抗菌肽对发酵床饲养仔猪生长性能、消化酶及垫料理化性质的影响

白建勇，宦海琳，闫俊书，温 超，周岩民，周维仁，＊

（1.南京农业大学动物科技学院，江苏南京210095；2.江苏省农业科学院畜牧研究所，江苏南京210014）

抗生素的长期使用引起的细菌耐药性和药残问题已受到广泛关注，许多国家已禁止在饲料中使用抗生素，因此，抗生素替代物的研发受到高度重视。抗菌肽是广泛存在于动物、植物、微生物等大多数生物体内的天然防御性多肽［1］，其主要特点是不易产生耐药性，另外还有分子量小、抗菌谱广等优点［2］。抗菌肽主要是通过物理性机制发挥作用，其携带的正电荷与病原菌细胞膜表面的负电荷产生静电吸引，使抗菌肽分子聚集在病原菌细胞膜表面形成离子通道或破坏细胞膜［3］，从而杀灭病原菌。发酵床养猪技术是以微生物发酵分解垫料和猪粪便为基础的一种“零排放”养殖模式，此模式符合猪的拱食习性，能够提高仔猪免疫力［4］，改善猪舍环境及猪肉品质［5］，而饲料成分可能影响垫料的性质。目前，研究发酵床饲养模式下饲粮中添加抗菌肽对仔猪及垫料的影响鲜见报道。本试验以发酵床饲养模式为基础，以35日龄仔猪为研究对象，研究饲粮中添加抗菌肽对仔猪生长性能、肠道消化酶及垫料理化性质的影响，以期为抗菌肽在发酵床养殖模式中的研究与应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

抗菌肽由北京中农颖泰生物技术有限公司提供（活性单位为1.0×106U／g）；试验所用抗生素为杆菌肽锌和硫酸黏杆菌素；发酵床菌种（主要为芽孢杆菌）由江苏省农业科学院畜牧研究所提供；发酵床垫料主要为稻壳、木屑（分别占50%左右）。

1.2 基础饲粮

基础饲粮参照NRC（1998）猪的营养需要配制。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet（air－dry basis）

1.3 试验设计

本试验分为3组，具体分组如下：对照组饲喂基础饲粮；抗生素组在基础饲粮中添加40 mg／kg杆菌肽锌和20 mg／kg硫酸黏杆菌素；抗菌肽组在基础饲粮中添加300mg／kg抗菌肽。

1.4 试验动物及其管理

将108头35日龄，体重13kg左右的苏钟猪，按公母各半的原则，随机分成3组，每组3重复，每重复12头。自由采食及饮水。驱虫、免疫及垫料维护按照常规程序进行。预试期7d，正试期49d。试验于江苏省农业科学院六合基地发酵床猪场进行。

1.5 样品的采集与制备

在正试期第15d、35d、49d，于发酵床床面0～20cm 切面采集垫料样本，装于自封袋并放入冰盒中带回实验室，每栏（重复）猪舍分别取四周和中间共5个采样点。于试验期第49d时，早上8：00空腹称重，每重复选2头猪进行屠宰。分离胰腺，并取1g左右装于冻存管在液氮中保存。分离十二指肠、空肠、回肠，将内容物挤出装于冻存管在液氮中保存，刮取十二指肠、空肠、回肠黏膜，装于冻存管在液氮中保存。在测定之前，分别将胰腺、小肠黏膜、小肠内容物加生理盐水10倍稀释在冰水浴中进行机械匀浆，然后以4000r／min在4℃离心15min，取上清进行各指标的测定。

1.6 测定指标及方法

1.6.1 生长性能 于正试期第1天早上8∶00进行空腹称重，每天记录每个重复的采食量，于试验结束时，早上8∶00 再进行空腹称重，并计算日采食量、日增重和料重比。

1.6.2 消化酶 淀粉酶、胰蛋白酶、脂肪酶、黏膜二糖酶均采用试剂盒进行测定（购于南京建成生物工程研究所）。

1.6.3 垫料蛋白酶 垫料中蛋白酶的测定采用滴定法［6］，根据每消耗0.2 mL 三氯化铁溶液相当于10个酪蛋白单位计算，以1g垫料的酪蛋白分解单位数表示蛋白酶的活性。

1.6.4 垫料脲酶 垫料中脲酶的测定采用比色法［6］，其原理为脲酶将尿素分解为氨，在碱性介质中（以亚硝基铁氰化钠为催化剂）生成的氨与苯酚－次氯酸钠反应生成蓝色的靛酚，生成的靛酚在波长578nm 处有最大吸收峰，且靛酚的量与氨的浓度成正比。脲酶活性以酶促反应24h后，单位质量垫料中铵态氮的毫克数表示。

1.6.5 垫料铵态氮 垫料铵态氮的测定采用2 M KCl浸提－靛酚蓝比色法［7］。其原理为2 M KCl溶液能够将吸附在垫料胶体上的NH4＋及水溶性NH4＋浸提出来，铵态氮在强碱性介质中与次氯酸盐和苯酚反应生成靛酚蓝，在波长578nm 处吸光度与铵态氮成正比。

1.7 数据统计与分析

用Excel 2003 对原始数据初步统计，用SPSS 19.0 软件进行单因素方差分析（one－way ANOVA），并用Duncan法进行多重比较，结果以“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 抗菌肽对仔猪生长性能的影响

由表2可知，与对照组相比，饲粮中添加抗菌肽能够在一定程度上提高仔猪平均日增重、平均日采食量，降低料重比，但差异均不显著（P＞0.05），其中，平均日增重比对照组提高3.97%；抗生素组仔猪生长性能也比对照组有所提高（P＞0.05）。

2.2 抗菌肽对仔猪胰腺消化酶活性的影响

如表3所示，与对照组相比，饲粮中添加抗菌肽能够极显著提高仔猪胰腺中淀粉酶活性（P＜0.01）；胰蛋白酶活性比对照组、抗生素组分别提高12.76%、25.73%，但差异均不显著（P＞0.05）；各组脂肪酶活性差异不显著（P＞0.05）。

表2 抗菌肽对仔猪生长性能的影响Table 2 Effect of antimicrobial peptides on growth performance in piglets

表3 抗菌肽对仔猪胰腺消化酶活性的影响Table 3 Effect of antimicrobial peptides on the activity of digestive enzymes in pancreas of piglets

2.3 抗菌肽对仔猪小肠内容物消化酶活性的影响

由表4可知，与对照组相比，饲粮中添加抗菌肽显著提高了仔猪十二指肠内容物淀粉酶、空肠内容物淀粉酶和胰蛋白酶活性（P＜0.05）。

表4 抗菌肽对仔猪小肠内容物消化酶活性的影响Table 4 Effect of antimicrobial peptides on the activity of digestive enzymes in intestinal digesta of piglets

2.4 抗菌肽对仔猪小肠黏膜二糖酶活性的影响

由表5可知，与对照组相比，饲粮中添加抗菌肽极显著地提高了仔猪十二指肠黏膜麦芽糖酶的活性（P＜0.01），显著提高了空肠黏膜麦芽糖酶、空肠黏膜乳糖酶以及回肠黏膜蔗糖酶的活性（P＜0.05）。与抗生素组相比，抗菌肽组十二指肠黏膜麦芽糖酶的活性极显著地提高（P＜0.01）。

2.5 抗菌肽对发酵床垫料蛋白酶、脲酶活性及氨态氮含量的影响

但差异均不显著（P＞0.05）；饲粮添加抗菌肽对垫料脲酶活力无显著影响（P＞0.05），但抗菌肽组15 d、35d垫料脲酶活力比对照组分别提高12.82%、9.92%，到49d时二者基本相等；抗菌肽组全期垫料铵态氮分别比对照组提高12.65%、5.61%、3.34%，但均未达到显著水平（P＞0.05）。

3 讨论

如表6所示，试验第15d垫料蛋白酶活力以对照组最低，抗菌肽组最高，49d时以抗菌肽组最低，

3.1 抗菌肽对仔猪生长性能的影响

研究表明，传统水泥地面饲养方式下饲粮中添加抗菌肽能提高断奶仔猪生长性能［8－10］。而针对饲养方式的研究表明，发酵床养猪能够提高猪的生长性能［11－12］。本试验中仔猪生长性能以对照组最差，抗生素组最好，抗菌肽组居中，这与程蕾等［13］的研究结果类似，说明在发酵床饲养模式下，饲粮中添加抗菌肽对仔猪生长性能有提高的趋势。

表5 抗菌肽对仔猪小肠黏膜二糖酶活性的影响Table 5 Effect of antimicrobial peptides on the activity of disaccharidase in intestinal mucosa of piglets

表6 抗菌肽对发酵床垫料蛋白酶、脲酶及氨态氮的影响Table 6 Effect of antimicrobial peptides on the activity of enzymes and the content of ammonium in fermentation bed litters

3.2 抗菌肽对胰腺和小肠内容物中消化酶的影响

进入消化道的营养物质主要是在酶的作用下被消化［14－15］，而胰腺和小肠内容物中消化酶活性是衡量机体消化能力的最佳指标之一［16］。都海明等［17］报道，饲粮中添加4 000U／kg的抗菌肽能够显著提高肉鸡十二指肠和空肠内容物中脂肪酶活性，蛋白酶活性也有升高趋势。而何林丹等［18］的研究结果显示，抗菌肽对粤黄鸡小肠内容物中淀粉酶和蛋白酶活性无显著影响。本研究表明，与对照组比，饲粮中添加抗菌肽能够显著提高发酵床仔猪胰腺、十二指肠内容物及空肠内容物中淀粉酶的活性，显著提高空肠内容物中胰蛋白酶的活性。胰液的分泌受十二指肠黏膜中肽类激素的调节，而肠黏膜完整性是保证此类激素正常分泌的先决条件［14－15］；抗菌肽能够抑制肠道有害微生物的生长繁殖［19－21］，提高肠黏膜免疫力［22］，维持肠黏膜的完整性［23－25］，提高肠道消化能力，从而间接促进胰腺消化酶的合成与分泌，但其具体作用机理尚不清楚。本试验中，抗菌肽组空肠内容物胰蛋白酶活性显著提高，而胰腺中胰蛋白酶活性却未达到显著水平，这可能与对照组和抗菌肽组仔猪肠道内有益菌的数量不同有关。

3.3 抗菌肽对仔猪小肠黏膜二糖酶的影响

碳水化合物的最终消化阶段发生在小肠黏膜上皮细胞表面，淀粉等多糖分解产生的二糖只有在黏膜二糖酶的作用下再次分解为单糖才能被机体吸收［26］。本试验结果表明，相比于对照组，饲粮中添加抗菌肽能够极显著提高仔猪十二指肠黏膜麦芽糖酶活性，显著提高空肠黏膜蔗糖酶、乳糖酶活性，显著提高回肠黏膜蔗糖酶活性。抗菌肽提高小肠黏膜二糖酶活性的具体作用机制尚不清楚，但可能与抗菌肽能够维持肠壁和肠黏膜的完整性有关。抗菌肽能够增加肠道成熟细胞数量，促进肠道的发育［27］，而黏膜二糖酶正是由成熟的肠上皮细胞合成［26］。抗菌肽还可能通过提高小肠绒毛高度、增加肠黏膜上皮表面积来提高黏膜上皮细胞数量［24－25，28］，从而促进二糖酶的分泌。同时，抗菌肽能够抑制有害菌繁殖，降低有害代谢产物对肠黏膜的刺激［19，29］，也有利于肠黏膜结构的优化。另外，小肠中淀粉酶活性的提高，促进淀粉分解为麦芽糖，使二糖酶相应底物量增加，根据“酶－底物”理论，小肠黏膜上皮细胞必须分泌更多的二糖酶来适应消化的需要［30］。

3.4 抗菌肽对发酵床垫料蛋白酶、脲酶的影响

蛋白酶能够将垫料中的蛋白质分解为小肽、氨基酸等小分子物质，脲酶能够将尿素分解为氨、二氧化碳和水。垫料中蛋白酶和脲酶是由微生物合成，二者与垫料氮素转换密切相关，其活性的高低能够反映垫料粪便的降解速率［31］。尹红梅［32］在室内模拟条件下，将微生物制剂接种到锯木屑－稻壳垫料中，发现接种组比未接种组蛋白酶、脲酶活性都显著提高，说明垫料中蛋白酶和脲酶来源于微生物。同时，仔猪发酵床垫料中的芽孢杆菌能够产生蛋白酶和脲酶［33］。本研究结果显示，饲粮中添加抗菌肽对发酵床垫料蛋白酶和脲酶活性无不良影响，说明饲粮中抗菌肽的利用不会影响垫料的微生态平衡，不会降低垫料对粪便的降解效率。

3.5 抗菌肽对发酵床垫料铵态氮含量的影响

铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、氨气氮、氧化氮是垫料中无机氮的主要存在形式［34］。铵态氮能够进一步转化为NH3。通常用铵态氮来反映垫料中NH3的生成状况。本试验结果显示，饲粮中添加抗菌肽使发酵床垫料中铵态氮含量有上升的趋势。脲酶能够将尿素分解成氨，增加垫料铵态氮含量［31］。而发酵良好的垫料中存在一定的孔隙，在有氧条件下硝化细菌能够将铵态氮转化为亚硝态氮或硝态氮［35］，同时，垫料中的有益菌如芽孢杆菌能以铵态氮和硝态氮为氮源直接将无机氮转化为菌体蛋白［36］。本试验中抗菌肽组垫料铵态氮含量没有比对照组显著提高，说明饲粮中抗菌肽的利用不会影响垫料硝化细菌和芽孢杆菌的数量。

4 结论

本试验条件下，饲粮中添加300mg／kg的抗菌肽，能够在一定程度上提高仔猪的生长性能；提高胰腺和小肠内容物中淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性，提高小肠黏膜二糖酶活性；同时，不影响发酵床垫料蛋白酶、脲酶活性和垫料铵态氮含量。

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