益生菌酵素制剂对断奶仔猪肠道微生物菌群及代谢能力的影响

范 星，王 茹，张学松，张飞燕

（1.石家庄医学高等专科学校基础医学部，河北石家庄 050599；2.河北省科学院生物研究所，河北石家庄 050599）

集约化、现代化养殖是畜牧业发展的主要趋势，为提高母猪的生产效率，养猪场会采取多种措施对出生还不足月的仔猪进行断奶，但易使仔猪的免疫功能和肠道功能紊乱（石志芳，2021）。为此，学者纷纷开始关注断奶仔猪的肠道健康问题，并对如何加强肠道功能展开探讨与研究。目前关于该方面的研究已经取得一定的研究成果。如秦旭等（2023）以42 只断奶仔猪为研究对象，通过观察仔猪注射脂多糖后空肠内凋亡和自噬相关基因随时间的动态变化情况，讨论脂多糖是否会对空肠凋亡与自噬信号通路产生激活作用；郭彤等（2022）以144 只三元杂交仔猪为研究对象，分析在日粮中加入普通氧化锌、纳米氧化锌及蒙脱石负载型氧化锌后，断奶仔猪生长性能、腹泻率、肠黏膜形态和肠道菌群多样性受到的影响；贺峰等（2022）将酿酒酵母添加到断奶仔猪日粮中，探讨此类添加剂对仔猪肠道消化功能、微生物区系、免疫功能、抗菌能力及生长性能的影响。基于上述研究，本次研究针对断奶仔猪肠道的微生物菌群及代谢能力，探讨益生菌酵素制剂的效用。希望通过本次研究，可为缓解仔猪早期断奶应激综合征指出新的研究方向，同时，为新型肠道保护药物的研制及在日粮中的精准使用提供可靠的数据及理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料 益生菌酵素制剂主要成分包括保加利亚乳杆菌、乳双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、约氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、青春双歧杆菌，购买于济南圣和化工有限公司。

1.2 基础日粮配制 试验基础日粮为玉米- 豆粕型，日粮配方参考NRC（2012）7 ～11 kg 仔猪的营养需要，日粮配方及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成及营养水平

1.3 试验方法 以体重近似、性别比例固定等条件为前提，将60 只出生仅20 日龄的健康三元杂交仔猪平均划分为两个处理组，即对照组和试验组。对照组饲喂基础日粮，试验组饲喂基础日粮+ 益生菌酵素制剂，其益生菌酵素制剂添加量为10%，内含纳豆芽孢杆菌、乳酸菌两种高菌落量的活菌与干酪乳。此外，在仔猪饲养过程中，对仔猪实行一猪一笼、自由饮食的饲养方式，饲喂次数为每天3 次，饲喂量保证仔猪吃饱后仍有剩余。饲养30 d 后，采集仔猪回肠、盲肠及尿液样本。仔猪空腹一天后进行颈静脉放血，在快速屠宰过程中从腹腔内取相同长度与重量的十二指肠后段（即回肠）、盲肠样本，然后采集空肠黏膜样品，并将样品放入液氮罐中速冻，并置于-80℃的冰箱中保存（张卫辉，2023）。用于代谢能力试验活动的尿液样本通过动物代谢试验笼托盘取得，经过含有磷酸盐缓冲液的氧化氘与离心机处理，将上清液装入核磁管内待用。应用十六烷基三甲基溴化铵测定法测定肠道样本，具体操作如下。

准备肠道样本和标准液。取一定量的肠道样本，并加入适量的溶剂使其达到适当的稀释程度。在一个容器中加入适量的标准液作为对照组。向样本和对照组中添加十六烷基三甲基溴化铵试剂。将容器密封并搅拌混合反应物质。放置一段时间后，通过离心或过滤等方法分离沉淀。使用分光光度计测量上清液的吸光度值，根据相关标准曲线计算出样品中的十六烷基三甲基溴化铵含量。

应用超高效液相色谱- 高分辨质谱法测定尿液样本：

准备尿液样本和质控样品。提取尿液中的目标化合物，对其进行预处理。使用超高效液相色谱仪将样品进行分离。通过质谱仪将目标化合物转化为离子态。使用高分辨质谱仪进行质量/ 荷电比（m/z）的检测和信号采集。分析所获得的数据，包括目标化合物的相对峰面积或响应，并结合内标或质控样品进行定量计算（何祉安，2021）。

1.4 数据处理与分析 试验数据利用SAS 9.4 软件进行单因素方差分析，运用方差分析法分析组间差异，P＜0.05 表示组间差异显著。

2 结果分析

2.1 复合益生菌制剂对仔猪肠道形态的影响由表2 可知，与对照组相比，试验组中仔猪十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度及绒毛高度与隐窝深度的比值均得到提高（P＜0.05），由此可表明，复合益生菌制剂可改变断奶仔猪的小肠肠道形态。

表2 断奶仔猪肠道形态指标测定结果

2.2 复合益生菌制剂对仔猪肠道菌群多样性的影响 由表3 可知，与对照组相比，试验组在Observed species、Shannon、Simpson、Chao1、Ace 和PD whole tree 等指数均显著高于对照组（P＜0.05）。因此可以证明，复合益生菌制剂对仔猪肠道菌群多样性产生了显著影响。

表3 仔猪肠道菌群多样性指数

2.3 复合益生菌制剂对仔猪代谢途径的影响由图1 可知，在代谢途径分布图中，每个圆即代表一条通路，圆的大小与表示通路影响因子和显著性差异的P值相关，圆圈越大表示该通路在机体整体的代谢轮廓中所占的比重越大，对机体的作用越明显。依据图中分析可知，仔猪所有代谢物的可代谢途径共有8 个，其中D- 谷氨酰胺和D-谷氨酸的代谢物较多，对应P值越大，代谢为缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的代谢物较少，对应P值越小。由此可证明，益生菌酵素制剂对仔猪内源性代谢途径有较大干扰，使得代谢为D- 谷氨酰胺和D-谷氨酸的代谢物增多。

图1 代谢途径分布图

3 讨论

师丽刚（2020）研究表明，复合益生菌制剂中含有多种活性物质，可提高断奶仔猪的生长性能及生产性能。本试验可知，在基础日粮中添加益生菌酵素制剂后，断奶仔猪的肠道形态发生了改变。具体表现为十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度以及绒毛高度与隐窝深度之间的比值均提高。刘公言等（2020）研究表明，仔猪粪便尿样中微生物数量可以反映消化道微生物区的变化情况，仔猪肠道优势种群为厌氧菌，其占比达到99% 以上，而需氧菌及兼性厌氧菌只有1%。本研究在基础日粮中添加益生菌酵素制剂，发现复合益生菌制剂对仔猪肠道菌群多样性产生了显著影响，主要表现在Observed species、Shannon、Simpson、Chao1、Ace 和PD whole tree 等指数显著高于对照组，由此证明，益生菌酵素制剂可调节仔猪肠道微生物菌群，提高乳酸菌等有益菌数量，减少大肠杆菌等有害菌数量，使有益菌能发挥抗炎、菌群调节、促进消化、保护黏膜等功能，促进肠道环境稳定，提高肠胃蠕动速度，帮助肠道功能恢复健康状态，减少仔猪腹泻的情况发生。此外，益生菌饲料对机体的内源性代谢途径产生了较大干扰，使D-谷氨酰胺和D- 谷氨酸代谢途径在整体代谢轮廓中占比较大，从而增强了其对机体的效用力度。

4 结论

综上所述，益生菌酵素制剂可改善仔猪肠道形态，提升仔猪肠道菌群的多样性，并对仔猪的内源性代谢途径有较大干扰。