飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬生長性能、營養物質表觀消化率、血清生化指標和腸道菌群的影響

李佳橙 張文喆 南珊珊 薛瑞鑫 王海亮 匡 宇 馮家騏 聶存喜*

(1.石河子大學動物科技學院,石河子 832000;2.新疆農墾科學院,石河子 832000)

近年來,隨著畜牧業的不斷發展,飼料資源越發短缺。豆粕作為一種優質的蛋白質飼料被廣泛的用于全世界畜牧業生產中[1],盡管我國大豆產量逐年上升,2020年產量已達1 960.18萬t,但國產大豆無法滿足飼料用豆粕的缺口,2020年進口大豆10 031.45萬t,其中進口大豆的80%被用于加工成為畜禽飼料(數據來自國家統計局)。我國大豆產量不足,且近年來豆粕價格波動嚴重[2],制約著我國畜牧業的發展。為解決供需矛盾,降低養殖成本,迫切需要更多優質、廉價的蛋白質飼料替代豆粕,以解決養殖業蛋白質飼料來源問題。餅粕是油料榨油后剩余的固體部分,蛋白質含量一般在30%以上,是良好的豆粕替代品[3]。但餅粕類飼料中含有大量的抗營養因子,如游離棉酚、酚基葡糖苷、2-羥基牛蒡等[3-4]。因此,過量的餅粕類飼料添加到動物飼糧中會對動物的生長性能和營養物質表觀消化率產生負面影響[5],限制了餅粕類飼料的廣泛應用。

益生菌發酵飼料能夠提高斷奶仔豬的生長性能,有效調節斷奶仔豬的腸道微生物平衡[6],在微生物發酵后餅粕類飼料中的植物蛋白質被微生物分解為易于吸收的小分子蛋白肽,并且抗營養因子水平會顯著降低[7-8],益生菌及其代謝產物還有利于抑制腸道中的致病菌并提高營養物質表觀消化率[9]。研究表明,在飼糧中用發酵棉籽粕部分替代部分豆粕后,對促進肉雞的生長性能、減緩脂肪沉積有積極的作用[10-11],同時可以降低斷奶仔豬的腹瀉率、改善腸道菌群[12]。王荷香等[13]研究發現,在飼糧中添加發酵菜籽粕對育肥豬生長性能沒有負面影響。由此可知,餅粕類飼料在經過微生物發酵后可以作為一種良好的豆粕替代品。

仔豬在早期斷奶后,腸道沒有發育完善,同時其營養來源由易于被吸收的母乳變為不易被消化吸收的固態飼料,容易因腸道應激導致出現腹瀉、食欲減退等現象[14]。飼喂抗生素可以有效解決這一問題,但自“禁抗令”頒布以來,尋找抗生素的替代產品顯得尤為關鍵,而發酵飼料具有完善腸道功能、優化腸道菌群結構和降低腹瀉率的作用[15-16],可以有效地減少仔豬斷奶應激。例如,Gu等[12]研究表明,在飼糧中用6%的發酵棉籽粕替代豆粕可以使斷奶仔豬腹瀉率顯著降低49.37%。單一餅粕類飼料中的氨基酸相比于豆粕,無法滿足仔豬的氨基酸需要[17],不同來源的蛋白質飼料可以平衡氨基酸組成,且存在著的活性因子可以促進仔豬腸道的發育,減少應激對仔豬帶來的傷害,提高生長性能,減低死亡率,幫助仔豬安全度過斷奶階段?；诖?本試驗將不同餅粕源發酵飼料及其復合物添加到飼糧中,探究其對斷奶仔豬生長性能、腹瀉率、血清生化指標和腸道菌群的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

棉籽粕、葵花籽粕、紅花籽粕、麩皮和玉米粉購買自石河子市農貿市場。熱帶假絲酵母ZD-3和釀酒酵母CICC1001由石河子大學動物科技學院動物營養與飼料科學實驗室保存。根據實驗室前期優化[18-19],發酵底物為餅粕∶玉米∶麩皮=90∶5∶5,底物含水量為40%。棉籽粕和葵花籽粕接種熱帶假絲酵母ZD-3,紅花籽粕接種釀酒酵母CICC1001,每100 g底物接種8 mL菌液(5.0×108CFU/g)和0.2 g酸性蛋白酶,混合均勻后放入30 ℃培養箱培養48 h。按照發酵后3種餅粕的氨基酸組成和仔豬的氨基酸需要制備復合發酵餅粕(發酵棉籽粕∶發酵葵花籽粕∶發酵紅花籽粕=3∶1∶1)。

1.2 試驗設計和飼養管理

選取120頭28日齡“杜洛克×長白×大約克夏”三元雜交斷奶仔豬,體重(8.42±0.76) kg。隨機分成5組,每組6個重復,每個重復4頭豬。參照《豬營養需要量》(GB/T 39235—2020)設計飼料配方,試驗飼糧組成及營養水平見表1。對照組(C組)飼喂基礎飼糧;4個試驗組(M組、K組、H組和F組)分別用6%的不同餅粕源發酵飼料替代基礎飼糧中6%的豆粕,其中,M組為發酵棉籽粕,K組為發酵葵花籽粕,H組為發酵紅花籽粕,F組為復合發酵餅粕(發酵棉籽粕、發酵葵花籽粕和發酵紅花籽粕按照3∶1∶1混合而成)。預試期5 d,正試期21 d。試驗在石河子市科盛種豬場進行,試驗豬自由飲水和采食,防疫消毒流程均按照試驗豬場管理規定進行。

ADG(g/d)=(末重-初重)/試驗天數;ADFI(g/d)=總采食量/(試驗豬頭數×試驗天數);F/G=試驗期總耗料量/總增重;腹瀉率(%)=100×腹瀉仔豬頭數/(每組豬頭數×試驗天數)。

表1 試驗飼糧組成及營養水平(風干基礎)

1.3 樣品采集和指標測定

1.3.1 飼糧營養水平的測定

按照《飼料分析及飼料質量檢測技術》中的方法對飼糧中粗蛋白質、鈣、總磷等營養物質含量進行測定。

1.3.2 生長性能和腹瀉率的測定

在試驗開始和結束時對空腹過夜的仔豬進行稱重,每天記錄各欄的仔豬采食量,計算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)及料重比(F/G)。每天10:00和18:00觀察記錄肛門處被糞便污染的仔豬頭數和糞便形態,計算腹瀉率。計算公式如下:

1.3.3 營養物質表觀消化率的測定

在試驗結束前3 d,每天18:00從每個重復中取約100 g無污染糞便,加入少量濃硫酸(H2SO4)固氮,存放于-20 ℃冰箱中。檢測樣品時,將每個重復3 d收集的糞樣均勻混合,在65 ℃干燥箱中烘48～72 h去除樣品中的游離水,用粉碎機將樣品粉碎過40目篩,4 ℃密封保存待測。以樣品中的鹽酸不溶灰分為內指示劑,計算干物質、粗蛋白質、粗脂肪、有機物、中性洗滌纖維表觀消化率。干物質、粗蛋白質、粗脂肪、有機物、中性洗滌纖維按照《飼料分析及飼料質量檢測技術》中的方法進行測定,鹽酸不溶灰分含量按照GB/T 23742—2009進行測定。營養物質表觀消化率計算公式如下:

某營養物質表觀消化率(%)=100-[(飼糧中鹽酸不溶灰分含量/糞中鹽酸不溶灰分含量)×(糞中該營養物質含量/飼糧中該營養物質含量)×100]。

1.3.4 血清生化指標的測定

在試驗結束后,每個重復隨機選取1頭空腹過夜的仔豬,用非抗凝管進行前腔靜脈采血,靜置于4 ℃冰箱1 h后,4 000 r/min離心20 min,分離血清,-20 ℃保存待測。采用試劑盒測定血清總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素氮(UN)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)含量,所有試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.3.5 糞便揮發性脂肪酸含量的測定

試驗結束時,從每個重復中隨機選擇1頭豬,收集其新鮮糞便,經液氮速凍后轉移到-80 ℃冰箱保存,待測。糞便揮發性脂肪酸含量測定參照Nan等[20]的方法。將樣品放置4 ℃冰箱解凍,準確稱量樣品0.5 g,將樣本用超純水稀釋5倍,加入0.2 mL偏磷酸,5 000 r/min離心10 min。取上清液過0.45 μm的水系膜后采用美國安捷倫氣相色譜儀(Agilent-7890B)測定樣品中揮發性脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸)含量,色譜柱為DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.50 μm)。

1.3.6 糞便微生物16S rRNA測序

將1.3.5中每個重復收集的新鮮糞便按照QIAamp?DNA Stool Mini Kit試劑盒說明書進行基因組DNA提取,基因組DNA完整性利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測,-20 ℃保存。16S rRNA測序工作由上海美吉生物醫藥科技有限公司代理完成。具體流程為:設計合成引物接頭→PCR擴增與產物純化→PCR產物定量與均一化→構建PE文庫→Illumina測序。利用Illumina MiSeq測序平臺對樣品進行質控和過濾后,操作分類單元(OTU)聚類方式為按照97%相似性對非重復序列(不含單序列)進行,同時去除嵌合體,得到OTU的代表序列。隨后按照上海美吉生物醫藥科技有限公司數據分析云平臺(https://report.majorbio.com/)的說明進行Alpha多樣性、Beta多樣性和相關性分析。

1.4 統計分析

試驗數據經Excel 2013初步整理、計算、統計后,使用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA),并用Duncan氏法進行多重比較檢驗分析。結果以“平均值±標準差”表示,P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬生長性能及腹瀉率的影響

由表2可知,各組之間初重和末重均無顯著差異(P>0.05)。與C組相比,F組的腹瀉率顯著降低了26.65%(P<0.05);M組、K組、H組的腹瀉率有降低趨勢,分別降低了17.44%、8.91%、15.70%(P>0.05)。與C組相比,M組、K組、H組、F組的ADG有升高趨勢,分別增加了12.59%、21.00%、18.56%、20.69%(P>0.05)。與C組相比,M組、K組、H組、F組的F/G有降低趨勢,分別降低了19.08%、11.84%、14.47%、17.11%(P>0.05)。

表2 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬生長性能及腹瀉率的影響

2.2 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬營養物質表觀消化率的影響

由表3可知,與C組相比,F組的干物質、粗蛋白質、有機物、中性洗滌纖維表觀消化率分別顯著升高了12.24%、17.82%、0.06%、14.11%(P<0.05),H組的粗蛋白質表觀消化率顯著升高了17.78%(P<0.05)。

表3 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬營養物質表觀消化率的影響

2.3 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬血清生化指標的影響

由表4所示,各組之間血清TP、ALB、GLB、UN、TC、TG、HDL和LD含量均無顯著差異(P>0.05)。與C組相比,F組的血清TP、GLB含量分別升高了3.48%和8.81%(P>0.05),血清TC和TG含量分別降低了6.40%和10.40%(P>0.05)。

表4 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬血清生化指標的影響

2.4 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬腸道菌群的影響

2.4.1 α多樣性和β多樣性分析

α多樣性指數包括Shannon指數、Simpson指數、Ace指數和Chao指數。Ace指數和Chao指數反映出樣本中群落物種的種類,即豐富度。由表5可知,與C組相比,M組、K組、H組、F組的Ace指數和Chao指數顯著升高(P<0.05),說明在飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料后提高了腸道菌群的豐富度。Shannon指數和Simpson指數受到樣本均勻度的影響,即物種的多樣性,Shannon指數與樣本物種多樣性呈正相關,而Simpson指數與樣本物種多樣性呈負相關。與C組相比,M組、K組、H組和F組的Shannon指數顯著升高(P<0.05),Simpson指數顯著降低(P<0.05),說明各試驗組的豐富度和均勻度均高于對照組。

表5 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬腸道菌群α多樣性指數的影響

β多樣性分析通過對組間不同微生物群落多樣性進行比較分析,體現出不同組間微生物群落組成的相似性或差異性。由圖1可知,飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料后,M組、K組、H組、F組顯示出了與C組不同的聚類,說明不同餅粕源發酵飼料改變了腸道菌群群落的組成。

圖1 主坐標分析圖

2.4.2 菌群結構和組成差異分析

Venn圖體現多組間所共有和獨有的OTU數目,可以直觀的體現組間物種組成情況。由圖2可知,C組、M組、K組、H組和F組的糞便中OTU數目,分別為704、939、952、923、826個,其中共有的OTU數目為480個,C組、M組、K組、H組和F組獨有的OTU數目分別為29、34、50、33、23個。

圖2 韋恩圖

通過圖3和表6可知,在門水平上,5組均以厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidota)為主,其中C組、M組、K組、H組和F組的Firmicutes和Bacteroidota相對豐度分別為92.09%、85.71%、84.70%、91.01%、84.57%和1.97%、11.79%、11.31%、4.70%、8.36%。與C組相比,M組、K組、H組和F組的Bacteroidota相對豐度分別提高了9.82%(P<0.05)、9.34%(P<0.05)、2.73%(P>0.05)、6.39%(P<0.05)。

A為門水平相對豐度;B為屬水平相對豐度。

表6 門、屬水平相對豐度比較

在屬水平上,對相對豐度前10的菌屬進行分析,C組各樣本微生物主要分布在狹義梭菌屬1(Clostridiumsensu_stricto_1)、乳酸菌屬(Lactobacillus)和土孢桿菌屬(Terrisporobacter),占總比的77.88%,其他菌屬占比較低,而M組、K組、H組和F組各菌屬分布均勻度提高,這與α多樣性結果相互印證。與C組相比,M組、K組、H組和F組的Clostridiumsensu_stricto_1相對豐度顯著降低(P<0.05),Lactobacillus相對豐度分別顯著提高了9.93%、7.81%、16.20%、8.06%(P<0.05),Terrisporobacter的相對豐度分別顯著降低了7.70%、8.54%、7.91%、10.02%(P<0.05);M組和K組的經黏液真桿菌屬(Blautia)相對豐度提高了0.26%和1.69%(P>0.05),H組和F組顯著提高了2.24%和2.33%(P<0.05)。

線性判別分析效應大小(LEfSe)是一種用于發現高維生物標識和揭示基因組特征的軟件,通過采用線性判別分析(LDA)可以估算每個組分(物種)相對豐度對差異效果。由圖4可知,通過LEfSe分析(LDA閾值為3)發現,未分類消化鏈球菌科(unclassified_f_Peptostreptococcaceae)和棒狀桿菌屬(Corynebacterium)在C組中顯著富集;norank_f_Muribaculaceae、普雷沃氏菌科NK3B31群(Prevotellaceae_NK3B31_group)、毛螺菌科NK4A136群(Lachnospiraceae_NK4A136_group)等7個菌屬在M組中顯著富集;未分類梭菌屬UCG-014(norank_f_norank_o_Clostridia_UCG-014)、瓊脂桿菌屬(Agathobacter)等28個菌屬在K組中顯著富集;Blautia、普拉梭菌屬(Faecalibacterium)等5個菌屬在H組中顯著富集;考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)、厚壁菌門未分類菌屬(unclassified_p_Firmicutes)、丁酸球菌屬(Butyricicoccus)等12個菌屬在F組中顯著富集。

圖4 微生物LEfSe分析及LDA得分圖

2.5 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬糞便中揮發性脂肪酸含量的影響

由表7可知,各組之間糞便中乙酸、丙酸含量均無顯著差異(P>0.05)。F組的糞便中丁酸含量較C組、M組、H組分別顯著提升了42.98%、36.40%、37.18%(P<0.05)。

表7 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬糞便中揮發性脂肪酸含量的影響

2.6 腸道菌群與相關指標的相關性分析

相關性熱圖(heatmap)通過相關性數值可視化展示樣本中不同的物種與試驗數據之間的關系,評估了腸道菌群與生長性能、腹瀉率、揮發性脂肪酸含量和營養物質表觀消化率之間的相關性。由圖5可知,乙酸含量與未分類毛螺菌科(unclassified_f_Lachnospiraceae)、普氏菌屬(Prevotella)、norank_f_Muribaculaceae、文肯菌科RC9腸道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)相對豐度呈顯著負相關(P<0.05),相關系數為-0.38～-0.47;腹瀉率與Prevotella、norank_f_Muribaculaceae、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Prevotellaceae_NK3B31_group、norank_f_Eubacterium_coprostanoligenes_group、Faecalibacterium相對豐度呈顯著負相關(P<0.05),相關系數為-0.38～-0.53;粗蛋白質表觀消化率與Clostridiumsensu_stricto_1、Terrisporobacter相對豐度呈顯著負相關(P<0.05),相關系數為-0.39～-0.45,與Lactobacillus、罕見小球菌屬(Subdoligranulum)、未分類梭菌目UCG-014(norank_f_norank_o_Clostridia_UCG-014)、未分類丁酸球菌科(norank_f_Butyricicoccaceae)、Agathobacter、Blautia等10個菌屬相對豐度呈顯著正相關(P<0.05),相關系數為0.38～0.68;丁酸含量與Rikenellaceae_RC9_gut_group、norank_f_norank_o_Clostridia_UCG-014、Agathobacter、Blautia和UCG-005相對豐度呈顯著正相關(P<0.05),相關系數為0.38～0.44;ADG與norank_f_norank_o_Clostridia_UCG-014、未分類丁酸球菌科(norank_f_Butyricicoccaceae)、UCG-005、norank_f_norank_o_RF39相對豐度呈顯著正相關(P<0.05),相關系數為0.38～0.56。

*表示顯著相關(P<0.05)。* mean significant correlation (P<0.05).

3 討 論

3.1 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬生長性能及腹瀉率的影響

前人研究表明,餅粕類飼料在經過益生菌發酵后,其中的非淀粉多糖等損害動物生長性能的抗營養因子水平顯著降低[21],酸溶蛋白、粗蛋白質含量顯著提高,中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量顯著降低,同時會改變底物中有機酸、多肽和糖類的含量[18]。發酵飼料中的益生菌在進入機體后,能夠有效地提高營養物質表觀消化率[22],從而提高畜禽的生長性能。有報道指出,與未發酵棉籽粕相比,發酵棉籽粕可以提高肉雞的生長性能和屠宰性能[23];與未發酵的菜籽粕相比,發酵菜籽粕可以顯著提高肉仔雞的生長性能[24]。此外,Zhong等[25]將斷奶仔豬飼糧中5%蛋白質來源替換為大豆、酪蛋白和玉米酒精糟,結果表明不同來源的蛋白質對動物機體的影響不同。另有研究表明,益生菌發酵飼料之所以能夠改善生產性能是由于在發酵過程中益生菌提高了飼料利用效率,而不是增加了動物的采食量[26]。在本研究中,添加不同餅粕源發酵飼料后,斷奶仔豬的生長性能有增加的趨勢,說明不同餅粕源發酵飼料可以在一定程度上改善仔豬的生長性能。

斷奶仔豬的胃腸功能沒有發育健全,斷奶后易產生應激性腹瀉,而腹瀉是反映斷奶仔豬腸道狀態最直觀的表現[27]。有研究表明,發酵棉籽粕[12]、發酵中草藥渣[28]和發酵大豆[29]均可以顯著降低斷奶仔豬的腹瀉率,由此可見發酵飼料可以有效地緩解斷奶應激導致的腹瀉,這與本試驗的研究結果一致。益生菌及其代謝產物有利于腸道有益菌的繁殖,同時,益生菌可以影響腸道上皮細胞的更新,增加緊密連接蛋白和黏蛋白的產生,調節腸道抗菌肽的釋放,與致病菌爭奪營養和生存空間,并與宿主和腸道共生菌群相互作用,恢復腸道屏障[30],從而達到減緩斷奶仔豬腹瀉的目的。前期研究表明,熱帶假絲酵母和釀酒酵母可以很好地發揮益生菌的作用[18-19]。因此,在本試驗中不同餅粕源發酵飼料組的腹瀉率較對照組均有所改善,但只有F組的腹瀉率降低達到了顯著水平。這可能與不同餅粕源發酵飼料中富含膳食纖維有關。楊夢琪等[31]研究表明,發酵棉籽粕的膳食纖維可以提高黃羽肉雞的絨毛長度和隱窩深度,同時Chen等[32]研究發現,不同來源的膳食纖維對斷奶仔豬的腸道屏障功能影響不同。

3.2 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬營養物質表觀消化率的影響

營養物質表觀消化率是反映機體吸收的重要指標。大量的研究證明,發酵飼料較未發酵飼料可以促進機體的營養物質表觀消化率[29,33]。但在本試驗中,M組、K組的營養物質表觀消化率較C組沒有顯著差異變化,且中性洗滌纖維表觀消化率有降低趨勢。餅粕類飼料中粗纖維含量較高,即使經過益生菌發酵依然會影響營養物質表觀消化率。鄧銘等[34]發現在飼糧中添加3%、6%、9%的發酵構樹飼料顯著降低了粗蛋白質表觀消化率,其原因可能為這些餅粕類飼料中殘留的抗營養物質與益生菌對營養物質表觀消化率的增益作用相抵消導致的。H組的粗蛋白質表觀消化率顯著提高,這可能是因為紅花籽粕中含有抗氧化物質[35],抑制了腸道中的炎癥反應,從而提升了營養物質表觀消化率。不同來源的蛋白質對于動物消化酶和膽汁分泌影響不同[36],趙金標等[37]研究發現,在生長豬飼糧中由于纖維組成和理化性質的差異,導致其營養物質表觀全腸道消化率和能量利用效率存在很大差異,與本試驗結果相同。

3.3 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬血清生化指標的影響

血清生化指標可以反映出機體對營養的代謝情況。血清TP含量與蛋白質在機體內消化、吸收、代謝有直接的關系[38]。TP由ALB和GLB組成,ALB由肝臟合成,是運輸合成原料和代謝廢物的載體;GLB與機體免疫力相關[39]。UN是蛋白質分解的最終產物,代表著蛋白質代謝與氨基酸的平衡,其含量越低,說明氨基酸合成能力越高[40]。TP、ALB、GLB和UN共同反映著機體蛋白質的代謝。在本試驗中,F組的血清TP含量有升高趨勢,血清UN含量有降低趨勢,這與營養物質表觀消化率結果相互印證,說明F組可以提高斷奶仔豬對飼糧蛋白質的吸收和代謝,具有促生長的作用。血清TC、TG、HDL和LDL是機體內脂質代謝的標志物。其中TC的主要作用為形成膽汁、構成細胞膜和合成激素參與到各種物質代謝中[41];TG反映著脂肪組織合成情況[42];HDL和LDL是膽固醇在血液中的載體,HDL可以將血清中的膽固醇運送到肝臟中合成其他物質,俗稱“血液清道夫”,LDL主要是把肝臟中的膽固醇運送到全身各處[43]。Nan等[20]在肉雞飼糧中添加6%發酵葡萄籽粕發現,處理前后血清TC和TG含量雖沒有顯著差異,但有下降趨勢;王荷香等[13]研究發現,在斷奶仔豬飼糧中添加發酵菜籽粕對于斷奶仔豬的血清TC、TG含量沒有顯著影響,但有下降趨勢,這與本試驗結果相同,其中以F組下降趨勢最為明顯。也有研究表明在畜禽飼糧中添加益生菌發酵飼料可以顯著影響機體的脂質代謝,如Niu等[44]研究發現,發酵棉籽粕可以影響黃羽肉雞脂質代謝,進而減少腹部脂肪沉積,但在本試驗結果中并沒有達到顯著水平,其原因為受到發酵菌種、發酵底物的影響。綜上所述,飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬血清生化指標無不良影響,并可以在一定程度上提高蛋白質和脂質的利用率。

3.4 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬腸道菌群的影響

在腸道中寄生著各種各樣的細菌,這些細菌分為有益菌、中間菌和有害菌,當腸道環境健康時這3類細菌處于動態平衡狀態,斷奶會破壞仔豬腸道菌群平衡[45]。在飼糧中添加發酵飼料可以改善畜禽的腸道菌群,從而改善其健康狀態和生長性能[46]。大量研究表明,在動物飼糧中添加發酵飼料可以提高腸道菌群的多樣性[12,44],比如,Huang等[27]研究了發酵飼料對仔豬糞便菌群的影響,與本試驗結果相同,發酵飼料組的α多樣性和β多樣性均得到了改善。在仔豬腸道中Firmicutes和變形菌門(Proteobacteria)是最優勢的菌門[47],Firmicutes可以通過合成β-半乳糖苷酶參與乳糖消化[48],而Proteobacteria可以編碼糖苷水解酶和多糖裂解酶參與到多糖的降解中[49]。在本研究中,通過飼喂不同餅粕源發酵飼料增加了Blautia和Terrisporobacter的豐富度,而相關性分析顯示Blautia和Terrisporobacter與丁酸代謝呈正相關[50],這也是糞便中丁酸含量的增加的原因。有研究表明,Lactobacillus作為一種益生菌,可以降低腸道的pH,進而抑制大腸桿菌、葡萄球菌等有害菌的增殖[51],而梭狀芽胞桿菌、Terrisporobacter則常被認為是一種潛在的病原體[52]。有研究發現,蒙花苷可以逆轉葡聚糖硫酸鈉(DSS)損傷的腸道菌群,其中就包括norank_f_norank_o_Clostridia_UCG-014[53],而在本試驗中,norank_f_norank_o_Clostridia_UCG-014相對豐度與ADG呈正相關,且各試驗組其相對豐度均有增加。而Faecalibacterium和Prevotella被認為可以抵抗腸道炎癥而減少腹瀉[54-55]。結合本試驗結果,在飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料可以改善斷奶仔豬的腸道菌群,進而調控斷奶仔豬的健康狀態和生長性能,其主要表現在降低了斷奶仔豬的腹瀉率。

3.5 飼糧中添加不同餅粕源發酵飼料對斷奶仔豬糞便中揮發性脂肪酸含量的影響

揮發性脂肪酸是腸道微生物的代謝產物,同時也是蛋白質等在腸道的最終產物[56]。許多研究表明,單胃動物飼喂微生物發酵的飼料后,由于其腸道微生物的組成的改變,揮發性脂肪酸含量也會隨之改變[23,44]。揮發性脂肪酸作為橋梁將腸道菌群和宿主之間緊密的聯系在了一起[57]。例如,Zhao等[58]研究發現,飼糧纖維能增加產丁酸菌的豐富度從而改善斷奶仔豬的生長性能。丁酸具有提高生長性能、降低腹瀉率的作用;同時也是腸道細胞的代謝能量來源,具有維持宿主黏膜屏障完整性的作用[59],Liu等[60]研究表明,丁酸鈉具有通過改變腸道菌群結構進而改善斷奶仔豬生長性能和增強腸道黏膜屏障功能的功能;Chen等[61]研究發現,添加丁酸鈉可以顯著降低斷奶仔豬的腹瀉率。在本試驗中,F組中復合餅粕源發酵飼料具有多種來源的膳食纖維,刺激了腸道蠕動,提高了腸道中的發酵效率,促進了丁酸的產生及腸道菌群的增殖,進而改善斷奶仔豬的生長性能和腸道健康。

4 結 論

飼糧中添加6%不同餅粕源發酵飼料可以優化斷奶仔豬腸道菌群的結構,并在一定程度上改善生長性能、降低腹瀉率、提高營養物質表觀消化率,其中添加復合發酵餅粕的效果最好。