徐 杰, 陳中平, 周小輝, 王鴻澤,康 坤, 廖燦青, 李 彪
(1.安琪酵母股份有限公司,湖北宜昌 443003;2.安琪生物農(nóng)業(yè)科技有限公司,湖北宜昌 443200)
飼用活性干酵母是以糖蜜、 淀粉質(zhì)為主要原料,經(jīng)液態(tài)發(fā)酵通風(fēng)培養(yǎng)釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae), 并從其發(fā)酵醪中分離酵母活菌體,經(jīng)脫水干燥制得的可直接添加于飼料中的活菌產(chǎn)品,產(chǎn)品中的酵母活細(xì)胞數(shù)一般可達(dá)到150 億個(gè)/g 以上。 活性干酵母在體外一般處于休眠狀態(tài),進(jìn)入腸道后可通過耗氧來調(diào)節(jié)腸道腸道菌群結(jié)構(gòu),也能通過分泌消化酶、 產(chǎn)生有機(jī)酸等途徑幫助飼料消化(Crossland,2018);活性干酵母產(chǎn)品的實(shí)際作用效果與其菌種有很大的關(guān)聯(lián), 針對不同動(dòng)物種類(畜禽、反芻)的消化道特點(diǎn),其發(fā)揮作用的形式也具有差異(王鐸,2021)。
活性干酵母的使用對溫度環(huán)境有比較嚴(yán)格的要求,研究表明,釀酒酵母在50 ℃以上,99%以上的菌株都會死亡(ězdralevi c′,2012),因此,一般活性干酵母產(chǎn)品在飼料的制粒高溫條件下會失活,限制了其在顆粒飼料中的使用。 包埋技術(shù)是解決微生態(tài)制劑耐溫性問題一大解決思路, 通過包被處理,一方面,可改善微生態(tài)制劑產(chǎn)品的形態(tài),使其具有良好的流動(dòng)性與分散性, 更容易與其他飼料進(jìn)行混合;另一方面,能夠保護(hù)菌體,有效防止其在高溫、強(qiáng)酸環(huán)境下失活;此外還能起到一定的緩釋作用,使益生菌在腸道后段保留更高活性。本研究旨在評價(jià)包被活性干酵母對仔豬生長性能及胃腸道中菌群結(jié)構(gòu)的影響, 為其在顆粒飼料中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與分組 試驗(yàn)選取28 日齡左右遺傳背景相同, 體重相近的32 頭杜×長×大保育仔豬(公母各半),分為2 個(gè)處理組,每個(gè)處理組4 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1 欄豬,每欄4 頭豬(公母各2 頭)。
1.2 試驗(yàn)日糧與材料 試驗(yàn)基礎(chǔ)日糧按照NRC 2012 仔豬營養(yǎng)需要配制成顆粒飼料 (制粒溫度80 °C、環(huán)膜孔徑2.5 mm、壓縮比1:5.5)。 試驗(yàn)分組設(shè)計(jì)見表1,日糧組成及營養(yǎng)水平見表2,包被活性干酵母產(chǎn)品由安琪酵母股份有限公司提供(酵母活細(xì)胞數(shù)>150 億個(gè)/g) 。
表1 試驗(yàn)分組設(shè)計(jì)
表2日糧組成及營養(yǎng)水平
注:4%仔豬預(yù)混料中主要是多種維生素、多種礦物元素、抗氧化劑、蛋氨酸、蘇氨酸等。
1.3 飼養(yǎng)管理 日常管理及免疫程序按標(biāo)準(zhǔn)化種豬場常規(guī)飼養(yǎng)管理進(jìn)行, 試驗(yàn)前先飼喂過渡日糧(基礎(chǔ)日糧),試驗(yàn)開始后飼喂試驗(yàn)日糧,保證料槽飼料充足以供仔豬自由采食,自動(dòng)飲水器供水,室內(nèi)溫度維持常溫。 試驗(yàn)期間每日早上8 點(diǎn)結(jié)料,統(tǒng)計(jì)平均日采食量,記錄腹瀉、疾病、死亡發(fā)生情況。
1.4 指標(biāo)考察與測定方法
1.4.1 仔豬生長性能 嚴(yán)格記錄每欄試驗(yàn)豬每天飼料的供給及剩余情況,并計(jì)算平均日采食量、日增重、料重比。
平均日采食量(ADFI):記錄每日每欄試驗(yàn)豬教槽料的供給量及剩余量, 兩者之差即為每日實(shí)際采食量。 平均日增重(ADG):試驗(yàn)開始和第14天進(jìn)行試驗(yàn)仔豬全群稱重, 在試驗(yàn)期內(nèi)增加的體重除以試驗(yàn)總天數(shù)。料重比(FCR):在試驗(yàn)期內(nèi)消耗的全部飼料量與增重之比。
1.4.2 腹瀉率 每天上午逐頭檢查仔豬肛門,觀察各組仔豬有無糞便污染及紅腫并做好記錄,結(jié)合觀察到的腹瀉情況,每周綜合統(tǒng)計(jì)仔豬腹瀉率。
腹瀉率/%=試驗(yàn)期腹瀉仔豬頭次/(試驗(yàn)仔豬頭數(shù)×試驗(yàn)天數(shù))×100。
1.4.3 仔豬胃腸道各部位的酵母及其他微生物活菌數(shù) 試驗(yàn)第17 天在對照組和試驗(yàn)組各選取體重接近(±0.2 kg)的2 頭豬(1 頭公豬、1 頭母豬)進(jìn)行屠宰,剖出仔豬胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸和結(jié)腸六個(gè)腸段,取少量內(nèi)容物進(jìn)行酵母菌、大腸桿菌、乳酸桿菌平板法檢測計(jì)數(shù)。 其中,考慮到各微生物的分布特點(diǎn),大腸桿菌、乳酸桿菌活菌數(shù)僅分析回腸、盲腸、結(jié)腸段;各微生物平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)方法見表3。
表3 各微生物培養(yǎng)方法及檢測部位
1.5 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件中的one-way ANOVA 進(jìn)行單因素方差分析,差異顯著性用Duncan’s 多重比較法進(jìn)行, 以P<0.05 作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。
2.1 包被活性干酵母對仔豬生長性能的影響由表4 可知,酵母組較對照組,平均日采食量并未提高, 但平均日增重ADG 提高了6.8%(P>0.05),料重比FCR 降低了9.5%(P>0.05)。 表明日糧添加500 g/t 包被活性干酵母一定程度提高了仔豬的飼料消化率和增重。
表4 包被活性干酵母對仔豬生長性能的影響
2.2 包被活性干酵母對仔豬腹瀉率的影響 仔豬腹瀉率數(shù)據(jù)見圖1。 由于本試驗(yàn)采用的仔豬為剛斷奶的仔豬,試驗(yàn)剛開始時(shí)處于應(yīng)激狀態(tài),腹瀉率相對較高,隨著時(shí)間的推移,仔豬適應(yīng)力增強(qiáng),腹瀉率也逐漸降低。 本試驗(yàn)結(jié)果顯示, 酵母組無論是試驗(yàn)剛開始的第一周還是第二周, 其腹瀉率均處于較低的水平,其中,第一周和第二周的腹瀉率分別較對照組降低了57.1%、75.1%(P<0.05),表明日糧添加500 g/t 包被活性干酵母能夠顯著降低仔豬的腹瀉率,緩解斷奶應(yīng)激。
圖1 包被活性干酵母對仔豬腹瀉率的影響
2.3 包被活性干酵母對仔豬胃腸道中酵母活菌數(shù)的影響 由表5 可知, 對照組胃腸道中酵母活菌數(shù)處于相對較低的水平(<105cfu/g);而酵母組在胃腸道各部位活菌數(shù)含量均為106~108cfu/g,其中回腸酵母活菌數(shù)最高( >108cfu/g),結(jié)腸最低。 綜合考慮到胃腸道各部位內(nèi)容物水分含量的差異,結(jié)果表明,包被活性干酵母產(chǎn)品能夠耐受飼料制粒條件及胃腸道環(huán)境, 在仔豬胃腸道各部位均能維持較高活性。
表5 胃腸道各部位的酵母活菌數(shù)log10cfu/g
2.4 包被活性干酵母對仔豬胃腸道中其他微生物的影響 由表6 可知,酵母組組回腸、盲腸、結(jié)腸中大腸桿菌均低于對照組,其中,酵母組回腸中的大腸桿菌數(shù)顯著低于對照組(P<0.05),盲腸中的大腸桿菌相比于對照組有下降趨勢(P<0.1),酵母組與對照組乳酸桿菌數(shù)量無顯著差異。 由此可見,仔豬日糧中添加500 g/t 包被活性干酵母能夠降低仔豬腸道大腸桿菌的數(shù)量。
表6 包被活性干酵母對腸道微生物的影響lg cfu/g
包被技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各類飼料添加劑中,尤其在微生態(tài)制劑領(lǐng)域,唐仁龍(2018)通過海藻酸鈉和殼聚糖雙層包埋并經(jīng)擠壓法制備了包被乳酸桿菌, 在特定比例下表現(xiàn)出較為優(yōu)異的耐熱性能;秦騰飛(2017)等研究發(fā)現(xiàn),相對于正常培養(yǎng)的布拉迪酵母, 微膠囊包被的布拉迪酵母活菌數(shù)顯著增多,并有更多的乙醇產(chǎn)生;喻哲昊(2017)等研究發(fā)現(xiàn),包被微量元素具有防結(jié)塊、防拮抗、提高微量元素等特點(diǎn), 可改善育肥豬的生長性能和抗氧化能力;梁新曉(2014)通過乳化法制備海藻酸鈣微膠囊包被釀酒酵母和屎腸球菌, 相比于未包被的釀酒酵母,具有提高肉雞生長性能的趨勢,并可提高肉雞的脾臟和法氏囊指數(shù)。 包被工藝的好壞也決定了被包被添加劑產(chǎn)品的實(shí)際使用效果,傳統(tǒng)的包被技術(shù)主要通過物理化學(xué)方法、化學(xué)方法和物理機(jī)械法將壁材和活菌芯材進(jìn)行微膠囊化(韓金鳳,2017)。本試驗(yàn)采用的包被活性干酵母產(chǎn)品為核殼結(jié)構(gòu),其殼層為失活酵母,核層為活酵母,不僅具有較好的耐熱、耐濕性,且避免了由于傳統(tǒng)包被壁材帶來的不穩(wěn)定性和安全性等問題。本試驗(yàn)也驗(yàn)證了采用此種工藝包被的活性干酵母產(chǎn)品能夠耐受飼料制粒高溫,對仔豬生長性能、腹瀉情況均具有一定的改善作用。
酵母在腸道發(fā)揮作用的前提是能夠耐受胃酸、膽鹽等胃腸道脅迫因素,維持較高的活性,因此,活性干酵母需要根據(jù)動(dòng)物胃腸道環(huán)境的特點(diǎn),篩選較為適合的菌株。目前,通過體外發(fā)酵試驗(yàn)可研究酵母的糖代謝能力、碳源同化能力、pH、溫度耐受力等特性并進(jìn)行菌株的科學(xué)篩選。 布拉迪酵母是近些年來研究較多的一類菌種, 相比于普通釀酒酵母,布拉迪酵母適宜生長溫度更高,耐酸性更強(qiáng), 其生理差異可能與其9 號染色體為三倍體有關(guān)(Edwards,2007);布拉迪酵母具有較好的抗腹瀉作用, 與其能夠通過抑制腸炎病原菌和分泌多種酶降解腸炎毒素有關(guān)。龍廣(2015)研究發(fā)現(xiàn),母豬飼喂布拉迪酵母可有效抑制腸道中大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌的數(shù)量,且能夠改善仔豬的斷奶重;劉夢?。?020)等研究表明,早期斷奶羔羊飼喂0.1%的布拉迪酵母能夠一定程度降低羔羊腹瀉率,提高其腸道黏膜免疫水平;張喆(2016)報(bào)道布拉迪酵母也能干預(yù)嘔吐毒素誘導(dǎo)豬上皮細(xì)胞損傷,緩解嘔吐、腹瀉、發(fā)燒等問題。本研究中采用的包被活性干酵母菌種為布拉迪酵母,其在胃腸道各段中均能保持較高活性, 表現(xiàn)出較強(qiáng)的胃腸道耐受性。除此以外,本研究中包被活性干酵母表現(xiàn)出抑制腸道大腸桿菌的能力, 對乳酸菌等有益菌未構(gòu)成影響,這與龍廣(2015)的研究結(jié)果一致。 本試驗(yàn)結(jié)果揭示了包被活性干酵母可以通過抑制腸道病原菌增殖來減少仔豬斷奶應(yīng)激引起的腹瀉問題。
本研究結(jié)果表明,日糧中添加500 g/t 包被活性干酵母,能夠改善仔豬生長性能,降低腹瀉率,并且能顯著降低腸道中的大腸桿菌數(shù)量。