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[养猪] 葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能、粪便菌群和血清指标的影响

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发表于 2019-8-6 14:15:26 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  

  摘 要:本试验主要研究在饲粮中添加葡萄糖氧化酶(GOD)对仔猪生长性能、粪便菌群以及血清生化指标和激素含量的影响。试验选用健康的35日龄仔猪 112头,随机分为2个组,每个组 4个重复,每个重复 14 头猪。对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮基础上添加 100g/t GOD的试验饲粮,试验期 35d。结果表明:GOD组仔猪平均日增重和平均日采食量显著高于对 照组(P<0.05) ,料重比显著低于对照组(P<0.05) ;GOD 组仔猪粪便中沙门氏菌数显著低于对 照组(P<0.05) ;对照组和 GOD  组间仔猪的血清生化指标(葡萄糖、白蛋白、球蛋白含量和蛋白 系数)未出现显著性差异(P>0.05) ;GOD  组三碘甲状腺原氨酸、甲状腺素和生长激素含量显著高于对照组(P<0.05) 。试验结果表明,在饲粮中添加 100 g/t 的GOD 可有效改进仔猪肠道健康,提高血清中相关激素含量,改善仔猪生长性能。

  关键词:葡萄糖氧化酶;仔猪;生长性能;粪便菌群;血清指标

  葡萄糖氧化酶( glucoseoxidase,GOD) 是一种 高活性需氧脱氢酶,能专一氧化葡萄糖成为葡萄 糖酸和过氧化氢,同时消耗大量的氧,在食品、医药工业以及血糖的测定方面有广泛的应用。1999年,农业部发布的《允许使用的饲料添加剂品种目录》中,GOD被列入可用的 12种饲用酶制剂之一,在饲粮中应用 GOD可以起到类似于抗生素、 酸化剂、益生菌和霉菌解毒剂的作用,其应用前景 十分广阔[1-2] 。但是由于发酵水的限制,生产上GOD 活性一直很低,且成本很高,在饲料中应用并 不是很广泛,相关研究也很少。

  本实验室通过基因克隆技术在毕赤酵母生物反应器中实现 GOD基因的高效表达,采用液体深层发酵方式使GOD活性达到了615U / mL[3] ,且大大降低了生产成 本,有效地解决了GOD不能大规模生产的问题,为 GOD在畜牧业中的广泛应用打下了基础。

  本 试验通过在常规仔猪饲粮中添加 GOD,以生长性能、粪便菌群和血清指标为参数,研究 GOD 在仔 猪养殖上的应用效果,为 GOD 在畜牧业上的广泛 应用提供理论依据。

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  试验中GOD产品由农业部饲料生物技术重点实验室提供,活性大于 1000 U/g(实测活性为1272U/g;酶活性单位定义为:在 37℃ 、pH 为 5.5 的条件下,每分钟从过量底物中降解释放1 μmol 产物所需的酶量定义为 1个酶活性单位,即 1U) 。 供试仔猪和试验场地由北京市房山区畜禽良种猪 场提供。

  1.2 试验设计

  试验采用单因素完全随机设计 ,选择健康的35 日龄仔猪 112头,随机分为 2个组,每组 4个重 复,每个重复 14头猪。各组仔猪初始体重无显著 差异(P>0.05) 。对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮基础上添加 100g/tGOD 的试验饲 粮,基 础 饲 粮 组 成 及 营 养 水 平 见 表 1。试 验 期 35d。


  1.3 饲养管理

  各组试验猪每天定时喂料,自由采食,饮水器提供充足清洁饮水。其他免疫、消毒、卫生等饲养 管理按常规进行。

  1.4 检测指标
  1.4.1 生长性能

  分别于试验始、末空腹称重,准确记录饲料消 耗量,计算出平均日增重、平均日采食量以及料重 比。
  计算公式为:平均日增重 = (末重-初重) / 试验天数;
  平均日采食量 =耗料量 / 试验天数;
  料重比 =平均日采食量 / 平均日增重。

  1.4.2 腹泻率、发病率和死亡率指标
  在整个饲养试验阶段,每天分别在 09:00猪 只,记录猪的腹泻、发病和死亡头数,统计腹泻率 、 发病率和死亡率。
  计算公式为: 腹泻率(%)= 100×腹泻头次 / (试验头数×试验天数) ;
  发病率(%)= 100×病例头数 / 试验头数;
  死亡率(%)= 100×死亡头数 / 试验头数。

  1.4.3 粪便菌群指标
  1.4.3.1 样品采集

  在试验猪场试验结束称重前随机采集各组健 康的试验仔猪(每组 3 头) 的新鲜粪便,然后在无 菌操作台上检测 菌 落 总 数 和 大 肠 杆 菌、沙 门 氏 菌数。

  1.4.3.2 培养基
  菌落总数测定使用普通 LB 琼脂培养基:

  蛋白 胨 10.0 g,酵母粉 5.0g,氯化钠 9.0g,琼脂粉15g, pH = 7.2±0.1,用去离子水定容至 1.0L;大肠杆菌 和沙门氏菌数测 定 使 用 麦 康 凯 培 养 基:蛋 白 胨 20.0g,乳糖10.0 g,牛胆盐 5.0g,氯化钠 5.0 g,中 性红 0.03g,琼脂 14.0g,pH = 7.0±0.1,用去离子 水定容至 1.0 L。

  1.4.3.3 测定方法与步骤

  在超净工作台中分别迅速取粪便内容物 0.5g 置灭 菌 锥 形 瓶 中,加 入 0.9% 灭 菌 生 理 盐 水 49.5 mL,在 20℃ 恒 温 震 荡 箱 150r/min 震 荡 10min,使样品充分摇匀,此液为10-2稀释液,然后吸取 1.0mL 置于盛有9.0mL 的0.9%灭菌生理盐 水灭菌试管中进行10-3稀释,再依次进行到10-6稀 释。 分别将10-4  、10-5  、10-6稀释液 100μL 涂抹于各培养基上,37℃ 有氧培养 18~24 h 后进行菌落计数。 各稀释度设 3个重复。 采用平板计数法进 行菌落计数,并换算成lg(CFU/g)菌液,即用每克 粪样含活菌数表示。

  1.4.4 血清指标

  于试验的第 35天,称重后每重复取 2 头猪空 腹 采 血 5 mL 左 右, 血 样 室 温 下 静 置 2 h, 5000r/min离心 5min,分离血清,4 ℃ 保存待测。 使用日立7600 全自动生化仪测定血清葡萄糖、白 蛋白(Aib) 、球蛋白(GIb) 、总蛋白(TP)含量,计算 血清蛋白系数( A/G) ;采用放射免疫法测定三碘甲腺原氨酸(T3 ) 、甲状腺素(T4 ) 、促甲状腺激素 (TSH) 、生长激素( GH) 、胰岛素( INS) 和胰高血糖素(GLU)含量,放射免疫法测定所用试剂盒均 购于天津九鼎医学生物工程有限公司。

  1.5 数据统计与分析

  采用 SPSS 17.0统计软件,应用单因素方差分 析( one⁃way ANOVA) 进行差异显著性分析,采用 LSD法 进 行 多 重 比 较, 结 果 以 平 均 值 ± 标 准 差表示。

  2 结 果
  2.1 GOD对仔猪生长性能的影响


  由表 2 可知,GOD组平均日增重为 0.483kg, 比对照组提高了 35g;GOD组平均日采食量为0.884 kg,比对照组提高了39g;GOD 组料重比比对照组降低了0.067;上述指标 2 组间差异均显著 (P<0.05) 。试验全期对照组和 GOD组各有 1 头 猪死亡,无腹泻等不良情况,猪群健康状况良好。

  2.2GOD对仔猪粪便菌群的影响

  由表3可知,GOD组的仔猪粪便中大肠杆菌 数比对照组有降低趋势,但 2 组之间菌落总数和 大肠杆菌数没有显著性差异(P>0.05) ;GOD 组的 仔猪 粪 便 中 沙 门 氏 菌 数 显 著 低 于 对 照 组 ( P <0.05) 。

  2.3 GOD对仔猪血清指标的影响

  由表 4 可知,GOD组仔猪的血清葡萄糖、白蛋 白、球蛋白、总蛋白含量和蛋白系数比对照组都有 所提高,但均未出现显著性差异( P>0.05) ;GOD组三碘 甲 状 腺 原 氨 酸 和 甲 状 腺 素 含 量 分 别 为 1.00ng / mL和6.87μg / dL, 均 显 著 高 于 对 照 组(P<0.05) ;GOD 组生长激素含量为 3.71ng / mL, 显著高于对照组(P<0.05) ;GOD组仔猪其他各血 清激素含量比对照组也有所提高,但未见显著性 差异(P>0.05) 。

  3 讨 论

  3.1 GOD对仔猪生长性能的影响

  GOD在动物胃肠道中可以用葡萄糖为底物酶 解反应产生葡萄糖酸和过氧化氢(H2O2 ) 。葡萄糖 酸可以降低动物胃内 pH,激活胃蛋白酶的活性, 具有酸化剂的作用,同时胃内 pH 降低和肠道氧 (O2 )的减少能有效抑制有害菌、促进有益菌的生 长,提高饲料消化率;过氧化氢相当于一种广谱抗生素,酶解产生的少量过氧化氢可以起到类似抗 生素的作用;从而改善动物肠道健康和消化能力, 提高饲粮营养物质消化和吸收效率,促进动物生 长[4] 。本课题组前期对该 GOD进行梯度饲喂试 验(添加量为 100、200、400 g/t) ,结果表明饲粮中 添加 100g/t 性价比最佳[5] 。本试验结果表明,饲 粮中添加 100g /t GOD显著的提高了仔猪的平均 日增重、平均日采食量,降低了料重比,再次验证 了 GOD 的促生长效果。杨久仙等[6] 研究了 GOD对断奶仔猪生长性能的影响,结果表明 GOD提高 了营养物质消化率和饲料转化效率,改善了断奶 仔猪生产性能。同时,由于 GOD的抗氧化作用, 其还可以清除肠道上的自由基,保护肠道上皮细 胞完整,加速肝脏内的氧化还原反应,提高肝脏对 毒性成分的代谢,这些也是 GOD能在动物生产上 发挥良好效果的重要原因[7] 。

  3.2 GOD对仔猪粪便菌群的影响

  消化道菌群数量的变化反映了断奶仔猪消化道内环境的改变,通过检测新鲜粪样的细菌数是 判断动物肠道内实际菌群变化情况的一种有效方 式[8] 。一方面,GOD通过与饲粮中葡萄糖作用而 产生的葡萄糖酸来发挥作用;另一方面,GOD在反 应过程中消耗肠道中的氧,使消化道更易形成厌 氧环境。葡萄糖酸产生的酸性环境有利于乳酸杆 菌等有益菌的生长繁殖,对大肠杆菌等有害菌有 抑制作用;而大多数的有益菌是厌氧菌,有害菌是 需氧菌,厌氧环境的形成更利于抑制动物后肠道有害菌,促进有益菌的生长,从而改善动物肠道微 生态平衡和肠道形态。黄建华等[9] 研究了二甲酸 钾对断奶仔猪大肠杆菌和乳酸杆菌的影响,结果 表明二甲酸钾的添加降低了断奶仔猪新鲜粪样中 大肠杆菌数。

  本试验研究表明,GOD的添加降低 了仔猪新鲜粪样的大肠杆菌和沙门氏菌数量,其 中沙门氏菌的数量还出现了显著性降低,这说明 GOD能有效的改善仔猪的肠道微生态平衡。本试 验饲粮添加 GOD并没有对粪便中菌落总数产生 显著性影响,这可能是因为各种细菌都可在普通 琼脂培养基上生长而很难区分出 GOD对整体菌群数量产生的影响。杨久仙等[10] 研究 GOD 对断 奶仔猪胃肠道微生物区系以及生产性能的影响, 结果显示,与对照相比,饲粮中添加GOD提高了 仔猪日增重,降低了消化道内大肠杆菌数量。

  3.3 GOD对仔猪血清指标的影响

  动物血糖绝大多数都是葡萄糖,主要来源于 动物采食之后消化系统的转化,而葡萄糖又是动 物能量的主要来源。GOD是以葡萄糖为底物发挥作用,反应的过程中会消耗一部分葡萄糖,但由于GOD添加量微少,相对于动物采食分解产生的葡 萄糖,反应底物所需要的葡萄糖相对占比还是比较微小。本试验结果表明添加GOD并没有使血 清葡萄糖含量降低,这说明添加 GOD 并没有影响 动物对葡萄糖的转化吸收。血清中总蛋白含量与蛋白质的营养有密切的 关系,血清中白蛋白的含量与有功能肝细胞的数 量呈正比,球蛋白是参与机体免疫机能的血清蛋 白,正常家畜血清白蛋白和球蛋白含量会在一定 范围内波动;血清蛋白系数因血清白蛋白和球蛋 白相对含量的升降较大而发生明显变化,因此也 可以通 过 这 个 比 值 的 大 小 看 出 动 物 的 健 康 状 况[11-12] 。

  本试验结果显示,GOD组仔猪各项血清 生化指标都高于对照组,但未出现显著性差异,这 说明试验仔猪整体健康状况良好,GOD 的添加一定程度上提高了 仔 猪 的 生 长 性 能 和 免 疫 能 力。Tancin 等[13]研究表明,仔猪在断奶后早期,胃肠道 细胞、酶和淋巴系统将发生相当大的变化,机体血清总蛋白、白蛋白、球蛋白含量一定范围内的升 高,可以增强能量动员和体液免疫功能。甲状腺激素是维持动物体正常生长发育所必 需的激素,它主要有三碘甲状腺原氨酸和甲状腺素 2 种,甲状腺素的主要作用是促进物质的能量 代谢,促甲状腺素功能主要是促使甲状腺合成并 分泌甲状腺激素,研究结果表明血清甲状腺激素 含量与仔猪生长性能呈正相关,甲状腺功能低下 时,生长明显受阻;生长激素可促进机体合成代谢 和蛋白质合成,促进脂肪分解,同时对胰岛素有拮 抗和抑制葡萄糖利用而使血糖升高等作用,最终 影响动物的生长性能;胰岛素主要生理功能是合 成代谢,促进糖原、脂肪和蛋白质的合成,与之相 反,胰高血糖素是一种促使分解代谢的激素,它们 在体内共同协调,影响机体的代谢和生长[14-16] 。 本试验结果表明,GOD 组三碘甲状腺原氨酸、甲状 腺素和生长激素含量显著高于对照组,2 组之间其 他血清激素含量没有显著性差异,这说明 GOD的 添加可以促进仔猪对饲粮的代谢和利用,提高了 仔猪对营养元素的合成能力,进而促进仔猪的生 长。 Etherton[17]通过长期试验研究表明,生长激素可显著提高猪的日增重和饲料转化效率。 陈清华等[18]研究非淀粉多糖酶制剂对仔猪生长和血清指 标的影响,结果表明血清中血糖、三碘甲状腺原氨酸含量比基础饲粮组有所上升,添加酶制剂对仔 猪生长性能的改进效果明显。

  4 结 论

  饲粮中添加 100g/t的 GOD,可显著降低仔猪粪便中沙门氏菌数量,改进仔猪肠道健康;显著提高三碘甲状腺原氨酸、甲状腺素和生长激素的含量;显著提高仔猪平均日增重和平均日采食量,降低料重比,改善仔猪生长性能。

  参考文献:略
  作者:汤海鸥  高秀华  李学军 王振兴  刘金兰  姚 斌
  转自:动物营养学报
  原文链接地址:
  http://www.chinajan.com/CN/abstract/abstract11706.shtml



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