不可溶性和可溶性日粮纤维对早期断奶仔猪肠道食糜的理化性质及微生物区系的影响

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1 材料和方法 1.1 试验动物及日粮
本试验在 Autònomade 巴塞罗那大学试验基 地完成,并获得了实验动物管理委员会的事先批 准。 选择 24 日龄健康、体重相近(7.4±0.76kg)的 商品代三元杂交(大白×长白 ×皮特兰)断奶仔猪 32 头,分成 16 栏,每栏 2 头,每个试验组 4 栏。 对 照组以谷物、大麦和大豆浓缩蛋白质为基础日粮 (表 1),其 余 3 组 饲 喂 能 量 (代 谢 能 14.25MJ/kg) 和粗蛋白质水平 (粗蛋白质 190g/kg; 总赖氨酸 14.5g/kg) 相同的基础日粮。 WB 组添加 8%的麦 麸 、SBP 组 添 加 6% 的 甜 菜 汁 。 WB+SBP 组 添 加 4%的麦麸+3%的甜菜汁,同时 4 组日粮中各添加 0.15%的氧化铬作为消化率测试的标记物。
128.7 0.492
日 增 重/g
0~10d
-2.9 68.5 34.1 -23.1 76.74 0.101
10~15d
36.9 216.9 181.0 220.0 174.47 0.442
有机物消化率
第 10d
0.816 0.780 0.702 0.760 9.87 0.371
第 15d
0.786y 0.786y 0.832x 80.2y 0.0126 <0.01
重、有机物消化率及结肠中淀粉消化率的影响见 表 2。 0~10d,与对照组(CT)相比,WB 组显著提高 早 期 断 奶 仔 猪 的 日 采 食 量 (P<0.05), 且 日 增 重 有 增加的趋势(P=0.10);10~15d 较对照组差异不显 著,可能是由于试验结果的变异较大而引起。 15d 时,SBP 组仔猪结肠食糜中有机物消化率极显著 高于其他处理组(P<0.01),但是在第 10d 时,有机 物的消化率及两个阶段淀粉的消化率差异均不 显著。 这些结果与 Hogberg 和 Lindberg(2004)的 试验结果一致, 他们还发现仔猪的日采食量随
粉多糖具有更高的持水性。
表 2 日粮纤维对早期断奶仔猪日采食量、
日增重、有机物及淀粉消化率的影响
项目
CT WB SBP WB-SBP S.E.M.(n=4) P-diet
日 采 食 量 /g
0~10d
199y 306x 295xy 218xy
46.7 <0.05
10~15d
222 361 317 323
淀粉消化率
第 10d
0.883 0.889 0.783 0.888 0.0584 0.133
第 15d
0.906 0.882 0.886 0.887 0.0208 0.482
注 :上 标 为 不 同 字 母 者 表 示 差 异 显 著 (P<0.05 ),下 同 。
本试验日粮中性洗涤纤维范围为 77~96g/kg, 总 NSP(不可溶性+可溶性)范围为 102~145g/kg。 选择麦麸是因为其中含有很高的不溶性非淀粉 多糖,选择甜菜汁是因为甜菜汁含有很高的可溶 性非淀粉多糖(Bach Knudsen,1997)。 可溶性和不 可溶性非淀粉多糖在生长猪体内的消化过程是 不同的。 可溶性纤维一般能够充分地发酵(Bach Knudsen,2001), 不可溶性纤维则可能增加食糜 的持水力并且在肠道后端被微生物缓慢发酵 (Freire 等,2000)。 结肠食糜中游离水及结合水的 含量见图 1。 与对照组相比,WB 组食糜中游离水 含量降低,第 10d 时极显著降低(P<0.01),第 15d 时显著降低(P<0.05)。 日粮中非淀粉多糖的类型 及含量能够影响肠道食糜的持水力。 本试验中结 合 水 含 量 最 高 的 是 WB 组 , 最 低 的 是 第 10d 时 SBP 组和第 15d 的对照组。 本试验结果表明 NSP 含量及性质在很大程度上影响着食糜的理化特 性。 通过饲喂含麦麸的日粮可以观察到,与持水 力较低的淀粉和蛋白质相比,不可溶性长链非淀
氨酸 0.98。
c 每 kg 饲 料 维 生 素 矿 物 质 含 量 :5 000IU VA、1 000IU VD3、
15.0mg VE、1.3mg VB1、3.5mg VB2、1.5 mg VB6、0.025mg VB12、 10.0mg 泛 酸 钙 、1.3g 氯 化 胆 碱 、15.0mg 烟 酸 、15.0mg 生 物 素 、
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表 1 早期断奶仔猪试验日粮的组成及化学分析
(g/kg 干物质)
日粮 成分
CT WB SBP WB+SBP
谷物
330 279 299 288
大麦
238 210 210 210
乳清
130 130 130 130
待微生物计数。 取出所有结肠的内容物,一半在 103℃条件下干燥除水;另一半分成 3 份进行其他 项目分析(3g 收集于 10mL 带螺帽小管中进行结 合水含量分析,其余进行失水量和短链脂肪酸含 量分析)。 1.3 分析方法
根据 AOAC (1995) 进行日粮化学成分分析 (表 1)。 根据 Uppsala 改良的乌普萨拉方法进行 日 粮 中 总 淀 粉 、可 溶 性 和 不 溶 性 NSP、碳 水 化 合 物和糖醛酸含量分析 (Theander 和 Aman,1979; Bach Knudsen,1997)。 根据 Williams 方法采用原 子吸收分光光度计测定饲料和食糜中三氧化铬 的含量(Williams 等,1962)。 采用 Anguita 方法离 心 测 定 新 鲜 结 肠 食 糜 结 合 水 含 量 (2 500 ×g, 25min);另外,室温下将试管内结肠食糜离心 3h, 根据获得的液态水比例评价食糜的失水率。 使用 商 业 粪 便 QIAamp DNA 提 取 试 剂 盒 提 取 盲 肠 食 糜 DNA 并用试剂盒纯化, 使用荧光定量聚合酶 链反应法定量测量肠杆菌和乳酸杆菌的数量 (Castillo 等,2006)。按照 Jensen 和 Jorgensen 方法 进 行 短 链 脂 肪 酸 和 乳 酸 的 测 定 (Jensen 和 Jorgensen,1994)。 1.4 统计分析
以日粮为处理因素进行方差分析,每一栏作 为 一 个 试 验 单 元 (n=4),生 产 性 能 的 数 据 包 括 初 始体重,且作为协变量进行分析,α 水平(α<0.05) 作为差异判定标准 ,α 水 平 (α<0.10)作 为 差 异 判 定趋势。
2 结果和讨论 日粮中 NSP 对早期断奶仔猪日采食量、日增
25
24
总非淀粉多糖
102 138 145 139
不可溶性非淀粉多糖
84 117 116 114
可溶性非淀粉多糖
18
21
29
25
阿拉伯木聚糖
32
51
46
47
糖醛酸
8
7
14
12
醚提取物
78
83
76
81
灰分
64
66
66
66
a 鱼粉 LT:低温蒸汽鱼粉。
b 合 成 氨 基 酸 :赖 氨 酸 0.99、蛋 氨 酸 0.99、L-色 氨 酸 0.10、苏
结果表明,与对照组相比,含有不可溶性非淀粉多糖 的 日 粮 (WB 组 和 WB+SBP 组 )能 够 显 著 地 降 低 两 个 试 验 阶段结肠食糜中游离水的含量 (第 10d 时差异极显著 P= 0.01,第 15d 时差异显著 P<0.05),显著提高第二 阶段丁酸 的 浓 度 (第 15d 时 差 异 显 著 P<0.05)。 饲 喂 含 有 不 可 溶 性 与 可 溶 性 非 淀 粉 多 糖 混 合 物 的 日 粮 组 (WB+SBP)显 著 降 低盲肠食糜中肠杆菌的数量,提示两种不同来源的非淀粉 多糖对改善肠道中微生物数量具有协同效应。日粮中含有 较高水平的不可溶性非淀粉多糖或不可溶性与可溶性非 淀粉多糖的混合物能够改变早期断奶仔猪肠道后端食糜 的理化性质,影响微生物数量及发酵产物量。
物质在小肠聚集以及蛋白质在肠道后端发酵,都 是 导 致 肠 道 致 病 菌 大 量 增 殖 的 重 要 因 素 (Lallès 等,2007)。 由于纤维素能够影响仔猪的消化率, 降低采食量,所以常常控制仔猪日粮中纤维素的 含量(Eggum,1995)。 然而,越来越多的证据表明, 日粮 中 非 淀 粉 多 糖 (non-starch polysaccharides, NSP) 能 够 促 进 碳 水 化 合 物 发 酵 , 从 而 增 强 肠 道 后 端微生物的活力(Williams 等,2001)。 Wellock 等 (2008) 认为断奶仔猪日粮中的 NSP 如果不增加 食糜黏度就有可能有益于肠道健康,推测断奶日 粮中 NSP 的含量对机体是否有正面影响,完全取 决于 NSP 的成分和理化特性。 本文通过改变断奶 仔猪日粮中不可溶性和可溶性 NSP 的 含 量 探 讨 NSP 对早期断奶仔猪营养物质的利用率、肠道食 糜的理化性质及微生物活力和数量的影响。
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NSP 含量(106~197g/kg)的增加而增加,且饲料中 NSP 含量过高时,体重的增加可能是由于肠道组 织重量增加引起的。 Mateos 等(2006)也发现当添 加不可溶和木质化程度较高的燕麦壳,尤其与以 小米为主的基础日粮一起饲喂时, 会有类似结 果。 提示不可溶性的食物纤维可能影响食糜的运 动和滞留时间, 建议 6~12kg 仔猪日粮中添加一 定量的中性纤维素(60g/kg 饲料)。
高脂乳清
100 100 100 100
大豆蛋白浓缩物
92
87
90
90
小麦面筋
30
30
30
30
鱼粉 LTa
40
40
40
40
麦麸
-
80
-
40
甜菜汁
-
-
60
30
向日葵油
-
6.5 3.0
4.0
碳酸钙
11.7 10.6 10.1 9.7
磷酸氢钙
9.1 8.4 9.2
9.0
合成氨基酸 b
12.2 12.2 12.2 12.2
关键词:微生物区系;非淀粉多糖;仔猪;断奶
断奶是仔猪一生中面临强大应激的一个阶 段,常常导致采食量骤降,生长缓慢甚至停止生 长 ,胃 肠 道 的 结 构 和 功 能 发 生 显 著 的 改 变 (Boudry 等,2004)。 仔猪胃酸分泌量不足,未消化的营养
王启军:武汉华扬科技发展有限公司,硕士。 唐明红:武汉华扬科技发展有限公司。 欧阳燕:湖北三峡职业技术学院生物工程系。 辜新贵:武汉新华扬生物股份有限公司。
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不可溶性和可溶性日粮纤维对早期断奶仔猪 肠道食糜的理化性质及微生物区系的影响
王启军 唐明红 欧阳燕 译 辜新贵 校
摘 要:本文研究了两种不同来源的非淀粉多糖(来 源于麦麸的不可溶性非淀粉多糖、来源于甜菜汁的可溶性 非淀粉多糖)对早期断奶仔猪营养物质的消化率、肠道后 端食糜的理化性质、微生物数量及发酵产物量的影响。 试 验 将 32 头 体 重 相 近 (7.4±0.76kg)的 断 奶 仔 猪 随 机 分 成 4 组:对照组(CT),饲喂 8%麦麸组(WB),饲喂 6%甜 菜 汁 组 (SBP),饲喂 4%麦麸+3%甜菜汁组 (WB+SBP)。 试 验 分 为 断奶后 0~10d、10~15d 两个阶段。 每组分别在断奶后的第 10d 和 第 15d 以 “安 乐 死 ”方 式 屠 宰 4 头 猪 , 采 集 结 肠 食 糜 ,测 定 有 机 物 的 消 化 率 (OMD)、淀 粉 的 消 化 率 、游 离 水 的 含 量 、结 合 水 的 含 量 (WRC)、短 链 脂 肪 酸 浓 度 (SCFA)。 同时,测定盲肠食糜中肠杆菌和乳酸杆菌的数量。
维生素矿物质预混料 c
7.8
7.8
7.8
7.8
化学分析
干物质
90Leabharlann Baidu 903 902 903
总 能 量/(MJ/kg )
19.8 19.7 19.7 19.7
粗蛋白质(CP;N×6.25) 231 233 231 231
淀粉
394 347 360 350
中性洗涤纤维
77
96
90
95
酸性洗涤纤维
17
21
0.1mg 叶 酸 、2.0mg VK3、80.0mg 铁 、6.0mg 铜 、0.7mg 钴 、60.0mg 锌 、30.0mg 锰、0.7mg 碘、0.1mg 硒、1.5g 三氧化二铬。
1.2 试验采样 试验分两个阶段进行, 断奶后 0~10d 为第 1
阶段,11~15d 为第 2 阶段, 试验过程中动物自由 采食。 分别在试验的第 10d 和第 15d 将每组最重 的动物静脉注射戊巴比妥钠(200 mg/kg 体重)施 行“安乐死”后屠宰。 动物放血后,立即剖开腹部, 取样后完全排空结肠,切除盲肠和结肠。 从盲肠 食糜取 1g 左右样品立即冻存入-80℃小管中,等
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