菊粉和刺五加提取物对早期断奶仔猪生长性能、血液指标和肠道形态的影响

周锡红,吴 信,燕富永,孔祥峰,李铁军,黄瑞林,陈立祥,印遇龙＊

1中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室,长沙 410125;2湖南广安生物科技有限公司,长沙 410129;3中国科学院研究生院,北京 100049

菊粉和刺五加提取物对早期断奶仔猪生长性能、血液指标和肠道形态的影响

周锡红1,3,吴 信1,3,燕富永1,孔祥峰1,李铁军1,黄瑞林1,陈立祥2,印遇龙1＊

1中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室,长沙 410125;2湖南广安生物科技有限公司,长沙 410129;3中国科学院研究生院,北京 100049

试验选用 120头 21日龄 5.64 kg左右的三元杂交断奶仔猪,分别饲喂基础日粮 (对照组)、基础日粮 +抗生素(抗生素组)和基础日粮 +5%菊粉 +0.1%刺五加提取物(实验组),试验期为 14 d,观察日粮中复合添加菊粉和刺五加(AS)提取物对早期断奶仔猪生长性能、血液生化指标和肠道形态的影响。试验结果表明,实验组与对照组相比,仔猪日增重(ADG)显著提高(P<0.05),而料肉比(F/G)则显著降低(P<0.05),但平均日采食量(ADFI)差异不显著(P>0.05);实验组仔猪血清中血糖 (GLU)、低密度脂蛋白 (LDL)、乳酸脱氢酶 (LDH)和尿素氮(BUN)与对照组差异不显著(P>0.05),但试验第 14 d,碱性磷酸酶(ALP)、超氧化物歧化酶 (SOD)和还原型谷胱甘肽(GSH)浓度均显著高于对照组(P<0.05);实验组仔猪十二指肠和回肠的隐窝深度显著高于对照组 (P<0.05),空肠和回肠的绒毛高度显著高于对照组 (P<0.05)。试验显示,日粮中添加菊粉和刺五加提取物对提高早期断奶仔猪的生长性能、改善小肠消化和吸收功能有重要作用。

断奶仔猪;菊粉;刺五加;生长性能;血液生化指标;肠道形态

长期以来,饲料抗生素对预防动物疾病,促进动物生长,提高饲料报酬率起到了积极作用,然而,抗生素使用过程中产生的细菌抗药性及药物残留等问题严重影响了畜产品的安全,成为了制约养猪业可持续发展的重要因素。欧盟从 2006起就全面禁止在饲料中添加以保健促生长为目的的抗生素。因此,开发抗生素的替代品,以取代抗生素作为饲料生长促进剂的地位成为当今养猪业研究的重点之一[1]。

菊粉 (Inulin)是一种天然果糖聚合物,它能够选择性地促进肠道双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的生长,抑制病原微生物生长繁殖,创造理想的动物肠道微生态环境,提高动物生产性能和免疫功能[2]。刺五加(AS)的主要活性成分为多糖、苷类和有机酸。刺五加多糖及苷类有增强免疫、抗氧化、抗菌、抗病毒和抗疲劳等功能,有机酸能够调节胃肠道 pH值[3]。研究表明,二者均可不同程度的提高断奶仔猪生长性能和缓解断奶应激,但以往的试验只集中在单一物质的效果研究上,本试验旨在研究菊粉和刺五加提取物的复合效应。试验主要考察了菊粉和刺五加复合添加后对断奶仔猪生长性能、血液生化和抗氧化指标、以及肠道形态的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物与日粮

试验选用品种相同、胎次和体重相近的 21日龄三元杂交 (杜 ×长 ×大)断奶仔猪 120头,分为 12栏,每栏 10头,根据仔猪平均体重 (5.64±0.46 kg)以栏为单位随机分为三个处理,每个处理 4个重复。

参照NRC(1998)营养需要推荐及饲养标准配制基础日粮 (表 1)。对照组饲喂基础日粮;阳性对照组添加抗生素;实验组添加 5%菊粉 +0.1%刺五加提取物。试验中所用的抗生素、菊粉和刺五加提取物由湖南广安生物技术股份有限公司提供。

1.2 饲养管理

试验用猪饲养于漏缝地板铁笼内。消毒、免疫等其他管理按照常规进行。试验开始前先用基础日粮饲喂 3 d,正式试验期为 14 d。在试验期间,每天于 7∶00,11∶00,15∶00和 19∶00饲喂,在保证没有消化不良的前提下自由采食,每次饲料添加量以吃饱后槽内略有余料为度,人工饲喂,自由饮水。出现重度腹泻或者疾病及时治疗或淘汰。

试验在湖南益阳南县猪场进行。

1.3 样品的采集

断奶后第七天、第十四天早上每栏选取中等体重的仔猪两头 (一公一母)共 24头,空腹前腔静脉采血 10 mL,常温静置半小时后,3000 r/min离心 15 min,分离血清,-20℃保存,备用。

断奶后第十四天采血后将 24头仔猪用颈动脉放血处死,分别取出中部十二指肠、前段空肠和中部回肠各 2 cm,用生理盐水冲去内容物,置于 10%福尔马林溶液中固定备用。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生长性能

每日记录试验猪采食量、食欲、精神状况、粪便和疾病等情况,并分别于试验第 0和 14 d空腹称重,统计每头仔猪平均日采食量 (ADFI)、平均日增重(ADG)和料肉比(F/G)。

1.4.2 腹泻率的测定

每日记录各栏试验猪腹泻情况和头数,腹泻率=腹泻头次/(本组供试猪总头数 ×试验天数)。

表 1 日粮组成和主要营养成分水平Table 1 The ingredients and nutrient levels of experimental diets

蛋氨酸Methionine 0.17 0.17 0.17苏氨酸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氯化胆碱(50%)Choline Chloride 0.1 0.1 0.1多维Vitamin Complex 0.04 0.04 0.04有机矿精Organic TraceMinerals 0.15 0.15 0.15食盐NaCl 0.25 0.25 0.25香味剂Flavor 0.03 0.03 0.03甜味剂Sweetener 0.05 0.05 0.05防霉剂(丙酸)Antiseptic(methylacetic acid) 0.05 0.05 0.05抗氧化剂Antioxidant 0.02 0.02 0.02柠檬酸+富马酸+乳酸(1:1:1)Citric acid+Fumaric acid+Lactate 1 1 1营养水平Nutrient level消化能Digestible energy(M cal/kg) 3.6 3.6 3.6粗蛋白Crude protein(%) 20 20 20钙Calcium(%) 0.59 0.59 0.59有效磷Phosphorus(%) 0.45 0.45 0.45赖氨酸Lysine(%) 1.35 1.35 1.35蛋氨酸Methionine(%) 0.46 0.46 0.46苏氨酸Threonine(%) 0.88 0.88 0.88

1.4.3 血清生化指标的测定 血清中碱性磷酸酶(ALP)、血糖(GLU)、低密度脂蛋白 (LDL)、乳酸脱氢酶 (LDH)和尿素氮 (BUN),含量采用 BeckmanCX4全自动生化分析仪测定,试剂盒由北京利德曼生化技术有限公司提供。

1.4.4 血清抗氧化参数 血清 4℃解冻后,按照试剂盒说明,测定血清中超氧化物歧化酶 (SOD)和还原型谷胱甘肽 (GSH)的活性。试剂盒由南京建成科技有限公司提供。

1.4.5 肠道形态的观察 取中部十二指肠、前段空肠和中部回肠样品,常规方法制作石蜡切片,H.E染色,树胶封片后于显微镜下观察。采用 Imageprocessing-plus图像分析系统测量各样品的绒毛高度和隐窝深度。

1.5 数据处理及统计分析

实验数据用 EXCEL2003初步整理后,用SPSS11.0统计软件进行单因素方差分析和 DUNCAN多重比较,统计显著性水平为 P<0.05。

2 结果与分析

2.1 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪生长性能指标的影响

由表 2可知,与对照组相比,实验组平均日增重提高了 18.05%(P<0.05),料肉比降低了 19.79% (P<0.05);平均日采食量与对照组无显著差异性(P>0.05)。实验组平均日采食量、平均日增重以及料肉比与抗生素组无显著差异性(P>0.05)。

表 2 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪生长性能的影响(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:标中同行字母完全不相同者表示差异显著(P<0.05),下同。Note:Different letterswithin a line significantly differ from each other(P<0.05).The same as follows.

2.2 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪腹泻率的影响

由图 1可知,与对照组相比,实验组 0～7 d和 8～14 d的腹泻率比对照组分别降低了 52.73%(P< 0.05)和 55.88%(P<0.05);实验组与抗生素组腹泻率无显著差异性 (P>0.05)。

图 1 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪腹泻率的影响(Mean±SEM,n=4)Fig.1 Effect of compound of Inulin and AS extract on diarrhea ratio of Early-weaned Piglets

2.3 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪血清生化指标的影响

由表 3可知,第 7 d,实验组LDL、GLU和 ALP分别比对照组高 33.7%(P>0.05)、6.01%(P> 0.05)和 16.08%(P>0.05),实验组 BUN和LDH分别比对照组低 1.32%(P>0.05)和 3.68%(P> 0.05);第 14 d,实验组 LDL、GLU和 ALP分别比对照组高 15.09%(P>0.05)、6.73%(P>0.05)和10.52%(P<0.05),实验组 BUN和LDH分别比对照组低 6.77%(P>0.05)和 4.69%(P>0.05);实验组和抗生素组在第 7 d和14 d各指标无显著差异性(P>0.05)。

表 3 菊粉和刺五加物对早期断奶仔猪血清生化指标的影响(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 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪抗氧化功能的影响

由表 4可知,试验后第 7 d,三个组 SOD和 GSH参数无显著差异性;试验后第 14 d,实验组 SOD和GSH分别比对照组高 24.3%(P<0.05)和 12.81% (P>0.05);实验组与抗生素组各指标无显著差异性(P>0.05)。

表 4 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪血清抗氧化参数的影响(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 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪肠道形态的影响

由表 5可知,试验后第 14 d,实验组十二指肠、空肠和回肠绒毛高度比对照组分别高 4.88%(P> 0.05)、13.41%(P<0.05)和 14.01%(P<0.05);实验组十二指肠隐窝深度比对照组高 10.81%(P< 0.05),空肠和回肠隐窝深度比对照组分别低 10.73% (P<0.05)和 13.45%(P<0.05);实验组十二指肠绒毛高度和空肠、回肠的隐窝深度与抗生素组无显著差异性(P>0.05);实验组十二指肠隐窝深度和空肠、回肠的绒毛高度与抗生素组差异显著(P<0.05)。

表 5 菊粉和刺五加复合物对早期断奶仔猪肠道形态的影响(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 讨论

刺五加主要活性成分为多糖、苷类、有机酸、氨基酸和微量元素,具有抗疲劳、抗应激、抗菌、抗病毒及调节白细胞免疫作用,可提高机体的适应性和耐受性,降低体内外多种致病因子对机体的损害[3]。本实验室前期研究表明,刺五加提取物有助于提高机体免疫力和生长性能[4]。但是由于刺五加味辛、微苦使饲料适口性差,可能导致仔猪采食量降低[5],而影响刺五加的作用效果。刘合军[5]等研究表明,在 21日龄断奶仔猪日粮中添加 0.1%刺五加提取物后,前两周试验组的ADG和ADFI都要低于对照组和抗生素组,直到第 3、4周试验组 ADG和ADFI才显著高于对照组和抗生素组。菊粉中含有少量单糖和双糖,略带甜味,口感好;此外,菊粉可显著促进大肠中双歧杆菌、乳酸杆菌等生长,使梭菌、拟杆菌、大肠杆菌等数量减少[6,7],有益菌代谢产物的增多和有害菌的减少有益于机体细胞免疫和体液免疫的增强[2],从而提高机体的抗应激能力。因此,菊粉和刺五加提取物复合添加可能在一定程度上解决单独添加刺五加提取物所引起的饲料适口性差的问题,提高断奶仔猪的生长性能、适应性和耐受性,降低腹泻率。本试验研究表明,菊粉和刺五加提取物复合添加后的两个星期内,实验组ADG显著高于对照组,料肉比和腹泻率显著低于对照组,试验证实了菊粉和刺五加提取物复合添加的作用要优于单独添加刺五加提取物。

血清生化指标的改变是组织细胞通透性发生改变和机体新陈代谢机能发生改变的反映。血糖浓度反映机体内糖的生成和组织消耗间的动态平衡,血糖在正常参考值范围内上升,则意味着机体可提供充足的能量储备,本研究中实验组第 7、14 d血糖浓度分别比对照组高 6.01%和 6.73%,说明饲料中添加菊粉和刺五加提取物后提高了仔猪机体能量供应能力,有利于仔猪生长。血清尿素氮是衡量动物体内蛋白质代谢和氨基酸平衡的一个重要指标。通常较低的尿素氮含量表明氨基酸平衡较好,机体蛋白质合成率较高[8]。本研究中,实验组第 14 d尿素氮含量比对照组低 6.77%,表明实验组仔猪蛋白质利用率增加。血清中的碱性磷酸酶主要来源于肝脏和骨骼,是生物体代谢的关键酶之一。本试验中实验组第 7、14 d碱性磷酸酶浓度分别比对照组高16.08%(P>0.05)和 10.52%(P<0.05),可能与对照组仔猪断奶应激而导致的肝、肾小管和小肠粘膜等细胞受到伤害或碱性磷酸酶从胆管排除出现障碍等有关。

应激可使机体发生一系列酶促氧化还原反应,产生大量的 O2-和 OH-等自由基,这些物质可使细胞膜结构产生严重损伤,使细胞功能紊乱[9]。刺五加提取物中的多糖类成分可参与调节自由基反应酶类(如 SOD、GSH等)的活性,抑制自由基的产生[10]。本试验表明,在断奶后第 14 d,实验组仔猪血清中的 SOD和 GSH活性显著高于对照组,提示菊粉和刺五加复合添加能显著提高血清 SOD和 GSH的活性,清除氧自由基,减轻断奶应激造成的消化道损伤。

小肠绒毛的发育状况对小肠的消化吸收及粘膜保护具有重要的作用,当健康仔猪肠道的绒毛高度与隐窝深度的比值在 3～4时,小肠才具有最强的吸收能力[11]。早期断奶仔猪易感染病原微生物,造成肠道功能紊乱,加速了肠粘膜萎缩[12]。本试验中,实验组仔猪的中部十二指肠、前段空肠及中部回肠绒毛的高度均显著大于对照组,仔猪前段空肠及中部回肠的绒毛高度与隐窝深度的比值均大于 3,且都显著高于对照组,表明菊粉和刺五加提取物复合添加后,在一定程度上改善了早期断奶仔猪小肠的消化和吸收功能。这可能与刺五加和菊粉改善消化道微生态平衡的作用相关。刺五加提取物有助于提高各肠段内容物中乳酸杆菌数量,降低大肠杆菌数量,增加肠道内容物微生物的多样性[4]。而菊粉在仔猪消化道被其内微生物选择性利用,亦能改善消化道微生物区系平衡[13]。

综上所述,菊粉和刺五加提取物的复合物能有效提高断奶仔猪的生长性能和抗应激能力,降低腹泻率,改善其小肠的消化和吸收能力,并体现了一定的复合作用。

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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

国家自然科学基金项目(30771558;30528006);中国科学院知识创新重要方向项目(KZCX2-E W-412);国家 973项目(2009CB118806);国家火炬计划(2010GH021144)

＊通讯作者 E-mail:yinyulong@isa.ac.cn

S853;Q946

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