有机酸对断奶仔猪生长性能和肠道健康的影响

■曹山川 杨跃奎 刘静波

（1.西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010；2.四川省畜牧科学研究院，四川成都 610000）

仔猪断奶后肠道消化酶活力降低导致营养物质消化吸收不良，从而产生腹泻并影响动物的生长性能。较高的肠道pH值抑制了有益菌的生长，促进了有害菌的繁殖，从而导致细菌性疾病的爆发。饲料添加抗生素虽然可以减少疾病的发生和改善动物的生长性能，但产生了抗药性和药物残留等问题。因此，断奶仔猪饲粮添加有机酸已成为替代抗生素的一项重要措施[1-3]。

酸化剂具有提高动物肠道消化酶活力、降低肠道pH值、改善动物肠道微生物菌群结构、提高免疫力和促进生长的作用[3]。虽然前期已有许多研究饲粮有机酸对断奶仔猪生长性能和肠道健康影响的试验，但不同试验的作用效果之间存在较大差异。原因可能是有机酸的种类和组合对动物的作用途径有所不同[4]。因此，有必要研究饲粮有机酸的种类和组合对断奶仔猪生长性能和肠道健康的影响。本试验旨在探讨饲粮添加苯甲酸、柠檬酸以及复合酸（苯甲酸与柠檬酸的混合比例为1∶1）对21日龄断奶仔猪生长性能、养分消化率、消化酶活力、肠道形态和微生物菌群的影响，为其在实际生产中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所使用苯甲酸和柠檬酸为饲料级商品，产品纯度为99.5%。

1.2 试验设计与饲养管理

本试验采用单因子试验设计，将96头平均体重为（5.87±0.25）kg的（21±1）日龄断奶杜×长×大三元杂交仔猪随机分为4个处理组，每个处理6个重复，每个重复4头猪（公、母各半）。对照组饲喂基础饲粮，苯甲酸组在基础饲粮中添加0.5%苯甲酸，柠檬酸组在基础饲粮中添加0.5%柠檬酸，复合酸组在基础饲粮中添加0.25%苯甲酸和0.25%柠檬酸。基础饲粮组成和营养水平见表1。试验全期28 d，试验期间动物饲养于保育床内，自由采食和饮水，并按照猪场常规程序进行管理和消毒。

1.3 样品收集

于试验25～27 d早上收集动物排出的新鲜粪便样本，添加10%盐酸和甲苯混合后-20℃冰箱保存待测。试验结束时在各处理组的每个重复分别选取1头接近平均体重的阉公猪，麻醉屠宰后迅速分离肠段，取空肠和盲肠食糜于-80℃冰箱保存后分别用于测定消化酶活力和肠道微生物菌群。切取5 cm左右的十二指肠样本浸泡于福尔马林溶液中用于组织形态学分析。

表1 基础饲粮组成及营养水平

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生长性能

试验期间以圈为单位记录动物的采食量，用于计算平均日采食量。在试验开始和结束时对猪进行称重，用于计算平均日增重。饲料转化效率由平均日采食量/平均日增重计算得出。

1.4.2 养分消化率

收集的粪样于65℃条件下烘干，粉碎混合均匀后待测。以盐酸不溶性灰分作为内源指示剂，计算粗蛋白质、粗脂肪、干物质、粗灰分、钙和磷的消化率。饲料和粪便中盐酸不溶性灰分、粗蛋白质、粗脂肪、干物质、粗灰分、钙和磷的测定方法参考张丽英所述[5]。养分消化率由以下公式计算得出：

养分消化率（%）=100-A1F2/A2F1×100。

式中：A1——饲料中盐酸不溶性灰分含量；

A2——粪中盐酸不溶性灰分含量；

F1——饲料中养分含量；

F2——粪中养分含量。

1.4.3 肠道消化酶活力

称取少量空肠食糜（约0.5 g）后按质量体积比1∶9（g/ml）加入匀浆介质后进行超声波匀浆粉碎，低温2 000 r/min离心10 min后取上清液。选用南京建成生物工程研究所的试剂盒，根据紫外光分光光度计测定的吸光值计算食糜中胰蛋白酶、淀粉酶、乳糖酶和蔗糖酶的酶活力。

1.4.4 肠道形态学分析

将肠道修剪成1 cm×1 cm×1 cm大小的样本后用蒸馏水进行冲洗，脱水后用石蜡包埋。石蜡冷却后将样本切成5 μm厚的薄片，使用苏木精-伊红进行染色。在低倍镜下，使用Leica Qwin图像分析系统观察分析15根具有代表性的肠绒毛和隐窝，测定绒毛高度和隐窝深度。

1.4.5 肠道微生物菌群

使用Omega BioTek公司提供的E.Z.N.A.TM stool DNA extracted kit试剂盒提取盲肠食糜中微生物的DNA。扩增总细菌、大肠杆菌、乳酸菌、双歧杆菌和芽孢杆菌的引物和探针序列参照Fierer等[6]和Qi等[7]设计，引物和探针的序列见表2。使用IQ5 real-time PCR detection System（Bio-Rad,CA,USA）进行定量RT-PCR扩增。具体的反应体系和扩增程序如前期研究所描述[7]。

表2 PCR扩增引物序列

1.5 数据统计与分析

使用SAS统计分析软件的GLM模型对试验数据进行单因素方差分析，处理间的差异显著性使用Duncan's法进行多重比较，结果以“平均数±平均标准误”表示，P＜0.05为差异显著。

2 结果

2.1 有机酸种类及其组合对仔猪生长性能的影响(见表3)

表3 有机酸种类及其组合对仔猪生长性能的影响

由表3可知，饲粮添加苯甲酸、柠檬酸和复合酸对21日龄仔猪断奶后1～28 d的平均日采食量、平均日增重和饲料转化效率无显著影响（P＞0.05）。

2.2 有机酸种类及其组合对养分消化率的影响(见表4)

表4 有机酸种类及其组合对养分消化率的影响(%)

由表4可知，各处理组之间的粗蛋白质、干物质和粗脂肪消化率无显著差异（P＞0.05）。与对照组相比，饲粮添加苯甲酸、柠檬酸和复合酸可显著提高断奶仔猪对钙、磷和粗灰分的消化率（P＜0.05）。

2.3 有机酸种类及其组合对仔猪肠道消化酶活力的影响(见表5)

表5 有机酸种类及其组合对仔猪肠道消化酶活力的影响(U/mg)

由表5可知，仔猪肠道胰蛋白酶、淀粉酶、乳糖酶和蔗糖酶的活力不受饲粮添加苯甲酸、柠檬酸和复合酸的影响（P＞0.05）。

2.4 有机酸种类及其组合对仔猪肠道形态的影响（见表6）

由表6可知，苯甲酸组、柠檬酸组和复合酸组小肠绒毛高度显著高于对照组（P＜0.05）。与对照组相比，饲粮添加苯甲酸显著提高小肠绒毛高度/隐窝深度的比例（P＜0.05）。小肠隐窝深度不受饲粮添加有机酸的影响（P＞0.05）。

表6 有机酸种类及其组合对仔猪肠道形态的影响

2.5 有机酸种类及其组合对仔猪肠道微生物菌群的影响（见表7）

由表7可知，苯甲酸组和复合酸组盲肠乳酸杆菌数显著高于对照组（P＜0.05）。与对照组相比，饲粮添加苯甲酸、柠檬酸和复合酸显著降低盲肠大肠杆菌数（P＜0.05）。饲粮添加有机酸对仔猪盲肠双歧杆菌数、芽孢杆菌数和细菌总数无显著影响（P＞0.05）。

表7 有机酸种类及其组合对仔猪肠道微生物菌群的影响（copies/g）

3 讨论

早期断奶是提高母猪繁殖成绩的重要手段，但尚未发育成熟的仔猪消化生理功能导致消化不良、腹泻以及生长发育迟缓等问题。胃酸分泌不足，从而无法激活消化酶的活力是早期断奶仔猪的主要消化功能缺陷。因此，在早期断奶仔猪饲粮中添加有机酸等酸化剂已成为改善仔猪消化生理功能、提高免疫力、维持肠道微生物菌群平衡以及促进动物生长的重要营养调控手段。

前期关于饲粮添加有机酸对断奶仔猪生长性能影响的结果存在一定差异。Kirchgessner等[8]报道，饲粮添加1%～2%富马酸可提高断奶仔猪的养分消化率、采食量、日增重和饲料转化效率。Giesting等[9]研究指出，饲粮添加2%富马酸、丙酸或柠檬酸能提高仔猪的饲料转化效率。冷向军等[10]和刁慧等[11]研究发现，饲粮添加1.5%柠檬酸或0.5%苯甲酸可提高断奶仔猪平均日增重或饲料转化效率。在本试验条件下，饲粮添加苯甲酸、柠檬酸及复合酸对仔猪日增重、采食量和饲料转化效率无显著影响，这与Omogbenigun等[12]的研究结果一致。导致上述差异的主要原因可能是本试验0.5%的有机酸添加量低于前期研究。

肠道内环境是影响动物消化酶活力和养分消化率的主要因素，而较低的肠道pH值有利于激活消化酶活力和钙磷等矿物元素的吸收。刁慧等[11]和Halas等[13]研究表明，饲粮添加0.5%苯甲酸可提高仔猪的粗蛋白质、能量、粗脂肪和粗灰分的消化率。Risley等[14]、刁慧等[11]和冷向军等[10]试验发现，饲粮添加柠檬酸、延胡索酸或苯甲酸可提高断奶仔猪肠道胰蛋白酶、淀粉酶、乳糖酶和蔗糖酶的活力。在本试验中，饲粮添加有机酸对断奶仔猪肠道消化酶活力以及粗蛋白质、干物质和粗脂肪的表观消化率无显著影响，但可提高钙、磷和粗灰分的消化率。本试验研究结果与前期报道饲粮添加有机酸可提高仔猪肠道消化酶活力和养分消化率的结论存在一定差异，但与Kluge等[15]和Graber等[16]报道的饲粮添加苯甲酸对仔猪粗蛋白质、粗脂肪和无氮浸出物消化率无显著影响的结果一致。添加苯甲酸、柠檬酸及其复合酸可通过降低肠道pH值提高动物对钙和磷的消化吸收率，这与Sauer等[17]和刁慧等[11]的研究结果一致。

动物对肠道养分的吸收受肠道形态的影响。与Halas等[13]研究结果一致，本试验发现饲粮添加有机酸可提高断奶仔猪的小肠绒毛高度，而苯甲酸组显著提高绒毛高度和隐窝深度比值。饲粮添加苯甲酸或柠檬酸对小肠绒毛高度和隐窝深度比值的不同影响表明，仔猪肠道形态可能受饲粮有机酸种类的影响。前期大量研究指出，饲粮添加不同种类的有机酸可通过调控肠道pH值环境维持微生物菌群的平衡，从而达到抑制有害菌生长，促进有益菌繁殖的目的。Graber等[16]和Kluge等[15]研究表明，饲粮添加0.5%苯甲酸可促进断奶仔猪肠道乳酸杆菌的生长，抑制大肠杆菌的繁殖。Li等[18]和冷向军等[10]研究报道，饲粮添加复合酸或柠檬酸导致仔猪肠道有益菌乳酸杆菌数量增加，而致病性大肠杆菌数显著下降。在本试验中，饲粮添加苯甲酸、柠檬酸和复合酸均可显著抑制大肠杆菌的生长，并促进乳酸杆菌的增殖，这与前期研究结果一致。

综合本试验和前期研究结果可以看出，饲粮添加不同种类有机酸对断奶仔猪钙磷消化率、肠道形态和微生物菌群结构的正面影响效果比较一致，但对消化酶活力、粗蛋白质消化率以及生长性能的影响效果在不同研究之间存在一定差异。此外，本试验未观察到有机酸复合添加的效果优于单独添加，这与前期研究结果之间存在一定差异[19]，导致上述差异的主要原因是不同试验选用有机酸的种类和添加剂量不同。因此，后期研究应进一步探索不同有机酸复合添加的协同效应以及合理的添加剂量和比例。