葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能、養分消化率及腸道微生物和形態結構的影響

畜牧人小李

作者：陳清華,陳鳳鳴,肖晶,李洪兵     

摘要：本試驗旨在探討葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能、養分消化率及腸道微生物和形態結構的影響。試驗采用體重(8.71±0.13)kg的"杜長大"三元雜交斷奶仔豬300頭,隨機分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個組,每個組5個重復,每個重復20頭。試驗Ⅰ組為對照組,飼喂基礎飼糧;試驗Ⅱ組在基礎飼糧基礎上添加0.1%的金霉素;試驗Ⅲ組在基礎飼糧基礎上添加200g/t的葡萄糖氧化酶。試驗期28d。結果表明,與試驗Ⅰ組相比,試驗Ⅱ、Ⅲ組平均日增重顯著增加(P＜0.05);試驗Ⅱ、Ⅲ組飼糧中的干物質和粗蛋白質的消化率顯著升高(P＜0.05);試驗Ⅱ、Ⅲ組的胃和十二指腸食糜的pH顯著下降(P＜0.05);試驗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Ⅱ、Ⅲ組胃和回腸中的大腸桿菌數量顯著減少(P＜0.05),乳酸菌數量顯著增長(P＜0.05),但盲腸中各組差異不顯著(P＞0.05)。由此可見,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和大腸桿菌的數量,增加乳酸菌的數量,改善十二指腸的絨毛高度,提高干物質和粗蛋白質的消化率,從而提高仔豬的生長性能。

關鍵詞： 葡萄糖氧化酶  斷奶仔豬  生長性能   養分消化率 腸道形態結構   

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，在有氧氣的條件下專一性催化β-D-葡萄糖，生成葡萄糖酸和過氧化氫[1]。自1999年國家農業部認定葡萄糖氧化酶為新型酶飼料添加劑以來，葡萄糖氧化酶在動物飼糧中使用愈來愈廣泛。許多研究表明，在動物飼糧中添加一定量的葡萄糖氧化酶不僅能促進生長，提高飼料轉化率[2]，還能殺滅腸道內有害菌，改善腸道健康[3]，增強機體免疫力[4, 5, 6, 7]。由于抗生素濫用而造成的環境污染和產生具耐藥性的超級細菌等問題，已引起人們高度重視，抗生素耐藥性已成為“當今世界面臨的最緊迫的公共衛生問題之一”。替代抗生素的飼料添加劑的應用研究日益增多，關于葡萄糖氧化酶能否達到抗生素效果的研究鮮見報道。本試驗通過考察葡萄糖氧化酶對斷奶仔豬生長性能、養分消化率及腸道微生物和形態結構的影響，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用提供參考。

1、材料與方法

1.1試驗設計與飼糧

試驗采用單因素完全隨機化設計。選取體重(8.71±0.13)kg的“杜長大”三元雜交斷奶仔豬300頭，隨機分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個組，每個組5個重復，每個重復20頭豬，公母各占1/2。試驗Ⅰ組為對照組，飼喂基礎飼糧；試驗Ⅱ組在基礎飼糧基礎上添加0.1%的金霉素；試驗Ⅲ組在基礎飼糧基礎上添加200g/t的葡萄糖氧化酶。試驗預試期3d，正試期28d。

試驗基礎飼糧參照NRC(2012)仔豬營養需要配制仔豬飼糧，其飼糧組成及營養水平見表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。試驗地點為廣西金陵集團雄桂種豬場。

1.2飼養管理

3組分別飼喂對應的試驗飼糧，早、中、晚各1次。自由飲水采食，自然采光通風。按豬場常規程序進行消毒、驅蟲和免疫。

1.3樣本收集和處理

在試驗期內每天對豬的采食量、余料量等進行收集及記錄。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裝入樣品袋，置于-20℃冰箱中保存。試驗結束后，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。試驗結束時，每個組的每個重復各選擇1頭個體大小較為一致的豬，進行屠宰。

1.4測定指標與分析方法

1.4.1生長性能測定

每天記錄腹瀉、糞便、毛色等情況。分別于試驗開始和結束時，早晨空腹個體稱重，以重復為單位記錄耗料量，計算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。計算腹瀉率：

腹瀉率(%)=[試驗全期腹瀉頭次/(試驗頭數×試驗天數)]×100。

1.4.2養分消化率的測定

采用內源指示劑法測定飼糧和糞便中鹽酸不溶灰分的含量，測定養分消化率。養分消化率計算公式：

某養分消化率(%)=100-(糞中某養分含量×飼料中鹽酸不溶灰分

含量/飼料中某養分含量×糞中鹽酸不溶灰分含量)×100。

1.4.3食糜pH、腸道微生物、形態結構檢測

胃腸道食糜pH測定：仔豬宰殺后立刻用pH計測定胃、空腸、回腸、十二指腸、盲腸及結腸內容物的pH。

腸道菌群檢測：取胃、回腸、盲腸腸道中的食糜1g左右，立即轉移到滅菌離心管中，加入10倍體積的無菌稀釋液，劇烈振搖，充分溶解，逐級稀釋至10-6。每個樣品選擇10-4、10-5、10-6 3個稀釋度，由高稀釋度開始，用微量取樣器吸取10μL滴入厭氧菌培養基平皿內，用滅菌曲玻棒推勻，每個稀釋度作3個平板。大腸桿菌接種于麥康凱培養基平皿上，乳酸桿菌接種于乳酸桿菌選擇性培養基(LBS)平皿上，大腸桿菌在37℃人工氣候箱中培養24h，乳酸桿菌在YXQ-2型氣培養箱[混合氣比例：二氧化碳(CO2)80%、氮氣(N2)15%、氫氣(H2)5%]中培養48h后計數，采用平板菌落計數法，以50~150個菌落平板的稀釋度作為計數用，細菌數量用腸道內容物中細菌個數的對數[lg(CFU/g)]表示。

腸道形態結構檢測：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圖像分析系統進行觀察分析，每張切片測量絨毛高度(VH)和隱窩深度(CD)，并計算VH/CD。

1.5數據分析

試驗數據用使用SAS13.0統計軟件進行單因素方差分析，Duncan氏法多重比較；所有數據均以“平均值±標準差”表示，P＜0.05為顯著性檢驗標準。

2、結果

2.1葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能和腹瀉率的影響

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

2.2葡萄糖氧化酶對仔豬飼糧養分消化率的影響

由表3可知，試驗Ⅱ、Ⅲ組的干物質和粗蛋白質的消化率顯著高于試驗Ⅰ組(P＜0.05)，試驗Ⅲ組與試驗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葡萄糖氧化酶對仔豬胃腸道食糜pH的影響

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

2.4葡萄糖氧化酶對仔豬小腸形態結構的影響

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

2.5葡萄糖氧化酶對仔豬胃腸道微生物菌群數量的影響

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

3、討論

3.1葡萄糖氧化酶對仔豬生長性能和腹瀉率的影響

斷奶階段是仔豬生長中一個十分重要和關鍵的階段，不良的環境條件、營養水平和心理因素都會降低仔豬的免疫力，導致仔豬腹瀉，減慢生長速度。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，提高仔豬的生長性能。宋海彬等[8]報道，在斷奶仔豬基礎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仔豬生長、提高飼料轉化率、減少仔豬腹瀉率方面具有顯著的效果。楊久仙等[3]研究報道，葡萄糖氧化酶可以改善仔豬平均日增重，提高飼料轉化效率。殷驥等[9]研究發現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]的報道結果相同。本試驗結果顯示，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增加仔豬平均日采食量、促進仔豬生長、提高飼料轉化率、減少腹瀉率等方面具有顯著效果。

3.2葡萄糖氧化酶對飼糧養分消化率的影響

葡萄糖氧化酶催化胃腸道中的葡萄糖生成葡萄糖酸和過氧化氫，降低胃腸道食糜的pH，發揮酸化劑的作用，激活了胃蛋白酶，加快飼料中粗蛋白質的消化率[10]。楊久仙等[3]研究發現，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及粗蛋白質消化率。本試驗結果顯示，添加葡萄糖氧化酶的試驗組飼糧中的干物質和粗蛋白質的消化率顯著高于對照組，但對總能的消化率沒有影響，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，其機理有待進一步研究。

3.3葡萄糖氧化酶對仔豬胃腸道食糜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，發揮酸化劑的作用[8]。楊久仙等[3]研究發現，葡萄糖氧化酶顯著降低胃和十二指腸食糜pH。本研究發現，葡萄糖氧化酶能顯著降低胃、十二指腸和空腸食糜的pH，但對回腸、盲腸、結腸食糜的pH影響不顯著，這可能證實葡萄糖氧化酶主要是在胃腸道前段發揮作用，與葡萄糖氧化酶的特性相關。

3.4葡萄糖氧化酶對仔豬小腸形態結構的影響

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聯，絨毛變短、隱窩變深說明絨毛萎縮，吸收能力下降，絨毛高度與隱窩深度比值越大說明腸上皮表面積越大，消化和吸收能力就會越強[11]。仔豬斷奶應激對腸道的形態和微生物區系產生不利影響，腸絨毛長度縮短，消化吸收能力下降[12]。在本試驗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，進而改善了養分的消化率，提高仔豬的平均日增重。

3.5葡萄糖氧化酶對仔豬胃腸道微生物菌群數量的影響

斷奶應激會改變仔豬腸道微生物區系平衡和腸絨毛形態，對腸道的形態和微生物區系產生不利影響[12]。葡萄糖氧化酶能氧化β-D-葡萄糖生成過氧化氫和葡萄糖酸，同時消耗大量的氧氣，從而發揮抑制有害菌、促進有益菌繁殖的作用，有效改善胃腸道微生態區系[13, 14, 15]。離體培養試驗結果顯示，葡萄糖酸可以促進胃腸道內食糜產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氏菌數量，其中沙門氏菌的數量還出現了顯著性降低，這說明葡萄糖氧化酶能有效的改善仔豬的腸道微生態平衡。本試驗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量，顯著提高了仔豬胃和回腸內乳酸菌的數量。但對盲腸段乳酸菌和大腸桿菌數量沒有顯著影響。葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖時消耗氧氣，產生氧化氫和葡萄糖酸，主要是在胃腸道前段發揮作用，降低腸道前段食糜的pH，為乳酸菌的生長繁殖制造適宜的酸性環境，形成微生態乳酸菌的競爭優勢，抑制大腸桿菌、沙門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結構，從而改善仔豬腸道的健康水平，提高養分消化率，促進生長。

4、結論

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，抑制大腸桿菌數量，增加乳酸菌的數量，改善腸道形態結構，降低斷奶仔豬腹瀉率，提高養分消化效率，促進養分的消化吸收，進而提高仔豬的生長性能。實際生產中，葡萄糖氧化酶可作為抗生素的替代品，進行推廣使用。

參考文獻：略

轉自：動物營養學報