响

由表4可知，饲喂发酵饲料的仔猪胃、回肠、结肠食糜pH值显著降低，与对照组相比，处理组分别降低19.17%、7.45%、4.48%，空肠和盲肠中食糜pH值有降低趋势(P>0.05)。

2.4 发酵饲料对仔猪回肠和结肠食糜挥发性脂肪酸(VFA)含量的影响

由表5可知，饲喂发酵饲料的仔猪结肠内乙酸含量显著升高，丙酸含量有升高趋势，分别提高22.99%、22.28%，丁酸、异丁酸、异戊酸、戊酸以及总挥发酸含量有所提高，但差异不显著；在回肠中，饲喂乳酸菌发酵饲料对仔猪各VFA含量以及总VFA含量均未产生显著影响。

表2 发酵饲料对仔猪生长性能的影响

表3 发酵饲料对仔猪免疫器官指数的影响

表4 发酵饲料对仔猪胃肠道食糜pH值的影响

2.5 乳酸菌发酵饲料对仔猪小肠绒毛形态的影响

由表6可知，发酵饲料对仔猪空肠和回肠绒毛高度、隐窝深度及二者之比值无显著影响。

2.6 乳酸菌发酵饲料对仔猪粪便微生物的影响

由表7可知，与对照组比较，饲喂发酵饲料显著提高仔猪粪便中的乳酸菌数量，显著降低大肠杆菌数量，有降低沙门氏菌数量的趋势，但差异不显著。

表5 发酵饲料对仔猪回肠和结肠食糜VFA含量的影响

表6 发酵饲料对仔猪空肠和回肠绒毛形态的影响

表7 发酵饲料对仔猪粪便微生物的影响 lg(CFU/g)

3 讨论

研究发现，乳酸菌发酵饲料呈浓郁酸香气味，同时饲料松软、适口性好，这可能是导致仔猪采食量提高的主要原因，该结果也与Choi等的研究报道[8]一致。Shim等发现，相比对照组和液态发酵组，固态发酵组肉鸡平均采食量显著提高[9]。目前国内外关于发酵饲料对仔猪生长性能的影响争议较大。有研究报道，添加乳酸菌发酵饲料有降低断奶仔猪平均日增质量和料重比的趋势[10]。造成这一现象的原因很多，发酵所采用的菌种、发酵条件以及贮存环境的差异都可能影响最终结果。在本试验中发现，仔猪在断奶后1～14 d的平均日增质量略有降低，其原因可能是由于本试验采用了较极端的无抗饲料，在该期间，断奶应激导致了部分仔猪出现腹泻，因此影响了仔猪生长速度。但同时也发现，在饲喂乳酸菌发酵饲料14 d后，饲喂发酵饲料仔猪平均日增质量显著提高，该结果说明发酵饲料具有促进仔猪生长的作用。

动物胃肠道的酸度是影响其消化性能的重要因素，适宜的酸度是仔猪实现正常消化功能的关键，发酵饲料中的乳酸菌及产生的酸性物质可降低动物的胃肠道pH值[11]。在本试验中，饲喂发酵饲料显著降低仔猪胃、回肠、结肠pH值。原因可能有2点：一是发酵饲料中的乳酸、乙酸等酸性物质进入肠道改变胃肠道pH值；二是可能发酵饲料中的乳酸菌定殖在肠道内，乳酸菌大量生长产生了大量乳酸，降低了仔猪肠道pH值。单胃动物微生物发酵主要发生在消化道后端(结肠、盲肠、直肠)，一般以盲肠中VFA(主要有乙酸、丙酸、丁酸等)含量最高，VFA的存在对仔猪的后肠健康起到重要作用。Giang等发现，在仔猪日粮中添加益生菌制剂，显著提高了回肠和结肠中乙酸和丙酸含量[12]。本试验中，饲喂发酵饲料显著提高仔猪结肠中乙酸含量，同时丙酸、总VFA含量均有升高趋势，这可能是由于在结肠中定殖的乳酸菌大量繁殖并利用了碳水化合物发酵；而回肠中的各VFA以及总VFA含量与对照组间差异均不显著，可能是小肠中的微生物数量相对较少，因此对肠道发酵的影响程度较低。

肠绒毛是小肠黏膜表面的上皮和固有层向肠腔内的细小突起，小肠绒毛是小肠的基本功能单位，在消化道前段(十二指肠和空肠)分布最密，往后则逐渐减少。肠绒毛之间具有隐窝，隐窝深度决定肠绒毛通过有丝分裂产生上皮细胞的速度，反映了细胞生成率。隐窝变浅，表明细胞的成熟率上升，分泌功能强。Hampson指出，未断奶前随着日龄增加仔猪小肠绒毛高度增加，隐窝变深[13]。有研究发现，从液体奶向固体饲料的过渡状态会造成绒毛高度缩短，隐窝加深，这暗示断奶会降低仔猪的消化能力，对仔猪的肠道形态有重要影响[14]。Choi等研究报道，饲喂液态和固态发酵饲料的仔猪与对照组相比，空肠和回肠的绒毛高度和隐窝深度差异均不显著，但二者之比差异显著[8]。在本试验中，空肠绒毛高度和隐窝深度以及二者之比均无显著差异，说明在本试验条件下，乳酸菌发酵饲料对断奶仔猪的肠道发育无明显影响。

本试验中，饲喂乳酸菌发酵饲料显著降低了仔猪粪便中大肠杆菌数量，提高了乳酸菌数量，这与Konstantionov等的研究结果[15]一致，其原因可能是发酵饲料中的乳酸菌在肠道中大量定殖，竞争性争夺肠壁的定殖位点，同时乳酸菌在生长繁殖过程中分泌了有机酸(乳酸、乙酸等)以及某些抑菌因子，进而抑制了大肠杆菌等有害菌在肠道内的定殖，平衡了仔猪消化道微生物区系，进而保障了仔猪的消化道健康。饲喂发酵饲料有降低沙门氏菌的趋势，有研究表明，发酵饲料发酵产生的大量乳酸和乙酸等有机酸[16]，同时结合较低的pH值可以降低沙门氏菌的数量，但活性乳酸菌对沙门氏菌并无显著抑制作用[17]。

乳酸菌发酵饲料可显著提高仔猪平均日采食量，但对料肉比及平均日增质量无显著影响；乳酸菌发酵饲料可提高仔猪肠道内VFA含量以及粪便乳酸菌数量，对仔猪肠道健康有改善作用。