发酵饲料桑粉对宁乡花猪抗氧化性能和 肠道功能的影响

现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2020/3/11 18:29:15 关注：507 评论： 我要投稿

  本试验旨在研究饲粮添加发酵饲料桑粉对宁乡花猪其血清和肝脏抗氧化性能、肠道组织形态和肠道菌群的影响。选用平均体重为 ３０ ｋｇ 左右的宁乡花猪 ９０ 头，随机分为 ５ 个组，每组 ３ 个重复（栏），每个重复 ６ 头猪。对照组饲喂基础饲粮，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组分别在基础饲粮中添加 ９％、１２％、１５％饲料桑粉的全发酵料和 ９％饲料桑粉的未发酵料。试验分为 ２ 个阶段，中猪阶段（第 １～５０ 天）和大猪阶段（第 ５１～７５ 天）。结果表明：１）与对照组相比，Ⅲ组宁乡花猪中期血清总抗氧化能力（Ｔ?ＡＯＣ）显著提高（Ｐ＜０.０５）；饲喂添加饲料桑粉组宁乡花猪肝脏丙二醛（ＭＤＡ）含量有下降的趋势（Ｐ＞０.０５），且随着饲料桑粉添加量的提高，下降愈为明显。２）与对照组相比，所有试验组宁乡花猪空肠绒毛高度显著降低（Ｐ＜０.０５）；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组宁乡花猪空肠绒毛高度／ 隐窝深度（Ｖ／ Ｃ）值显著降低（Ｐ＜０.０５）；与Ⅳ组相比，Ⅰ组宁乡花猪十二指肠绒毛高度有升高的趋势（Ｐ＞０.０５），空肠和回肠 Ｖ／ Ｃ 值显著提高（Ｐ＜０.０５）。３）对宁乡花猪回肠微生物进行 １６Ｓ ｒＤＮＡ 测序发现：所有样品一共得到 ４９６ ４８９ 条 Ｔａｇｓ，平均每个样品 ３５ ４６３ 条，Ｔａｇ 平均长度为 ２５２ ｂｐ，共产生 ２５７ 个操作分类单位（ＯＴＵ）。全发酵料组宁乡花猪回肠菌群 Ａｌｐｈａ 多样性指数相比未发酵料组，ＯＴＵ 和 Ｃｈａｏ 指数有提高的趋势，但差异不显著（Ｐ＞０.０５）；各组间香农（Ｓｈａｎｎｏｎ）指数和辛普森（Ｓｉｍｐｓｏｎ）指数均无显著差异（Ｐ＞０.０５）。由此可知，饲料桑粉可有效提高宁乡花猪机体抗氧化性能并改善其肠道微生态环境；对饲料桑粉进行发酵处理后饲喂宁乡花猪可有效降低饲料桑粉对宁乡花猪肠道的负面影响。
  近年来，桑资源的开发应用受到畜牧业的广泛关注，我国利用桑叶养蚕已有上千年的历史，现经过我国科研人员人工选育，培育出了新型抗逆性品种———饲料桑，该品种具有适应性强、产量高、营养丰富等特点，具有极大的开发潜力。研究表明，在商品育肥猪饲粮中添加 １０％左右的饲料桑粉对其生长性能没有不良影响；本课题组前期研究表明，在宁乡花猪饲粮中添加 ９％发酵饲料桑粉对宁乡花猪生长性能有一定的促进作用，发酵饲料桑粉添加量达到 １２％时亦无不良影响，且饲料桑含有多种活性成分，主要包括黄酮类（桑酮、桑酮醇）、甾类、生物碱等，黄酮类物质在肠道中可代谢成对雌马酚等益生物质，可提高肠道中双歧杆菌和乳杆菌的数量，且这些活性成分具有抗炎及抗氧化功能。但由于饲料桑含有单宁、植物凝集素等抗营养因子，且具有一定的涩味，大剂量添加至动物饲粮中会导致适口性下降，畜禽采食量降低，限制了饲料桑在饲粮中的应用。研究发现，发酵工艺能有效降低或去除饲料桑中的抗营养因子，且能降解粗纤维和大分子蛋白质等物质，提高其饲用价值。宁乡花猪作为中国四大名猪品种之一，具有耐粗饲、肉质鲜嫩的优势，但其存在瘦肉率低、肥膘厚等缺点。为了更好地利用饲料桑资源，本试验旨在利用发酵工艺改善饲料桑粉品质后饲喂地方品种宁乡花猪，探讨饲料桑粉对宁乡花猪血清及肝脏抗氧化性能、肠道组织形态和肠道菌群的影响，为饲料桑在畜牧生产中的应用提供数据支撑。
  1材料与方法
  １.１ 试验材料
  饲料桑粉由湖南省蚕桑科学研究所提供，经实验室检测营养成分含量为：粗蛋白质 ２２.９６％、粗脂肪 ６.２６％、粗纤维 ９.１８％、粗灰分 １３.９０％、钙４.３７％和磷 ０.４６％。添加饲料桑粉的发酵试验组采用全发酵方式（将不同比例的饲料桑粉添加至饲粮中后，对其进行发酵处理），将乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌按 ２∶１∶１ 的比例制成混合菌种，活菌数≥３×１０９ＣＦＵ／ｇ，进行固态发酵处理。发酵设备及试验饲粮由湖南楚沩香农业有限公司提供。
  １.２ 试验设计
  选取９０头平均体重为３０ｋｇ 左右的宁乡花猪，随机分为５个组，每组３个重复（栏），每个重复 ６ 头猪。对照组饲喂基础饲粮，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组分别饲喂添加９％、１２％、１５％饲料桑粉的全发酵料和 ９％饲料桑粉的未发酵料。试验于２０１６ 年７～９月在湖南宁乡大龙畜牧科技有限公司猪场进行，试验分为２个阶段，中猪阶段（试验期第１～５０ 天）和大猪阶段（试验期第５１～７５天）。饲粮组成及营养水平见表１ 和表２。

  ２.２ 发酵饲料桑粉对宁乡花猪肝脏抗氧化指标的影响

    由表 ４ 可知，相比对照组，添加饲料桑粉组宁乡花猪肝脏 ＭＤＡ 含量有所降低，肝脏 Ｔ?ＳＯＤ 和ＧＳＨ?Ｐｘ 活 性 有 所 升 高， 但 差 异 均 不 显 著 （ Ｐ ＞０.０５）。

  ２.３ 发酵饲料桑粉对宁乡花猪肠道组织形态的影响肠道组织形态切片见图 １。由表 ５ 可知，与添加 ９％饲料桑粉未发酵料组（Ⅳ组）相比，添加 ９％饲料桑粉全发酵料组宁乡花猪十二指肠绒毛高度显著升高（Ｐ ＜ ０.０５）；与对照组相比，添加 ９％、１２％、１５％饲料桑粉全发酵料组及 ９％饲料桑粉未发酵料组宁乡花猪空肠绒毛高度分别降低了２０.１８％、２３. ９４％、２９. ３７％ 和 ２２. ０５％， 差 异 显 著（Ｐ＜０.０５）；添加 １２％、１５％饲料桑粉全发酵料组及９％饲料桑粉未发酵料组宁乡花猪空肠 Ｖ／ Ｃ 值分别降低了 １６.４５％、２６.１１％和 １７.７５％，差异显著（Ｐ＜０.０５）；与添加 ９％饲料桑粉未发酵料组相比，添加 ９％饲料桑粉全发酵料组宁乡花猪空肠 Ｖ／ Ｃ值提高了 １８.１０％，差异显著（Ｐ＜０.０５）；与添加 ９％饲料桑粉未发酵料组相比，添加 ９％饲料桑粉全发酵料组宁乡花猪回肠 Ｖ／ Ｃ 值提高了 １９.６８％，差异显著（Ｐ＜０.０５）。其余各肠段肠道组织形态指标在各组间均无显著差异（Ｐ＞０.０５）。

  ２.４ 发酵饲料桑粉对宁乡花猪肠道菌群的影响通过 Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｈｉｓｅｑ／ Ｍｉｓｅｑ 平台进行 Ｐａｉｒｅｄ?ｅｎｄ 测序，下机数据经过去除低质量 ｒｅａｄｓ，每个样品数据产出详细统计结果如表 ６ 所示。Ｐａｉｒｅｄ ＥｎｄＲｅａｄｓ 通过 ｒｅａｄｓ 之间的 ｏｖｅｒｌａｐ 关系拼接成 Ｔａｇｓ，所有样品一共得到 ４９６ ４８９ 条 Ｔａｇｓ，平均每个样品３５ ４６３ 条，菌群对数（ＳＤ）值为 １９７；Ｔａｇ 平均长度为 ２５２ ｂｐ，ＳＤ 值为 ０。拼接的 Ｔａｇｓ 经过优化后，在 ９７％ 相似度下将其聚类为用于物种分类的ＯＴＵ，统计每个样品在每个 ＯＴＵ 中的丰度信息，ＯＴＵ 的丰度初步说明了样品的物种丰富程度。所有样品共产生 ２５７ 个 ＯＴＵ，每个样品 ＯＴＵ 统计结果见表 ７。

  通过与数据库进行比对，对 ＯＴＵ 进行物种分类并在门（ｐｈｙｌｕｍ）和种（ｓｐｅｃｉｅｓ）分类等级上分别选取相对丰度排名前 １３ 的门类和相对丰度排名前 ４ 的种类绘制物种丰度的 ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ 面积图和柱状图（图 ２ 和图 ３）。如图 ２ 所示，在门水平上，厚壁菌门（Ｆｉｒｍｉｃｕｔｅｓ）、变形菌门（Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ） 和拟杆菌门（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ）这 ３ 种门类的微生物占回肠菌群的 ９５％以上。且在门水平上，添加 １５％饲料桑粉全发酵料相比其他组别回肠微生物中变形菌门所占比例有下降的趋势。如图 ３ 所示，在种水平上，各饲料桑粉全发酵料组相比未发酵料组罗伊氏乳杆菌（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｒｅｕｔｅｒｉ）相对丰度所占比例更高。

  通过对 Ａｌｐｈａ 多样性数据的统计分析发现（表 ８），饲料桑粉全发酵料组宁乡花猪回肠菌群Ａｌｐｈａ 多样性指数相比未发酵料组，ＯＴＵ 和 Ｃｈａｏ指数有所提高，但差异不显著（Ｐ＞０.０５）；各组间香农（Ｓｈａｎｎｏｎ）指数和辛普森（Ｓｉｍｐｓｏｎ）指数均无显 著差异（Ｐ＞０．０５）。

  3讨 论
  ３.１ 发酵饲料桑粉对宁乡花猪机体抗氧化性能的影响

    由于宁乡花猪特有的生理特点，其体脂含量相对较高，性质活泼的自由基可诱发体内不饱和脂肪酸的氧化，产生脂质过氧化反应，从而降低宁乡花猪肉品质。血清及肝脏中 ＭＤＡ 含量、Ｔ?ＳＯＤ和 ＧＳＨ?Ｐｘ 活性以及 Ｔ?ＡＯＣ 反映了动物机体抗氧化防御系统的水平 。ＭＤＡ 是动物机体由于自由基的氧化作用产生过氧化脂质后分解代谢的产物，其含量越高说明动物机体产生的过氧化脂质越多，机体氧化损伤越严重；Ｔ?ＳＯＤ 是被称为动物机体抗氧化系统的第 １ 道防线，可催化机体内超氧阴离子自由基（Ｏ２－?）生成过氧化氢（Ｈ２Ｏ２），Ｈ２Ｏ２进 而 与 过 氧 化 氢 酶 （ ＣＡＴ） 反 应 生 成 水（Ｈ２Ｏ）和氧气（Ｏ２ ），是机体清除自由基的首要物质；ＧＳＨ?Ｐｘ 是动物机体内一种具有催化过氧化物分解的酶，可以特异性的催化还原谷胱甘肽，从而使得谷胱甘肽与动物机体内的氢过氧化物发生还原反应，降低机体氧化损伤；Ｔ?ＡＯＣ 是动物机体抗氧化系统功能状态的一个综合性指标，反映了动物机体抗氧化系统的总体水平。章丹丹等研究发现，在桑枝中提取的黄酮化合物在细胞试验和体外化学试验汇总均具有抗氧化活性，有很强的自由基清除能力。周林从桑枝中分离提纯出黄酮类化合物，通过体外模拟试验同样证明桑枝中黄酮类化合物具有抗氧化活性。本试验研究发现利用饲料桑粉饲喂宁乡花猪可有效提高其血清中Ｔ?ＡＯＣ，且添加 １５％ 饲料桑粉全发酵料组血清Ｔ?ＡＯＣ显著高于对照组，这与黄静等利用桑叶粉饲喂胡须鸡研究结果相似，这可能与饲料桑粉中所含的黄酮类具有的抗氧化活性有关。陈玲玲等研究桑叶黄酮对糖尿病小鼠的影响中发现，桑叶黄酮可有效提高小鼠肝脏中超氧化物歧化酶活性，降低肝脏中 ＭＤＡ 含量。本试验研究发现，饲料桑粉添加组宁乡花猪肝脏 ＭＤＡ 含量相比对照组有降低的趋势，肝脏中 Ｔ?ＳＯＤ、ＧＳＨ?Ｐｘ 活性和 Ｔ?ＡＯＣ 相比对照组均有所提高，说明饲料桑粉可以有效提高宁乡花猪机体抗氧化水平，进而改善肉品质。
  ３.２ 发酵饲料桑粉对宁乡花猪肠道组织形态的影响小肠是动物机体消化吸收营养物质的主要部位，绒毛高度、隐窝深度及 Ｖ／ Ｃ 值是反映小肠消化吸收功能的重要指标。小肠黏膜上有大量肠绒毛，绒毛高度越高则小肠对营养物质的吸收面积越大，消化吸收功能越强，绒毛萎缩引起绒毛高度的降低将导致小肠吸收功能的下降；隐窝深度的高低反映了肠上皮细胞的生成率，肠道隐窝的细胞不断的向绒毛处分化，替代补充脱落或损伤的绒毛细胞，隐窝处细胞生成率下降将使隐窝深度变浅，表明绒毛细胞成熟率上升，小肠营养吸收功能增强。有研究表明，隐窝深度还反映了肠上皮细胞的迁移率，隐窝深度降低则表明动物肠上皮细胞的迁移率降低，动物肠上皮细胞的迁移率降低可以减少能量损失，从而有利于促进动物生产性能。小肠 Ｖ／ Ｃ 值可以比较直观地反映小肠的消化吸收能力，Ｖ／ Ｃ 值越高则代表小肠消化吸收能力越强。本试验研究发现，饲料桑粉添加组宁乡花猪空肠绒毛高度及 Ｖ／ Ｃ 值相比对照组有所下降，这可能与饲料桑粉中所含的单宁及植物凝集素等抗营养因子损伤肠道上皮细胞有关，具体原因有待进一步研究；添加 ９％饲料桑粉全发酵料组相比添加 ９％饲料桑粉未发酵料组宁乡花猪空肠和回肠 Ｖ／ Ｃ 值显著提高，且在本课题组前期试验结果表明添加 ９％饲料桑粉全发酵料对宁乡花猪生长性能有一定的改善作用，说明发酵工艺可通过降低或清除饲料桑粉中的抗营养因子，从而降低饲料桑粉对宁乡花猪肠道的损伤，进而有益于其生产性能。
  ３.３ 发酵饲料桑粉对宁乡花猪肠道菌群的影响动物肠道菌群的稳态与宿主的肠道健康状况及生产性能密切相关，肠道菌群的变化也可直接影响 动 物 肠 道 对 营 养 物 质 的 吸 收 代 谢。Ｌａｍｅｎｄｅｌｌａ等研究表明，猪肠道内的微生物中的厚壁菌门和拟杆菌门与机体对碳水化合物的代谢有一定相关。 本试验研究发现，门水平上，厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门这 ３ 种门类的微生物占回肠菌群的 ９５％以上；所有宁乡花猪回肠菌群共产生 ２５７ 个 ＯＴＵ，肠道菌群相对丰度越高则越有利于维持动物肠道菌群的稳态，进而促进动物生产性能。 吕月琴等和舒刚等利用发酵饲料分别在蛋鸡和肉鸡饲养试验中发现，饲喂发酵饲料组相比未发酵饲料组，动物肠道中的乳酸菌等益生菌数量显著提高，大肠杆菌数量有效降低。Ｃａｎｉｂｅ 等利用发酵饲料和未发酵饲料饲喂生长试验发现，发酵饲料可有效提高动物肠道有益菌数量，有利于促进动物肠道菌群的稳态并提高菌群丰度。 本试验研究表明，全发酵料组宁乡花猪回肠菌群 Ａｌｐｈａ 多样性指数相比未发酵料组，ＯＴＵ 和 Ｃｈａｏ 指数有所提高，且各全发酵料组相比未发酵料组乳杆菌种的相对丰度更高，这可能与添加饲料桑粉饲粮经发酵处理后，饲粮 ｐＨ 降低，饲喂宁乡花猪后在肠道中提供了一个适合乳酸菌等喜酸益生菌种的大量繁殖的环境有关，此结果与邝哲师等利用发酵桑叶粉饲喂胡须鸡试验结果相似，具体原因有待进一步研究。
  4结 论
  ① 饲粮添加 １５％饲料桑粉全发酵料能显著提高宁乡花猪血清 Ｔ?ＡＯＣ。
  ② 发酵饲料桑粉较未发酵饲料桑粉可显著提高宁乡花猪空肠和回肠 Ｖ／ Ｃ 值。

  来源：饲料工业
  作者：丁 鹏，丁亚南，曾青华，李 霞，宋泽和， 范志勇，贺 喜
  ③ 发酵饲料桑粉较未发酵饲料桑粉有提高宁乡花猪回肠菌群相对丰度的趋势。