功能性氨基酸与黄芪多糖、益生素的互作对仔猪肠道微生态环境和肠道健康的影响

■邹知明 梁龙华 崔 涵 游纯波 周学光 温玉梅 覃秀珍

1.广西大学动物科学技术学院，广西南宁 530004；2.广西农垦永新畜牧集团西江有限公司，广西贵港 537000)

肠道生长是仔猪生长发育的核心和快速生长的 基础,仔猪的肠道发育不够健全,早期断奶容易造成其肠道功能紊乱,诱发仔猪早期断奶综合症。更重要的是，肠道也是体内最大的免疫器官，其黏膜免疫系统是机体与外界相隔的最大屏障，也是病原微生物侵入机体的主要途径。所以从某种意义上来讲，肠道既是外界各种能源物质和机体生长发育相联系的桥梁，又在机体免疫力方面有着极其重要的地位。因此，目前生产实际中迫切需要采取有效措施改善仔猪的肠道发育状况,缓解应激对肠道组织的损伤，维护和充分发挥肠道的功能,进而提高仔猪生长性能和健康水平。基于以上问题，本研究选取精氨酸、蛋氨酸、谷氨酰胺3种对肠道免疫系统具有调节作用的功能性氨基酸与肠道调节剂黄芪多糖、益生菌互作，探索其互作效果，为改善仔猪肠道健康提供可行性途径。

1 材料与方法

1.1 试验动物及原料

选用(31±1)d的杜×长×大保育猪（以下简称试猪）。猪体重为(7.5±0.25)kg。

L-谷氨酰胺，产地为美国，白色粉末；L-蛋氨酸，L-精氨酸，白色结晶粉末；

黄芪多糖粉，浅黄色或黄色粉末；益生素，由高效性抑菌型的两株枯草芽孢杆菌B+N、两株乳酸菌LP和PP、丁酸梭菌Cb-2、海洋红酵母Y-69及其抑菌代谢产物、载体组成，活菌总数≥3×109CFU/g，抗菌肽CEC-38含量不低于100 000单位/g。

1.2 试验设计（见表1）

表1 试验设计

采用2×3多因素完全随机化试验设计。分为6个试验处理组，1个基础日粮对照组。每个组3个重复，每个重复1个栏，每个栏25头猪。试验预饲期5 d，正式期30 d。

1.3 试验日粮

基础日粮参照NY/T65-2004推荐8～20 kg仔猪的营养需要。基础日粮配方及营养水平见表2。

1.4 饲养管理

试验前，对整个猪舍、猪栏、地面及饲养器具进行冲洗、消毒，空栏7 d以上。采样料槽、乳头式饮水器进行自由采食和饮水。按猪场常规管理程序进行驱虫和免疫。预饲期5 d，试验期30 d，试验期间按照猪场的日常管理要求进行生产管理，并记录试验各组耗料量。

2 试验处理及样本采集

试验结束时，每个试验组每个重复随机抽取1头试验猪进行屠宰。剖杀前12 h停食，对所有剖杀仔猪采用颈静脉放血的办法处死。打开腹腔，立即结扎贲门瓣、幽门瓣、直肠远端，将消化道及消化腺取出，小心剥离开，小肠按解剖位置分成十二指肠、空肠、回肠三段。

表2 试验基础日粮组成与营养水平

① 在十二指肠近端(5 cm处)、空肠远端1/4处、回肠中段分别用利剪连续取下近l cm的肠管三段，迅速放入10%福尔马林固定液中，摇匀，待做组织切片，用于肠形态学检测；

②取空肠和回肠中段50 cm，沿纵轴剪开肠道，用玻片刮下黏膜。液氮研磨后，分装保存于-70℃冰箱待测。用于肠黏膜分泌型免疫球蛋白A浓度的测定；

③无菌取盲肠内容物，用灭菌包装袋装好，置于冰盒中保存，运回实验室，用于测定肠道微生物数量。

2.1 检测指标及测定方法

2.1.1 切片制作

参照《组培学实验指导》制作组织切片。

2.1.2 肠黏膜免疫指标的测定

肠黏膜分泌型免疫球蛋白A浓度的测定。取空肠和回肠黏膜，将组织匀浆后，3 000 r/min离心10 min，取上清液测定分泌型免疫球蛋白A(SIgA)。采用放射免疫分析法测定肠黏膜SIgA。

2.1.3 肠道微生物数量测定——平板活菌计数。

2.2 数据处理

试验数据运用EXCEL软件进行处理后，再用SPSS16.0数据统计软件进行单因素方差分析，用Duncan's法进行多重比较。结果用“平均数±标准差（X±SD）”表示，以P＜0.05作为差异显著性评判标准。

3 结果与分析

3.1 功能性氨基酸与免疫增强剂的互作对仔猪肠形态学发育的影响

由表3可知，不同功能性氨基酸与黄芪多糖、益生菌对十二指肠、空肠肠绒毛长度、宽度均有显著影响（P＜0.05）。

表3 功能性氨基酸和免疫增强剂的互作对仔猪肠形态学发育的影响

肠绒毛长度：各处理组在数值上均不同程度大于对照组。其中在十二指肠方面，与对照组比，除蛋+黄组外，其余5组均差异显著（P＜0.05），而精+益、谷+益、谷+黄3组与蛋+益、精+黄两组差异显著（P＜0.05）；在空肠方面，精+益、谷+益、谷+黄3组与对照、蛋+黄、精+黄3组差异显著（P＜0.05）。

肠绒毛宽度：各处理组在数值上均不同程度大于对照组。其中在十二指肠方面，与对照组比，6个试验处理组均差异显著（P＜0.05），谷+益组与蛋+黄、蛋+益、精+黄、精+益组差异也显著（P＜0.05）；在空肠方面，蛋+益、精+黄、谷+黄、谷+益四组与对照、蛋+黄组差异显著（P＜0.05）。

3.2 功能性氨基酸和免疫增强剂的互作对仔猪肠SI-gA指标的影响

表4 不同氨基酸和免疫增强剂的互作对断奶仔猪肠SIgA的影响(μg/ml)

由表4可知，在数值上，各处理组SIgA均不同程度大于对照组，其中谷+益组最高，比对照组高出2.33%,而对照、蛋+黄两组与其余组差异均显著（P＜0.05），谷+益、谷+黄、精+益三组与蛋+益、精+黄组差异也显著（P＜0.05）。

而比较3种氨基酸整体效果，以谷氨酰胺最优，精氨酸次之，且各组均以与益生菌互作效果要优于黄芪多糖。

3.3 功能性氨基酸和免疫增强剂的互作对仔猪盲肠道微生物的影响

表5 不同氨基酸和免疫增强剂的互作对断奶仔猪盲肠微生物含量的影响[lg(cfu)/g]

由表5可知，在数值上各处理组的大肠杆菌均不程度低于对照组，而乳酸杆菌刚好相反。其中以谷+益组大肠杆菌含量最低，比对照组低6.06%，而谷+益、精+益与其余组差异均显著（P＜0.05），精+黄、谷+黄、蛋+益等4组也与对照、蛋+黄组差异显著（P＜0.05），且各氨基酸组内益生菌的互作效果也显著高于黄芪多糖（P＜0.05）；而在乳酸杆菌方面，以精+益组含量最大，是最小对照组的1.03倍，且精+益、谷+益、谷+黄、精+黄等4组与对照组相比差异均显著（P＜0.05）。

4 讨论

4.1 功能性氨基酸与免疫增强剂的互作对仔猪肠形态学发育的影响分析

胃肠道是营养物质消化吸收的主要场所，而肠绒毛是动物营养物质吸收的桥梁，绒毛长度和宽度是小肠功能状态好坏的直接反映，绒毛越长，则胃肠道对营养物质的消化吸收就越好(韩正康，1991)。本研究发现：①与对照组相比，各处理组在十二指肠、空肠的肠绒毛长度、宽度均不同程度大于对照组，说明三种氨基酸与免疫增强剂的互作均有改善肠形态结构以及维持其正常生理功能的效果。这与许多学者的研究结论一致。如Mourad（1998）、谭碧娥（2008）[2]、范苗（2011）[2]等均相继研究证实，精氨酸、谷氨酰胺均有利于保护肠黏膜形态结构和促进肠黏膜发育的作用。而黄芪多糖、益生菌对维持胃肠道形态结构以及改善其健康的相关研究很多，在此暂不赘述。②进一步对试验结果进行比较还可发现，总体上三种氨基酸对十二指肠、空肠的各项指标的影响由大到小依次为谷氨酰胺＞精氨酸＞蛋氨酸，这一结果暗示在改善胃肠道方面以谷氨酰胺的效果最佳，这可能与其对肠道多方面作用机制有关：①谷氨酰胺是肠道上皮细胞的主要能量底物,进而也能满足了猪净能量需求的一部分（Reeds等，2001）；②谷氨酰胺对维持肠道淋巴组织和合成SIgA是必需的；③能缓解有害微生物（如大肠杆菌）对仔猪造成的生长抑制，促进有益菌的繁殖（Bartell等，2007）[3]。而精氨酸也存在类似的作用，但试验结果显示，其没有谷氨酰胺作用强。但未见到蛋氨酸对肠道影响的相关报道，故笔者认为蛋氨酸组出现的改善效果主要是来自黄芪多糖和益生菌的作用。③比较两种免疫增强剂的效果可发现，总体上以益生菌与氨基酸的互作效果要优于黄芪多糖，虽然有些组表现出黄芪多糖较好，笔者认为这可能是一些试猪个体差异所导致的，并不影响益生菌对调节胃肠道健康所体现出来的优势。大量研究表明，多糖（包括动物、植物和微生物多糖）均具有改善肠粘膜形态结构，从而改善胃肠道健康和促进仔猪生长等作用（刘惠，2007）[4]。而进一步研究发现多糖能改善小肠黏膜形态的根本原因还是与它能抑制有害菌并促进肠道有益菌的生长繁殖，从而更利于营养物质的吸收与利用，进而改善肠道健康来实现的（薛凌峰，2007）[5]。而益生菌在改善肠道菌群平衡方面更为直接且更全面。余成瑶(1996)、Edens(1997)等报道益生素能使小肠黏膜上皮细胞微绒毛长度增长,并能使因受损而变短的回肠绒毛恢复正常。其调控胃肠道健康的机制主要是产生相关营养酶、显著促进肠形态发育、调节肠内pH值等。但乔宏宇（1998）、华雪铭（2010）等也发现在动物日粮中添加过量的微生态制剂反而降低了动物生长效果，而仔猪处于应激期时使用活菌制剂的效果最好。

4.2 功能性氨基酸和免疫增强剂的互作对仔猪肠SI-gA指标的影响分析

消化道黏膜是动物机体抵抗病原微生物进入体内的第一道屏障，而以SIgA为主的体液免疫在肠黏膜免疫系统中起主导作用，与血清型IgA互补，对阻止抗原的入侵和已入侵的抗原的清除有至关重要的作用(张绍兰，2004)[6]。因此，SIgA与动物肠道健康及免疫功能的正常发挥密切相关。

在本试验中，各试验处理组在数值上均不同程度大于对照组，说明三种氨基酸与免疫增强剂的互作均能促进肠道中SIgA的分泌，这与李丽红（2006）[7]、张灿菲（2008）[8]、陈玉宏（2011）[9]等学者的研究基本一致。其中谷+黄、谷+益、精+益等的组合效果最佳，与其余组（包括对照组）差异均显著（P＜0.05），而精+黄、蛋+益组合与蛋+黄、对照组差异也显著（P＜0.05）。由此比较4种氨基酸的效果，以谷氨酰胺最优，精氨酸次之，蛋氨酸几乎没明显的促SIgA作用。这是因为肠道功能的正常发挥需要依赖对谷氨酰胺的大量利用，谷氨酰胺是肠道上皮细胞的一种主要的能量物质（Reeds等，2001）。而精氨酸作为一氧化氮的直接前体物，发挥着重要作用，而一氧化氮在调控肠道的分泌以及完整性方面扮演着重要角色(Morris等，2004)。目前还未见报道蛋氨酸具有类似的作用。

然而进一步对比发现，各氨基酸组内均以与益生菌的互作效果要好于黄芪多糖，其中精氨酸、谷氨酰胺组内两者差异均显著（P＜0.05），说明益生菌在改善肠道健康，促进SIgA分泌，改善肠道黏膜免疫系统方面显著优于黄芪多糖。这跟SIgA与肠道微生物（或额外添加的益生菌）存在互作的机制有关(Randal等，2006)。一方面大量有益微生物群的进驻，它们会在肠黏膜表层形成生物屏障，通过占位，有益菌会促进动物肠粘膜分泌大量的免疫球蛋白（SIgA），保障肠黏膜的健康(Wold等，2000)；另一方面SIgA可以促进肠道正常微生物区系的生长，从而抑制病原微生物的生长。而黄芪多糖在这方面鲜见有报道。

4.3 功能性氨基酸和免疫增强剂的互作对仔猪盲肠道微生物的影响分析

根据长期的动物微生态研究，一个完善而健康的胃肠道是动物健康的生长的基本条件。正常情况下,有益菌群占优势,并通过生物夺氧、竞争抑制、产生有机酸，降低肠道pH值等方式阻止入侵微生物在肠道中建群。而同样许多前人的研究证明，许多营养素具有调节胃肠道菌群平衡的作用。

在本试验中，各试验处理组的大肠杆菌均小于对照组，而乳酸杆菌却大于对照组，这说明氨基酸与黄芪多糖或益生菌的组合具有促进乳酸杆菌的繁殖，而抑制大肠杆菌的作用。这一结果与许多学者的结论一致。黄兴国（2009）[10]研究发现，乳酸菌类是一类可分解糖类产生乳酸的细菌总称，是机体常存的一类有益菌，它能生产一种特殊的抗生素——酸菌素，能有效抑制大肠杆菌和沙门氏菌的生长。所以，大肠杆菌与乳酸杆菌始终相互竞争，呈此消彼长的平衡状态中。而其中以谷+益、精+益的互作效果最优，这可能是与谷氨酰胺、精氨酸均与益生菌具有较为强的互相促进作用有关，即一方面谷氨酰胺和精氨酸均能作用与胃肠道上皮细胞，促进肠道黏膜免疫系统功能的发挥，进而抑制有害菌的繁殖，使有益菌有更大的生存空间；另一方面，有益菌的大量植入，进一步改善肠道黏膜的形态结构，保障肠道健康，也更利用谷氨酰胺、精氨酸等营养物质的消化吸收。

进一步比较还可发现，无论是大肠杆菌还是乳酸杆菌，总体上均以益生菌的作用效果要好于黄芪多糖。尽管也有大量研究报道，中草药复合多糖显著改善肠道内双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖，效果优于抗生素（刘祝英，2008）[11]；给断奶仔猪添加0.4%的银耳多糖能显著降低盲肠中的大肠杆菌数(P＜0.05)，极显著提高结肠中的乳酸杆菌数(P＜0.01)（邹健，2006）[12]；而类似的彭慧珍（2006）对“白术粗多糖”、韩剑众（2010）“提取黄芪、当归、紫胡、大黄等有效成分”、杨铁红“当归多糖”、王莉“芦荟多糖”等等研究均多方面证明，多糖具有调节肠道微生物环境的作用。这与多糖的某些成分能吸附有害菌，阻碍其在肠黏膜上的附殖，同时也为有益菌提供一定的能量物质有关。但本试验结果显示益生菌的效果确是优于黄芪多糖。

5 结论

谷氨酰胺、精氨酸以及黄芪多糖、益生菌在改善胃肠道健康、促进肠黏膜免疫系统发育等方面既能独立发挥作用，又可协同产生更好的效应。而黄芪多糖、益生菌在调节肠道过程中更直接而有效，效果要好于氨基酸的间接作用，因此在互作效应中以两免疫增强剂为主导，其中益生菌的效果要优于黄芪多糖。而在生产实际中，从仔猪保健和促进免疫系统发育方面来看，以谷氨酰胺+益生菌的效果为佳。