山藥多糖對仔豬生長性能與腸道菌群的影響

張金洲， 苗志國， 趙偉鑫， 劉永亮， 孫 洲， 王鶴鳴

（河南科技學(xué)院動物科技學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003）

山藥廣泛分布于我國，為珍惜的藥食同源植物，性平味甘，是養(yǎng)胃、生津、益肺的良藥，也是傳統(tǒng)保健食品。山藥多糖為其主要的功效成分之一，具有抗氧化、降血糖、增強(qiáng)免疫力等作用（龔凌霄等，2019；Zhi等，2019； 關(guān)倩倩等，2018；Li等，2017）。張紅英等（2007）研究表明，山藥多糖可以促進(jìn)雞的胸腺發(fā)育，延緩胸腺的萎縮，提高雞的非特異性免疫。有研究表明，山藥多糖能顯著提高豬外周血淋巴細(xì)胞中CD3+、CD4+、CD8+細(xì)胞的數(shù)量，進(jìn)而增強(qiáng)仔豬的體液免疫和細(xì)胞免疫能力 （張紅英等，2010）。趙國華等（2002）研究證實(shí)，山藥多糖可不同程度地提高小鼠T淋巴細(xì)胞的增殖能力、NK細(xì)胞活性、血清IgG含量，以及巨噬細(xì)胞的吞噬能力。高啟禹等（2015）研究表明，灌胃較高劑量的山藥多糖可以使小鼠的體重明顯增加，還可抑制小鼠盲結(jié)腸內(nèi)條件致病菌，提高益生菌的增殖。Kong等（2009）發(fā)現(xiàn)在斷奶大鼠日糧中添加山藥多糖，可以促進(jìn)其免疫應(yīng)答與生長。仔豬是養(yǎng)豬生產(chǎn)中提高效率與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，但由于仔豬消化與免疫等生理機(jī)能發(fā)育不完善，以及斷奶應(yīng)急，容易導(dǎo)致仔豬腹瀉等疾病的發(fā)生，嚴(yán)重影響仔豬的生長發(fā)育。因此，如何提高斷奶仔豬免疫力，促進(jìn)仔豬生長是養(yǎng)豬生產(chǎn)的重要問題。目前，有關(guān)山藥多糖在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究鮮見報(bào)道。因此本研究以山藥多糖為添加劑，探討其對仔豬生長性能與腸道菌群的影響，旨在為有效利用山藥多糖開發(fā)綠色中草藥飼料添加劑提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)日糧 試驗(yàn)用基礎(chǔ)日糧按照NRC（2012）豬營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制，原料組成及營養(yǎng)水平見表1。山藥多糖購于陜西哈拿生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)選用體重7.6 kg左右的杜×長×大三元雜交斷奶仔豬 （由河南省沈丘縣春發(fā)養(yǎng)殖場提供），按胎次一致、體重相近、公母各半的分組方法，采用隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，分為5組，每組3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6頭。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，不添加山藥多糖；其他組在基礎(chǔ)日糧中分別添加0.01%、0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖。試驗(yàn)采用群飼，飼養(yǎng)管理按常規(guī)進(jìn)行，自由采食和飲水，預(yù)試期7 d，正試期40 d。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平

1.3 腸道取樣 飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，隨機(jī)從每組的每個(gè)重復(fù)中選擇體重相近的健康仔豬各2頭（公母各半），共 30頭，自由飲水，停食12 h。然后采用頸靜脈放血的辦法處死，打開腹腔，在每頭仔豬相同部位結(jié)扎十二指腸、空腸、回腸和盲腸，在結(jié)扎的兩端剪斷，用酒精棉球消毒各斷口，放入消毒容器中，于4℃下立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 生產(chǎn)性能指標(biāo) 分別于試驗(yàn)正式開始和結(jié)束時(shí)，禁食（自由飲水）12 h稱重。記錄試驗(yàn)期間每日耗料量，計(jì)算試驗(yàn)仔豬日平均采食量、平均日增重、料重比。

日平均采食量：以每個(gè)重復(fù)為單位記錄每天日糧喂量，計(jì)算日平均采食量；

平均日增重：分別于試驗(yàn)正式開始和結(jié)束時(shí)，稱量仔豬空腹體重，并計(jì)算平均日增重；

料重比：由日平均采食量和平均日增重之比得出。

1.4.2 腹瀉指標(biāo) 每天記錄仔豬腹瀉情況，腹瀉判斷參照王純剛等（2009）的方法，按以下公式計(jì)算：

腹瀉率/%=（腹瀉頭數(shù)×腹瀉天數(shù)）/（仔豬頭數(shù)×試驗(yàn)天數(shù)）×100。

1.4.3 腸道菌群測定 腸道菌群測定參照朱葉萌等（2011）方法。在超凈工作臺中，分別取十二指腸、空腸、回腸和盲腸內(nèi)容物0.5 g，放入無菌試管中，加入無菌生理鹽水4.5 mL，在磁力振蕩器振蕩5 min，此液為 10-1稀釋液。然后吸取此稀釋液0.5 mL于另一無菌試管內(nèi)，加入4.5 mL無菌生理鹽水進(jìn)行10-2稀釋，混勻后，再依次進(jìn)行10-3～10-6倍稀釋。分別將不同腸段、不同稀釋度的0.1 mL稀釋液涂于各鑒定培養(yǎng)基上 （每個(gè)稀釋度設(shè)3個(gè)重復(fù)）。乳酸桿菌接種于乳酸菌培養(yǎng)基中，37℃厭氧培養(yǎng)48 h后，采用平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。大腸桿菌、沙門氏菌分別在伊紅美蘭、志賀氏-沙門氏瓊脂培養(yǎng)基，37℃有氧培養(yǎng) 24 h后進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。結(jié)果用每克腸道內(nèi)容物中細(xì)菌個(gè)數(shù)（×106cfu/g）表示。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采集數(shù)據(jù)全部用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件中的One-Way ANOVA進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，用P<0.05表示顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 山藥多糖對仔豬生長性能的影響 山藥多糖對仔豬生長性能的影響見表2。在日糧中添加一定量的山藥多糖能夠不同程度地促進(jìn)仔豬生長、增加日平均采食量、降低料重比與腹瀉率。與對照組相比，0.01%、0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組平均日增重分別提高了13.61%、20.39%、26.47%、23.53%（P<0.05）， 其中 0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組顯著高于0.01%組。0.01%、0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組的日平均采食量比對照組分別提高了 10.69%、12.98%、14.15%、16.56%（P<0.05）。料重比比對照組分別降低了3.55%（P>0.05）、7.11%（P<0.05）、10.66%（P<0.05）、6.60%（P<0.05）。 腹瀉率分別顯著降低了29.11%（P<0.05）、48.45%（P<0.05）、54.31%（P<0.05）、51.87%（P<0.05）。

2.2 山藥多糖對仔豬腸道菌群的影響 十二指腸內(nèi)容物菌群分析結(jié)果顯示（表3），與對照組相比，0.01%、0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組十二指腸內(nèi)容物中，乳酸桿菌數(shù)量分別增加了17.96%、22.82%、32.77%、30.83%（P<0.05）； 大腸桿菌數(shù)量分別降低了 29.27%、35.66%、38.80%、33.70%（P<0.05）；沙門氏菌數(shù)量分別降低了12.09%、36.87%、39.28%、30.68%（P<0.05）。 其中，0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組效果較好，但三組間無顯著差異（P>0.05）。

表2 山藥多糖對仔豬生長性能的影響

空腸內(nèi)容物菌群分析結(jié)果顯示，與對照組相比，0.01%、0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組空腸內(nèi)容物中，乳酸桿菌數(shù)量分別增加了14.51%、28.35%、24.39%、23.74%（P<0.05）； 大腸桿菌數(shù)量分別降低了 9.77%（P>0.05）、16.73%（P<0.05）、28.38%（P<0.05）、22.18%（P<0.05）；沙門氏菌數(shù)量分別降低了22.42%、28.25%、42.01%、35.82%（P<0.05）。 其中，0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組間無顯著差異（P>0.05）。

回腸內(nèi)容物菌群分析結(jié)果顯示，與對照組相比，0.01%、0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組回腸內(nèi)容物中，乳酸桿菌數(shù)量分別增加了11.93%、27.54%、26.46%、25.40%（P<0.05）； 大腸桿菌數(shù)量分別降低了 12.27%、18.49%、30.76%、24.72%（P<0.05）；沙門氏菌數(shù)量分別降低了13.96%、21.94%、33.91%、28.43%（P<0.05）。

盲腸內(nèi)容物菌群分析結(jié)果顯示，與對照組相比，0.01%、0.05%、0.1%、0.2%山藥多糖組盲腸內(nèi)容物中，乳酸桿菌數(shù)量分別增加了10.30%、15.35%、26.78%、20.79%（P<0.05）； 大腸桿菌數(shù)量分別降低了 11.61%、12.75%、21.92%、22.64%（P<0.05）；沙門氏菌數(shù)量分別降低了8.43%、13.06%、18.84%、15.04%（P<0.05）。

3 討論

動物腸道內(nèi)有數(shù)以萬計(jì)的微生物，其中數(shù)量最多的是細(xì)菌。這些微生物與動物體共同組成一個(gè)有機(jī)的整體，形成互惠共利的復(fù)雜關(guān)系，腸道菌群的平衡有利于提高動物免疫力，保證動物體的健康。仔豬由于消化與免疫等生理機(jī)能發(fā)育不完善，外加仔豬斷奶時(shí)飼料、營養(yǎng)、生理及環(huán)境條件的改變，易引起腸道菌群的變化，導(dǎo)致乳酸菌等有益菌減少，大腸桿菌等有害菌增多，使消化道菌群失調(diào)，從而引發(fā)仔豬腹瀉甚至死亡。Shimazu等（2019）發(fā)現(xiàn)，在豬日糧中添加海藻，可以改變腸道菌群，導(dǎo)致乳酸菌增加、大腸桿菌減少，進(jìn)而改善豬腸道健康和提高免疫力。Fu等（2019）在生長育肥豬日糧中添加酵母水解物（YH）發(fā)現(xiàn)，YH可提高豬盲腸中乳酸菌和芽孢桿菌，以及大腸中雙歧桿菌和芽孢桿菌的數(shù)量，促進(jìn)生長肥育豬的生長性能。Xie等（2020）研究表明，在肉雞日糧中添加0.3%刺槐豆酶解物，可增加腸絨毛表面積和有益菌數(shù)，抑制有害菌增殖，維持腸道菌群平衡，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。綜上所述，通過提高腸道內(nèi)有益菌數(shù)量、降低有害菌繁殖，可改善動物腸道健康和提高免疫力，進(jìn)而促進(jìn)動物生長。

表3 山藥多糖對仔豬腸道菌群的影響106cfu/g

研究證明，山藥多糖具有提高動物腸道有益菌數(shù)量、抑制有害菌繁殖、改善腸道健康、提高免疫力、促進(jìn)生長的作用 （于蓮等，2016a、2016b；Kong等，2009）。 高啟禹等（2015）分析山藥多糖對昆明小鼠的生長性能及腸道菌群影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，長期灌胃山藥多糖對小鼠的生長性能和腸道菌群有顯著影響，可以抑制腸桿菌與腸球菌的菌群數(shù)量，促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸桿菌的增殖。于蓮等（2016a）探討了使用納米山藥多糖制劑治療腸道菌群失調(diào)的大鼠，結(jié)果顯示納米山藥多糖制劑具有扶植雙歧桿菌等腸道優(yōu)勢菌群增殖，抑制大腸桿菌等致病菌群生長，增加腸道菌群豐富度，提高菌群總DNA數(shù)量，改善腸道菌群環(huán)境的作用，有助于腸道菌群失調(diào)的治療。Yang等（2015）研究表明，山藥多糖對大腸桿菌有一定的抑制活性，且其抑制活性隨樣品濃度的增加而提高。Meng等（2019）使用山藥皮作為鯉魚的飼料添加劑發(fā)現(xiàn)，鯉魚腸道內(nèi)黃桿菌和乳酸桿菌等有益菌的豐度增加，假單胞菌和弧菌等病原微生物的豐度降低，揭示了添加山藥皮可以通過調(diào)節(jié)腸道菌群和增強(qiáng)腸道防御屏障來提高鯉魚的免疫力。本研究結(jié)果與之類似，添加山藥多糖組可以促進(jìn)腸道乳酸桿菌的增殖，抑制大腸桿菌與沙門氏菌的菌群生長，其中0.1%的添加量效果最好，且添加山藥多糖組平均日增重均高于對照組，而料重比和腹瀉率低于對照組。進(jìn)一步證實(shí)了動物日糧中添加一定量的山藥多糖可以調(diào)節(jié)腸道菌群、提高免疫力、促進(jìn)生長。

綜上所述，山藥多糖可增強(qiáng)動物免疫力、促進(jìn)生長，有望開發(fā)成為一種天然的綠色飼料添加劑。目前，雖然有關(guān)山藥多糖的研究正不斷深入，但仍需進(jìn)行大量的藥理機(jī)制試驗(yàn)，為山藥多糖的開發(fā)利用提供新的理論依據(jù)。