多孔氧化鋅對斷奶仔豬生長性能、絨毛形態(tài)及腸道微生物菌群的影響

李小強(qiáng)，馬紅艷，李 輝，王 量

（山西運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西運(yùn)城 044000）

斷奶時(shí)期是動物生長過程中應(yīng)激最大的階段，這個(gè)時(shí)期由于消化功能不完善，胃腸道微生態(tài)平衡脆弱，免疫不成熟，且伴隨采食量下降、腹瀉等，使斷奶仔豬的生長率降低。營養(yǎng)調(diào)控在減輕斷奶腹瀉中發(fā)揮重要作用。鋅作為人體必需的礦物質(zhì)元素，對機(jī)體生長發(fā)育、免疫功能和腸道健康具有巨大的調(diào)節(jié)作用。目前，飼料中鋅的主要來源是無機(jī)鹽，如硫酸鋅、氧化鋅和氯化鋅。斷奶仔豬日糧中添加藥理水平的高劑量氧化鋅（2000～4000 mg/kg）可以降低腹瀉率。但長期服用藥物劑量的氧化鋅可能會引起許多負(fù)面影響，如環(huán)境污染、生長性能差、營養(yǎng)物質(zhì)消化率低和耐藥性，我國在2018年7月將斷奶仔豬前兩周鋅的添加水平限制在1600 mg/kg內(nèi)。多孔氧化鋅是一種商業(yè)氧化鋅產(chǎn)品，孔隙率是其特殊性狀，其表面積是普通氧化鋅的10～15倍。體外研究表明，0.02～0.04 μ g /mL多孔氧化顯示出更好的抑制大腸桿菌生長的能力（Valerie和Agathe，2017）。添加多孔氧化鋅可以改善仔豬生長性能和健康狀況（Morales等，2012）。目前，關(guān)于具有活性物理性狀的多孔氧化鋅的應(yīng)用研究數(shù)據(jù)較少，特別是針對斷奶仔豬。我們推測，作為高劑量氧化鋅的潛在替代品，補(bǔ)充低劑量的多孔氧化鋅可以通過改善腸道通透性，調(diào)節(jié)微生物菌群組成來降低斷奶仔豬腹瀉率。因此，本研究旨在評估日糧多孔氧化鋅替代普通氧化鋅對斷奶仔豬生長性能、腸絨毛形態(tài)及腸道微生物菌群的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)選擇21 d平均體重為（6.55±0.22）kg的斷奶仔豬640頭，隨機(jī)為4組，每組8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)20頭。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧（見表1），處理日糧分別在基礎(chǔ)日糧中添加普通氧化鋅和多孔氧化鋅，使鋅水平分別為3000 mg/kg（普通氧化鋅）、200和400 mg/kg（多孔氧化鋅），試驗(yàn)分為斷奶后1～14 d和15～28 d。試驗(yàn)日糧不添加藥物或其他飼料添加劑，所有豬只都被關(guān)在環(huán)境可控的保育舍中，每個(gè)重復(fù)都配有自動喂料器和飲水器，保育舍溫度控制在25℃左右，相對濕度為60%～70%。

表1 仔豬斷奶后4周日糧原料組成及營養(yǎng)水平

1.2 生長性能和腹瀉率測定 在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)分別對仔豬稱重，記錄每天的采食量，用于計(jì)算平均日采食量、平均日增重和飼料效率（增重/耗料量）。每天對每頭豬腹瀉情況進(jìn)行2次肉眼觀察，參考Long等（2017）的方法進(jìn)行評分和計(jì)算。

1.3 樣品采集與分析 飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，從每個(gè)處理隨機(jī)選擇16頭豬，頸靜脈穿刺收集血液，3000 g 4℃條件下離心10 min，分離血清，用試劑盒法分析D-乳酸鹽和二胺氧化酶。十二指腸、空腸中段和回腸切段2 cm，立即用10%中性福爾馬林固定，進(jìn)行形態(tài)測定分析。收集回腸和盲腸內(nèi)容物，參考Kraler等（2016）的方法測定微生物菌群。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 所有數(shù)據(jù)均采用SAS 軟件單因素進(jìn)行方差分析。生長性能分析以重復(fù)為實(shí)驗(yàn)單元，腹瀉率等數(shù)據(jù)以豬個(gè)體為實(shí)驗(yàn)單元。同時(shí)研究多孔氧化鋅的線性和二次曲線效應(yīng)。P≤ 0.05表示差異顯著，0.05＜P＜0.10為有顯著趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水平多孔氧化鋅替代普通氧化鋅對生長性能的影響 由表2可知，多孔氧化鋅較普通氧化鋅顯著提高了1～28日齡斷奶仔豬平均日增重和平均日采食量（P＜0.05），各組間飼料效率無顯著差異（P＞0.05）。與3000 mg/kg普通氧化鋅組相比，多孔氧化鋅組仔豬生長性能無明顯差異（P＞0.05）。與對照組相比，日糧添加多孔氧化鋅可顯著降低仔豬腹瀉率（P＜0.05），且隨著多孔氧化鋅添加量的增加，腹瀉率呈顯著線性和二次曲線下降（P＜0.05）。

表2 多孔氧化鋅對斷奶仔豬生長性能的影響

2.2 不同水平多孔氧化鋅替代普通氧化鋅對腸道微生物菌群的影響 由表3可知，與對照組相比，多孔氧化鋅組較普通氧化鋅組顯著降低了盲腸和回腸微生物數(shù)量，如大腸桿菌、梭狀芽胞桿菌和擬球梭菌（P＜0.05），顯著提高了回腸和盲腸有益菌如乳酸桿菌數(shù)量（P＜0.05）?；啬c和盲腸菌群數(shù)量隨日糧多孔氧化鋅添加水平的升高表現(xiàn)為線性和二次曲線效應(yīng)（P＜0.05）。另一方面，3000 mg/kg普通氧化鋅組回腸和盲腸乳酸桿菌數(shù)量顯著低于多孔氧化鋅組（P＜0.05），但回腸和盲腸中大腸桿菌數(shù)量較多孔氧化鋅組有提高趨勢（P=0.06）。

2.3 不同水平多孔氧化鋅替代普通氧化鋅對小腸絨毛形態(tài)及通透性的影響 由表4可知，與對照組相比，多孔氧化鋅組十二指腸、空腸和回腸絨毛高度與隱窩深度比值及空腸和回腸隱窩深度顯著提高（P＜0.05），而空腸絨毛高度顯著降低（P＜0.05），同時(shí)有降低十二指腸隱窩深度的趨勢（P=0.07）。十二指腸、空腸、回腸的絨毛高度和V/C值均呈線性或二次增長（P＜0.05）。但3000 mg/kg普通氧化鋅組與多孔氧化鋅組對小腸絨毛形態(tài)的影響無顯著差異（P＞0.05）。

表3 多孔氧化鋅對斷奶仔豬回腸和盲腸微生物數(shù)量的影響

以血清D-乳酸和二胺氧化酶活性來反映斷奶仔豬腸道通透性。與對照組相比，日糧添加多孔氧化鋅可顯著降低血清D-乳酸含量和二胺氧化酶活性（P＜0.05）。與3000 mg/kg普通氧化鋅組相比，400 mg/kg多孔氧化鋅組血清D-乳酸含量顯著降低（P＜0.05）。

3 討論

斷奶會導(dǎo)致腸上皮屏障功能受損和斷奶后腹瀉，從而導(dǎo)致生長速度降低。作為飼料抗生素替代品，在斷奶仔豬日糧中添加藥理水平（2000～4000 mg/kg）氧化鋅可以提高生長性能和緩解腹瀉。本研究采用3000 mg/kg氧化鋅藥理學(xué)水平飼養(yǎng)的豬生長性能有所改善，腹瀉率降低。Hu等（2012）研究表明，日糧添加鋅的仔豬腹瀉降低可能與其腸道微生物群調(diào)節(jié)有關(guān)。本研究中，日糧中高劑量氧化鋅降低了乳酸菌、擬球梭菌和梭狀芽胞桿菌的數(shù)量，但對大腸桿菌無顯著影響，這與Milani等（2017）報(bào)道的結(jié)果一致。

與基礎(chǔ)日糧組相比，氧化鋅和多孔氧化鋅組回腸和盲腸大腸桿菌、擬球梭菌和梭狀芽胞桿菌數(shù)量均有所減少。氧化鋅抗菌活性可能是由于其表面生成過氧化氫有關(guān)，而多孔氧化鋅的表面積是普通氧化鋅的10～15倍，因此推測，增加一個(gè)氧化鋅粒子的表面積可能提高過氧化氫的生成效率和抗菌活性。但需進(jìn)一步研究來了解多孔氧化鋅的作用機(jī)制，重點(diǎn)是抗細(xì)菌活性。此外，回腸和盲腸中乳酸桿菌的增加也可以增強(qiáng)腸上皮對病原微生物的屏障功能（Anderson等，2010）。

鋅是動物體內(nèi)必需的微量元素之一，是多種金屬酶的重要組成部分，是300多種酶的激活劑，因?yàn)樗c腸道發(fā)育密切相關(guān)。在本研究中，飼糧中添加500 mg/kg多孔氧化鋅或3000 mg/kg氧化鋅可增加空腸、回腸的絨毛高度，同時(shí)整個(gè)小腸的絨毛高度與隱窩深度比值也顯著提高，而十二指腸和空腸的隱窩深度顯著降低。增加絨毛高度和微絨毛密度可擴(kuò)大小腸總吸收表面積，降低隱窩深度也可促進(jìn)吸收。絨毛高度和絨毛高度與隱窩深度比值越高，上皮細(xì)胞周轉(zhuǎn)越頻繁，絨毛越長，細(xì)胞有絲分裂越活躍。本研究中，添加多孔氧化鋅改善了斷奶仔豬生長性能可能與腸道吸收增加有關(guān)。但小腸中絨毛高度的增加和絨毛高度與隱窩深度比值的增加導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)在上皮的轉(zhuǎn)化機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

日糧添加多孔氧化鋅提高了斷奶仔豬的平均日增重，這可能與腸道菌群調(diào)節(jié)及降低仔豬腸上皮通透性有關(guān)。此外，日糧添加400 mg/kg多孔氧化鋅可改善斷奶仔豬腸道菌群和小腸絨毛形態(tài)，降低血清D-乳酸和二胺氧化酶水平。