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仔猪营养性腹泻研究进展

2019-01-09郑珏昊严平宇

猪业科学 2019年3期
关键词:断奶添加剂仔猪

郑珏昊,严平宇,2

(1.武汉轻工大学动物科学与营养工程学院,湖北 武汉 430023;2.动物营养与饲料安全湖北省协同创新中心,湖北 武汉 430023)

仔猪早期断奶技术已经在国内外普遍使用,该技术可通过缩短母猪的繁殖周期以提高母猪生产性能,并使仔猪尽早摄食,保证充足的营养。然而仔猪早期断奶后的高发性腹泻一直是难以攻克的问题。仔猪腹泻不仅降低其饲料利用效率,从而影响生长性能,更加严重地则会导致死亡。因此,有效控制腹泻病成为极为重要的环节。仔猪腹泻病因较多,大致可分为疾病与非疾病型,早期研究常集中于疾病因素(细菌、病毒、寄生虫等)。

而近年大量研究证实,仔猪的营养水平与腹泻存在紧密联系,病原或许已不再是腹泻的原发性病因。由营养因素导致的腹泻称为营养性腹泻,相关研究将腹泻机理与营养调控手段结合,为减少腹泻提供了更专业的方法。

1 仔猪营养性腹泻的原因

1.1 母猪因素

母猪妊娠期如果营养不良或发生疾病,常导致仔猪宫内发育迟缓(IUGR),IUGR仔猪消化道发育和功能受阻已被广泛研究,结果揭示IUGR仔猪更易发生渗透性腹泻。哺乳期内仔猪营养来自母乳,母体营养不良会造成乳汁稀薄、营养素缺乏,易引发仔猪黄白痢;当母猪患有乳房炎或子宫内膜炎时,血液中炎性细胞因子(IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α等)含量上升并随乳汁进入仔猪体内,破坏体内细胞因子的稳态,导致免疫抑制、抗感染力减弱和胃肠炎。

1.2 仔猪因素

仔猪消化生理功能存在缺陷,极大地限制了消化吸收,这是营养性腹泻最主要的因素。其消化生理具有以下特点:

1.2.1 消化道发育不健全

仔猪消化器官体积小重量轻,形态和结构未发育成熟,小肠绒毛正生长分化,消化吸收与免疫应答弱,断奶后小肠绒毛被饲料迅速磨损消耗。Cera等[1]研究表明,21日龄仔猪断奶7 d内肠绒毛高度显著降低且低于同龄未断奶仔猪。Hampson[2]报告显示,第21天断奶能够马上降低仔猪肠道绒毛高度。

1.2.2 胃酸分泌不足

仔猪哺乳期摄入丰富的乳糖,在肠道微生物的作用下发酵为乳酸并维持肠道内低pH,保证较好消化能力。但断奶后乳糖缺乏,此时仔猪胃底腺分泌酸力低且量少,并且饲料有较强的酸结合能力,导致胃肠道内pH快速升高,引发如下后果:1)胃蛋白酶原激活不足,蛋白质消化率低并发生异常发酵,增加吸收压力;2)对细菌阻断能力减弱,适于有益菌的酸性环境消失,有害菌繁殖加速,菌群失衡,最终出现下痢、肠炎等。

1.2.3 消化酶系统不健全

初生猪体内富含与乳成分相匹配的脂肪酶、乳糖酶、酪蛋白酶和凝乳酶等,而消化植物性饲料中的蛋白酶及淀粉酶活性在21日龄还未达成年猪一半,因此无法立刻适应固体饲料。断奶应激导致胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶、糜蛋白酶和胰腺内消化酶等活性急速下降。这些酶活性降低,一是胃肠道的酸度不足以激活酶原;二是断奶限制消化器官发育,酶的分泌受到影响。

1.2.4 肠道微生物区系易变

猪肠道的主要菌系包括:大肠杆菌、韦氏梭菌、链球菌、乳酸杆菌、拟杆菌。健康仔猪以乳酸杆菌为优势菌群,pH可维持在较低水平,有助于肠道健康。但乳酸杆菌也最容易受到刺激干扰,断奶会造成乳酸菌和双歧杆菌数量减少,有害菌相应增多,不良产物也随之增加,肠道微生物区系失衡,引发仔猪腹泻。

1.3 饲料因素

1.3.1 蛋白、脂肪含量过高

日粮中蛋白质、脂肪含量过高导致仔猪消化不良,未充分消化的食糜被有害细菌降解并释放毒性胺、酚类、吲哚和硫化氢等,造成肠黏膜损伤并引发大肠内渗透压上升,血液水大量进入大肠,随即发生腹泻。对于仔猪可适当控制豆粕等植物蛋白的用量,改用鱼粉、血浆蛋白、奶制品、发酵大豆等。

1.3.2 缺乏维生素和矿物质

缺乏维生素导致幼龄动物代谢紊乱:缺乏维生素K出现生长抑制和顽固性腹泻;过低的B族维生素供应会导致能量代谢问题、厌食并消化不良以及弥漫性肠炎;缺铁性贫血常与腹泻相伴;缺硒造成肠道平滑肌受损、消化紊乱,引起顽固性腹泻;缺锌引起肠黏膜炎、肠胃功能失调、含锌消化酶活性降低,食糜堆积引发腹泻。

1.3.3 抗营养因子

日粮中的抗营养因子包括:蛋白酶抑制因子、植物凝集素、单宁、植酸和抗原蛋白等。这些因子易造成仔猪消化器官受损和顽固性腹泻。更多的研究显示,大豆中抗原蛋白因素可以诱发仔猪短时的过敏,这直接导致仔猪断奶后腹泻。免疫学研究[3-5]揭示出日粮抗原过敏造成肠绒毛虚脱、酶浓度和活性下降, 最后导致吸收不良及临床腹泻。

2 仔猪营养性腹泻的调控

2.1 母源性腹泻的防治

注重母猪产前保健与产后护理:给予优质饲料保证营养的全面均衡;尽量防范母猪产仔前后发生疾病,保证母猪宫内仔猪正常发育;防治母猪产后泌乳障碍综合征,消除亚健康状态等方法均可减少腹泻。

2.2 科学的饲喂方式

Deprez等[6]报告显示,湿喂状态下仔猪肠道绒毛在断奶时正常,采食量、增重指标上比干喂状态下好,腹泻率下降较明显。Sissons等[7]研究表明仔猪断奶后限饲可防止腹泻,原理是肠道内摄入蛋白含量较少,因此蛋白质的抗原和腐败较少。

2.3 仔猪日粮合理的营养素配比

2.3.1 蛋白质

仔猪断奶后需要丰富的营养物质,但不是含量越高越好。日粮中提供适当蛋白水平,可以减弱蛋白质在肠道中的腐败,但同时必须保证几种限制性氨基酸的供给。王华朗等[8]研究表明,随着日粮蛋白水平升高(19%升至23%)仔猪腹泻率也随之上升。辛小召等[9]试验结果揭示,当饲粮蛋白水平从21.5%降至17.5%时,仔猪腹泻率显著降低77.6%。

综上所述,仔猪饲料中蛋白质水平比营养标准推荐值下降1%~3%,且保证赖氨酸的供给,能明显减轻腹泻,且对生长无明显影响。

2.3.2 纤维素

传统营养学把粗纤维(CF)归为抗营养因子,而近年来专家开始重新认识CF的作用,尤其突出于调控仔猪肠道发育。李雁冰[10]以苜蓿草粉作为纤维来源,结果表明与对照组(CF水平2.8%)的相比,试验组(CF水平5.3%)仔猪性腹泻显著降低。Yan[11]将甜菜粕作为纤维来源,设计了CF从3.23%~6.56% 4个水平,结果揭示随CF水平的提升,仔猪腹泻率有下降的趋势,且最佳CF水平在5.5%左右。杨玉芬[12]以甜菜渣与苜蓿草粉作为主要纤维源,将仔猪日粮纤维含量由2.96%提高到5.91%,发现试验组仔猪消化道发育更好,十二指肠中消化酶活性高,腹泻频率降低。

2.3.3 维生素与矿物质

维生素极易被温湿度和金属离子影响而氧化失效,因此应注意维生素真实效价以保证足够摄入量。如考虑高温制粒和膨化等因素,应使用稳定型维生素。

仔猪缺铁性贫血常伴随腹泻,所以应当尽早补充铁元素。锌元素在促进幼畜生长、调控胃肠道消化功能发挥着核心作用,且价格低廉,因此氧化锌成为控制仔猪腹泻最重要的矿物元素添加剂。Hill等[13]报告显示饲料添加3 g/kg的氧化锌显著降低了仔猪腹泻率,生长性能上升。但是饲料高锌添加也带来负面影响:影响消化道正常发育、仔猪后期生长抑制、粪便高锌残留等,因此研究者们开始对氧化锌进行加工处理:王超[14]将563 mg/kg包膜氧化锌添加到饲料中可显著降低断奶仔猪腹泻率,生长性能上升;李强[15]研究表明750 mg/kg包被氧化锌可显著提升仔猪抗腹泻能力;龙丽娜等[16]以纳米氧化锌为新型锌源,证实500 mg/kg的添加量即可显著提高断奶仔猪的生长性能并降低腹泻率。

为达到加强饲料添加剂的管理,调整饲料添加剂使用规程,2017年11月17日原农业部发布的《饲料添加剂安全使用规范》第二轮修订意见稿中,其中要求仔猪(体重≤ 25 kg))锌元素的添加上限为110 mg/kg,这成为一个极为严苛的剂量标准。据此可以推断未来生产中更高效价的新锌源将替代传统氧化锌。

2.4 抗营养因子活性的钝化与消除

抗营养因子可以导致肠道结构变化并形成消化不良从而诱发腹泻。因此,各种能减少抗营养因子的方法均可用于加工饲料,主要包括物理法(加热、膨化、挤压等)、化学法(酸碱处理、特殊溶剂浸提)及生物法(微生物发酵、加酶制剂等)。

谯仕彦等[17]的研究结果显示:高温膨化使大豆中胰蛋白酶抑制因子活性降低了70%以上。Sessa[18]在75 ℃下用亚硫酸钠溶液浸泡大豆粕,可以钝化92%的胰蛋白酶抑制因子。赵娜[19]研究结果显示,酶解发酵后使饲料抗原蛋白和植酸磷大幅度降解,饲喂仔猪可降低腹泻率并促进生长。岳晓敬等[20]报告表明,仔猪饲料中用8%、12%的益生菌发酵豆粕替代豆粕,对比对照组腹泻率明显降低,消化酶活性明显上升。

2.5 合理使用添加剂

2.5.1 酶制剂

酶制剂能够补充动物体内消化酶的不足、钝化抗营养因子,从而提高消化率。张丽[21]发现饲料中添加0.03%的木瓜蛋白酶将仔猪腹泻率显著降低了26.0%,且粪便中大肠杆菌数下降。李元凤[22]报告显示添加角蛋白酶在21日龄断奶仔猪上可使腹泻率下降43.6%。

2.5.2 酸化剂

酸化剂产品已从初代无机酸发展到有机酸,再发展到现在的小分子复合有机酸化剂,逐步克服了酸化剂异味重、效价时间短、损伤胃肠道、破坏饲料营养成分等难题。张旭晖等[23]研究了不同组合酸化剂对仔猪的影响,发现多类型有机酸配合使用可显著或者极显著降低腹泻率。苏永腾等[24]在仔猪日粮添加0.3%和0.5%的复合酸化剂(乳酸钙、甲酸钙、柠檬酸、苹果酸、苯甲酸等)都能够极显著降低仔猪腹泻率。

2.5.3 微生态制剂

微生态制剂是活性微生物及其培养物,或促微生物生长物质的统称,可通过建立优势菌群、抑制有害病菌净化胃肠道达到促生长和提高饲料报酬的目的。动物体况良好的重大标志是肠道菌群平衡稳定,微生态制剂能够促进免疫器官发育、增加抗体含量、提高免疫力。尹清强[25]等在仔猪料中加入0.10%和0.05%微生态制剂,能够降低仔猪腹泻率以及死亡率并明显低于对照组,效果超过抗生素。文超越等[26]研究发现0.5%酵母水解物+0.03%微生态制剂明显降低仔猪腹泻率。

2.5.4 中草药类制剂

中草药的应用是数千年来中医的智慧结晶,具有独特的效果。在抗生素使用越来越严苛甚至推行无抗饲养的时代背景下,学者们开发出中草药类添加剂(中草药制剂、植物精油、中草药多糖等)。由于其纯天然、低毒性、无耐药性,因此有极大潜力替抗。

江山[27]以党参、黄芪、益母草为主料制成中草药复方饲料添加剂,报告显示添加0.1%的剂量可以提升日增重并明显降低腹泻率,采食量指标保持正常。博落回提取物主要的活性成分为血根碱,作为添加剂有抑菌、抗炎、降低发病率和促生长的作用,Liu[28]等研究表明仔猪日粮添加血根碱对于降低仔猪腹泻率有显著效果。

植物精油是存在于芳香植物中的一类活性物质,其复杂的成分反而具有组分间协同性,可发挥多途径、多靶点的优势[29]。Li等[30]发现精油(主成分肉桂醛和百里香酚)提升了仔猪肠道黏膜免疫系统功能,显著降低腹泻率。Cairo等在饲料中添加1.5 g/kg红胡椒精油显著降低了仔猪腹泻率。

仔猪饲粮中添加中药多糖能有效刺激胃肠道,促进消化腺酶的分泌和饲粮养分的吸收,提高仔猪的日增重,有利于仔猪的健康生长。蔡旭滨等[31]研究发现0.1%太子参茎叶多糖极显著降低了仔猪腹泻率,免疫球蛋白含量显著提高。

但是由于中草药种类繁多,成分复杂,作用机理尚未明确,再者使用中也受到添加剂量、处理工艺、药剂类型,药方构成等诸多因素的影响。

各种添加剂均具有一定的促生长、抗腹泻作用,因此笔者认为,宽领域、多层次、广覆盖的使用最为合理有效。

3 总结与展望

中国养殖的禁抗之路势在必行,因此在科研与生产实际中,营养调控手段将会有更广阔的施展空间。对仔猪进行更精准的营养供给,探寻高效且健康绿色的抗生素替代品是从事动物营养的工作者们未来更应该注重的方向。

仔猪营养性腹泻成因复杂,任何单一的调控举措都是片面的,应从仔猪的生理消化特点、饲料设计及加工、消化道环境和微生物之间的关系考虑,并通过外源性补充各类添加剂,利用综合的营养手段改善仔猪腹泻状况。我们还应清楚,由营养性腹泻导致的继发病原性腹泻会加重仔猪病情,因此除了关注营养因素外,也应及时对防疫、病原检查及药物治疗给予重视。

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