葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能、免疫功能和肠道微生物的影响

马菲璐，唐志远

（1.中国医科大学，辽宁沈阳 110122；2.东北大学，辽宁沈阳 110819）

自农业农村部194公告发布以来，葡萄糖氧化酶在动物饲料中的研究越来越多。而仔猪处于生长发育的关键时期，营养不良或生存环境不佳均会引起仔猪免疫力下降，出现腹泻或死亡等现象，因此，如何提升仔猪免疫功能，改善其肠道微生物平衡，提升其生长性能至关重要。业内通过在饲粮中添加抗生素来预防上述问题，但大量使用抗生素无疑会导致药物在仔猪体内大量残留，且增加其抗药性。而葡萄糖氧化酶作为一种专一性的需氧脱氢酶，能改善肠道微环境，降低仔猪被病菌感染的风险，进而提升和改善其免疫功能和生长性能（侯振平等，2017）。因此，葡萄糖氧化酶作为一种新型饲粮添加剂极具发展前景。本文研究葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能、免疫功能和肠道微生物的影响，以期为葡萄糖氧化酶推广使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计与饲粮 试验将168头体重为（8.71±0.13）kg的35日龄仔猪随机分为3组，每组4个重复，每个重复14头，每组公母占比为50：50。对照组选用基础饲粮进行饲喂，试验I组和II组在对照组基础上添加100和200 mg/kg葡萄糖氧化酶，试验期为35 d。其中基础饲粮参照陈清华等（2015）的配方进行配制，即参照NRC（2012）仔猪营养需求进行配置，满足仔猪的基础生长需求。葡萄糖氧化酶（1000 U/g）购于上海宝曼生物科技有限公司。

1.2 饲养管理 3个处理组的仔猪分别饲喂对应饲粮，每天早中晚各饲喂1次。每个猪圈的设备及通风条件、温度、二氧化碳浓度等都保持一致，试验过程中按照常规管理进行自由采食和饮水，自然采光、通风，按照猪场饲养程序进行消毒、驱虫和免疫等。

1.3 检测指标

1.3.1 生长性能 在试验开始和结束时对不同处理个体进行称重，以重复为单位记录饲粮消耗量，计算生长性能指标，主要涵盖平均日增重（ADG）、平均日采食量（AD-FI）和料重比（F/G）。

1.3.2 免疫功能 试验结束时，不同处理组各选两头猪进行静脉采血，对仔猪血液初步处理（3000 r/min，15 min，分离血清）后测定免疫指标。指标主要涵盖免疫球蛋白A（IgA）、G（IgG）、M（IgM），细胞白介素 -2（IL-2）、-6（IL-6），肿瘤坏死因子-α（TNF-α），干扰素-γ（INF-γ）。

1.3.3 肠道微生物 试验结束时，取不同处理仔猪胃、回肠和盲肠中的食糜各1 g，每个重复取1头猪取食糜样品，立即转移到离心管中，按照料液比1：10加入相应体积的无菌稀释液后进行均质处理，逐级稀释到10-6。按照陈清华等（2015）报道的方法，采用平板菌落计数法，以胃、回肠和盲肠内容物中细菌（大肠杆菌和乳酸杆菌）个数的对数[lg（CFU/g）]计算为细菌数量。

1.4 数据统计与分析 试验数据通过Excel整理，且通过SPSS 13.0进行单因素方差分析，采用Duncan's法进行多重比较，P＜0.05表示组间差异显著。

2 试验结果

2.1 葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能的影响 由表1可知，与对照组相比，试验I组和II组仔猪结束时的体重分别增加9.28%和16.04%，其中试验II组显著增加（P＜0.05）。试验I组和II组仔猪的ADG相比对照组分别增加11.76%和25.58%（P＜0.05）。同时试验II组对提升仔猪料重比有显著效应（P＜0.05），但各组ADFI差异不显著。

表1 葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能的影响

2.2 葡萄糖氧化酶对仔猪免疫功能的影响 由表2可知，与对照组相比，除免疫球蛋白M和细胞白介素-2外，试验I组和II组均显著提升了仔猪血清中IgA、IgG、IL-6、TNF-α和INF-γ含量（P＜0.05）。特别需要注意的是，与对照组相比，试验I组和II组对仔猪IgM的影响不显著，但显著降低了IL-2的含量（P＜0.05），且分别降低7.25%和16.5%（P＜0.05）。

表2 葡萄糖氧化酶对仔猪免疫功能的影响

2.3 葡萄糖氧化酶对仔猪肠道微生物的影响 由表3可知，与对照组相比，试验I组和II组对仔猪盲肠中的菌群无显著影响。其中，试验I组和II均显著降低了仔猪胃和回肠中大肠杆菌数量（P＜0.05），其中在胃中分别降低了6.36%和10.91%（P＜0.05），在回肠中分别降低了8.00%和14.67%（P＜0.05）。此外，试验 I组和II组均显著增加了仔猪胃和回肠中乳酸菌数量（P＜0.05），其中在胃中分别增加了13.11%和27.86%（P＜0.05），在回肠中分别增加了21.42%和40.00%（P＜0.05）。

表3 葡萄糖氧化酶对仔猪肠道微生物菌群数量的影响 lg CFU/g

3 讨论

3.1 葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能的影响 断奶阶段是仔猪生长发育的关键时期，该阶段仔猪生长环境、饲喂条件及身心因素等都会对其免疫功能造成极大影响，研究发现，不良的生长和饲养条件会导致仔猪出现腹泻情况，从而降低仔猪生长速度，对其生长性能造成极大的影响（刘静波，2019；董殿元，2015）。

本试验结果发现，试验I组和II组均能有效改善仔猪生长性能，其中试验II组能显著增加仔猪ADG及料重比。其他研究也证实了葡萄糖氧化酶在改善仔猪生长性能方面的显著效果（杨久仙等，2011）。除此之外，汤海鸥等（2013）研究发现，当饲粮中GOD含量在100～200 mg/kg时，对仔猪肠道微生物平衡有极大作用，而过量的GOD可能会对仔猪生长发育造成不利作用。由此可以看出，过量的葡萄糖氧化酶并不一定最好，本文中200 mg/kg组仔猪生长性能表现良好，因此，葡萄糖氧化酶添加水平为200 mg/kg时效果较好。

3.2 葡萄糖氧化酶对仔猪免疫功能的影响 免疫球蛋白是动物体内免疫功能发挥的重要基础，其中主要涵盖免疫球蛋白A、M和G，研究发现，在饲粮中的添加葡萄糖氧化酶均能提升肉鸡体内的免疫球蛋白含量。此研究结果和本文的研究结果一致，但本研究发现，IgM对葡萄糖氧化酶的响应不显著。除此之外，由细胞产生的小分子可溶性蛋白质也能起到调节机体免疫功能和造血功能。其中IL-2和IL-6是促进T细胞繁殖增长，产生免疫球蛋白的主要因子。同时，TNF-α和IFN-γ在宿主体内也会发生免疫调节作用（周光炎，2019）。本研究发现，试验I组和II组均显著增强了仔猪IL-6、IFN-γ和TNF-α的含量（P＜0.05），表明其在提升仔猪免疫功能方面发挥极大的作用，且高剂量的葡萄糖氧化酶在饲粮中的添加起到更好的调节效果。

3.3 葡萄糖氧化酶对仔猪肠道微生物的影响 葡萄糖氧化酶能将β-D-葡萄糖直接氧化成葡萄糖，并释放H2O2，同时在过氧化氢酶作用下进一步反应生成的水和葡萄糖酸，反应期间会消耗氧气（赵迎春等，2014）。且在葡萄糖酸的作用下导致动物体内pH下降，提升动物肠道对饲料营养的吸收和利用，促进动物生长（樊长林和周曙光，2021）。同时，一些研究也发现，葡萄糖氧化酶显著降低了仔猪胃肠道中的pH（杨久仙等，2011）。因此，在葡萄糖氧化酶的作用下，经过这一系列反应，不仅让仔猪肠道形成厌氧环境，且形成了偏酸性环境，促进仔猪胃和肠道中一些有益菌群的增加，如益生菌的增加，同时，有益菌的形成造成宿主体内微生态的竞争，抑制如大肠杆菌等有害菌的生长（王佰涛等，2019）。本研究发现，试验I组和II组显著降低了仔猪胃和回肠中大肠杆菌含量，显著增加了乳酸菌含量，且在高剂量（200 mg/kg）处理下影响更加明显。这也进一步说明仔猪在食用含有葡萄糖氧化酶的饲粮后，可在胃和肠道中发生反应，进一步发挥酸化剂作用，形成的偏酸环境有利于各种消化酶在回肠和胃中发挥作用，对仔猪消化饲料起到极大的帮助，因此，从这个角度出发，在饲粮中添加葡萄糖氧化酶能有效改善饲粮适口性，避免仔猪出现厌食现象，降低其消化不良和腹泻等各种现象，且前期研究也发现，葡萄糖氧化酶能有效改善仔猪腹泻率，吴端钦等（2015）也很好的证明了这一点。除此之外，仔猪处于断奶阶段，对饲粮的应激反应较大，这种状态极易在体内产生大量氧化反应，产生大量自由基，当自由基的量超过体内限度时会导致仔猪肠道上皮细胞受到损伤，对肠道微环境及其消化吸收等都造成极大影响。而葡萄糖氧化酶的存在能达到抗氧化作用，及时清除仔猪体内所产生的自由基，保障其肠道的完整和性能，这也是葡萄糖氧化酶作用于仔猪肠道微生物的重要基础。

4 结论

在本试验条件下，在饲粮中添加200 mg/kg葡萄糖氧化酶，仔猪肠道微生物环境得到平衡，且免疫功能得到显著提升，在此基础上仔猪平均日增重和料重比得到显著提升，导致其生长性能得到显著改善。