植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌对育肥猪屠宰性能及肠道微生物的影响

张国梁，徐 艳，王煜琦，宋春阳，于光辉*

（1.青岛农业大学动物科技学院，山东青岛 266109；2.青岛农业大学教务处，山东青岛 266109）

随着抗生素的过量使用、病原微生物耐药性增加等因素，世界各地逐渐开始禁止饲料中添加抗生素，益生菌作为抗生素的替代品被人们发现，并以饲料添加剂的方式应用到养殖业中。根据中华人民共和国农业部公告第2045 号[1]，植物乳杆菌（Lactobacillu plantarum，LP）、枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis，BS）均可应用于饲料及养殖生产中。研究表明，益生菌能提高育肥猪的生长性能，改善肠道菌群多样性[2]。刘金阳等[3]也发现，日粮中添加芽孢杆菌后，育肥猪肌内脂肪含量有提高趋势。目前，关于LP 和BS 在生产应用中的研究多见于仔猪方面，而其复合使用对育肥猪生产性能影响的研究较少。前期有研究表明，日粮中添加复合乳酸菌与BS 具有提高育肥猪生长性能的作用[4]。本试验旨在研究日粮中添加LP、BS 及其复合菌对育肥猪屠宰性能和肠道微生物的影响，为益生菌在养猪生产中的应用及推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计及日粮 选择72 头体重（50±1.5）kg、体况良好的杜× 长× 大三元杂交猪，随机分为4 组，每组3 个重复，每个重复（圈）6 头。对照组饲喂基础日粮，试验组分别在基础日粮的基础上添加0.1 g/kg LP、BS 及复合菌制剂（LP 与BS 1:1 混合）。试验所用菌株购自苏柯汉（潍坊）生物工程有限公司，活菌数≥1.0×1010CFU/g。试验基础日粮为玉米-豆粕型，参照《猪饲养标准》（NY/T 65-2004）[5]配制，试验基础日粮的组成及营养成分见表1。

表1 基础日粮组成和营养成分（风干基础）

1.2 饲养管理 试验猪采用粉料自由采食的饲养方式，按常规程序进行消毒、免疫和驱虫。预试期7 d，正试期51 d。

1.3 样品采集 在试验结束前，收集各重复猪只的新鲜粪样，置于无菌冻存管中，液氮保存。并于试验结束时每个重复抽随机取2 头，按照《畜禽屠宰操作规程 生猪》（GB/T 17236-2019）[7]进行屠宰测定。

1.4 检测指标及方法

1.4.1 胴体性状 参照《瘦肉型猪胴体性状测定技术规范》（NY/T 825-2004）[8]测定计量试验猪只宰前活重、胴体重、屠宰率、平均背膘厚、眼肌面积、胴体长、腿臀比例和瘦肉率。

1.4.2 肉品质 按照《猪肌肉品质测定技术规范》（NY/T 821-2004）[9]的方法测定肌肉pH45min、pH24h、肉色、肌肉嫩度、肌内脂肪等指标。

1.4.3 肌肉氨基酸 肌肉氨基酸含量测定采用盐酸水解法，参照《饲料中氨基酸的测定》（GB/T 18246-2019）[10]采用L-8900 全自动氨基酸分析仪（Hitachi，日本）进行测定。

1.4.4 肌肉脂肪酸组成 脂肪酸组成由青岛海润检测有限公司按照《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》（GB 5009.168-2016）[11]进行检测。

1.4.5 肠道微生物 粪样DNA 的提取与16S rRNA 测序由上海凌恩生物科技有限公司进行。

1.5 统计分析 采用Excel 2019 预处理后，用SPSS 22.0 统计软件进行单因素方差分析，并用Duncan's 多重比较检验组间差异显著性，试验数据以平均值±标准差表示，以P＜0.05 和P＜0.01 分别表示差异性显著和极显著。

2 结果

2.1 LP 与BS 对育肥猪胴体性状的影响 由表2 可知，LP、BS 与复合菌组育肥猪平均背膘厚比对照组分别降低了17.68%、18.19%、12.57%（P＜0.05）。LP、BS 与复合菌组瘦肉率比对照组分别提高了7.24%、7.58%、9.94%（P＜0.05），3 个试验组间差异不显著。日粮中添加益生菌对育肥猪胴体重、屠宰率、腿臀比例和眼肌面积等胴体性状均无显著影响。

表2 LP 与BS 对育肥猪胴体性状的影响

2.2 LP 与BS 对育肥猪肉品质的影响 由表3 可知，BS组和复合菌组肌内脂肪含量与对照组相比分别提高了13.99%与10.28%（P＜0.05），3 个试验组间差异不显著。各组剪切力、失水率、肉色与肌肉pH 均差异不显著。

表3 LP 与BS 对育肥猪肉品质的影响

2.3 LP 与BS 对育肥猪肌肉氨基酸含量的影响 由表4可知，试验组育肥猪肌肉氨基酸含量与对照组之间差异不显著（P＞0.05）。

表4 LP 与BS 对育肥猪肌肉氨基酸含量的影响 %

2.4 LP 与BS 对育肥猪肌肉脂肪酸组成的影响 由表5可知，LP、BS 与复合菌组育肥猪肌肉油酸含量比对照组分别提高了5.42%、11.88%、5.94%（P＜0.05），亚油酸含量比对照组分别提高了6.21%、8.82%、6.86%（P＜0.01），BS 组比LP 组提高了2.46%（P＜0.01）。LP、BS 与复合菌组二十碳二烯酸含量比对照组分别提高了18.4%、21.1%、13.1%（P＜0.05）。其他脂肪酸含量各组间均差异均不显著。

表5 LP 与BS 对育肥猪肌肉脂肪酸组成的影响 %

2.5 微生物群结构多样性分析 由表6 可知，分类操作单元（OTU）数目平均值为827，覆盖度0.96～0.98，香农多样性指数平均值为4.07，辛普森多样性指数平均值为0.07，Chao1 指数平均值为1 247.51。试验各组香农多样性指数均高于对照组（P＜0.05），其余指标各组间差异均不显著。

表6 微生物多样性指数

2.6 LP 与BS 对育肥猪粪便微生物区系的影响 如表7 所示，在门分类水平上，各组育肥猪粪便中厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）为优势菌门，相对丰度超过1%，总和占肠道微生物的94% 以上。LP、BS 与复合菌组厚壁菌门比例高于对照组（P＜0.05），变形菌门和放线菌门比例均低于对照组（P＜0.05）。LP 组广古菌门（Euryarchaeota）比例低于对照组（P＜0.05），BS 组、复合菌组与对照组差异不显著。对各组育肥猪粪便微生物在科水平上超过1%的进行相对丰度分析，优势菌科有普雷沃氏菌科（Prevotellaceae）、疣微菌科（Ruminococcaceae）、毛螺菌科（Lachnospiraceae）、梭菌科（Clostridiaceae）、拟杆菌科（Bacteroidales）、韦荣氏球菌科（Veillone llaceae）、芽孢杆菌科（Bacillaceae）、理研菌科（Riken ellaceae）。LP、BS 与复合菌组普雷沃氏菌科比例低于对照组（P＜0.05），梭菌科比例均高于对照组（P＜0.05）。各组在属水平上相对丰度超过1% 的优势菌属有梭菌属（Clostridium）、链球菌属（Streptococcus）、克里斯滕森菌属（Christensenellaceae）、普拉梭菌属（Faecalibacterium）。各组各菌属的相对丰度差异均不显著。

表7 门、科与属水平上细菌比例 %

3 讨 论

3.1 LP 与BS 对育肥猪胴体性状的影响 研究发现，不同剂量的复合乳酸菌液均能提升生长育肥猪的胴体长和眼肌面积[12]。Cui 等[13]研究发现，BS 组育肥猪背膘厚度比对照组增加了16.77%。Suda 等[14]研究也发现，日粮中添加200 g 詹氏乳杆菌TL2937 可使育肥猪背膘厚度有所下降。本试验结果亦表明，LP、BS 与复合菌均可降低育肥猪平均背膘厚，且本试验中的氨基酸和脂肪酸检测也辅证了上述研究结果。究其原因，可能是由于益生菌产生的多种活性物质促进了脂肪分解，抑制了糖类物质的氧化，从而提高了胴体性能[15]。

3.2 LP 与BS 对育肥猪肉品质的影响 梁雅妍等[16]研究发现，植物源乳酸菌在提高育肥猪肉色和失水率，减少宰后pH 下降等方面有一定影响。在本试验中，日粮中添加益生菌有提高肥育猪肉色的趋势，但并不显著。孙建广等[17]研究发现，乳酸杆菌组育肥猪剪切力低于对照组。肌内脂肪含量增高时，肌束易于分离和咀嚼，肉的嫩度和风味得以改善，肌肉的口感最佳。本试验结果也表明，饲喂益生菌组的肌内脂肪与对照组相比均显著提高，剪切力降低。张天阳[12]研究发现，育肥猪饲喂乳酸菌可以提高大理石纹和剪切力，降低失水率和滴水损失。本研究结果表明，日粮中添加LP、BS 及其复合菌能够显著提高育肥猪的肌内脂肪，降低肌肉剪切力，从而改善肌肉嫩度。

3.3 LP 与BS 对育肥猪肌肉氨基酸的影响 肽类和游离氨基酸在猪肉成熟过程中有改善风味的作用[18]。张天阳等[12]发现，每日饲喂100 mL LP 与戊糖片球菌混合发酵产物后猪肉的风味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸总量都有提高趋势。李焕友等[19]在15～90 kg 猪日粮中添加复合微生态制剂，16 种氨基酸的含量均无显著变化。本试验中，试验组肌肉中鲜味氨基酸、氨基酸总量与对照组无显著差异，赖氨酸含量较对照组有提高趋势。赖氨酸在猪营养中被认为是第一限制性氨基酸，参与猪体内蛋白质的合成、脂肪代谢，从而对肉品质起到改善的作用[20]。

3.4 LP 与BS 对育肥猪肌肉脂肪酸组成的影响 脂肪酸的含量与组成直接影响肉的嫩度、多汁性和风味[21]。亚油酸作为生物体必需脂肪酸的主体，在营养和保健上有重要意义[22]，而饲喂乳酸菌则可以提高育肥猪肌肉中亚油酸含量[23]。Kalavathy 等[24]研究表明，日粮中添加乳酸杆菌可以提高肌肉油酸含量。同样，给育肥猪饲喂LP 和戊糖片球菌混合发酵液可以提高肌肉中多不饱和脂肪酸的含量[12]。本试验条件下，日粮中添加LP、BS 及其复合菌显著增加了肌肉中油酸、亚油酸、二十碳二烯酸含量。而Ross[25]研究表明，在日粮中添加108CFU/mL 乳酸菌与屎肠球菌培养物增加了肌肉中的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量，与本试验所得结果基本一致。这表明日粮中添加LP 与BS 助于改善猪肉的脂肪酸组成。

3.5 LP 与BS 对育肥猪粪便微生物区系的影响 在健康个体中，肠道菌群、肠黏膜屏障和免疫系统之间存在稳态平衡[26]。目前己有很多研究证实，菌群的多样性及有益菌的丰度会直接影响炎症的发生[27]。日粮中添加乳酸杆菌导致的肠道菌群变化，能够影响糖酵解有关酶和原肌球蛋白的表达，从而影响肌肉品质[28-30]。本试验中发现，育肥猪日粮中添加LP、BS 及其复合菌可增加粪便微生物中厚壁菌门所占比例和降低拟杆菌门、变形菌门比例。本研究发现，粪便中的普雷沃氏菌科占有较大比例。普雷沃氏菌与半纤维素降解有关，能够利用碳水化合物和蛋白质生成琥珀酸和乙酸，是猪肠道中最丰富的核心菌属之一[31]。本研究结果表明，日粮中添加LP 与BS 能够影响育肥猪肠道微生物区系结构，从而维持肠道健康。

4 结 论

本研究结果表明，日粮中添加LP、BS 及其复合菌能够降低育肥猪的背膘厚度，从而提高瘦肉率，改善胴体性状，提高肌内脂肪含量，并改善肉品质；还可以引起育肥猪肠道内的菌群相对丰度变化；日粮中添加LP或BS 与二者复合菌的效果无显著差异，表明两菌种对提升育肥猪屠宰性能及肠道健康并无协同作用。