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非淀粉多糖酶对生长猪直肠pH和微生物的影响

余有贵1 2   贺建华1   王建辉1

1. 湖南农业大学  动物科技学院,湖南长沙 410128 2. 邵阳学院  生物工程系,湖南邵阳 422004

摘 要:选用体重(20 ±0.5kg 的杜××大三元杂交生长猪108头,随机分成9个处理组,每个处理设3个重复栏,每栏4头猪,公母各半。采用32试验设计,研究日粮中谷物组成和NSP复合酶的添加对生长猪直肠pH值和微生物区系的影响。结果表明:日粮中谷物组成和NSP复合酶的添加对生长猪直肠pH值和微生物区系均有显著影响(P<0.05)。随着谷物组成中小麦含量的增加,生长猪直肠pH值、大肠杆菌数和沙门氏菌数升高而双歧杆菌数和乳酸杆菌数降低;在3种不同谷物组成的日粮中添加NSP复合酶,均能降低生长猪直肠pH值、大肠杆菌数和沙门氏菌数而提高双歧杆菌数和乳酸杆菌数,有利于改善生长猪直肠的微生物菌群。因此,本试验条件下生长猪日粮中谷物组成以38%小麦和62%玉米较为适宜,NSP复合酶的适宜添加水平为0.025%

关键词:畜牧学  小麦  NSP  微生物区系  生长猪

小麦可替代玉米作能量饲料,因存在可溶性非淀粉多糖(SNSP)等抗营养因子,限制了其在单胃动物饲料中的用量。饲用酶制剂特别是NSP复合酶的开发与应用,增加了小麦在饲料中的用量、改善了动物生产性能,但影响肠道pH值和微生物区系的报道并不多。因此,本试验以杜××大三元杂交生长猪为试验对象,研究日粮中谷物组成和NSP复合酶的添加对生长猪直肠pH值和微生物区系的影响,为NSP复合酶在养猪生产中的应用提供更多的理论依据。

1  材料与方法

1.1  酶制剂  NSP复合酶FE806的主要成分与酶活为:纤维素酶≥500 U/gβ-葡聚糖酶≥1 000 U/g,木聚糖酶≥4 000 U/g,果胶酶≥100 U/g。在一定的温度和pH条件下,1min 分解底物产生1μmol 产物所需的酶量为1 IU

1.2  试验日粮  本试验设计了3种类型的日粮:组以玉米为主要谷物的基础日粮;组小麦占谷物组成的38%组小麦占谷物组成的73%。生长猪各日粮的营养水平按NRC1998)标准中2050 kg阶段设计,日粮组成和营养成分见表1

 

注: * 预混料为每千克全价料提供:维生素A 3900 IU,维生素D 450 IU,维生素E 15 IU,维生素K 1 mg,维生素B1 1.0 mg,维生素B2 1 mg,叶酸 0.3 mg,烟酸 10 mg,泛酸 10 mg,生物素 0.06 mg,维生素B12 12μg,铜 10 mg,铁 80 mg,锰 10 mg,锌 80 mg,碘 0.15 mg,硒 0.2 mg

1.3  试验动物与分组  选用体重(20 ±0.5kg 的杜××大三元杂交猪108头,随机分成9个处理组,每个处理设3个重复栏,每栏4头猪,公母各半,各处理组初始体重差异不显著(P>0.05)。

1.4  试验设计  采用32试验设计方法,2 因素指谷物组成和NSP复合酶,谷物组成的3个水平分别为100%玉米和0%小麦、62%玉米和38%小麦、27%玉米和73%小麦,NSP复合酶FE8063个添加水平分别为00.025%0.05%9种日粮即A(日粮)、B(日粮Ⅰ+ 0.025% FE806)、C(日粮Ⅰ+0.05% FE806)、D(日粮)、E(日粮Ⅱ+ 0.025%FE806)、F(日粮Ⅱ+ 0.05% FE806)、G(日粮)、H(日粮Ⅲ+ 0.025% FE806)和(日粮Ⅲ+ 0.05%FE806)随机分配给9个处理组进行饲喂。预饲期1周,在正式试验的第14d 以重复栏为单位随机选2头猪采集刚排出的新鲜正常粪便,装入已灭菌的塑料盒中,立即送实验室进行pH 和微生物检测。

1.5  测定指标和方法

1.5.1  pH 测定  pH 90型直插式pH计测定。

1.5.2  微生物测定  每个样在无菌操作条件下取3g,按10倍稀释法稀释后,选3个稀释度, 各取0.1 mL稀释液分别涂布于大肠杆菌、沙门氏菌、乳酸杆菌和双歧杆菌的分离培养基平板上,于37 ℃培养2448h 后进行菌落计数;各稀释度设3个重复,并进一步作生化鉴定。每克样的含菌数表示为l g CFU/gCFU为菌落形成单位。

1.6  统计方法  试验的处理效应采用SAS6.12软件的GLM方法进行两因素的等重复方差分析和Duncan氏多重比较。

2  结果与分析

2.1  谷物组成和NSP复合酶对生长猪直肠pH值的影响  日粮中谷物组成和NSP复合酶添加对生长猪直肠pH值的影响结果见图1。方差分析结果表明:

谷物组成对生长猪直肠的pH值有显著影响(P<0.05),其中日粮显著高于日粮和日粮,日粮和日粮之间无显著性差异;

添加NSP复合酶能降低生长猪直肠的pH值(P<0.05),但加酶(0.025%0.05%)日粮之间无显著性差异(P>0.05)。

各处理日粮对生长猪直肠pH值的影响结果见表2。方差分析结果表明:处理ABCEFpH值之间无显著性差异,但它们分别与处理DGH之间有显著性差异;处理GpH值最大,而处理C pH值最小。

注:同列中肩标有不同小写字母者差异显著(P <0.05),标有相同字母者差异不显著(P> 0.05),下表同。

2.2    谷物组成和NSP复合酶对生长猪直肠微生物区系的影响  日粮中谷物组成和NSP复合酶添加对生长猪直肠微生物区系的影响结果见图2和图3。方差分析结果表明:

      谷物组成对生长猪直肠微生物区系有显著影响(P<0.05)。随着谷物组成中小麦比例的增多,双歧杆菌数和乳酸杆菌数降低(P<0.05)而大肠杆菌数和沙门氏菌数增加(P <0.05),3种类型的日粮之间所测微生物数有显著性差异(P<0.05);

② NSP复合酶的添加对生长猪直肠微生物区系有显著影响(P<0.05)。添加0.025%0.05% NSP酶日粮与不加酶的日粮相比,双歧杆菌数和乳酸杆菌数提高(P<0.05),而大肠杆菌数和沙门氏菌数降低(P<0.05),但加酶(0.025%0.05%)日粮之间无显著性差异(P>0.05)。

各处理日粮对生长猪直肠微生物区系的影响结果见表2。方差分析结果表明:

      处理C的有益菌(双歧杆菌数和乳酸杆菌)数量最多而有害菌(大肠杆菌和沙门氏菌)数量最少,但处理G的结果正好相反;

      处理EF与处理A相比,双歧杆菌数和乳酸杆菌数偏高(P<0.05)而大肠杆菌数和沙门氏菌数接近,但处理HI的微生物数只能接近处理D的水平;

日粮中添加NSP复合酶有利于有益菌的生长而抑制有害菌的生长。在日粮中添加0.025%NSP复合酶的日粮与不加酶的日粮相比,双歧杆菌数和乳酸杆菌数分别提高31.50%P<0.05)和23.07%P<0.05),大肠杆菌和沙门氏菌分别降低38.44%P<0.05)和48.46%P<0.05);在日粮中添加0.025% NSP复合酶的日粮与不加酶的日粮相比,双歧杆菌数和乳酸杆菌数分别提高50.36%P<0.05)和39.03%P<0.05),大肠杆菌数和沙门氏菌数分别降低51.30%P <0.05)和63.50%P <0.05);在日粮中添加0.025%NSP复合酶的日粮与不加酶的日粮相比,双歧杆菌数和乳酸杆菌数分别提高51.45%P<0.05)和45.07 %P<0.05),大肠杆菌数和沙门氏菌数分别降低56.87%P<0.05)和65.62%P<0.05)。

3  讨论

猪肠道内微生物包括有益菌和潜在的致病菌,日粮的改变、应激、损伤、抗生素的使用等可导致肠道微生态系统的改变。小麦的可溶性非淀粉多糖含量比玉米高,生长猪采食大量的NSP使小肠内容物的黏度升高,减慢了肠道的运动速度,食糜不能及时排空,为有害微生物的繁殖和活动提供了良好的环境,因而肠道中的大肠杆菌和沙门氏菌的数量增多而双歧杆菌和乳酸杆菌数减少。

NSP复合酶的添加,一方面降低肠道内容物黏度,加速肠道运动,使许多病原菌难以附着到肠壁上而保护了肠道黏膜的正常结构。乳酸杆菌和双歧杆菌通过产生有机酸降低环境的pH值,产生的过氧化氢和细菌素等活性物质对梭状芽孢杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用;另一方面,黏度的降低,能缩短食糜在消化道内的停留时间,防止了蛋白质、糖类、脂肪在肠道的过度发酵,使病原菌的繁殖条件不能建立,避免了宿主与细菌之间竞争养分,提高养分的消化吸收,而且也减轻了有害菌产生的有毒物质对黏膜的刺激,提高生长猪的抗病能力。

本试验结果也支持上述结论。本试验结果表明:随着日粮中小麦含量的增加,生长猪直肠的pH值、大肠杆菌数和沙门氏菌数增加(P<0.05)而双歧杆菌数和乳酸杆菌数减少(P<0.05);在3种不同小麦含量的日粮中添加NSP复合酶,均能降低生长猪直肠的pH值、大肠杆菌数和沙门氏菌数(P<0.05)而提高双歧杆菌数和乳酸杆菌数(P<0.05)。

本次试验的结果也与其他文献的结果基本一致。高玉红报道,在玉米型日粮中添加纤维素酶和果胶酶等复合酶,随着酶制剂水平的增加,断奶仔猪粪便大肠杆菌数呈下降趋势(P> 0.05),而乳酸杆菌表现出上升趋势(P>0.05)。另有研究报道,大麦-豆粕型日粮(含76%的大麦)中添加复合酶(含木聚糖酶、β-葡聚糖酶和纤维素酶)使生长猪粪中大肠杆菌数较对照组降低了53.10%P<0.05)。当日粮中非可溶性碳水化合物升高时,生长猪大肠中pH值会显著降低(P<0.05)。有报道表明,胃肠道pH的上升会导致大肠杆菌的增殖,这又与Jensen等报道的高纤维日粮有降低大肠内pH值的趋势不一致。

4  结论

4.1  日粮中谷物组成和添加NSP复合酶对生长猪直肠pH值和微生物区系均有显著的影响(P<0.05)。在3种不同小麦含量的日粮中添加NSP复合酶,有利于改善生长猪直肠的微生物菌群。

4.2  在生长猪日粮中谷物组成以小麦38%、玉米62%较为适宜,NSP复合酶的适宜添加水平为0.025%

 

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