菊粉和刺五加提取物對早期斷奶仔豬生長性能、血液指標和腸道形態(tài)的影響

周錫紅,吳 信,燕富永,孔祥峰,李鐵軍,黃瑞林,陳立祥,印遇龍＊

1中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室,長沙 410125;2湖南廣安生物科技有限公司,長沙 410129;3中國科學院研究生院,北京 100049

菊粉和刺五加提取物對早期斷奶仔豬生長性能、血液指標和腸道形態(tài)的影響

周錫紅1,3,吳 信1,3,燕富永1,孔祥峰1,李鐵軍1,黃瑞林1,陳立祥2,印遇龍1＊

1中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室,長沙 410125;2湖南廣安生物科技有限公司,長沙 410129;3中國科學院研究生院,北京 100049

試驗選用 120頭 21日齡 5.64 kg左右的三元雜交斷奶仔豬,分別飼喂基礎(chǔ)日糧 (對照組)、基礎(chǔ)日糧 +抗生素(抗生素組)和基礎(chǔ)日糧 +5%菊粉 +0.1%刺五加提取物(實驗組),試驗期為 14 d,觀察日糧中復合添加菊粉和刺五加(AS)提取物對早期斷奶仔豬生長性能、血液生化指標和腸道形態(tài)的影響。試驗結(jié)果表明,實驗組與對照組相比,仔豬日增重(ADG)顯著提高(P<0.05),而料肉比(F/G)則顯著降低(P<0.05),但平均日采食量(ADFI)差異不顯著(P>0.05);實驗組仔豬血清中血糖 (GLU)、低密度脂蛋白 (LDL)、乳酸脫氫酶 (LDH)和尿素氮(BUN)與對照組差異不顯著(P>0.05),但試驗第 14 d,堿性磷酸酶(ALP)、超氧化物歧化酶 (SOD)和還原型谷胱甘肽(GSH)濃度均顯著高于對照組(P<0.05);實驗組仔豬十二指腸和回腸的隱窩深度顯著高于對照組 (P<0.05),空腸和回腸的絨毛高度顯著高于對照組 (P<0.05)。試驗顯示,日糧中添加菊粉和刺五加提取物對提高早期斷奶仔豬的生長性能、改善小腸消化和吸收功能有重要作用。

斷奶仔豬;菊粉;刺五加;生長性能;血液生化指標;腸道形態(tài)

長期以來,飼料抗生素對預(yù)防動物疾病,促進動物生長,提高飼料報酬率起到了積極作用,然而,抗生素使用過程中產(chǎn)生的細菌抗藥性及藥物殘留等問題嚴重影響了畜產(chǎn)品的安全,成為了制約養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。歐盟從 2006起就全面禁止在飼料中添加以保健促生長為目的的抗生素。因此,開發(fā)抗生素的替代品,以取代抗生素作為飼料生長促進劑的地位成為當今養(yǎng)豬業(yè)研究的重點之一[1]。

菊粉 (Inulin)是一種天然果糖聚合物,它能夠選擇性地促進腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的生長,抑制病原微生物生長繁殖,創(chuàng)造理想的動物腸道微生態(tài)環(huán)境,提高動物生產(chǎn)性能和免疫功能[2]。刺五加(AS)的主要活性成分為多糖、苷類和有機酸。刺五加多糖及苷類有增強免疫、抗氧化、抗菌、抗病毒和抗疲勞等功能,有機酸能夠調(diào)節(jié)胃腸道 pH值[3]。研究表明,二者均可不同程度的提高斷奶仔豬生長性能和緩解斷奶應(yīng)激,但以往的試驗只集中在單一物質(zhì)的效果研究上,本試驗旨在研究菊粉和刺五加提取物的復合效應(yīng)。試驗主要考察了菊粉和刺五加復合添加后對斷奶仔豬生長性能、血液生化和抗氧化指標、以及腸道形態(tài)的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與日糧

試驗選用品種相同、胎次和體重相近的 21日齡三元雜交 (杜 ×長 ×大)斷奶仔豬 120頭,分為 12欄,每欄 10頭,根據(jù)仔豬平均體重 (5.64±0.46 kg)以欄為單位隨機分為三個處理,每個處理 4個重復。

參照NRC(1998)營養(yǎng)需要推薦及飼養(yǎng)標準配制基礎(chǔ)日糧 (表 1)。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧;陽性對照組添加抗生素;實驗組添加 5%菊粉 +0.1%刺五加提取物。試驗中所用的抗生素、菊粉和刺五加提取物由湖南廣安生物技術(shù)股份有限公司提供。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗用豬飼養(yǎng)于漏縫地板鐵籠內(nèi)。消毒、免疫等其他管理按照常規(guī)進行。試驗開始前先用基礎(chǔ)日糧飼喂 3 d,正式試驗期為 14 d。在試驗期間,每天于 7∶00,11∶00,15∶00和 19∶00飼喂,在保證沒有消化不良的前提下自由采食,每次飼料添加量以吃飽后槽內(nèi)略有余料為度,人工飼喂,自由飲水。出現(xiàn)重度腹瀉或者疾病及時治療或淘汰。

試驗在湖南益陽南縣豬場進行。

1.3 樣品的采集

斷奶后第七天、第十四天早上每欄選取中等體重的仔豬兩頭 (一公一母)共 24頭,空腹前腔靜脈采血 10 mL,常溫靜置半小時后,3000 r/min離心 15 min,分離血清,-20℃保存,備用。

斷奶后第十四天采血后將 24頭仔豬用頸動脈放血處死,分別取出中部十二指腸、前段空腸和中部回腸各 2 cm,用生理鹽水沖去內(nèi)容物,置于 10%福爾馬林溶液中固定備用。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 生長性能

每日記錄試驗豬采食量、食欲、精神狀況、糞便和疾病等情況,并分別于試驗第 0和 14 d空腹稱重,統(tǒng)計每頭仔豬平均日采食量 (ADFI)、平均日增重(ADG)和料肉比(F/G)。

1.4.2 腹瀉率的測定

每日記錄各欄試驗豬腹瀉情況和頭數(shù),腹瀉率=腹瀉頭次/(本組供試豬總頭數(shù) ×試驗天數(shù))。

表 1 日糧組成和主要營養(yǎng)成分水平Table 1 The ingredients and nutrient levels of experimental diets

蛋氨酸Methionine 0.17 0.17 0.17蘇氨酸Threonine 0.21 0.21 0.21菊粉Inulin 5刺五加Acanthopanax senticosus Extract 0.1抗生素Antibiotics 0.05氯化膽堿(50%)Choline Chloride 0.1 0.1 0.1多維Vitamin Complex 0.04 0.04 0.04有機礦精Organic TraceMinerals 0.15 0.15 0.15食鹽NaCl 0.25 0.25 0.25香味劑Flavor 0.03 0.03 0.03甜味劑Sweetener 0.05 0.05 0.05防霉劑(丙酸)Antiseptic(methylacetic acid) 0.05 0.05 0.05抗氧化劑Antioxidant 0.02 0.02 0.02檸檬酸+富馬酸+乳酸(1:1:1)Citric acid+Fumaric acid+Lactate 1 1 1營養(yǎng)水平Nutrient level消化能Digestible energy(M cal/kg) 3.6 3.6 3.6粗蛋白Crude protein(%) 20 20 20鈣Calcium(%) 0.59 0.59 0.59有效磷Phosphorus(%) 0.45 0.45 0.45賴氨酸Lysine(%) 1.35 1.35 1.35蛋氨酸Methionine(%) 0.46 0.46 0.46蘇氨酸Threonine(%) 0.88 0.88 0.88

1.4.3 血清生化指標的測定 血清中堿性磷酸酶(ALP)、血糖(GLU)、低密度脂蛋白 (LDL)、乳酸脫氫酶 (LDH)和尿素氮 (BUN),含量采用 BeckmanCX4全自動生化分析儀測定,試劑盒由北京利德曼生化技術(shù)有限公司提供。

1.4.4 血清抗氧化參數(shù) 血清 4℃解凍后,按照試劑盒說明,測定血清中超氧化物歧化酶 (SOD)和還原型谷胱甘肽 (GSH)的活性。試劑盒由南京建成科技有限公司提供。

1.4.5 腸道形態(tài)的觀察 取中部十二指腸、前段空腸和中部回腸樣品,常規(guī)方法制作石蠟切片,H.E染色,樹膠封片后于顯微鏡下觀察。采用 Imageprocessing-plus圖像分析系統(tǒng)測量各樣品的絨毛高度和隱窩深度。

1.5 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)用 EXCEL2003初步整理后,用SPSS11.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析和 DUNCAN多重比較,統(tǒng)計顯著性水平為 P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬生長性能指標的影響

由表 2可知,與對照組相比,實驗組平均日增重提高了 18.05%(P<0.05),料肉比降低了 19.79% (P<0.05);平均日采食量與對照組無顯著差異性(P>0.05)。實驗組平均日采食量、平均日增重以及料肉比與抗生素組無顯著差異性(P>0.05)。

表 2 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬生長性能的影響(Mean±SE M,n=4)Table 2 Effect of compound of Inulin and AS extract on Growth Perfor mance of Early-weaned Piglets(Mean±SEM,n=4)

注:標中同行字母完全不相同者表示差異顯著(P<0.05),下同。Note:Different letterswithin a line significantly differ from each other(P<0.05).The same as follows.

2.2 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬腹瀉率的影響

由圖 1可知,與對照組相比,實驗組 0～7 d和 8～14 d的腹瀉率比對照組分別降低了 52.73%(P< 0.05)和 55.88%(P<0.05);實驗組與抗生素組腹瀉率無顯著差異性 (P>0.05)。

圖 1 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬腹瀉率的影響(Mean±SEM,n=4)Fig.1 Effect of compound of Inulin and AS extract on diarrhea ratio of Early-weaned Piglets

2.3 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬血清生化指標的影響

由表 3可知,第 7 d,實驗組LDL、GLU和 ALP分別比對照組高 33.7%(P>0.05)、6.01%(P> 0.05)和 16.08%(P>0.05),實驗組 BUN和LDH分別比對照組低 1.32%(P>0.05)和 3.68%(P> 0.05);第 14 d,實驗組 LDL、GLU和 ALP分別比對照組高 15.09%(P>0.05)、6.73%(P>0.05)和10.52%(P<0.05),實驗組 BUN和LDH分別比對照組低 6.77%(P>0.05)和 4.69%(P>0.05);實驗組和抗生素組在第 7 d和14 d各指標無顯著差異性(P>0.05)。

表 3 菊粉和刺五加物對早期斷奶仔豬血清生化指標的影響(Mean±SEM,n=8)Table 3 Effect of compound of Inulin and AS extract on serum biochemical of Early-weaned Piglets(Mean±SEM,n =8)

LDH(U/L) 467.4±56.6 454.9±51.8 450.2±50.1 14 d LDL(mmol/L) 1.06±0.19 1.17±0.23 1.22±0.37 GLU(mmol/L) 4.90±0.49 5.46±0.30 5.23±1.41 BUN(mmol/L) 5.76±0.50 5.34±0.51 5.37±0.57 ALP(U/L) 233.83±24.69a277.13±31.85b258.43±26.76b LDH(U/L) 441.5±29.1 435.0±43.1 420.8±42.6

2.4 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬抗氧化功能的影響

由表 4可知,試驗后第 7 d,三個組 SOD和 GSH參數(shù)無顯著差異性;試驗后第 14 d,實驗組 SOD和GSH分別比對照組高 24.3%(P<0.05)和 12.81% (P>0.05);實驗組與抗生素組各指標無顯著差異性(P>0.05)。

表 4 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬血清抗氧化參數(shù)的影響(Mean±SEM,n=8)Table 4 Effect of compound of Inulin and AS extract on serum antioxidant functions of Early-weaned piglets(Mean± SEM,n=8)

2.5 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響

由表 5可知,試驗后第 14 d,實驗組十二指腸、空腸和回腸絨毛高度比對照組分別高 4.88%(P> 0.05)、13.41%(P<0.05)和 14.01%(P<0.05);實驗組十二指腸隱窩深度比對照組高 10.81%(P< 0.05),空腸和回腸隱窩深度比對照組分別低 10.73% (P<0.05)和 13.45%(P<0.05);實驗組十二指腸絨毛高度和空腸、回腸的隱窩深度與抗生素組無顯著差異性(P>0.05);實驗組十二指腸隱窩深度和空腸、回腸的絨毛高度與抗生素組差異顯著(P<0.05)。

表 5 菊粉和刺五加復合物對早期斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響(Mean±SE M,n=8)Table 5 Effect of compound of Inulin and AS extract on intestinalmorphology of Early-weaned piglets(Mean±SE M,n=8)

3 討論

刺五加主要活性成分為多糖、苷類、有機酸、氨基酸和微量元素,具有抗疲勞、抗應(yīng)激、抗菌、抗病毒及調(diào)節(jié)白細胞免疫作用,可提高機體的適應(yīng)性和耐受性,降低體內(nèi)外多種致病因子對機體的損害[3]。本實驗室前期研究表明,刺五加提取物有助于提高機體免疫力和生長性能[4]。但是由于刺五加味辛、微苦使飼料適口性差,可能導致仔豬采食量降低[5],而影響刺五加的作用效果。劉合軍[5]等研究表明,在 21日齡斷奶仔豬日糧中添加 0.1%刺五加提取物后,前兩周試驗組的ADG和ADFI都要低于對照組和抗生素組,直到第 3、4周試驗組 ADG和ADFI才顯著高于對照組和抗生素組。菊粉中含有少量單糖和雙糖,略帶甜味,口感好;此外,菊粉可顯著促進大腸中雙歧桿菌、乳酸桿菌等生長,使梭菌、擬桿菌、大腸桿菌等數(shù)量減少[6,7],有益菌代謝產(chǎn)物的增多和有害菌的減少有益于機體細胞免疫和體液免疫的增強[2],從而提高機體的抗應(yīng)激能力。因此,菊粉和刺五加提取物復合添加可能在一定程度上解決單獨添加刺五加提取物所引起的飼料適口性差的問題,提高斷奶仔豬的生長性能、適應(yīng)性和耐受性,降低腹瀉率。本試驗研究表明,菊粉和刺五加提取物復合添加后的兩個星期內(nèi),實驗組ADG顯著高于對照組,料肉比和腹瀉率顯著低于對照組,試驗證實了菊粉和刺五加提取物復合添加的作用要優(yōu)于單獨添加刺五加提取物。

血清生化指標的改變是組織細胞通透性發(fā)生改變和機體新陳代謝機能發(fā)生改變的反映。血糖濃度反映機體內(nèi)糖的生成和組織消耗間的動態(tài)平衡,血糖在正常參考值范圍內(nèi)上升,則意味著機體可提供充足的能量儲備,本研究中實驗組第 7、14 d血糖濃度分別比對照組高 6.01%和 6.73%,說明飼料中添加菊粉和刺五加提取物后提高了仔豬機體能量供應(yīng)能力,有利于仔豬生長。血清尿素氮是衡量動物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝和氨基酸平衡的一個重要指標。通常較低的尿素氮含量表明氨基酸平衡較好,機體蛋白質(zhì)合成率較高[8]。本研究中,實驗組第 14 d尿素氮含量比對照組低 6.77%,表明實驗組仔豬蛋白質(zhì)利用率增加。血清中的堿性磷酸酶主要來源于肝臟和骨骼,是生物體代謝的關(guān)鍵酶之一。本試驗中實驗組第 7、14 d堿性磷酸酶濃度分別比對照組高16.08%(P>0.05)和 10.52%(P<0.05),可能與對照組仔豬斷奶應(yīng)激而導致的肝、腎小管和小腸粘膜等細胞受到傷害或堿性磷酸酶從膽管排除出現(xiàn)障礙等有關(guān)。

應(yīng)激可使機體發(fā)生一系列酶促氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生大量的 O2-和 OH-等自由基,這些物質(zhì)可使細胞膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重損傷,使細胞功能紊亂[9]。刺五加提取物中的多糖類成分可參與調(diào)節(jié)自由基反應(yīng)酶類(如 SOD、GSH等)的活性,抑制自由基的產(chǎn)生[10]。本試驗表明,在斷奶后第 14 d,實驗組仔豬血清中的 SOD和 GSH活性顯著高于對照組,提示菊粉和刺五加復合添加能顯著提高血清 SOD和 GSH的活性,清除氧自由基,減輕斷奶應(yīng)激造成的消化道損傷。

小腸絨毛的發(fā)育狀況對小腸的消化吸收及粘膜保護具有重要的作用,當健康仔豬腸道的絨毛高度與隱窩深度的比值在 3～4時,小腸才具有最強的吸收能力[11]。早期斷奶仔豬易感染病原微生物,造成腸道功能紊亂,加速了腸粘膜萎縮[12]。本試驗中,實驗組仔豬的中部十二指腸、前段空腸及中部回腸絨毛的高度均顯著大于對照組,仔豬前段空腸及中部回腸的絨毛高度與隱窩深度的比值均大于 3,且都顯著高于對照組,表明菊粉和刺五加提取物復合添加后,在一定程度上改善了早期斷奶仔豬小腸的消化和吸收功能。這可能與刺五加和菊粉改善消化道微生態(tài)平衡的作用相關(guān)。刺五加提取物有助于提高各腸段內(nèi)容物中乳酸桿菌數(shù)量,降低大腸桿菌數(shù)量,增加腸道內(nèi)容物微生物的多樣性[4]。而菊粉在仔豬消化道被其內(nèi)微生物選擇性利用,亦能改善消化道微生物區(qū)系平衡[13]。

綜上所述,菊粉和刺五加提取物的復合物能有效提高斷奶仔豬的生長性能和抗應(yīng)激能力,降低腹瀉率,改善其小腸的消化和吸收能力,并體現(xiàn)了一定的復合作用。

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Effects of Inulin andAcanthopanax senticosusExtract on Growth Performance, Serum Biochem ical Parameters,and IntestinalM orphology of Early-weaned Piglets

ZHOU Xi-hong1,3,WU Xin1,3,YAN Fu-yong1,KONG Xiang-feng1, L I Tie-jun1,HUANG Rui-ling1,CHEN Li-xiang2,YIN Yu-long1＊1Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region,Institute of Subtropical Agriculture,Chinese Academ y of Sciences,Changsha 410125,China;2Hunan Ground B iological Science&Technology Co.,LTD, Changsha 410129,China;3Graduate University of Chinese Academ y of Science,Beijing 100049,China

One hundred and twenty three-way cross piglets weaned at 21 d with initial average weight 5.64±0.46 kg were selected in the experiment.The pigletswere fed with the following diets for 14 days:1)NC(Control dietwithout antibiotics),2)PC(Control diet+Antibiotics),and 3)E group(Control diet+5%Inulin+0.1%Acanthopanax senticosus(AS)extract).Effects of diets supplementwith Inulin and AS extract on growth performance,serum biochemical parameters,antioxidant function,and intestinalmorphologywere observed.The results showed that,ADG of E group were significantly improved(P<0.05)and ratio of feed and growth(F/G)were significantly decreased(P<0.05)compared to the NC,while no significant difference were observed in ADFI(P>0.05).There were no significant differences in serum GLU,LDL,LDH and BUN between NC and E group(P>0.05),while on 14 d,ALP,SOD and GSH were significantly improved(P<0.05).Compared to the NC,Crypt depth of duodenum and ileum and villus height of jejunum and ileum of E group were significantly improved(P<0.05).This study demonstrated that supplement with compound of Inulin andAS extract had important functionson growth perfor mance and digestion of small intestine of early-weaned piglets.

weaned piglets; inulin;Acanthopanax senticosus; growth perfor mance; serum biochemical parameters;intestinalmorphology

1001-6880(2010)06-1103-06

2009-07-29 接受日期:2010-08-31

國家自然科學基金項目(30771558;30528006);中國科學院知識創(chuàng)新重要方向項目(KZCX2-E W-412);國家 973項目(2009CB118806);國家火炬計劃(2010GH021144)

＊通訊作者 E-mail:yinyulong@isa.ac.cn

S853;Q946

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