富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪生长性能、血液指标和肠道形态的影响

曾 艳 孙翔宇 肖 蕾 汪 彬

（湖南省微生物研究院，湖南 长沙 410009）

铁是动物必需的微量元素，能够以辅酶的形式参与机体代谢，在DNA合成、免疫调节和肠道健康等方面发挥重要作用[1]。在现代规模养殖中，断奶仔猪主要从饲粮中获取铁元素，非血红素铁在动物肠道的吸收率仅为1%～20%，铁供应不足常诱发贫血、腹泻、精神萎靡和生长缓慢等问题[2-3]。但过量添加铁制剂会增加动物消化系统负担，造成大量未吸收的铁制剂排出体外，增加成本，污染环境[4]。因此，需要寻找具有更高生物利用率的新型铁制剂。研究发现，与化学合成相比，以微生物为载体的微量元素制剂具有更高的生物活性，利于机体吸收，并且成本低廉、工艺简单、稳定性好[5-6]。酵母菌蛋白质和多糖含量丰富，能够富集多种铁、硒、锌等元素，是理想的微生物载体，但国内外鲜有文献报道富铁酵母制剂对断奶仔猪的相关影响[7-8]。因此，本试验旨在研究富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪生长性能、铁代谢、抗氧化和免疫功能的影响，为其在断奶仔猪生产中的进一步研究与应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用富铁产朊假丝酵母（Candidautilis）由本实验室从土壤中筛选分离所得，每克富铁产朊假丝酵母冻干粉含2.15 mg的Fe2+。

1.2 试验设计

选用90 头（7.86±0.54）kg、体况相近的健康28 日龄“杜×长×大”断奶仔猪，随机分为2组，每组9个重复，每个重复5 头猪。对照组（CON 组）仔猪饲喂基础日粮+硫酸亚铁（含铁104 mg/kg），试验组（CU 组）仔猪饲喂基础日粮+富铁产朊假丝酵母（含铁104 mg/kg）。基础日粮参照NRC（2012）配制，基础日粮组成及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成及营养水平（风干基础）

1.3 饲养管理

试验于湖南省绥宁县华隆生态种养殖专业合作社猪场进行，每个重复为一栏饲养。试验开始前对仔猪舍进行清洗、消毒。试验期全程仔猪自由采食和自由饮水，其他程序参照猪场管理进行。试验期28 d。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 样品采集

试验结束后，每个重复挑选一头空腹体重接近平均体重的健康仔猪前腔静脉采血，屠宰采样。血液分别收集于5 mL肝素钠抗凝采血管和普通采血管。抗凝血采血管于4 ℃保存，采样结束进行血常规检测。普通采血管室温静置20 min，3 500 r/min离心10 min，收集血清，于-80 ℃保存，用于检测血清指标。取十二指肠中段、空肠前段和回肠后段各2 cm 于4%多聚甲醛溶液中固定，用于肠道形态学检测。

1.4.2 生长性能

试验结束，仔猪进行空腹称重，记录每日给料量和余料量，用于计算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）及料重比（F/G）。记录每日各栏仔猪腹泻头数，计算平均腹泻率。

平均日增重=(末重-初重)/试验天数(1)

平均日采食量=总采食量/试验天数(2)

料重比=平均日采食量/平均日增重(3)

腹泻率=总腹泻数/(每栏仔猪数×试验天数)(4)

1.4.3 血常规指标

采用BC-5000VET 全自动血液分析仪（深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司）测定仔猪血液中白细胞总数（WBC）、中性粒细胞百分比（Neu）、淋巴细胞百分比（Lym）、单核细胞百分比（Mon）、嗜酸性粒细胞百分含量（Eos）、嗜碱性粒细胞百分含量（Bas）、红细胞总数（RBC）、血红蛋白（HGB）、血细胞比容（HCT）、平均红细胞体积（MCV）、平均血红蛋白量（MCH）、平均血红蛋白浓度（MCHC）、血小板总数（PLT）、平均血小板体积（MPV）、血小板分布宽度（PDW）和血小板压积（PCT）。

1.4.4 血清抗氧化指标

采用试剂盒（南京建成生物工程研究所）测定仔猪血清过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）、 谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）及丙二醛（MDA），采用ELISA 试剂盒（江苏酶免实业有限公司）测定仔猪血清细胞色素C 氧化酶（COX），具体操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.4.5 血清铁代谢相关指标

采用试剂盒（南京建成生物工程研究所）检测仔猪血清中铁（Fe）含量、铜蓝蛋白（CP）活性及总铁结合力（TIBC），严格按照说明书进行操作。

1.4.6 血清免疫指标

采用ELISA 法测定仔猪血清免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-10（IL-10）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）含量，试剂盒购自江苏酶免实业有限公司，所有操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.4.7 肠道形态

参照王磊[9]的方法将固定于4%多聚甲醛溶液中的肠道样品依次进行乙醇脱水，石蜡包埋，切片，苏木精-伊红（HE）染色等，使用光学显微镜对肠道组织观察拍照，测量肠道绒毛高度（VH）和隐窝深度（CD），计算绒毛高度与隐窝深度的比值（V/C）。

1.5 数据统计与分析

试验数据采用SPSS 23.0 软件进行独立样本t检验，结果以“平均值±标准差”表示，P＜0.05 表示数据差异显著。

2 结果与分析

2.1 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪生长性能的影响（见表2）

表2 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪生长性能的影响

由表2可知，与CON组相比，富铁产朊假丝酵母可在一定程度上改善仔猪平均日增重、平均日采食量、料重比、腹泻率（P＞0.05）。

2.2 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血常规的影响（见表3）

表3 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血常规的影响

由表3可知，与CON组相比，CU组仔猪血液WBC、Bas 含量显著提高（P＜0.05），富铁产朊假丝酵母替代饲粮无机铁对仔猪血液Neu、Lym、Mon、Eos、RBC、HGB、HCT、MCV、MCH、MCHC、PLT、MPV、PDW和PCT无显著影响（P＞0.05）。

2.3 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清抗氧化指标的影响（见表4）

表4 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清抗氧化指标的影响

由表4 可知，与CON 组相比，CU 组仔猪血清CAT、COX、T-SOD、GSH-Px活性显著提高（P＜0.05），MDA含量显著降低（P＜0.05）。

2.4 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清铁代谢相关指标的影响（见表5）

表5 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清铁代谢相关指标的影响

由表5可知，与对照组相比，CU组仔猪血清Fe水平显著提高（P＜0.05）， CP 活性和TIBC 显著降低（P＜0.05）。

2.5 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清免疫球蛋白的影响（见表6）

表6 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清免疫球蛋白的影响

由表6可知，与CON组相比，CU组仔猪血清IgA和IgG含量显著提高（P＜0.05）。

2.6 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清炎症因子的影响（见表7）

表7 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清炎症因子的影响 单位：ng/L

由表7可知，与CON组相比，CU组仔猪血清TNF-α含量显著降低（P＜0.05），富铁产朊假丝酵母对IL-1β、IL-4、IL-6和IL-10具有一定改善作用（P＞0.05）。

2.7 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪肠道形态的影响（见表8、图1）

图1 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪肠道形态的影响

表8 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪肠道形态的影响

由表8可知，与CON组相比，CU组仔猪肠道十二指肠和空肠的VH 和V/C 显著提高（P＜0.05），十二指肠、空肠和回肠的CD 显著降低（P＜0.05），但对回肠VH 和V/C影响不显著（P＞0.05）。

由图1 可知，富铁产朊假丝酵母可以提高断奶仔猪的肠道绒毛高度，降低隐窝深度。

3 讨论

铁是仔猪必需的微量矿物元素，缺铁会导致仔猪贫血、腹泻、精神萎靡和生长迟缓，甚至死亡。饲用补铁剂从第一代无机盐到第二代有机盐，到第三代氨基酸螯合铁，生物学效价和稳定性均具有了明显的突破，但生产成本、生产工艺及对生产设备的要求也随之变高。而以酵母菌为代表的微生物载体，在转化和富集有机铁过程中，对生产工艺、生产设备和生产成本的要求更低，而且在动物肠道能够发挥微生物的益生作用，是一种安全、经济、绿色的饲用铁制剂。

3.1 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪生长性能的影响

断奶仔猪生产性能直接与养殖效益相关，是养殖水平的重要考量指标。本试验中，使用富铁产朊假丝酵母完全替代仔猪日粮中的无机铁对仔猪生产性能具有一定的改善作用，这可能与铁供应量充足和产朊假丝酵母的益生作用有关。李伟[10]给断奶仔猪补充不同水平的无机铁和有机铁，发现仔猪生长性能与铁添加水平呈现正向剂量趋势。李晨阳[11]研究发现，在生长育肥猪日粮中铁水平与育肥猪生长性能间存在显著的正相关关系。但廖志超等[12]发现，使用甘氨酸亚铁完全替代饲粮无机铁对断奶仔猪生产性能的影响不显著，与本研究结果类似。富铁产朊假丝酵母，除含有高含量高吸收率的铁元素外，还可提供相当数量的蛋白、必需氨基酸及丰富的维生素、甘露寡糖及一些重要的营养辅助因子等[13]。Yang 等[14]为断奶仔猪补充1.2×109CFU 的产朊假丝酵母，发现断奶仔猪生长性能明显提高，腹泻率明显降低。赵明远等[15]为育肥期新疆褐牛补充10 g/100 kg BW的产朊假丝酵母，发现褐牛的料重比明显降低，粗饲料采食量和ADF、NDF、GE 的消化率明显降低。因此，在未来的研究中，也应考虑富铁产朊假丝酵母对仔猪日粮养分表观消化率的影响。

3.2 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血常规指标的影响

仔猪肠道对饲粮中铁的吸收率不高，易发生缺铁及其并发症。本研究中，使用富铁产朊假丝酵母完全替代饲粮无机铁后，仔猪血液中红细胞数量、血红蛋白含量和红细胞体积等相关指标均有一定程度的提高。血清铁含量显著提高，表明富铁产朊假丝酵母有利于仔猪铁的吸收转运。周文俊[16]给断奶仔猪补充不同剂量的有机铁制剂，发现仔猪血细胞比容和血红蛋白含量随剂量增加而提高。

3.3 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清铁代谢相关指标的影响

铜蓝蛋白活性和总铁结合能力是反映机体铁代谢的重要指标，当动物缺铁时，机体会提高铜蓝蛋白活性和总铁结合能力以满足各器官的铁需要[17]。本试验中，饲喂富铁产朊假丝酵母的仔猪也表现出铜蓝蛋白活性和总铁结合能力显著降低，进一步印证了富铁产朊假丝酵母有利于仔猪对铁的吸收代谢。许祯莹等[18]使用富铁啤酒酵母替代断奶仔猪日粮中的无机铁，对临界缺铁仔猪进行饲喂补铁，发现富铁啤酒酵母可以提高仔猪血液红细胞数量、血红蛋白含量和红细胞体积分布宽度，提高血清铁含量，降低铜蓝蛋白活性和总铁结合力，与本试验结果类似。此外，也有研究评估了饲粮铁的消化率，脏器、肌肉的铁沉积率以及铁代谢相关基因和蛋白的表达量[19-20]。

3.4 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪血清抗氧化指标的影响

肠道中过量的铁通常会通过芬顿和哈伯-韦斯反应产生活性氧，因此会触发氧化应激，是口服补铁剂应用中问题之一[21]。姜懿宸[22]发现，高铁摄入会显著提高大鼠肠组织丙二醛含量，显著降低总超氧化物歧化酶活性。在本研究中，富铁产朊假丝酵母显著提高仔猪血清CAT、COX、T-SOD、GSH-Px 活性，显著降低血清MDA 水平，表明富铁产朊假丝酵母可以增强仔猪的抗氧化能力，可能有利于铁释放、吸收和转运性能。富铁产朊假丝酵母的抗氧化特性可能与产朊假丝酵母有关，王瑶[23]给断奶仔猪每天口服3次1.2×109CFU的产朊假丝酵母，28 d后发现其显著提高仔猪的总超氧化物歧化酶和CAT活性，以及总抗氧化能力。

3.5 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪免疫功能的影响

免疫系统对预防病原菌感染至关重要，而缺铁会损害机体免疫功能[24]。研究发现，在先天性免疫中，铁调节巨噬细胞极化、中性粒细胞募集和NK细胞活性；在适应性免疫中，铁对Th1、Th2 和Th17 和CTL 的活化和分化以及B 细胞的抗体反应均有影响[25]。本研究表明，富铁产朊假丝酵母显著提高仔猪血液WBC和Bas数量，显著提高血清IgA 和IgG 含量，显著降低TNF-α 含量，表明富铁产朊假丝酵母可以改善断奶仔猪的免疫功能。赵金香[26]通过体外试验发现，酵母铁可以提高T、B淋巴细胞转化率和免疫器官指数，说明富铁酵母可以改善免疫功能。王冬华[27]在雏鸡中观察到富硒产朊假丝酵母能够提高血清免疫球蛋白含量，与本试验结果类似。此外，酵母中甘露寡糖、β-葡聚糖和有机酸等成分也是重要的免疫增强剂，能够改善动物的免疫状态[28-29]。

3.6 富铁产朊假丝酵母对断奶仔猪肠道形态的影响

肠道是重要的消化和免疫器官，肠道结构完整性是动物生长发育的基础，断奶仔猪由于食物状态等的变化，导致肠道结构损伤[30]。有研究发现，铁可以通过调节干细胞活性和细胞增殖影响仔猪的肠道发育，缺铁会导致肠道受损，降低肠道绒毛高度，增加隐窝深度[31-32]。本研究中，富铁产朊假丝酵母显著提高十二指肠和空肠前段组织的VH 和V/C，显著降低CD，表明富铁产朊假丝酵母可以改善断奶仔猪肠道形态。原因可能是微生物载体减弱了无机铁元素对仔猪肠胃刺激，更利于铁的吸收，还有可能是产朊假丝酵母的益生作用[13]。董正林[17]给哺乳仔猪补铁发现可以显著提高仔猪十二指肠VH 和V/C，增加结肠杯状细胞数量和Muc2mRNA表达。王瑶[23]给断奶仔猪灌服产朊假丝酵母也观察到仔猪回肠VH和V/C的显著提高，CD显著降低。

4 结论

在本试验条件下，使用富铁产朊假丝酵母完全替代断奶仔猪日粮中的无机铁，可以改善仔猪生长性能，提高仔猪机体的铁代谢、抗氧化和免疫能力，维护肠道形态。