复合菌培养物对母猪生产性能、免疫功能及抗氧化能力的影响

2020-01-20 11:05:53      点击:

在畜牧业生产中,由于抗生素过量使用而带来的副作用日渐突出。长期大量使用抗生素可破坏动物肠道菌群平衡,产生耐药性,同时造成畜产品药物残留严重超标。欧洲国家近十年来全面禁止在饲料中添加抗生素,我国拟计划 2020 年全面禁止在动物饲料中添加抗生素。因此,抗生素的替代产品研究已迫在眉睫。目前,已研究出多种抗生素替代品,常见的如:植物提取物、植物精油、低聚木糖、中草药制剂、酶制剂、酸味剂和微生物发酵饲料等。研究表明,微生物发酵饲料不仅可以改善饲料品质、提高饲料的消化吸收率,还可以维持动物体内微生态平衡,增强机体的免疫力和抗氧化能力。近些年,随着研究的深入,微生物发酵饲料在猪生产中的应用日渐增多,并显示出良好的功效,微生物发酵饲料可以调节妊娠母猪肠道菌群平衡、减少便秘发病率,改善机体免疫机能,提高采食量和繁殖性能。

目前,市场上的微生物发酵饲料的种类繁多,质量也良莠不齐,发酵工艺和菌种不同对发酵饲料的品质和使用效果会产生很大的影响。复合菌培养物是由 4 株高活性益生菌发酵生成,通过微生物的代谢活动,发酵产物含有少量活菌细胞和大量益生菌代谢产物,主要包括 β - 葡聚糖、甘露聚糖、活性氨基酸、多肽和有机酸。这些营养活性物质能刺激机体对营养物质的消化、吸收,调节消化道内微生物区系,影响免疫系统的功能,调节氧化状况平衡。

本课题组前期关于复合菌培养物在肉羊生产中的应用研究显示出积极的功效。本试验研究该制剂对母猪生产性能、免疫功能及抗氧化能力的影响,旨在为复合菌培养物在母猪上的应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1 复合菌培养物

根据本课题组前期研究成果,选用麸皮、玉米、米糠、枣渣、玉米皮及豆粕等为主要原料,将活化好的酿酒酵母菌 XR4、酿酒酵母菌 BC、枯草芽孢杆菌 A15 和乳酸菌按2∶2∶1∶1 比例混合,以 15%接种量接入固态发酵料中,加水使最终含水量为45%,于发酵车间固态堆积发酵48h制备复合菌培养物。复合菌培养物中含有 β - 葡聚糖、甘露聚糖、多肽、氨基酸和有机酸 5 种主效活性物质,其含量分别为 ≥ 1450 mg /kg、≥ 670 mg /kg、≥1.3 mg /g、≥152.7 mg /kg 和≥1.48 mg /g。

1.2 基础饲粮

母猪从妊娠第 85 天开始饲喂哺乳料,基础饲粮参照 NRC(2012)标准进行配制,饲粮组成及营养水平见表 1。

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1.3 试验动物与试验设计

试验于 2018 年 5—6 月在河北省张家口市某猪场进行,试验期从母猪临产前 20 天至哺乳仔猪断奶即母猪产后20天结束,共40d。选择同一批次、胎次和体重相近的加系母猪40头,随机分为对照组和试验组,每组设 4 个重复,每个重复5头猪。对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中添加 10%复合菌培养物。

妊娠后期母猪饲养于妊娠舍内,预产期前 7天转至彻底消毒的分娩舍,妊娠后期,每日05:30和16:00 饲喂,根据体况每日饲喂 3 kg 左右;分娩前 3 天,每头母猪的日饲喂量分别为 1.5、1.0 和0.5 kg;分娩 当 天 不 饲 喂; 泌 乳 期 每 日 05: 30、10:00和 16:00 饲喂,分娩后第1 天饲喂 1.0 kg;第2 天后,在 1.0 kg 的基础上每日增加 0.7 kg;第 5~6 天时,增加至 4.5 kg 左右;之后开始自由采食(自由采食程度判断标准为吃饱后料槽中略有余料为准)。哺乳仔猪由母乳喂养,不添加代乳料。母猪和仔猪均自由饮水,免疫、消毒、卫生等常规程序按试验猪场相关制度进行。所有试验猪均饲养于同一栋猪舍内,并保证向阳面与背阳面每组栏数相等,尽可能控制环境因素一致。

1.4 血样采集

分别于母猪分娩 24 h 内和断奶(产后 20 天) 第 2 天晨饲前,每个重复随机选 3 头母猪,耳静脉采血 10 mL,置于采血管中,常温静置 30 min 后,3 000 r/min离 心 20 min,取上层血清分装于1.5 mL离心管中,编号并记录,-20 ℃保存待测。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 母猪繁殖性能

记录每头母猪产活仔数、产健仔数、产弱仔数和死胎数,测定母猪窝均产活仔数、窝均产健仔数、窝均产弱仔数和窝均死胎数。健仔:体重>0.8 kg,没有畸形的仔猪;弱仔:体重<0.8 kg 的仔猪。

1.5.2 哺乳仔猪生长性能

记录各仔猪出生后和 20 日龄体重(以早晨空腹称重为准)。计算哺乳仔猪初生平均个体重、20日龄断奶平均个体重、初生平均窝重、20 日龄断奶平均窝重。

1.5.3 母猪泌乳期采食情况

试验期间记录每头母猪分娩后每天的给料量、余料量和损耗量,计算母猪产后平均日采食量。

1.5.4 母猪便秘情况

通过观察粪便颜色(黄色/黑色)、干湿度(干/湿)、气味(恶臭/正常臭味)、形状(是否结粒、结粒大小)、硬度及是否有黏液附着,记录母猪产前 7天、产后 7 天便秘情况。

1.5.5 血清生化指标

测定指标包括:总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、总胆固醇(TC)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)含量以及碱性磷酸酶(ALP)、谷草转氨酶(AST)活性。以上指标测试试剂盒均购自于南京建成生物工程研究所,测定方法按照试剂盒操作说明书进行。

1.5.6 免疫功能及抗氧化能力

测定指标包括:免疫球蛋白 M(IgM)、免疫球蛋白 G(IgG)、白细胞介素 -2(IL-2)、白细胞介素 -6(IL-6)、肿瘤坏死因子 - α(TNF-α)含量及总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量与总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性。以上指标测试试剂盒均购自于南京建成生物工程研究所,测定方法按照试剂盒操作说明书进行。

1.6 统计分析

采用 SAS 9.0 对试验数据进行单因素方差分析,用 t 检验进行组间比较,试验结果用平均值±标准误表示,P<0.05 表示差异显著,P<0.01 表示差异极显著。

2结 果 与 分 析

2.1 复合菌培养物对母猪繁殖性能的影响

复合菌培养物对母猪繁殖性能的影响见表 2。与对照组相比,试验组窝均死胎数减少0.75 头(P<0.01),降低了45.45%;2 个组窝均产活仔数、窝均产健仔数和窝均产弱仔数均无显著差异(P>0.05),但试验组有改善的趋势,其中窝均产活仔数、窝均产健仔数分别增加了1.90%和 8.55%,窝均产弱仔降低了 15.25%。总体来看,复合菌培养物在降低母猪窝均死胎数上具有显著的效果。

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2.2 复合菌培养物对哺乳仔猪生长性能的影响

因本试验选取的母猪均是头产猪,所以出生仔猪的个体普遍偏小。复合菌培养物对哺乳仔猪生长性能的影响见表 3。试验组初生平均个体重和初生平均窝重比对照组略高,但均无显著差异(P>0.05)。试验组 20 日龄断奶平均个体重比对照组多0.57kg(P<0.05),增加了12.64%;20 日龄断奶平均窝重比对照组多3.88 kg (P<0.01),增加了11.39%。结果说明母猪饲喂复合菌培养物可以显著提高哺乳仔猪断奶平均个体重和断奶平均窝重。

2.3 复合菌培养物对母猪泌乳期采食量的影响

复合菌培养物对母猪泌乳期采食量的影响见表4。试验组每头母猪比对照组平均每日多采食0.6 kg,差异极显著(P<0.01),表明复合菌培养物可以大大提高母猪泌乳期采食量。

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2.4 复合菌培养物对母猪便秘的影响

复合菌培养物对母猪便秘的影响见表5。与对照组相比,产前 7 天试验组母猪平均日便秘降低了59.10%(P<0.01);产后 7 天,平均日便秘降低了 50

国24%(P<0.05)。这说明复合菌培养物在缓解母猪便秘方面有显著的功效,特别是在产前 1周内,复合菌培养物对母猪便秘的作用效果更明显。

2.5 复合菌培养物对母猪血清生化指标的影响

复合菌培养物对母猪血清生化指标的影响见表 6。与对照组相比,试验组母猪分娩时血清中TC 含量和 ALP 活性分别提高了 6.39%和 27.55%(P<0.05);试验组母猪分娩时和断奶时血清中UN 含量分别降低了 19.18%和 9.86%(P<0.05)。复合菌培养物对母猪血清中 TP、ALB、GLU 含量及 AST 活性无显著影响(P>0.05),但试验组母猪血清中TP 和 ALB 含量有上升趋势,血清中 AST活性有降低趋势。

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2.6 复合菌培养物对母猪免疫功能及抗氧化能力的影响

复合菌培养物对母猪免疫功能的影响见表 7。试验组母猪血清中 IgG 和 IgM 含量均显著高于对照组(P<0.05);断奶时试验组母猪血清中IL-6 含量比对照组提高了 8.07%(P<0.05)。复合菌培养物对母猪血清中 IL-2 和 TNF-α 含量影响不显著(P>0.05),但试验组分娩和断奶时血清中 TNF-α含量有上升趋势。

复合菌培养物对母猪抗氧化能力的影响见表 8。与对照组相比,试验组母猪断奶时血清中T-AOC提高了 6.25%,差异显著(P<0.05);试验组母猪分娩时血清中 GSH-Px 活性提高了 24.26%(P<0.05)。复合菌培养物对母猪血清中 T-SOD、CAT 活性及 MDA 含量的影响不显著(P>0.05)。

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3讨 论

3.1 复合菌培养物对母猪繁殖性能的影响

胚胎死亡是影响母猪繁殖性能的重要因素之一,因此,降低母猪的死胎数对提高母猪的繁殖性能至关重要。研究表明益生菌发酵饲料部分替代普通饲料饲喂母猪后,其产仔数和产仔成活数显著高于对照组,仔猪的初生重显著提高。

本课题组研制的复合菌培养物是一种含有 4株益生菌和多种营养活性物质的混合发酵产物。首先,该培养物能够使消化道内的乳酸菌、酵母菌等有益菌数量增加,促进妊娠母猪肠道微生态平衡,抑制大肠杆菌等致病菌生长,达到防御疾病的功效;其次,培养物中的 β - 葡聚糖和甘露聚糖能增强动物机体的免疫力;最后,培养物中的多肽、有机酸和氨基酸能促进动物对营养物质的吸收。益生菌和营养活性物质共同作用于机体,参与机体生理活动和代谢调节,不仅能改善动物健康状态,还能促进动物生长、增强机体免疫能力,从而降低了母猪窝均死胎数,提高了母猪的繁殖性能。

3.2 复合菌培养物对哺乳仔猪生长性能的影响

在母猪妊娠后期和泌乳期饲粮中添加复合菌培养物后,显著提高了哺乳仔猪断奶平均重,其主要的原因可能是培养物提高了母乳质量、泌乳量和仔猪自身肠道的吸收情况。有研究显示,母乳质量好的猪其仔猪断奶体重大,生长速度快,免疫能力强;哺乳母猪母乳中的生物活性物质如谷氨酰胺、表皮生长因子、转化生长因子等对仔猪肠道的发育和功能的成熟有促进作用。

复合菌培养物中大量的益生菌及其代谢产物,如氨基酸、维生素、活性肽、有机酸和消化酶等,这些活性物质能促进肠道对养分的消化吸收,益生菌可调节肠道微生态区系、促进肠道健康发育;同时母乳中还含有免疫球蛋白和各种免疫调节因子;仔猪通过母乳而获得了相应的受益,其抗病能力以及对营养的吸收率都得到了明显的提高。

3.3 复合菌培养物对母猪采食量、便秘的影响

哺乳母猪采食量高低限制着母猪生产性能的发挥,也是决定仔猪断奶体重及其健康状况的关键因素。诸多研究都表明饲喂发酵饲料能提高仔猪、生长育肥猪、泌乳母猪的平均日采食量。在规模化养殖场中,母猪在妊娠后期和哺乳前期发生便秘的现象十分普遍。母猪便秘可能会导致难产、死胎,引发子宫炎、乳房炎等,出现产后泌乳障碍等诸多问题。研究表明,在母猪饲粮中添加发酵饲料、湿态发酵豆粕,可以不同程度改善母猪的便秘情况。

复合菌培养物主要通过酿酒酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌等混合发酵而成,发酵过程会产生独特的酸香气味,能够刺激母猪食欲,增加采食量;同时有益菌产生的各种消化酶、有机酸等,能降解饲料原料中的抗营养因子,软化纤维硬度,改善了饲料的适口性及利用率,促进了母猪采食。发酵后产生的营养活性物质代谢酶和有机酸等可调节肠道微生物,使母猪胃肠道微生物区系、肠道内环境得到改善,促进肠道运动和增加食糜流通性,减少了母猪便秘的发生。

3.4 复合菌培养物对母猪血清生化指标的影响

血清 UN 是蛋白质分解的最终产物,其含量可以准确地反映动物机体内蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状况。血清中的 ALP 主要来自肝脏和骨骼等组织,与体内锌和磷的代谢关系十分密切。本试验中,试验组母猪血清 UN 含量降低,血清ALP 活性升高,可能是由于复合菌培养物中含有丰富的氨基酸、多肽和消化酶,利于氨基酸的吸收,提高了蛋白质的沉积率,而多肽能促进矿物元素的被动转运及在体内的储存,消化酶可以将饲料中的营养物质分解成更利于动物吸收的小分子物质,因此提高了饲料利用率。

TC 是动物体必需的营养成分,是血液中脂蛋白总的含量,反映机体脂肪代谢情况。妊娠母体的血脂含量在一定范围内升高对母体和胎儿是有益的,但血脂含量过高使脂代谢异常,会导致胎盘早剥及妊娠高血压综合征的发生。已有研究显示发酵饲料对血清中 TC 的含量没有显著影响或含量显著降低,但本试验研究结果表明试验组母猪分娩时 TC 含量显著高于对照组,可能是由于培养物中的活性物质加强了妊娠后期母体的脂肪代谢,母体血液中游离脂肪酸和甘油含量增加,游离的脂肪酸需要运输到指定的位置才能发挥作用,而脂肪酸的运输需要大量的胆固醇。血液中游离脂肪酸可以作为母体合成葡萄糖的优先有效物质,并作为能量进行储存以保证妊娠后期胎儿所需的营养,同时,有利于乳脂合成。

3.5 复合菌培养物对母猪免疫功能及抗氧化能力的影响

血清中抗体的升高可在一定程度上反映机体免疫功能增强。T-AOC 是反映整个机体总的抗氧化能力的指标,其高低决定了机体清除自由基的能力。GSH-Px、T-SOD 和 CAT 是机体最主要的酶促抗氧化系统,其主要作用是清除自由基和活性氧、防止脂质过氧化物生产。余淼等、王娟娟等研究均表明,微生物发酵饲料可提高动物血清中抗体含量,增强机体免疫功能,具有抗氧化活性,提高抗氧化能力。

当复合菌培养物中的有益微生物进入动物肠道后,可以建立胃肠内微生态平衡,抑制病原微生物的生长,促进有益微生物的繁殖,从而提高机体免疫功能。同时,培养物中的营养活性物质 β - 葡聚糖在消化道中不可溶、不吸收、不产生黏性,作为一种免疫促进剂,能够增强机体的非特异性免疫能力,改善动物消化道的菌群结构;甘露聚糖是一种免疫功能较强的细胞壁多糖,不仅能增加动物免疫能力,还能吸附外源性毒素和病原菌,在保持肠道微生态的平衡方面起重要作用。因此,在益生菌和营养活性物质的共同作用下,母猪的免疫功能得以提高。

另外,复合菌在发酵过程中产生氨基酸、乳酸、类胡萝卜素、维生素 C、维生素 E 以及多酚类等多种抗氧化活性物质,通过采食进入母猪体内,提高了机体的抗氧化能力;培养物中含有包括乳酸菌在内的多种益生菌,研究证明乳酸菌具有抗氧化活性,其抗氧化物质主要包括抗氧化酶、锰离子和巯基化合物等。

4结 论

复合菌培养物能改善母猪的生产性能、血清生化指标、免疫功能及抗氧化能力,显著降低母猪的窝均死胎数和便秘情况,显著提高仔猪 20 日龄断奶平均重和母猪平均日采食量,显著提高母猪血清中 TC、IgG、IgM、IL-6 含量以及血清中 ALP、GSH-Px 活性和T-AOC,显著降低母猪血清中 UN含量。

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