体外法评价益生菌对猪饲料中三种大宗原料干物质消化率的影响

jEArpeW/ne/ifa/ Sfuc/y
试验研究
体外法评价益生菌对猪饲料中三种
大杂原料干物质消化率的影响
袁艳枝「2'3,刘永立衡军影|二3，张杰1二3,李高强|二
3
(1.河南佰役安生物工程有限公司，郑州45_: 2.焦作市佰役安生物工程有限公司，河南焦作454450: 3.焦作市佰役安生物科技有限责任公司，河南焦作454450)
摘要：为了探讨益生菌（枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌及二者的复合菌）对三种大宗饲料原料（玉米、麦麸、豆
粕）干物质消化率的影响，试验采用单因子试验设计，将每种饲料原料分为四组，即对照组、枯草芽孢杆菌组、嗜 酸乳杆菌组和复合菌组，分别为不添加益生菌，添加枯草芽孢杆菌lm L 、嗜酸乳杆菌lm L 、枯草芽孢杆菌 0.5 mL +嗜酸乳杆菌0.5 m L ,采用三角瓶体外酶解法模拟猪消化系统进行发酵试验，测定分析三种大宗原料的干物 质消化率，.结果表明：加入益生菌后玉米的干物质消化率均极显著高于对照组(P <0.01);加入枯草芽孢杆菌及其 与嗜酸乳杆菌的复合菌后麦扶的干物质消化率无显著差异(P >0.05),且两组间无显著差异(P >0.05);加入枯草芽 孢杆菌和嗜酸乳杆菌后豆粕的干物质消化率极显著降低或升高（P <0.01>,加入复合益生菌无显著变化(P >0.05h 说明加入枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌及两者复合菌对玉米干物质消化率均有显著促进作用，对麦麸干物质消化率 均无促进作用，加入嗜酸乳杆菌对豆粕干物质消化率具有促进作用，加入枯草芽孢杆菌无促进作用
关键词：三角瓶体外酶解法；益生菌；饲料原料；干物质消化率 中图分类号：S 831.5文献标志码：A
文章编号：1001-0084(2021)04-0001-05
In Vitro Evaluation of the Effect of Probiotics on the Dry
Matter Digestibility of Three Bulk Raw Materials in Pig Feed
YUAN Yanzhi12.3, LIU Yongli1.2.3, HENG Junying12.3, ZHANG Jie12.3, LI Gaoqiang 12.3
(1. Henan Baiyian Biological Engineering Co ., Ltd ., Zhengzhou 450000, China ; 2. Jiaozuo Baiyian Biological Engineering Co .. Ltd .,
Jiaozuo 454450, Henan China ; 3. Jiaozuo Baiyian Biological Technology Co .. Ltd ., Jiaozuo 454450, Henan China )
Abstract ： In order to explore the influence of probiotics {Bacillus subtilis, Lactobacillus acidophilus and their compound bacteria) on the dry matter digestibility of three bulk feed ingredients (corn, wheat bran and bean pulp), the experiment adopted a single-factor test design. The feed ingredients were divided into four groups, namely the control group, Bacillus subtilis group, Lactobacillus acidophilus group and compound bacteria group. The control group did not add probiotics, the Bacillus subtilis group added 1 mL of Bacillus subtilis, the Lactobacillus acidophilus group added 1 mL of Lactobacillus acidophilus, and the compound bacteria group added 0.5 mL of Bacillus subtilis + 0.5 mL of Lactobacillus acidophilus. In vitro enzymolysis approach in a triangular flask was used to simulate the digestive system of pigs for fermentation experiments, and the dry matter digestibility of the three bulk raw materials was determined and analyzed. The results showed that the dry matter digestibility of corn after the addition of
卫诺圉
WINOVAZYME
北京卫诺恩生物技术有限公司
传真：************ 网址：w w w
收稿日期：2021-02-23
作者简介：袁艳枝（1993—），女，河南周口人，硕士研究生，研究方向为动物营养与词料科学。

2021年第4期饲料博览
1
试验研究^p e r/m e n fa/S fiid y
probiotics was significantly higher than that of the control group(/><0.01); there was no significant difference in the dry matter digestibility of wheat bran after adding Bacillus subtilis and compound bacteria(P>0.05), and there was no significant difference in each group(P>0.05); After adding BacilliLs subtilis and Lactobacillus acidophilus^ the dry matter digestibility of bean pulp was extremely significantly reduced or upgraded(P<0.01), adding compound probiotics, there was no significant change (P>0.05). It showed that the addition of Bacillus subtilis, Lactobacillus acidophilus^ and the combination of the two bacteria had a significant effect on the digestibility of corn dry matter, but had no effect on the digestibility of wheat bran dry matter. The addition of Lactobacillus acidophilus could promote the digestibility of bean pulp dry matter, but the addition of Bacillus subtilis had no promoting effect.
Key words：in vitro enzymolysis approach in a triangular flask; probiotics; feed ingredient; dry matter digestibility
国内外有诸多研究报道表明：体外法具有快速、简便、准确、费用低等优点，动物代谢试验法费时、费力，且重演性、可比性差，因此说体外消化试验的系统研究及应用前景广阔11^消化率是衡量动物消化能力和饲料可消化性的重要指标121，影响饲料转化率最关键的因素是消化率。

饲料占养猪生产总成本的60%~80%,降低词料成本、提高干物质消化率是提高养猪经济效益的重要举措。

大量活体试验结果表明，益生菌在提尚猪生长性能、改善肠道微生物区系结构及提高机体免疫力等方面具有积极作用益生菌是一类含有活菌
或其代谢产物的生物制剂，因其具有安全可靠、无抗药性、无残留、不污染环境等优点而备受关注。

枯草芽孢杆菌在发酵时能分泌大量胞外酶，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等，能降解词料中蛋内质、脂肪、多糖等大分子营养物，促进营养物质的吸收转化，从而降低养殖的词料系数|6_71。

嗜酸乳杆菌能产生乳酸、乙酸和一些对有害菌起抑制作用的抗菌素，但是益菌作用比较弱。

到目前为止，世界各国尚无饲用益生菌评价的相关体系和标准，且目前益生菌在养猪生产中的研究多集中于活体动物代谢试验法，运用仿生消化法评定猪词料原料干物质消化率的影响研究较为缺乏。

本试验利用三角瓶体外模拟消化仿生系统，比较了添加不同益生菌对饲料原料干物质消化率的影响，以期为饲料益生菌生物学效价评定的仿生消化法操作规程建立提供参考。

1试验时间及地点
试验于2020年7—8月份在河南佰役安生物工程有限公司研发中心检测分析实验室进行。

2材料与方法
2.1 益生菌
枯草芽孢杆菌活菌数为1.58XHT cfu.mL-1,嗜 酸乳杆菌活菌数为3.6〇x l〇«cfu*ml/1，均由河南佰 役安生物工程有限公司研发研究室筛选并制备。

2.2饲料原料
玉米、豆粕和麦麸三种大宗饲料原料，购买自 河南红星农资发展有限公司。

采用四分法对三种大 宗原粒进行取样，然后用词料粉碎机粉碎过40目筛，充分混合均匀后备用。

三种大宗伺料原料的干 物质含量分别为：玉米90.87%,麦麸92.19%,豆 粕 91.22%〇
2.3试验设计
试验采用单因子试验设计，采用仿生消化法评 定三种饲料原料的干物质消化率，每种饲料原料分 为4组，即对照组（仿生消化过程中不添加益生菌）、枯草芽孢杆菌组(添加枯草芽孢杆菌lm L)、嗜 酸乳杆菌组(添加嗜酸乳杆菌1mL)和复合菌组(添 加枯草芽孢杆菌0.5 mL+嗜酸乳杆菌0.5 mL),每组 6个重复，每个重复使用一个三角瓶。

2.4猪胃肠道缓冲液及消化液配制
2.4.1 猪消化道缓冲液配制
参照《单胃动物仿生消化系统操作手册》（第 2版）猪饲料酶水解物能值测定技术规程中模拟猪 消化道缓冲液配制方法181配制猪胃缓冲液、猪小肠 缓冲液。

2.4.2猪消化道消化液配制
参照《猪饲料酶水解物能值测定技术规程》中猪 消化道消化液配制方法191配制模拟猪胃消化液、模 拟猪小肠消化液、模拟猪大肠消化液。

2饲料博览2021年第4期
fxperiVnenfa/S fudy 试验研究
2.5 消化过程
参照参考文献[10]中操作步骤进行。

胃阶段消化：分别准确称取2.000 0g(准确至 0.000 2 g)三种大宗饲料原料（玉米、麦麸、豆 粕），转移至事先准备好的三角瓶，用移液器加入 16 mL模拟猪胃消化液。

对照组不添加益生菌，不 同处理组在对照组基础上分别添加相应益生菌：枯草芽孢杆菌组添加浓度为的枯
草芽孢杆菌1mL,嗜酸乳杆菌组添加浓度为3.60X 10scfu_mLH的嗜酸乳杆菌1mL，复合菌组添加枯 草芽孢杆菌0.5 mL+嗜酸乳杆菌0.5 mL。

封口膜封 口后固定在事先开启到39 $恒温水浴摇床上。

该 阶段消化时间4丨1。

小肠阶段消化：胃阶段消化结束后，取下三 角瓶，依次用移液器加入2 mL猪小肠缓冲液和 2 mL模拟猪小肠消化液，封口膜封口后固定到39 1恒温水浴摇床上，继续小肠阶段消化。

该阶 段消化时间22 h。

大肠阶段消化：小肠阶段消化结束后，取下 三角瓶，用移液器加入4 mL模拟猪大肠消化液，封口膜封口后固定到39丈恒温水浴摇床上，继续 大肠阶段消化。

该阶段消化时间24 h。

消化完成后取下三角瓶，用事先准备好的烘 干称重后的Whatman541滤纸进行抽滤，抽滤结束 后对滤纸及未消化残渣烘干称重，最后进行干物 质消化率的计算。

DMD=(M0-M t )/A/,xl〇〇%;
式中：DiWD为干物质消化率；A/u为样品干物 质重量；为未消化残渣干物质重量。

2.6数据的统计分析
根据单因素完全随机设计，结果以“平均值± 标准差”表示。

运用SPSS 17.0软件对数据进行one-way ANOVA程序分析，平均值通过Duncan’s 法进行多重比较，P>〇.〇5为差异不显著，P<0.05 为差异显著，P<〇.〇l为差异极显著。

3结果与分析
3.1 添加益生菌对三种大宗饲料原料干物质消化 率的影响
添加益生菌对三种大宗饲料原料进行体外消 化，结果见表1。

表1三种大宗饲料原料的干物质消化率测定结果
词料原料对照组枯草芽孢杆菌组嗜酸乳杆菌组复合菌组玉米58.28±1.21A a68.50±1.87B b68.67±2.16w,69.20±4.96m,
麦麸48.60±1.03-46.80±2.32*45.67±2.81b46.50±1.64-
豆粕58.30±2.58A*42.60±2.42w,67.17±4.54°.56.17±3.66'a 注：同行数据肩标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05),肩标不同大写字母者表示差异极显著(户<0.01),肩标相同小写字母者表示 差异不显著(/>>0.05)。

3.1.1玉米的体外干物质消化率
由表1可知，对照组玉米体外干物质消化率为 58.28%，加入枯草芽孢杆菌后玉米的干物质消化 率达68.50%，加入嗜酸乳杆菌后玉米的体外干物 质消化率达68.67%,加人复合益生菌后玉米的体 外干物质消化率达69.2%。

加入益生菌后玉米的干 物质消化率均极显著高于对照组(P<〇.〇l)，说明益 生菌对玉米干物质消化率具有促进作用。

且复合菌 组玉米干物质消化率最高，但与分别添加枯草芽孢 杆菌组和嗜酸乳杆菌组差异不显著(P>〇.〇5)。

3.1.2麦麸体外干物质消化率
由表1可知，对照组麦麸体外干物质消化率为 48.60%，加入枯草芽孢杆菌后麦麸的干物质消化率为46.80%,加入嗜酸乳杆菌后麦麸的体外干物 质消化率为45.67%,加入复合益生菌后麦麸的体外 干物质消化率为46.50%。

加入嗜酸乳杆菌后麦麸 体外干物质消化率显著低于其他组别(P<〇.〇5)。

对 照组与枯草芽孢杆菌组和复合菌组相比差异不显著 (P>0.05)〇
3.1.3 豆粕体外干物质消化率
由表1可知，对照组豆粕体外干物质消化率为 58.30%,加入枯草芽孢杆菌后豆粕的干物质消化 率为42.60%,加入嗜酸乳杆菌后豆粕的体外干物 质消化率为67.17%,加入复合益生菌后豆粕的体 外干物质消化率为56.17%。

对照组与枯草芽孢杆 菌组和嗜酸乳杆菌组差异极显著(P<0.01)，与复合
2021年第4期饲料博览3
试验研究t*periVnenfa/ Sfudy
菌组差异不显著(p>〇.〇5)。

a加入嗜酸乳杆菌后的 干物质消化率没有起到促进作用。

豆粕干物质消化率最高且均极显著性高于其他3.2不同组别未消化残渣
组别(P<0.01)，加人益生菌枯草芽孢杆菌对豆粕的 不同组别未消化残渣对比结果见图1。

注：从左至右分别为对照组、枯草芽孢杆菌组(枯草芽孢杆菌lm L)、嗜酸乳杆菌组(嗜酸乳杆菌lm L)、复合菌组(枯草芽孢杆菌0.5 mL+嗜酸乳杆菌0.5 mL);从七到下分别为玉米、麦麸、豆粕.
图1不同组别未消化残渣对比
由图1可见，在分别加入益生菌枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌及两者复合菌后，玉米未消化残 渣颜色及粒度差异较小；麦麸未消化残渣颜色改 变明显加深、粒度增大；豆粕在加入嗜酸乳杆菌 后，未消化残渣明显减少；加人枯草芽孢杆菌和 两者复合菌后，未消化残渣质量并未表现出明显 减少，但颜色差异明显。

4讨论
近年来，人们对益生菌功能的研究主要集中 于益生菌对宿主的作用、益生菌调节肠道生理功 能的研究、益生菌与肠道黏膜免疫关系的研究、益生菌调节肠道微生态菌群平衡中的作用等方面|n i,而关于益生菌对词料转化率的影响效果也是 值得研究的。

2020年在全国禁抗执行情况下，益 生菌的词用进一步得到重视，其对活体动物的免 疫机能及肠道健康的作用已得到大量验证13_5L如 何提高词料转化率，最大限度地降低料肉比、提 高经济效益一直是养殖行业相关研究热点。

酶制 剂主要是提高饲料转化率，而益生菌调节肠道菌群平衡，能够促进肠道健康和营养吸收，增强机 体免疫力和维持肠道菌群平衡，从而提高动物生 产性能。

学者们普遍认为益生菌并不是单一物质 发挥作用，而是一个多种物质协同作用和肠道其 他益生菌共同完成的综合方式|121。

4.1玉米体外干物质消化率
玉米能值高，适口性好，无氮浸出物(NFE)含 量高，消化率达90%以上，可使猪只具有较好的 生产性能。

玉米作为饲料中添加量占比较高的饲 料原料，其消化率直接影响整个饲料的消化率评 定。

益生菌作为一种活菌制剂，能够在一定条件 下繁殖并产生大量生物活性成分。

从本次试验数 据来看：添加益生菌可以改善玉米的干物质消化 率，但不同菌种的改善程度不同。

对照组与试验 组差异极显著(P<〇.〇l),且加入益生菌(枯草芽孢 杆菌、嗜酸乳杆菌)后的玉米干物质消化率均极显 著高于对照组(P<〇.〇l)，说明益生菌对玉米干物质 消化率具有一定的促进作用。

M.E.Sanders等1131认 为，与单一菌株的益生菌相比，复合的菌株或菌
4饲料博览2021年第4
期
fxp erim en fa/S fu d y
试验研究
种具有更好的益生效果。

本试验发现，试验组复 合菌组玉米干物质消化率最高达69.20%，效果 最好。

4.2麦鈇体外干物质消化率
麦麸主要含有纤维素、半纤维素、木质素、淀 粉、蛋白质，还有少量脂肪、矿物元素等。

在伺料 中一般是作为主要的粗纤维来源，同时麦麸也属于 能量伺料。

从本次试验可以看出：加入枯草芽孢杆 菌及其与嗜酸乳杆菌的复合菌对麦麸干物质消化率 无显著影响（P >0.05),且两组间无显著差异（P > 0.05)。

可能原因是，麦麸作为主要的粗纤维来源 含有较多纤维素，益生菌自身产生分解纤维素的能 力不够，故益生菌对麦麸体外干物质消化率的影响 效果不明显。

4.3豆粕体外干物质消化率
豆粕属于蛋白质类饲料，作为一种高蛋白质， 豆粕是制作牲畜与家禽饲料的主要原料。

熊云霞1141 研究复合益生菌固态发酵豆粕对断奶仔猪生长性 能、肠道形态及肠道菌群的影响，结果表明添加复 合益生菌固态发酵豆粕显著提高了断奶仔猪的平均 日增重，显著降低了料重比、显著提高了空肠绒毛 高度和十二指肠的绒隐比。

从本次试验数据来看： 对照组与试验组(分别加人枯草芽孢杆菌和嗜酸嗜 酸乳杆菌)相比，差异极显著(p <0.01)，与加入复 合益生菌的试验组差异不显著(P >〇.〇5)。

且加人嗜 酸乳杆菌益生菌后豆粕的干物质消化率最高且均极 显著高于其他组(P <〇.〇l )。

枯草芽孢杆菌组和嗜酸 乳杆菌组均对豆粕的干物质消化率产生极显著影 响。

可能原因是嗜酸乳杆菌产生的生物活性成分蛋 白酶等各种酶，在一定程度上对豆粕干物质的消化 率起到一定的促进作用。

5
结论(1) 加人益生菌枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌及
两者复合菌后对玉米干物质消化率均有促进作用。

(2) 加入益生菌枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌及 两者复合菌后对麦麸干物质消化率均无促进作用。

(3)
加入益生菌嗜酸乳杆菌后对豆粕干物质消化
率具有促进作用，加入枯草芽孢杆菌后无促进作用。

三种大宗原料存在不同的研究结果可能与饲料 原料本身的成分含量及益生菌的菌种特性、菌种组 合、添加比例等有关。

本试验所用复合菌由枯草芽 孢杆菌和嗜酸乳杆菌混合而成，如何发挥其最佳使
用效果，还需对两种菌的添加剂量、配伍比例和使 用阶段进一步研究确定。

[参考文献]
[I ]张宏福，赵峰,张子仪.仿生消化法评定猪词料生物学效价的
研究进展[J 1.饲料与畜牧.2011(3): 5-9.
I 2 ]张玲清.影响猪消化率的因素分析m .中国畜牧兽医.2009. 36
(9)： 174-178.
[3 ] Giang H H , Viet T Q , Ogle B , et al . Growth performance , digest ­
ibility , gut environment and health status in weaned piglets fed a diet supplemented with potentially probiotic complexes of Lactic acid bacteria []]. Livestock Science , 2010, 129(1/2/3): 95-103.
[4 | Pierer R , Janczyk P , Urubschurov V , et al . Effect of Lactobacillus
plantarum on intestinal microbial community composition and response to enterotoxigenic Escherichia coli challenge in weaning piglets [J ]. Livestock Science , 2010, 133(1/2/3): 98-100.
[5]文静，孙建安，周绪霞，等.屎肠球菌对仔猪生长性能、免疫和
抗氧化功能的影响[J ].浙江农业学报,2011，23(1): 70-73.[6 j
游龙，韩茵，张凯，等.芽孢杆菌产胞外酶的活性分析及其对凡 纳滨对虾的作用m .中国海洋大学学报：自然科学版，2018. 48 (3)： 80-87.
[7】刘兴，姚晶，夏元军，等.枯草芽孢杆菌在固态发酵词料中的作
用研究进展[J ].词料研究，2020, 43(2): 113-116.
[8丨赵峰，张宏福，张子仪.单胃动物仿生消化系统操作手册[M ].
2版.北京：中国农业科学院，2011.
[9丨高理想.猪词粮非淀粉多糖酶谱仿生优化方法的研究丨D 丨.北
京：中国农业科学院，2016.
[l 〇j 黄正旺.体外法研究外源酶制剂对生长猪谷物及其副产物原
料养分消化率的影响P ].扬州:扬州大学，2018.
[1 l j 关嘉琦，李柏良，焦雯姝，等.益生菌对促进肠道发育作用的研
究进展[J ].食品科学，2020,41(21): 278-285.
[12] Sanders M E , Guamer F , Guerrant R , et al . An update on the use and investigation of probiotics in health and disease [J ]. Gut , 2013,
62(5)： 787-796.
[13] Sanders M E , Veld J H I . Bringing a probiotic-containing func ­
tional food to the market : microbiological , product , regulatory and labeling issues [J ]. Antonie van Leeuwenhoek . 1999, 76(1/2/3/4):
293-315.
[14] 熊云霞，张亚辉，李平，等.复合益生菌固态发酵豆粕对断奶仔
猪生长性能、肠道形态及肠道菌群的影响m .动物营养学报， 2021, 33(2):747-759.
2021年第4期饲料博览 5。