植物精油对早期断奶仔猪生长性能、抗氧化能力以及肠道健康的影响

■黄金昌 付永生 余佳胜 孔繁刚 张辉华 柒启恩 石 林

（1.广州市信农生物科技有限公司，广东广州510663；2.广东广大饲料有限公司，广东江门529000；3.佛山科学技术学院，广东佛山528225）

集约化养猪中，为提高母猪在生产中的利用率，常常采用早期断奶和超早期断奶技术，但同时也导致了仔猪采食量下降、日增重降低、腹泻频发等问题[1]。虽然抗生素的使用有效地缓解了这一问题，但大量使用抗生素的同时，会造成了动物肠道菌群紊乱、细菌耐药性变强、免疫力下降、药物残留等问题。随着无抗时代的到来，植物精油作为一种绿色、安全、稳定、有效的原料已得到国内外畜牧养殖的关注，成为替代抗生素的研究热点。

植物精油（plant essential oils，PEO）是一类由醛类、酚类及醇类等化学分子组成的挥发性芳香物质，具有广泛的抗菌、抗炎、抗氧化等生物活性[2]。植物精油作为一种新型的饲料添加剂，具有良好的抗菌杀菌、增强机体胃肠道蠕动等功能，用于提高机体免疫力，提高生长性能以及饲料生物利用率等[3]。史东辉等（2013）[4]研究发现，植物精油能提高肉仔鸡抗氧化能力，显著改善肉鸡胴体品质。Khattak 等（2014）[5]研究表明，饲料中添加植物精油可明显的改善肉仔鸡生长性能。周选武等（2017）[6]在饲粮中添加200 mg/kg植物精油具有改善仔猪血常规、增强免疫力、促进生长性能的功效，但植物精油的醛、酚不同配比对动物机体的作用效果是不同的。不同精油成分之间存在协同和拮抗作用，因此精油配比会直接影响到复合效果，本试验保留抑菌消炎能力较强的肉桂醛和百里香酚，以香芹酚和丁香酚为变量，对比复合植物精油与抗生素的养殖试验效果的同时，还可比较相同精油含量、不同精油配比的复合植物精油Ⅰ、Ⅱ之间的试验效果。为植物精油在现代化生猪无抗养殖中的应用提供试验参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

抗生素：土霉素钙50 mg/kg+硫酸大观霉素22 mg/kg+盐酸林可霉素22 mg/kg；复合植物精油Ⅰ：总精油含量≥15%，其中肉桂醛9%、百里酚3%、香芹酚3%；复合植物精油Ⅱ：总精油含量≥15%，其中肉桂醛9%，百里酚3%，丁香酚3%。

1.2 试验设计及饲粮

试验采用单因子设计，选用96头遗传背景相同、发育正常的健康早期“杜×长×大”断奶仔猪（22～24日龄），根据体重、性别及健康状况等均衡分布原则，随机分为4 组（A、B、C、D 组）。A 组为基础组（饲喂基础日粮），B 组为抗生素组（饲喂基础日粮+土霉素钙50 mg/kg+硫酸大观霉素22 mg/kg+盐酸林可霉素22 mg/kg），C组为复合植物精油Ⅰ组（饲喂基础日粮+400 mg/kg 复合植物精油Ⅰ），D 组为复合植物精油Ⅱ组（饲喂基础日粮+400 mg/kg复合植物精油Ⅱ），每组3个重复，每个重复8头，试期周期28 d。

试验为玉米-豆粕型基础饲粮，参照NRC（2012）断奶仔猪营养需求进行设计，基础饲粮组成及营养水平见表1。

1.3 饲养管理

该试验在江西全南县某猪场进行，为封闭式猪舍，试验期为28 d，采用群饲投喂方式，各组每间隔4 h 加料饲喂（8:00～20:00）自由采食和饮水，防疫、消毒、驱虫等程序按照猪场实际规程进行，试验期间不对任何仔猪使用药物。

1.4 指标测定及方法

1.4.1 生长性能

试验期内观察记录试验仔猪生长状况，按重复准确记录饲料消耗量，并计算各组的总采食量（TFI）和平均日采食量（ADFI）。试验仔猪于试验进行第1、14、28 d 时空腹12 h 后称重，记录各组试验仔猪的末体重（FBW），计算增重（DG）和平均日增重（ADG）。根据仔猪ADFI和ADG计算料重比（F/G）。

1.4.2 腹泻评分

试验期间每天8：00、12：00 和16：00 观察仔猪排粪情况并评分。

腹泻指数[分/(头·d)]=腹泻评分之和/(天数×每天评分次数×头数)

1.4.3 血清生化指标

试验仔猪于试验结束第2 d（29 d）喂料前进行颈部静脉采血5 ml，每个重复选1头接近平均体重的断奶仔猪，采集的血液于临时制冷设备中倾斜置放，待血清分离后离心机3 000 r/min离心10 min，小心吸取上清液装于EP管中，置于-20 ℃低温冰箱中保存待检。

血清生化指标：总蛋白(TP)、总胆固醇（TC）、尿素（UREA）、碱性磷酸酶（AKP）、白蛋白（ALB）；血清免疫指标：免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）和免疫球蛋白M（IgM）；血清抗氧化指标：总超氧化物歧化酶（T-SOD）、总抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）。以上指标均采用试剂盒测定，试剂盒购于南京建成生物工程研究所，操作按说明书进行。

1.4.4 肠道黏膜形态的测定

试验仔猪在试验进行第29 d早上屠宰采样，分别从A、B、C、D 组每个重复选择1 头接近该组平均体重的试验仔猪，屠宰后取出肠道。

取十二指肠、空肠、回肠组织样品用石蜡包埋，制作石蜡切片，HE 染色后观测肠道组织形态。切片置于光学显微镜下，并挑选典型视野拍摄成图片，用YLE-21DY 显微成像系统的自带图像分析软件IMAGEEX 进行观察测量肠绒毛高度、隐窝深度，并计算绒毛高度/隐窝深度（V/C）值。

表1 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）

1.4.5 肠道上皮紧密连接蛋白mRNA 相对表达量的测定

以ACTB（β-actin）为内参，利用实时荧光定量PCR 技术对回肠、空肠、十二指肠黏膜咬合蛋白（OCLN）、封闭蛋白-5（CLDN5）和紧密连接蛋白1(TJP1)进行实时荧光定量分析。用Primer Premier 5.0软件设计引物相关引物，由生工生物工程(上海)股份有限公司合成，序列见表2。

表2 引物序列

采用RNAiso Plus试剂盒提取回肠、空肠、十二指肠黏膜组织RNA，按照TaKaRa 反转录试剂盒说明合成cDNA，于-80 ℃保存备用。每个样品做3 个重复，按照反应程序：95 ℃、7 s；95 ℃、5 s；60 ℃、30 s，循环40次荧光定量PCR。OCLN、CLDN5和TJP1的基因相对表达量用2-ΔΔCt法[7]计算。

1.5 数据统计与分析

试验数据采用Excel 2010 进行统计，SPSS21.0 软件进行单因素方差分析，Duncan's 法进行多重比较，结果以“平均值±标准差”表示，P＜0.05 为差异显著，0.05≤P＜0.1为有显著性趋势。

2 结果

2.1 复合植物精油对早期断奶仔猪生长性能的影响（见表3）

表3 复合植物精油对早期断奶仔猪生长性能及腹泻的影响

由表3 可知，C、D 组的平均日增重、平均日采食量均高于A、B 组(P＞0.05)；C、D 组的料重比均低于A 组(P＞0.05)；B、C、D 组的腹泻指数显著低于A 组(P＜0.05)，且C、D组相对于B组还有降低趋势。

2.2 复合植物精油对早期断奶仔猪血液生化指标的影响（见表4）

表4 复合植物精油对早期断奶仔猪血清生化指标的影响

由表4 可知，D 组的血清总蛋白含量高于A、C 组(P＞0.05)，显著高于B 组(P＜0.05)；A、C、D 组的白蛋白含量无显著差异(P＞0.05)，但均显著高于B 组(P＜0.05)；B、C、D组的总胆固醇低于A组，且C组最低；尿素方面各组间无显著差异(P＞0.05)；B、C、D 组的碱性磷酸酶活性显著高于A组(P＜0.05)，且D组最高。

2.3 复合植物精油对早期断奶仔猪血清免疫球蛋白、抗氧化指标的影响（见表5）

表5 复合植物精油对早期断奶仔猪血清免疫球蛋白抗氧化值的影响

由表5可知，各组在血清的免疫蛋白A、免疫蛋白G、免疫蛋白M的含量均无显著差异(P＞0.05)。D组的总抗氧化能力显著高于A、C组(P＜0.05)；各组之间谷胱甘肽过氧化物酶活性和丙二醛的含量无显著差异(P＞0.05)。B 组的总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性显著高于A 组(P＜0.05)，其余各组之间差异不显著(P＞0.05)；C、D 组的过氧化氢酶活性显著高于A、B 组(P＜0.05)，并且D组高于C组(P＞0.05)。

2.4 复合植物精油对早期仔猪肠道黏膜形态结构的影响（见表6）

由表6 可知，十二指肠方面，C、D 组的绒毛高度显著高于A 组(P＜0.05)；C 组的隐窝深度显著低于A、B 组(P＜0.05)；C、D 组的V/C 均显著高于A、B 组(P＜0.05)。空肠方面，C、D组的绒毛高度显著高于A、B组(P＜0.05)；C、D组的V/C均显著高于A、B组(P＜0.05)，且C组显著高于D组(P＜0.05)。回肠方面，C、D组的绒毛高度显著高于A、B 组；C 组的V/C 显著高于A 组(P＜0.05)，D组的V/C均显著高于A、B组(P＜0.05)。

2.5 复合植物精油对早期断奶仔猪肠道上皮紧密连接蛋白mRNA相对表达量的影响

表6 植物精油对早期断奶仔猪肠道形态结构的影响

图1 OCLN、CLDN5、TJP1基因在早期断奶仔猪十二指肠上面表达水平测定结果

图2 OCLN、CLDN5、TJP1三种基因在早期断奶仔猪空肠上面表达水平测定结果

图3 OCLN、CLDN5、TJP1三种基因在仔猪回肠上面表达水平测定结果

由图1 可以看出，在十二指肠阶段中，D 组的OCLN基因表达量显著高于A、B、C组(P＜0.05)；D组的CLDN5 基因表达量高于B 组(P＜0.05)；C、D 组的TJP1基因的表达量显著高于A 组(P＜0.05)。由图2 可以看出，在空肠阶段中，OCLN、CLDN5、TJP1基因在各组的表达量无显著差异。由图3 可以看出，在回肠阶段中，OCLN、TJP1基因在各组仔猪的回肠中表达量无显著差异(P＞0.05)；CLDN5 基因在D 组回肠中的表达量显著高于A、B 组(P＜0.05)，CLDN5 基因在C 组回肠中的表达量显著高于A组(P＜0.05)。

3 讨论

3.1 复合植物精油对仔猪生长性能的影响

植物精油作为植物提取物的一种，直到近些年才开始发现其促生长效果[8]。目前许多研究都已表明，植物精油能够显著提高动物的生长性能。Ariza 等（2005）[9]研究发现，在日粮中添加植物精油添加剂对提高断奶仔猪的日采食量和日增重的效果与抗生素相似。Franz等（2010）[10]研究报道，饲粮中添加植物精油能提高饲料转化率3%，改善猪体增重2%。陈如水等（2014）[11]研究表明，在日粮中添加植物精油和发酵豆粕复合物，能使仔猪日增重提高19.51%，日采食量提高6.84%，同时降低腹泻率和料肉比。周明等（2016）[12]研究了肉桂醛替代断奶仔猪饲粮中金霉素和杆菌肽锌的影响，结果显示日粮中添加600 mg/kg的肉桂醛能够显著降低腹泻率和腹泻指数。李方方等（2019）[13]提出，饲粮中添加植物精油显著提高了动物的生长性能，促进了断奶仔猪对营养物质的消化吸收。本试验的结果表明，饲粮中添加400 mg/kg 复合植物精油Ⅰ、Ⅱ均可以提高仔猪的平均日增重、平均日采食量，降低料重比，复合植物精油Ⅱ显著降低腹泻指数，研究结果与上述研究报道基本一致。

3.2 复合植物精油对仔猪血清生化指标的影响

动物机体的新陈代谢及健康状况在一定程度上反映在血清生化指标的变化上，血清总蛋白主要构成为白蛋白和球蛋白，与机体蛋白质的吸收和代谢有着密切的联系。方热军等（2010）[14]研究报道，添加不同剂量的植物精油提取物后，断奶仔猪的血清总蛋白含量均比对照组高。刘猛（2011）[15]研究得出，饲粮中添加0.015%植物精油极显著提高仔猪血液中的总蛋白和白蛋白含量。宋军帅等（2019）[16]结果表明，饲粮中添加150 mg/kg复合植物精油能显著提高仔猪血清白蛋白含量。这些报道和本研究中添加复合植物精油组的血清总蛋白、白蛋白含量均高于A、B组的结果比较相似。周选武等（2017）[6]报道，在仔猪饲粮添加100、200 mg/kg 复合精油，断奶仔猪的血清总胆固醇含量呈下降趋势，但血清中的尿素含量未产生显著变化。这与本研究的结果添加复合精油组的总胆固醇含量均低于对照组，并且各组的尿素含量没有显著变化基本一致。试验结果表明，饲粮中添加400 mg/kg复合植物精油Ⅰ、Ⅱ均能提高碱性磷酸酶的活性，降低总胆固醇含量，对机体尿素含量影响不大，但有降低趋势，还需要进一步研究证实。

3.3 复合植物精油对断奶仔猪血清免疫球蛋白含量、抗氧化指标的影响

动物机体通过自身的体液免疫和细胞免疫来维持健康。周洋等（2018）[17]报道，植物精油中活性成分通过调节体内抗氧化酶活性，降低细胞促炎因子的含量，从而提高动物机体免疫力。张强等（2012）[18]在动物营养学术研讨会提出，饲粮中添加0.025%的复合植物精油，能够有效提高仔猪血清中免疫球蛋白A、免疫蛋白G 以及白细胞介素-6 等免疫蛋白的分泌，但对免疫蛋白G 的含量没有显著影响。而本研究中添加复合植物精油Ⅰ、Ⅱ对仔猪的免疫球蛋白A、G、M 没有显著变化，因此，复合植物精油对仔猪的免疫力的影响及其调节机理还需要进一步研究论证。

研究发现植物精油的酯类、酚类、醛类、醇类等主要性成分通过作用于自由基，抑制或阻止动物机体自由基链式反应的发生，使其活性降低，从而达到清除自由基，缓解动物机体氧化应激[19]。方热军等（2010）[14]研究提出，日粮中添加植物精油提取物能显著提高断奶仔猪血清中谷胱甘肽过氧化物酶与超氧化物歧化酶的活力，提高抗氧化功能。Hashemipour等（2013）[20]研究表明，日粮中添加百里香酚能提高肉鸡血清中的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性。方秋红等（2014）[21]研究报道，饲粮中添加50 mg/kg 的肉桂油能提高断奶仔猪血液中的谷胱甘肽过氧化物酶的活性。Xu等（2018）[22]研究报道，断奶仔猪饲粮中添加复合植物精油，在显著提高仔猪生长性能的同时还能显著提高血清总超氧化物歧化酶活性，提高抗氧化能力。通过本研究的结果可以看出，D 组的抗氧化功能优势比较明显，这与张玲玲[23]、宋军帅[16]、张强[18]等研究论述也是一致的。试验结果表明，饲粮中添加400 mg/kg 复合植物精油Ⅰ、Ⅱ能缓解断奶仔猪氧化应激，提高机体抗氧化能力，增强断奶仔猪的机体健康，其中复合植物精油Ⅱ在提高总抗氧化能力和过氧化氢酶活性方面表现显著。

3.4 复合植物精油对仔猪肠道形态结构的影响

肠道既是动物体消化吸收主要的器官，又是机体有效抵抗内/外源性细菌、病毒及其他有毒有害物质的屏障，因此肠道结构受损伤，动物生长性能就会下降[24-25]。绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度是衡量肠道形态结构及完整性的重要指标。王亚男（2017）[26]研究表明，日粮中添加包被植物精油代替硫酸黏杆菌素能显著提高仔猪绒毛高度。这与本试验中的添加复合植物精油C、D 组的十二指肠、空肠、回肠的绒毛高度高于基础A 组和抗生素B 组的结果是一致的。扶雄锋等（2016）[27]报道，与对照组相比，饲粮中添加植物精油能够显著提高十二指肠、空肠和回肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度的比值。宋转等（2019）[28]研究报道，日粮中添加复合植物精油能提高仔猪空肠、回肠的绒毛高度及绒毛高度/隐窝深度的比值，缓解仔猪肠道形态结构的损伤。这与本试验日粮中添加复合植物精油Ⅰ、Ⅱ后，各小肠肠段的绒隐比相较于基础A 组和抗生素B 组均有不同程度的升高结论是一致的，这说明饲粮中添加400 mg/kg 复合植物精油Ⅰ、Ⅱ均可以促进肠道绒毛的生长，提高绒隐比，增加肠道消化吸收面积，缓解仔猪肠道损伤，促进肠道损伤后修复。

3.5 复合植物精油对断奶仔猪肠道紧密连接蛋白基因mRNA表达的影响

紧密连接蛋白基因的表达量直接影响紧密连接蛋白的表达与分布，因此紧密连接蛋白基因的表达量是衡量肠上皮屏障功能的重要指标[29]。本试验研究结果显示，添加复合植物精油能够提高OCLN、CLDN5、TJP1 基因在十二指肠和回肠段的表达量，这也进一步从分子水平上说明复合植物精油可以促进仔猪肠道健康，维护肠道稳态。但在分子水平上研究植物精油的报道还未见到报道，需要进一步研究与之论证。

4 结论

综上所述：①饲粮中添加400 mg/kg 复合植物精油可改善早期断奶仔猪的生长性能，在提高平均日增重的同时提高机体免疫力，缓解氧化应激损伤。②饲粮中添加400 mg/kg复合植物精油Ⅱ显著促进了肠道绒毛的生长，提高绒毛高度与隐窝深度的比值，提高紧密连接蛋白基因的表达量，缓解仔猪肠道形态结构的损伤。③综合对比复合植物精油Ⅰ和Ⅱ的试验结果，复合植物精油Ⅱ效果更佳。