■陳 鵬陶 冶
(1.北京英惠爾生物技術(shù)有限公司,北京100081;2.西南大學(xué),重慶402460)
隨著國(guó)內(nèi)畜禽抗生素限用和禁用規(guī)定的制定和實(shí)施,比如2017年5月后,硫酸黏桿菌素添加到飼料中將是違法行為,飼料企業(yè)在評(píng)估和篩選可替代抗生素的添加劑的壓力增大。飼料添加劑企業(yè)對(duì)該類添加劑的研發(fā)和應(yīng)用的興趣也大幅度的提高。酵母源飼料或添加劑作為對(duì)動(dòng)物腸道健康有益的一類產(chǎn)品,成為了近年來(lái)研發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用的主要方向和趨勢(shì)。酵母培養(yǎng)物是利用特選的酵母菌種在特殊的工藝條件下,經(jīng)過(guò)液態(tài)培養(yǎng)基和固體谷物培養(yǎng)基,進(jìn)行深度發(fā)酵而產(chǎn)生多種代謝物,包括變性的培養(yǎng)基(含肽、寡糖等)、酵母細(xì)胞本身和細(xì)胞外代謝物(含營(yíng)養(yǎng)代謝物、增味物質(zhì)和芳香物質(zhì)等)。很多研究已表明,酵母培養(yǎng)物在飼料中添加可以促進(jìn)反芻動(dòng)物、豬和家禽的健康,提高胃腸道對(duì)飼料的消化率,改善生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能。國(guó)內(nèi)外對(duì)酵母培養(yǎng)物在仔豬上的應(yīng)用效果和機(jī)制有一些報(bào)道。Kornegay等(1995)[1]發(fā)現(xiàn),仔豬強(qiáng)化的開口料中加入酵母培養(yǎng)物并沒(méi)有對(duì)仔豬的生長(zhǎng)性能產(chǎn)生影響,且當(dāng)日糧纖維類型不同時(shí),作用效果不同。這表示,酵母培養(yǎng)物的效應(yīng)取決于日糧原料特性。Peet-Schwering等(2007)[2]試驗(yàn)表明,酵母培養(yǎng)物可以作為斷奶仔豬日糧的抗生素替代。Shen等(2009)[3]研究了不同添加梯度的酵母培養(yǎng)物對(duì)斷奶仔豬的影響,結(jié)果表明,5 g/kg酵母培養(yǎng)物組提高了仔豬的生長(zhǎng)性能,其機(jī)制很可能是改善了腸絨毛的高度、腸道免疫反應(yīng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率,并認(rèn)為酵母培養(yǎng)物可以作為斷奶仔豬日糧抗生素替代。
試驗(yàn)動(dòng)物為120頭斷奶日齡為28 d的仔豬。隨機(jī)分3個(gè)處理組,包括對(duì)照組、0.5%酵母培養(yǎng)物組和1%酵母培養(yǎng)物組。其中對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)保育仔豬日糧,試驗(yàn)組在基礎(chǔ)日糧上分別添加0.5%和1%的酵母培養(yǎng)物。每個(gè)處理組分為5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)8頭仔豬。試驗(yàn)地點(diǎn)位于重慶市六方格農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)有限公司榮昌三元豬繁殖培育基地;試驗(yàn)時(shí)間是2017年1~2月。
酵母培養(yǎng)物(商品名,百惠邦)來(lái)源于北京英惠爾生物技術(shù)有限公司。保育仔豬日糧為商品飼料,由普瑞納公司提供,基礎(chǔ)日糧主要組成和營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。
試驗(yàn)由固定飼養(yǎng)員專人飼喂,日常的衛(wèi)生、消毒、免疫、保健工作均按豬場(chǎng)正常的操作規(guī)程實(shí)施。
記錄受試仔豬試驗(yàn)初期、試驗(yàn)14 d和試驗(yàn)37 d的個(gè)體重;計(jì)算試驗(yàn)0~14 d、15~37 d和全期的仔豬采食量和平均日增重,計(jì)算料肉比。內(nèi)毒素、IgG、IL-2和CH50用試劑盒測(cè)定,血液生理指標(biāo)用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定。實(shí)時(shí)熒光定量PCR法,測(cè)定仔豬37 d血液中IL-6 mRNA的表達(dá)量。
表1 仔豬基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(%)
數(shù)據(jù)用SPSS17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析,用Du?can's法進(jìn)行多重比較,結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。
表2 酵母培養(yǎng)物對(duì)保育仔豬平均個(gè)體重的影響(kg)
試驗(yàn)初期,各組仔豬個(gè)體重沒(méi)有顯著差異。試驗(yàn)第14 d和37 d,與對(duì)照組仔豬相比,0.5%和1%酵母培養(yǎng)物組的仔豬個(gè)體重極顯著提高(P<0.01)。
在試驗(yàn)0~14、14~37 d和全期,與對(duì)照組仔豬相比,0.5%和1%酵母培養(yǎng)物組的仔豬平均日增重極顯著提高(P<0.01)。酵母培養(yǎng)物組減少了各試驗(yàn)階段保育豬的平均采食量和料肉比,在全期階段,與對(duì)照組相比,1%酵母培養(yǎng)物組仔豬平均日增重提高了13.74%,平均日采食量減少了8.50%,料肉比改善了19.72%。
表3 酵母培養(yǎng)物對(duì)保育仔豬增重、采食量和料肉比的影響
表4 酵母培養(yǎng)物對(duì)保育仔豬血液免疫指標(biāo)的影響
在試驗(yàn)第14 d,與對(duì)照組相比,1%酵母培養(yǎng)物組顯著提高了CH50、IL-2和IL-6水平(P<0.05),顯著降低了ET水平(P<0.05)。在試驗(yàn)第37 d,與對(duì)照組相比,1%酵母培養(yǎng)物組極顯著提高了IgG和IL-2水平(P<0.01),極顯著降低了ET水平(P<0.01),顯著提高了CH50水平(P<0.05)。
表5 酵母培養(yǎng)物對(duì)保育仔豬血液中IL-6 mRNA表達(dá)水平的影響
試驗(yàn)第37 d,1%酵母培養(yǎng)物組極顯著提高了IL-6 mRNA的表達(dá)量(P<0.01),0.5%酵母培養(yǎng)物組和對(duì)照組差異不顯著(P>0.05)。
在試驗(yàn)第14 d,與對(duì)照組相比,1%酵母培養(yǎng)物組極顯著提高了紅細(xì)胞水平(P<0.01),0.5%和1%酵母培養(yǎng)物組顯著提高了血紅蛋白水平(P<0.05),0.5%酵母培養(yǎng)物組顯著降低了血小板水平。在試驗(yàn)第37 d,與對(duì)照組相比,0.5%和1%酵母培養(yǎng)物組極顯著提高了白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞水平(P<0.01),1%酵母培養(yǎng)物組極顯著提高了紅細(xì)胞水平(P<0.01),0.5%酵母培養(yǎng)物組顯著提高了紅細(xì)胞水平(P<0.05),0.5%和1%酵母培養(yǎng)物組極顯著降低了血小板水平(P<0.01)。
表6 酵母培養(yǎng)物對(duì)保育豬血液生化指標(biāo)的影響
仔豬斷奶后,腸道免疫系統(tǒng)沒(méi)有完全建立,致病性有害細(xì)菌吸附在小腸絨毛上,釋放多種毒素,如內(nèi)毒素,導(dǎo)致仔豬斷奶后腹瀉甚至死亡。在本試驗(yàn)中,仔豬血漿內(nèi)毒素水平的差異是受日糧中酵母培養(yǎng)物水平所影響,1%酵母培養(yǎng)物組試驗(yàn)在前期和后期分別顯著和極顯著的降低了內(nèi)毒素水平。酵母細(xì)胞經(jīng)過(guò)液體和固體發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的多種營(yíng)養(yǎng)和功能性代謝產(chǎn)物,不僅為仔豬提供了優(yōu)質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素,同時(shí)也是腸道微生物菌群的營(yíng)養(yǎng)底物,促進(jìn)仔豬腸道內(nèi)有益微生物群的組成比例。有益微生物的數(shù)量和種類優(yōu)勢(shì)抑制了病原微生物群的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖,減少有害微生物產(chǎn)生內(nèi)毒素的含量?,F(xiàn)場(chǎng)飼喂試驗(yàn)記錄的腹瀉指數(shù)數(shù)據(jù)也表明,1%酵母培養(yǎng)物組的腹瀉指數(shù)最低,因腹瀉導(dǎo)致的死亡率也最低。
本試驗(yàn)中沒(méi)有測(cè)定對(duì)腸道菌落狀態(tài)的影響,但是一些文獻(xiàn)的結(jié)果并不一致。Mathew等(1998)[4]研究了酵母培養(yǎng)物對(duì)剛斷奶仔豬腸道微生物數(shù)量、揮發(fā)性脂肪酸的影響,結(jié)果表明,酵母培養(yǎng)物沒(méi)有改變仔豬主要菌落的數(shù)量和發(fā)酵產(chǎn)物的凈含量,盡管增加了斷奶仔豬的采食量和改善了其它生長(zhǎng)指標(biāo)。認(rèn)為仔豬性能的提高是其他原因?qū)е碌?。Weedman等(2011)[5]研究表明,仔豬在受到斷奶和運(yùn)輸雙重應(yīng)激時(shí),酵母培養(yǎng)物有免疫調(diào)節(jié)作用,并和腸道菌落互相作用。Price等(2010)[6]進(jìn)一步探索了酵母培養(yǎng)物對(duì)經(jīng)過(guò)沙門氏菌感染的斷奶仔豬的影響,發(fā)現(xiàn)日糧中添加酵母培養(yǎng)物的仔豬比對(duì)照組仔豬在經(jīng)過(guò)沙門氏菌感染后增重更多,并說(shuō)明體重的提高很可能與胃腸道中有益微生物比例增多有關(guān)。酵母培養(yǎng)物增強(qiáng)了胃腸道形態(tài)的恢復(fù),維持或提高了有益菌的數(shù)量,從而促進(jìn)了仔豬的生長(zhǎng)。Kiarie等(2011)[7]研究了受大腸桿菌(K88)感染的斷奶仔豬,經(jīng)飼喂酵母培養(yǎng)物以后,食欲得到改善,回腸食糜微生物的豐度和多樣性增高,同時(shí)減少了大腸桿菌對(duì)黏膜的附著和結(jié)腸氨的量,意味著腸道更健康。總結(jié)這些研究,表明仔豬在受到較強(qiáng)的應(yīng)激時(shí),酵母培養(yǎng)物改善腸道菌落結(jié)構(gòu)顯著。
臨床上將血液生理指標(biāo)化驗(yàn)作為最常用的輔助診斷依據(jù)。不同的指標(biāo)具有不同的生理意義:紅細(xì)胞具有免疫和參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)的功能;白細(xì)胞是主要免疫細(xì)胞之一,其數(shù)量多少直接影響動(dòng)物免疫能力;淋巴細(xì)胞是細(xì)胞免疫的主要物質(zhì),它對(duì)抗原有明顯的專一性,接受抗原刺激后,則被激活、增殖、分化、發(fā)生免疫應(yīng)答;血紅蛋白的主要功能是攜帶O2和CO2。本試驗(yàn)前14 d,試驗(yàn)豬場(chǎng)沒(méi)有出現(xiàn)群體腹瀉,各組試驗(yàn)豬腹瀉發(fā)生率不高。因此試驗(yàn)前期仔豬血液生理指標(biāo)表明酵母培養(yǎng)物并沒(méi)有對(duì)腹瀉啟動(dòng)劇烈的免疫調(diào)節(jié),對(duì)白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞數(shù)量的影響不顯著,僅顯著上調(diào)了血紅蛋白、紅細(xì)胞的水平。在試驗(yàn)第14 d到37 d,豬場(chǎng)出現(xiàn)腹瀉時(shí),酵母培養(yǎng)物啟動(dòng)了高水平的免疫應(yīng)答,淋巴細(xì)胞和白細(xì)胞的數(shù)量因此極顯著上調(diào)(P<0.01)。Davis等(2004)[8]研究表明,給仔豬日糧中添加酵母細(xì)胞壁甘露寡糖,仔豬血液中的淋巴細(xì)胞比例有增加趨勢(shì),中性粒細(xì)胞比例又降低趨勢(shì)。
試驗(yàn)第14 d,0.5%和1%酵母培養(yǎng)物組都顯著降低了血清中血小板水平(P<0.05),并且在試驗(yàn)第37 d,兩個(gè)處理組極顯著地降低了血清中血小板水平(P<0.01)。血小板有維護(hù)血管壁完整性與生理止血全過(guò)程的功能,血小板上還存在內(nèi)毒素受體,對(duì)進(jìn)入血循環(huán)的內(nèi)毒素具有清除作用。在本試驗(yàn)中,酵母培養(yǎng)物下調(diào)了血小板水平,其原因很可能是酵母培養(yǎng)物在試驗(yàn)14 d和37 d,分別顯著和極顯著地降低了血液中的內(nèi)毒素水平,因此負(fù)反饋了血小板的水平。
補(bǔ)體系統(tǒng)參與機(jī)體保護(hù)性免疫應(yīng)答和自身穩(wěn)定,協(xié)助吞噬細(xì)胞和抗體殺滅病原微生物,增強(qiáng)機(jī)體免疫功能,同時(shí)也是重要生物效應(yīng)系統(tǒng)和效應(yīng)放大系統(tǒng),在機(jī)體的非特異性和特異性免疫中發(fā)揮重要作用。本試驗(yàn)中只有1%酵母培養(yǎng)物組顯著提高了血液中的的總補(bǔ)體水平,
本試驗(yàn)中酵母培養(yǎng)物組的仔豬平均日增重都極顯著地高于對(duì)照組(P<0.01),平均日采食量和料肉比都有隨著添加量增加而降低的趨勢(shì),然而0.5%和1%組的平均日增重沒(méi)有差異。仔豬平均日采食量降低,平均日增重提高,有可能是因?yàn)榻湍概囵B(yǎng)物提高了仔豬對(duì)飼料消化利用率(Upadhaya,2015)[9]。
日糧中添加酵母培養(yǎng)物改善了保育仔豬的生長(zhǎng)性能,添加量0.5%和1%酵母培養(yǎng)物的效果相當(dāng);酵母培養(yǎng)物提高了仔豬的免疫系統(tǒng)的應(yīng)答能力,添加1%酵母培養(yǎng)物的免疫保護(hù)作用要好于添加0.5%酵母培養(yǎng)物。當(dāng)動(dòng)物受到應(yīng)激劇烈或者患病時(shí),酵母培養(yǎng)物可以在一定程度上減少應(yīng)激,降低死亡率。