发酵豆粕对断奶仔猪肠道形态及消化酶活性的影响

向大育

（恩施职业技术学院，湖北恩施 445000）

豆粕（SBM）是猪源饲料的主要构成成分，能给猪群生长提供大量的能量和蛋白质。然而，SBM中含有的生物活性化合物抗营养因子（ANFs）会干扰猪对营养物质的消化、吸收和利用（Wonnop等，2005）。高胰蛋白酶抑制剂水平可对动物蛋白质消化产生不利影响，同时研究发现，胰蛋白酶和糜蛋白酶抑制剂与降低蛋白质消化率和胰腺肥大有关（单达聪等，2013）。此外，仔猪消化不良的另一个原因可能是对大豆球蛋白和β-连接球蛋白的过敏反应引起小肠形态异常（杨虹坤等，2015）。枯草芽孢杆菌是发酵大豆食品的重要发酵剂，大豆蛋白可水解成氨基酸和多肽。徐基利等（2011）发现，利用枯草芽孢杆菌发酵大豆可作为仔猪日粮中高度可消化的蛋白质来源。兰云贤等（2011）发现，用几种芽孢杆菌发酵大豆可提高大豆的溶解度和体外消化率。关于枯草芽孢杆菌发酵豆粕（FSBM）对仔猪小肠形态和消化功能影响的研究鲜见报道。因此，本试验研究枯草芽孢杆菌发酵豆粕对仔猪小肠形态及小肠内容物和胰腺消化酶活性的影响，为其进一步应用及推广提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料 本地品种豆粕购于湖北广华生物有限公司；消化酶活性检测试剂盒均购自南京建成公司；枯草芽孢杆菌WB117株由中国科学院微生物研究所提供。

1.2 试验设计 选择初始体重为 （7.5±0.5）kg的纯种大白30 d断奶仔猪60头，随机分为两组，即对照组（SBM）和试验组（FSBM），每组3个重复，每个重复10头。断奶仔猪饲养管理按照试验猪场的具体饲养方法进行操作。猪群自由采食和饮水，试验期为30 d。基础日粮组成及营养水平见表1。对照组饲喂玉米-SBM日粮，试验组用FSBM代替SBM。

1.3 样本采集 在试验结束时，选择12头猪（每组6头）进行屠宰。在小肠的三个不同部位取组织样本 （0.5 cm×1 cm），用生理盐水冲洗，保存于10%福尔马林进行显微镜分析。肠道内容物样品于4℃保存。

1.4 测定指标

1.4.1 消化酶活性分析 消化酶活性检测采用快速检测试剂盒，蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性以单位（U/g）表示，以每分钟水解1 mol底物的酶量为1 U/g。

表1 日粮组成和营养水平

1.4.2 仔猪肠道形态观察 光学显微镜检查：将样品包埋在石蜡中，切片，用苏木精和伊红染色。使用图像处理和分析系统测量绒毛高度和隐窝深度。

扫描电镜：将样品在乙醇中脱水，在锇涂层之后，用ISI扫描电镜观察样品并拍照。

1.5 试验数据的统计学分析 试验按随机整块设计进行分析，并使用SAS的通用线性模型（GLM）程序对所有数据进行方差分析（Kenworthy R，1996），结果以“平均数±标准差”表示。P ＜ 0.05表示差异显著。

2 试验结果

2.1 SBM和FSBM对仔猪肠道形态的影响 由图1可知，喂养SBM的仔猪的绒毛较短、紊乱、较宽，而喂养FSBM的仔猪的绒毛较长、较圆、规则且逐渐变细。表2表明，试验组仔猪十二指肠、空肠、回肠绒毛高度显著高于对照组（P＜0.05），分别增加34.3、28μm和23μm。对照组仔猪十二指肠隐窝深度显著高于试验组 （P＜0.05）；与对照组相比，试验组十二指肠绒毛/隐窝比值明显升高（P ＜ 0.05）。

2.2 SBM和FSBM对仔猪小肠消化酶活性的影响由表3可知，试验组十二指肠、空肠蛋白酶、胰蛋白酶活性显著高于对照组（P＜0.05），其余各指标活性较对照组有所提高，但差异不显著（P＞0.05）。

表2 SBM和FSBM对仔猪肠道形态的影响

图1 饲喂豆粕（SBM；左）和发酵SBM（FSBM；右）的仔猪肠道绒毛扫描电镜

2.3 SBM和FSBM对仔猪胰腺消化酶活性的影响 由表4可知，饲喂FSBM后，仔猪胰腺胰蛋白酶活性较对照组降低 28.50%（P＜0.05），两组间蛋白酶、淀粉酶、糜蛋白酶活性均无明显变化。

3 讨论

3.1 SBM和FSBM对仔猪肠道形态的影响 与饲喂SBM的仔猪相比，饲喂FSBM的仔猪小肠绒毛高度增加，隐窝深度减少。有研究表明，胰蛋白酶抑制剂、凝集素和大豆球蛋白对仔猪消化道的形态和功能有不利影响（刘媛媛等，2006），胰蛋白酶抑制剂会干扰胰蛋白酶和糜蛋白酶的正常功能，导致肠道形态异常，高水平的胰蛋白酶抑制剂会对动物的蛋白质消化产生不利影响。大豆球蛋白和β-连接球蛋白的过敏反应可能是导致大豆营养价值降低的主要原因之一，这些抗原蛋白通过降低绒毛高度和增加隐窝深度来改变小肠的形态，削弱消化和吸收营养的能力。本试验结果表明，通过发酵可消除胰蛋白酶抑制剂，同时试验组小肠形态学结果显示，枯草芽孢杆菌发酵可提高SBM的营养价值，减少或消除一些重要的抗营养因子，如某些大肽甘氨酸和β-甘氨酸。此外，SBM中的抗营养因子还可能损害消化和增加内源蛋白排泄，尤其对断奶仔猪影响最大，通过发酵可降低或消除抗营养因子。

表3 SBM和FSBM对仔猪小肠消化酶活性的影响U/g

表4 SBM和FSBM对仔猪胰腺消化酶活性的影响U/g

3.2 SBM和FSBM对仔猪小肠、胰腺消化酶活性的影响 本试验结果表明，饲喂FSBM的仔猪小肠内容物酶活性显著提高，这可能与胰蛋白酶抑制剂的活性降低有关。此外，饲喂SBM仔猪胰蛋白酶和淀粉酶均显著升高，这可能与饲粮中胰蛋白酶抑制剂的存在有关。有研究发现，胰蛋白酶抑制剂可通过激素负反馈诱导胰腺消化酶合成增加（张琳琰等，2015），也有研究表明，消化酶活性的下降不仅与胰蛋白酶抑制剂有关，还与其他ANFs有关（Miller等，1986）。 本试验中 FSBM 对仔猪消化酶活性的改善也可能与大豆球蛋白的降解有关，这是由于枯草芽孢杆菌发酵主要是将蛋白质水解成氨基酸和多肽 （顾立伟等，2009）。因此，通过枯草芽孢杆菌发酵可以提高SBM的营养价值，克服大豆球蛋白中ANFs对肠道结构和功能的不利影响。

与对照组相比，试验组断奶仔猪的肠道形态学及消化酶活性均有不同程度的改善，这说明枯草芽孢杆菌发酵可提高SBM的营养品质，从而减少或克服SBM中抗营养因子对断奶仔猪的负面影响。但本次试验中发酵过程对大豆蛋白中ANFs的影响具体机制还需进一步研究。

4 结论

本试验结果表明，在仔猪日粮中添加枯草芽孢杆菌发酵豆粕能显著提高仔猪小肠绒毛高度，降低十二指肠隐窝深度，提高十二指肠和空肠总蛋白酶和胰蛋白酶的活性，降低仔猪胰腺胰蛋白酶活性。