葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率及腸道微生物和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

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作者：陳清華,陳鳳鳴,肖晶,李洪兵     

摘要：本試驗(yàn)旨在探討葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率及腸道微生物和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。試驗(yàn)采用體重(8.71±0.13)kg的"杜長(zhǎng)大"三元雜交斷奶仔豬300頭,隨機(jī)分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個(gè)組,每個(gè)組5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)20頭。試驗(yàn)Ⅰ組為對(duì)照組,飼喂基礎(chǔ)飼糧;試驗(yàn)Ⅱ組在基礎(chǔ)飼糧基礎(chǔ)上添加0.1%的金霉素;試驗(yàn)Ⅲ組在基礎(chǔ)飼糧基礎(chǔ)上添加200g/t的葡萄糖氧化酶。試驗(yàn)期28d。結(jié)果表明,與試驗(yàn)Ⅰ組相比,試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組平均日增重顯著增加(P＜0.05);試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組飼糧中的干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的消化率顯著升高(P＜0.05);試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組的胃和十二指腸食糜的pH顯著下降(P＜0.05);試驗(yàn)Ⅲ組的十二指腸的絨毛高度以及絨毛高度/隱窩深度顯著增加(P＜0.05);試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組胃和回腸中的大腸桿菌數(shù)量顯著減少(P＜0.05),乳酸菌數(shù)量顯著增長(zhǎng)(P＜0.05),但盲腸中各組差異不顯著(P＞0.05)。由此可見(jiàn),飼糧中添加200g/t葡萄糖氧化酶可以降低仔豬胃和十二指腸的pH和大腸桿菌的數(shù)量,增加乳酸菌的數(shù)量,改善十二指腸的絨毛高度,提高干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的消化率,從而提高仔豬的生長(zhǎng)性能。

關(guān)鍵詞： 葡萄糖氧化酶  斷奶仔豬  生長(zhǎng)性能   養(yǎng)分消化率 腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)   

葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase,E.C.1.1.3.4，GOD)是一種需氧脫氫酶，屬氧化還原酶類(lèi)，在有氧氣的條件下專(zhuān)一性催化β-D-葡萄糖，生成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫[1]。自1999年國(guó)家農(nóng)業(yè)部認(rèn)定葡萄糖氧化酶為新型酶飼料添加劑以來(lái)，葡萄糖氧化酶在動(dòng)物飼糧中使用愈來(lái)愈廣泛。許多研究表明，在動(dòng)物飼糧中添加一定量的葡萄糖氧化酶不僅能促進(jìn)生長(zhǎng)，提高飼料轉(zhuǎn)化率[2]，還能殺滅腸道內(nèi)有害菌，改善腸道健康[3]，增強(qiáng)機(jī)體免疫力[4, 5, 6, 7]。由于抗生素濫用而造成的環(huán)境污染和產(chǎn)生具耐藥性的超級(jí)細(xì)菌等問(wèn)題，已引起人們高度重視，抗生素耐藥性已成為“當(dāng)今世界面臨的最緊迫的公共衛(wèi)生問(wèn)題之一”。替代抗生素的飼料添加劑的應(yīng)用研究日益增多，關(guān)于葡萄糖氧化酶能否達(dá)到抗生素效果的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)通過(guò)考察葡萄糖氧化酶對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率及腸道微生物和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，探討葡萄糖氧化酶替代飼糧中金霉素的效果，以期為葡萄糖氧化酶在斷奶仔豬飼糧中的推廣應(yīng)用提供參考。

1、材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼糧

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)。選取體重(8.71±0.13)kg的“杜長(zhǎng)大”三元雜交斷奶仔豬300頭，隨機(jī)分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個(gè)組，每個(gè)組5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)20頭豬，公母各占1/2。試驗(yàn)Ⅰ組為對(duì)照組，飼喂基礎(chǔ)飼糧；試驗(yàn)Ⅱ組在基礎(chǔ)飼糧基礎(chǔ)上添加0.1%的金霉素；試驗(yàn)Ⅲ組在基礎(chǔ)飼糧基礎(chǔ)上添加200g/t的葡萄糖氧化酶。試驗(yàn)預(yù)試期3d，正試期28d。

試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧參照NRC(2012)仔豬營(yíng)養(yǎng)需要配制仔豬飼糧，其飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。葡萄糖氧化酶制劑由湖南鴻鷹生物科技有限公司提供，酶活性為1000U/g。試驗(yàn)地點(diǎn)為廣西金陵集團(tuán)雄桂種豬場(chǎng)。

1.2飼養(yǎng)管理

3組分別飼喂對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)飼糧，早、中、晚各1次。自由飲水采食，自然采光通風(fēng)。按豬場(chǎng)常規(guī)程序進(jìn)行消毒、驅(qū)蟲(chóng)和免疫。

1.3樣本收集和處理

在試驗(yàn)期內(nèi)每天對(duì)豬的采食量、余料量等進(jìn)行收集及記錄。期間收集豬在第7、14和21天08:00至18:00排出的全部糞便。每次收集的糞便及時(shí)裝入樣品袋，置于-20℃冰箱中保存。試驗(yàn)結(jié)束后，將每頭豬排出的所有糞樣分別攪拌混合均勻后，置于65℃烘箱干燥，粉碎，待測(cè)。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每個(gè)組的每個(gè)重復(fù)各選擇1頭個(gè)體大小較為一致的豬，進(jìn)行屠宰。

1.4測(cè)定指標(biāo)與分析方法

1.4.1生長(zhǎng)性能測(cè)定

每天記錄腹瀉、糞便、毛色等情況。分別于試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，早晨空腹個(gè)體稱(chēng)重，以重復(fù)為單位記錄耗料量，計(jì)算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。計(jì)算腹瀉率：

腹瀉率(%)=[試驗(yàn)全期腹瀉頭次/(試驗(yàn)頭數(shù)×試驗(yàn)天數(shù))]×100。

1.4.2養(yǎng)分消化率的測(cè)定

采用內(nèi)源指示劑法測(cè)定飼糧和糞便中鹽酸不溶灰分的含量，測(cè)定養(yǎng)分消化率。養(yǎng)分消化率計(jì)算公式：

某養(yǎng)分消化率(%)=100-(糞中某養(yǎng)分含量×飼料中鹽酸不溶灰分

含量/飼料中某養(yǎng)分含量×糞中鹽酸不溶灰分含量)×100。

1.4.3食糜pH、腸道微生物、形態(tài)結(jié)構(gòu)檢測(cè)

胃腸道食糜pH測(cè)定：仔豬宰殺后立刻用pH計(jì)測(cè)定胃、空腸、回腸、十二指腸、盲腸及結(jié)腸內(nèi)容物的pH。

腸道菌群檢測(cè)：取胃、回腸、盲腸腸道中的食糜1g左右，立即轉(zhuǎn)移到滅菌離心管中，加入10倍體積的無(wú)菌稀釋液，劇烈振搖，充分溶解，逐級(jí)稀釋至10-6。每個(gè)樣品選擇10-4、10-5、10-6 3個(gè)稀釋度，由高稀釋度開(kāi)始，用微量取樣器吸取10μL滴入?yún)捬蹙囵B(yǎng)基平皿內(nèi)，用滅菌曲玻棒推勻，每個(gè)稀釋度作3個(gè)平板。大腸桿菌接種于麥康凱培養(yǎng)基平皿上，乳酸桿菌接種于乳酸桿菌選擇性培養(yǎng)基(LBS)平皿上，大腸桿菌在37℃人工氣候箱中培養(yǎng)24h，乳酸桿菌在YXQ-2型氣培養(yǎng)箱[混合氣比例：二氧化碳(CO2)80%、氮?dú)?N2)15%、氫氣(H2)5%]中培養(yǎng)48h后計(jì)數(shù)，采用平板菌落計(jì)數(shù)法，以50~150個(gè)菌落平板的稀釋度作為計(jì)數(shù)用，細(xì)菌數(shù)量用腸道內(nèi)容物中細(xì)菌個(gè)數(shù)的對(duì)數(shù)[lg(CFU/g)]表示。

腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)檢測(cè)：取腸道的十二指腸、空腸、回腸各2cm左右，用玻璃棒輕輕刮去消化道食糜，用生理鹽水沖洗凈，然后用吸干紙吸干消化道殘余水分，置于10%甲醛磷酸緩沖液中固定，脫水→透明→浸臘→包理→修塊等處理后，制成5μm厚切片，用蘇木精-伊紅染色法染色，熒光顯微鏡選擇典型視野拍攝圖片，并用LeicaQwin圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行觀察分析，每張切片測(cè)量絨毛高度(VH)和隱窩深度(CD)，并計(jì)算VH/CD。

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用使用SAS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，Duncan氏法多重比較；所有數(shù)據(jù)均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P＜0.05為顯著性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

2、結(jié)果

2.1葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能和腹瀉率的影響

由表2可知，與試驗(yàn)Ⅰ組相比，試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組平均日增重顯著提高(P＜0.05)；試驗(yàn)Ⅲ組的平均日采食量顯著高于試驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ組(P＜0.05)；試驗(yàn)Ⅲ組的料重比顯著低于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.05)，與試驗(yàn)Ⅱ組之間沒(méi)有顯著差異(P＞0.05)，試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組之間的平均日采食量、料重比未見(jiàn)有顯著差異(P＞0.05)。試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組仔豬腹瀉率比試驗(yàn)Ⅰ組下降了57.12%和54.21%(P＜0.05)，試驗(yàn)Ⅱ組與試驗(yàn)Ⅲ組的腹瀉率沒(méi)有顯著差異(P>0.05)。

2.2葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬飼糧養(yǎng)分消化率的影響

由表3可知，試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組的干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的消化率顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.05)，試驗(yàn)Ⅲ組與試驗(yàn)Ⅱ組相比差異不顯著(P＞0.05)。各組間的總能消化率差異不顯著(P＞0.05)。

2.3葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬胃腸道食糜pH的影響

由表4可知，與試驗(yàn)Ⅰ組相比，試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組胃內(nèi)食糜pH極顯著降低(P＜0.01)；與試驗(yàn)Ⅱ組相比，試驗(yàn)Ⅲ組胃內(nèi)食糜pH顯著降低(P＜0.05)。試驗(yàn)Ⅱ組與試驗(yàn)Ⅲ組的十二指腸食糜的pH沒(méi)有差異(P＞0.05)，但均顯著低于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.05)。試驗(yàn)Ⅱ組空腸食糜pH顯著低于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.05)，與試驗(yàn)Ⅲ組之間沒(méi)有顯著差異(P＞0.05)。各組之間的回腸、盲腸、結(jié)腸食糜的pH差異不顯著(P＞0.05)。

2.4葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

由表5可知，試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組的十二指腸絨毛高度極顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.01)，試驗(yàn)Ⅲ組顯著低于試驗(yàn)Ⅱ組(P＜0.05)；十二指腸的隱窩深度各組沒(méi)有顯著差異(P＞0.05)；試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組的VH/CD顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.05)，但試驗(yàn)Ⅱ組與試驗(yàn)Ⅲ組的VH/CD沒(méi)有顯著差異(P＞0.05)。回腸和空腸的隱窩深度、絨毛高度以及VH/CD各組間未見(jiàn)有顯著差異(P＞0.05)。

2.5葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬胃腸道微生物菌群數(shù)量的影響

由表6可知，與試驗(yàn)Ⅰ組相比，試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組胃大腸桿菌數(shù)量分別降低了9.27%和8.24%(P＜0.05)，回腸大腸桿菌數(shù)量分別降低了12.98%和11.68%(P＜0.05)，各組盲腸的大腸桿菌的數(shù)量差異不顯著(P＞0.05)；與試驗(yàn)Ⅰ組比較，試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組仔豬胃和回腸內(nèi)乳酸菌的數(shù)量顯著增加(P＜0.05)，試驗(yàn)Ⅲ組回腸內(nèi)乳酸菌的數(shù)量顯著高于試驗(yàn)Ⅱ組(P＜0.05)；各組之間盲腸的乳酸菌數(shù)量差異不顯著(P＞0.05)。

3、討論

3.1葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能和腹瀉率的影響

斷奶階段是仔豬生長(zhǎng)中一個(gè)十分重要和關(guān)鍵的階段，不良的環(huán)境條件、營(yíng)養(yǎng)水平和心理因素都會(huì)降低仔豬的免疫力，導(dǎo)致仔豬腹瀉，減慢生長(zhǎng)速度。在飼糧中添加葡萄糖氧化酶，可改善仔豬的平均日采食量，降低仔豬腹瀉率，提高仔豬的生長(zhǎng)性能。宋海彬等[8]報(bào)道，在斷奶仔豬基礎(chǔ)飼糧添加葡萄糖氧化酶，仔豬的平均日增重提高了25.0％，料重比下降了17.2％，腹瀉率降低了56.0％，這表明葡萄糖氧化酶在促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)、提高飼料轉(zhuǎn)化率、減少仔豬腹瀉率方面具有顯著的效果。楊久仙等[3]研究報(bào)道，葡萄糖氧化酶可以改善仔豬平均日增重，提高飼料轉(zhuǎn)化效率。殷驥等[9]研究發(fā)現(xiàn)葡萄糖氧化酶顯著提高仔豬的平均日增重7.03％，顯著降低料重比2.75%。

本試驗(yàn)飼糧中添加葡萄糖氧化酶能顯著提升斷奶仔豬的平均日增重，與張宏宇等[2]的報(bào)道結(jié)果相同。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，200g/t葡萄糖氧化酶改善料重比、降低仔豬腹瀉率，與0.1%金霉素使用效果差異不顯著。諸多研究表明葡萄糖氧化酶對(duì)增加仔豬平均日采食量、促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)、提高飼料轉(zhuǎn)化率、減少腹瀉率等方面具有顯著效果。

3.2葡萄糖氧化酶對(duì)飼糧養(yǎng)分消化率的影響

葡萄糖氧化酶催化胃腸道中的葡萄糖生成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，降低胃腸道食糜的pH，發(fā)揮酸化劑的作用，激活了胃蛋白酶，加快飼料中粗蛋白質(zhì)的消化率[10]。楊久仙等[3]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖氧化酶降低仔豬血清尿素氮水平，顯著提高飼糧干物質(zhì)及粗蛋白質(zhì)消化率。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，添加葡萄糖氧化酶的試驗(yàn)組飼糧中的干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的消化率顯著高于對(duì)照組，但對(duì)總能的消化率沒(méi)有影響，這可能與葡萄糖氧化酶催化葡萄糖，減少了葡萄糖的能量代謝有關(guān)，其機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

3.3葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬胃腸道食糜pH的影響

葡萄糖氧化酶催化胃腸道中的葡萄糖生成葡萄糖酸，從而降低胃腸道pH，發(fā)揮酸化劑的作用[8]。楊久仙等[3]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖氧化酶顯著降低胃和十二指腸食糜pH。本研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖氧化酶能顯著降低胃、十二指腸和空腸食糜的pH，但對(duì)回腸、盲腸、結(jié)腸食糜的pH影響不顯著，這可能證實(shí)葡萄糖氧化酶主要是在胃腸道前段發(fā)揮作用，與葡萄糖氧化酶的特性相關(guān)。

3.4葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

小腸黏膜的上皮絨毛高度和隱窩深度與腸黏膜的吸收能力存在很大的關(guān)聯(lián)，絨毛變短、隱窩變深說(shuō)明絨毛萎縮，吸收能力下降，絨毛高度與隱窩深度比值越大說(shuō)明腸上皮表面積越大，消化和吸收能力就會(huì)越強(qiáng)[11]。仔豬斷奶應(yīng)激對(duì)腸道的形態(tài)和微生物區(qū)系產(chǎn)生不利影響，腸絨毛長(zhǎng)度縮短，消化吸收能力下降[12]。在本試驗(yàn)飼糧中添加葡萄糖氧化酶，斷奶仔豬空腸、十二指腸腸的絨毛高度和VH/CD顯著得到提高，進(jìn)而改善了養(yǎng)分的消化率，提高仔豬的平均日增重。

3.5葡萄糖氧化酶對(duì)仔豬胃腸道微生物菌群數(shù)量的影響

斷奶應(yīng)激會(huì)改變仔豬腸道微生物區(qū)系平衡和腸絨毛形態(tài)，對(duì)腸道的形態(tài)和微生物區(qū)系產(chǎn)生不利影響[12]。葡萄糖氧化酶能氧化β-D-葡萄糖生成過(guò)氧化氫和葡萄糖酸，同時(shí)消耗大量的氧氣，從而發(fā)揮抑制有害菌、促進(jìn)有益菌繁殖的作用，有效改善胃腸道微生態(tài)區(qū)系[13, 14, 15]。離體培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果顯示，葡萄糖酸可以促進(jìn)胃腸道內(nèi)食糜產(chǎn)生更多的短鏈脂肪酸，而短鏈脂肪酸是腸道微生物的主要能量來(lái)源[16]。湯海鷗等[17]研究表明，葡萄糖氧化酶的添加降低了仔豬新鮮糞樣的大腸桿菌和沙門(mén)氏菌數(shù)量，其中沙門(mén)氏菌的數(shù)量還出現(xiàn)了顯著性降低，這說(shuō)明葡萄糖氧化酶能有效的改善仔豬的腸道微生態(tài)平衡。本試驗(yàn)飼糧中添加葡萄糖氧化酶，顯著降低了胃和回腸大腸桿菌數(shù)量，顯著提高了仔豬胃和回腸內(nèi)乳酸菌的數(shù)量。但對(duì)盲腸段乳酸菌和大腸桿菌數(shù)量沒(méi)有顯著影響。葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖時(shí)消耗氧氣，產(chǎn)生氧化氫和葡萄糖酸，主要是在胃腸道前段發(fā)揮作用，降低腸道前段食糜的pH，為乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖制造適宜的酸性環(huán)境，形成微生態(tài)乳酸菌的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，抑制大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌的存活。葡萄糖氧化酶改善腸道菌群平衡，維持腸道良好的形態(tài)結(jié)構(gòu)，從而改善仔豬腸道的健康水平，提高養(yǎng)分消化率，促進(jìn)生長(zhǎng)。

4、結(jié)論

飼糧中添加200g/t的葡萄糖氧化酶，能顯著降低仔豬胃和十二指腸的pH，抑制大腸桿菌數(shù)量，增加乳酸菌的數(shù)量，改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，降低斷奶仔豬腹瀉率，提高養(yǎng)分消化效率，促進(jìn)養(yǎng)分的消化吸收，進(jìn)而提高仔豬的生長(zhǎng)性能。實(shí)際生產(chǎn)中，葡萄糖氧化酶可作為抗生素的替代品，進(jìn)行推廣使用。

參考文獻(xiàn)：略

轉(zhuǎn)自：動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)