崔英杰 高開國 楊雪芬 溫曉鹿 王 麗 蔣宗勇 尚秀國 朱曉萍

(1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院，佛山528000；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動物科學(xué)研究所，畜禽育種國家重點實驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南動物營養(yǎng)與飼料重點實驗室，廣東省畜禽育種與營養(yǎng)研究重點實驗室，嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室茂名分中心，廣州510640)

妊娠母豬繁殖性能受體況背膘和腸道健康的影響，而此階段飼糧多采用纖維營養(yǎng)調(diào)控策略[1]。大量研究證實，飼糧纖維可以通過增加母豬飽感，控制背膘厚度，以及促進(jìn)腸道蠕動，改善其腸道健康和生理代謝，提高母豬繁殖力[2-3]。雖生產(chǎn)上母豬飼糧廣泛使用纖維原料，但單胃動物消化液不含纖維素酶，不能分解纖維素，僅靠后腸微生物的發(fā)酵作用發(fā)揮營養(yǎng)功效[4]，同時由于食糜在單胃動物腸道停留時間短，微生物對纖維的發(fā)酵效果沒有反芻動物充分，從而降低了母豬對飼糧纖維的利用效率。有研究發(fā)現(xiàn)，單胃動物對纖維原料的表觀消化率低，其中大豆皮為10.45%(干物質(zhì)基礎(chǔ))、苜蓿為16.96%、麥麩為32.54%[5]。因而在當(dāng)前節(jié)能增效背景下，采用一定技術(shù)手段，通過體外預(yù)處理纖維素，提高纖維原料在單胃動物中營養(yǎng)功效具有重要的生產(chǎn)價值。

目前，富含纖維的非常規(guī)原料多采用發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，以提高單胃動物對其消化利用[6-9]，同時棉籽粕[10]、甜菜粕[11]、米糠粕[12]、大豆皮[13]、中藥渣[14]等進(jìn)行發(fā)酵后可以改善動物的腸道健康，但這種處理方式僅采用普通的微生物發(fā)酵工藝。眾所周知，菌酶協(xié)同發(fā)酵技術(shù)是一種高效的技術(shù)手段，在蛋白質(zhì)原料處理中廣泛應(yīng)用，其技術(shù)原理也特別適用于纖維原料營養(yǎng)價值的開發(fā)。大豆皮、苜蓿草粉和甜菜粕等是妊娠母豬飼糧中最常用的優(yōu)質(zhì)纖維原料，蘇瑩瑩等[15]采用乳酸菌厭氧發(fā)酵苜蓿草粉提高了母豬的繁殖性能。但目前通過菌酶協(xié)同發(fā)酵技術(shù)手段處理纖維原料的文獻(xiàn)資料較少，同時采用菌酶協(xié)同發(fā)酵技術(shù)處理纖維后，最終產(chǎn)物對母豬的繁殖性能和生理代謝的影響未見相關(guān)報道。因而，本研究通過菌酶協(xié)同發(fā)酵技術(shù)預(yù)處理大豆皮，并把其在妊娠母豬飼糧中等量梯度替代未發(fā)酵大豆皮，研究發(fā)酵大豆皮(fermented soybean hulls，F(xiàn)SH)對妊娠母豬繁殖性能、血漿生化及免疫指標(biāo)的影響效果，以期為高效開發(fā)利用纖維原料提供技術(shù)和理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗FSH制備所需各種原料和發(fā)酵工藝均由陽江某生物科技有限公司提供。風(fēng)干大豆皮原料首先經(jīng)過110 ℃烘烤10 min，粉碎過40目篩后，加入無菌水、酶制劑(纖維素酶活性>25 000 U/g)，并接種微生物(1×107CFU/g米曲霉活化孢子、1×109CFU/g酵母菌和枯草芽孢桿菌混合菌粉)，攪拌均勻后使水分含量在50%左右，把物料放入1 m×1 m×1 m的小木箱中，放置于32 ℃恒溫潔凈環(huán)境發(fā)酵2 d，然后在小木箱內(nèi)對物料進(jìn)行2次攪拌，接下來同等條件下繼續(xù)發(fā)酵3 d。45 ℃左右低溫烘干，粉碎，打包備用。FSH制備完成后為棕黃色粉末，氣味香甜。大豆皮發(fā)酵前后的營養(yǎng)水平見表1。

表1 大豆皮發(fā)酵前后的營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用單因素隨機(jī)分組設(shè)計，選用體重相近、遺傳背景一致、體況良好、發(fā)情期和配種日期接近的3～6胎次母豬(長×大)325頭，隨機(jī)分成5組，每組65個重復(fù)，每個重復(fù)1頭?；A(chǔ)飼糧參照NRC(2012)豬營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和中國《豬營養(yǎng)需要量》(GB/T 39235—2020)配制，其組成及營養(yǎng)水平見表2。試驗各組對應(yīng)飼糧為在基礎(chǔ)飼糧中用FSH逐步增加比例并等量替代未發(fā)酵大豆皮，各組FSH比例分別為0(FSH0組，對照)、2%(FSH2組)、4%(FSH4組)、6%(FSH6組)和8%(FSH8組)，對應(yīng)未發(fā)酵大豆皮比例分別為8%、6%、4%、2%和0。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗在廣西某國有大型原種豬場進(jìn)行。試驗?zāi)肛i自然發(fā)情，發(fā)情后采用人工授精(父本精液選擇遺傳背景一致的杜洛克公豬，并使用同批次稀釋精液)。母豬在配種后19～21 d通過B超測定妊娠狀況。妊娠成功的母豬從妊娠30 d開始飼喂對應(yīng)試驗飼糧，進(jìn)入正式試驗期。妊娠前期(30～90 d)所有母豬等量限飼飼糧2.5 kg/d，妊娠后期(91～110 d)飼喂3 kg/d，試驗飼糧均分成2份飼喂(08:00和16:00)。母豬采用單欄飼養(yǎng)，自由飲水，妊娠110 d進(jìn)入產(chǎn)房。其他飼養(yǎng)管理方式按照豬場常規(guī)管理規(guī)程和正常免疫程序進(jìn)行。試驗期間母豬流產(chǎn)和發(fā)生其他影響試驗結(jié)果的疾病，均從組中淘汰。

1.4 樣品采集及指標(biāo)測定

母豬妊娠60、90 d上午喂料2 h后，每組隨機(jī)選定6頭母豬，從耳靜脈采血5 mL放入肝素鈉管，在2 500 r/min、4 ℃離心20 min制備血漿，然后快速分裝于1.5 mL EP管，置-20 ℃冰箱保存。同時妊娠30和110 d用A超測定母豬P2點的背膘厚。分娩時記錄母豬窩產(chǎn)仔數(shù)、窩健仔數(shù)、仔豬損失數(shù)、初生窩重、初生個體重、產(chǎn)程等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，其中體重在1 000 g以上、皮膚紅潤且活力強的初生仔豬判定為健仔。

表2 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

2 Items Content SIDThr0.58 CF6.40 NDF13.91 ADF8.30

血漿中的生化指標(biāo)包括總蛋白、白蛋白、尿素、葡萄糖、甘油三酯、膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、鈣、磷含量及谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶活性，采用生化自動分析儀(SELECTRA ProXL，VITAL)測定。血漿中激素和免疫指標(biāo)采用上海酶聯(lián)生物科技有限公司的酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒測定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并以Tukey test for multiple comparisons檢驗試驗組間的顯著差異性，采用一般線性模型分析試驗處理因素(FSH添加比例)影響母豬繁殖性能的線性和二次效應(yīng)。數(shù)據(jù)采用平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示，P<0.05為差異顯著，0.05≤P<0.10為具有變化趨勢。

2 結(jié) 果

2.1 FSH對妊娠母豬繁殖性能的影響

由表3可知，隨著試驗飼糧FSH比例逐步增加，母豬窩健仔數(shù)、初生窩重和仔豬初生個體重呈線性增加(PLinear<0.05)，同時仔豬初生重標(biāo)準(zhǔn)差呈線性下降(PLinear<0.05)，母豬產(chǎn)程有線性降低趨勢(PLinear=0.076)，上述指標(biāo)都沒有二次效應(yīng)(PQuadratic>0.05)。FSH對仔豬初生窩重和初生重標(biāo)準(zhǔn)差有顯著影響(PANOVA<0.05)，其中與FSH0組(對照組)相比，高劑量組(FSH6組和FSH8組)顯著提高了仔豬初生窩重(PANOVA<0.05)，F(xiàn)SH4組、FSH6組和FSH8組仔豬初生重標(biāo)準(zhǔn)差顯著低于對照組和FSH2組(PANOVA<0.05)。試驗過程中觀察發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，F(xiàn)SH有緩解母豬便秘，改善母豬糞便松軟度的現(xiàn)象。

表3 FSH對妊娠母豬繁殖性能的影響

2.2 FSH對妊娠母豬血漿生化指標(biāo)的影響

由表4可知，隨著試驗飼糧FSH比例逐步增加，妊娠60 d，血漿尿素含量呈線性降低(PLinear<0.05)；妊娠60和90 d，血漿總蛋白含量和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性呈二次效應(yīng)變化(PQuadratic<0.05)；妊娠90 d，血漿堿性磷酸酶活性表現(xiàn)出二次效應(yīng)趨勢(PQuadratic=0.082)；妊娠60 d，F(xiàn)SH8組血漿谷草轉(zhuǎn)氨酶活性顯著高于FSH2組、FSH4組和FSH6組(PANOVA<0.05)，妊娠90 d，F(xiàn)SH4組血漿谷草轉(zhuǎn)氨酶活性顯著高于FSH2組和FSH8組(PANOVA<0.05)。

2.3 FSH對妊娠母豬血漿中激素含量的影響

由表5可知，隨著試驗飼糧FSH比例逐步增加，妊娠60 d，血漿胰島素含量表現(xiàn)出先降低后增加的二次效應(yīng)變化(PQuadratic<0.05)；妊娠90 d，血漿腎上腺素含量也呈二次效應(yīng)變化(PQuadratic<0.05)；妊娠60 d，F(xiàn)SH8組血漿胰島素含量顯著高于對照組(PANOVA<0.05)；而妊娠90 d，F(xiàn)SH2組血漿腎上腺素含量顯著低于對照組(PANOVA<0.05)。

表4 FSH對妊娠母豬血漿生化指標(biāo)的影響

表5 FSH對妊娠母豬血漿中激素含量的影響

2.4 FSH對妊娠母豬血漿中免疫球蛋白含量的影響

由表6可知，隨著試驗飼糧FSH比例逐步增加，妊娠60 d，血漿免疫球蛋白G和免疫球蛋白M含量呈線性增加(PLinear<0.05)，妊娠90 d沒有顯著影響(P>0.05)；妊娠60 d，F(xiàn)SH8組血漿免疫球蛋白M含量顯著高于對照組(PANOVA<0.05)。

表6 FSH對妊娠母豬血漿中免疫球蛋白含量的影響

3 討 論

3.1 FSH對妊娠母豬繁殖性能的影響

Reese等[16]根據(jù)1975～2007年24篇文章發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)飼糧纖維可使母豬窩均產(chǎn)仔數(shù)提高0.2～0.6頭；Sun等[17]也發(fā)現(xiàn)，添加0.6%魔芋粉相較于對照組提高了0.6頭窩均產(chǎn)仔數(shù)和0.4頭窩產(chǎn)活仔數(shù)。馮冬冬[18]用妊娠母豬研究小麥麩和脫脂米糠功效，發(fā)現(xiàn)飼糧纖維縮短了母豬產(chǎn)程，增加活仔數(shù)。上述研究結(jié)果充分說明，妊娠飼糧添加適量纖維可以改善母豬的繁殖性能，本試驗中FSH纖維營養(yǎng)屬性對母豬窩健仔數(shù)的改善效果這與以往研究結(jié)果基本一致。目前，關(guān)于采用菌酶協(xié)同發(fā)酵技術(shù)預(yù)處理飼糧纖維，研究其對母豬繁殖性能影響的文獻(xiàn)資料缺乏。但有研究發(fā)現(xiàn)，妊娠飼糧添加乳酸菌厭氧發(fā)酵苜蓿草粉可以提高仔豬均勻度，減少宮內(nèi)發(fā)育遲緩仔豬數(shù)，對提升母豬的繁殖性能具有積極作用[15]。雖然厭氧發(fā)酵與本研究采用的發(fā)酵技術(shù)工藝存在不同，但本研究中FSH兼具有發(fā)酵原料的基本營養(yǎng)特性，從而改善母豬體況和提高母豬繁殖力，包括對背膘厚增加值、窩產(chǎn)仔數(shù)、窩健仔數(shù)、初生窩重等有顯著影響[19]。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧FSH比例升高，母豬背膘厚增加值呈線性上升，其潛在作用機(jī)理可能是FSH中部分纖維被降解成母豬能消化利用的單糖和寡糖，消除了大豆皮固有抗?fàn)I養(yǎng)因子，以及提升發(fā)酵活性因子、蛋白質(zhì)、小肽和可溶性氨基酸含量等，改善了妊娠母豬對飼糧營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，進(jìn)而有利于背膘增加和繁殖性能改善，這與顧春燕等[20]研究報道發(fā)酵飼料的營養(yǎng)效果基本一致。同時也有研究證實，給五龍鵝飼喂FSH，其中含有的氨基酸、聚糖以及部分具有特殊生理活性的小肽，可以改善鵝對養(yǎng)分利用率，在采食量相同的情況下，試驗組五龍鵝體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成量提高[21]。另一個可能機(jī)理是FSH有利于改善宿主腸道微生物多樣性和豐度，腸道有益菌群更傾向利用已酵解預(yù)處理過的FSH底物，促進(jìn)有益微生物增殖，維持微生物區(qū)系的平衡[22]，同時有益菌豐度提高，產(chǎn)生大量揮發(fā)性脂肪酸，降低腸道內(nèi)環(huán)境pH，防止有害病原微生物的增殖[23]，改善了母豬的腸道健康和機(jī)體健康，有利于提高母豬繁殖性能[24]。不過關(guān)于FSH對母豬腸道微生物豐度和多樣性的影響效果還需要有充分試驗數(shù)據(jù)來進(jìn)一步研究證實。

3.2 FSH對妊娠母豬血漿生化指標(biāo)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，飼料原料經(jīng)過發(fā)酵后，其氨基酸含量上升，抗?fàn)I養(yǎng)因子含量下降，營養(yǎng)品質(zhì)和利用效率提高，有利于改善動物機(jī)體健康和生理代謝[25]。本研究中，母豬血漿生化指標(biāo)既反映FSH影響母豬對飼糧營養(yǎng)成分消化吸收程度，也是試驗因子(發(fā)酵原料)作用于妊娠母豬體況和胚胎發(fā)育的直接證據(jù)[26-27]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，血漿總蛋白含量和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性表現(xiàn)出二次效應(yīng)，可能機(jī)制是FSH影響了母豬肝臟生理代謝狀況；同時妊娠60 d血漿谷草轉(zhuǎn)氨酶活性普遍高于妊娠90 d，這是源于母豬不同妊娠階段胚胎、乳腺和自身機(jī)體營養(yǎng)需求的不同，導(dǎo)致母體肝臟健康和生理代謝的差異[28-30]。試驗結(jié)果需要特別指出的是FSH6組血漿谷草轉(zhuǎn)氨酶活性和總蛋白含量幾乎都處于二次效應(yīng)頂點，提示6% FSH對母豬肝臟的影響效果最好，結(jié)合生長數(shù)據(jù)仔豬初生重標(biāo)準(zhǔn)差FSH6組最小，說明6% FSH有利于改善母豬生理代謝，影響肝臟蛋白質(zhì)和氨基酸代謝功能，進(jìn)而促進(jìn)胚胎均衡發(fā)育，提高初生仔豬均勻度。

妊娠60 d，F(xiàn)SH導(dǎo)致母豬血漿中尿素含量呈線性降低，這反映母豬機(jī)體對蛋白質(zhì)和氨基酸利用效率提高[31]，劉澤民等[32]研究充分證實了尿素氮含量與氨基酸利用率的關(guān)系。尿素氮含量降低不僅說明母豬和胎兒更好地利用了飼糧氮源，也是繁殖性能中仔豬初生窩重增加的直接證據(jù)。大量研究證實，妊娠后期(90 d左右)母豬機(jī)體處于旺盛生理代謝狀態(tài)，胎兒骨骼發(fā)育需要母體提高鈣、磷代謝效率[33-35]，本試驗中，血漿堿性磷酸酶活性受FSH影響表現(xiàn)出二次效應(yīng)趨勢，同時6% FSH處于頂點，表明6% FSH有利于母豬鈣、磷代謝及改善胎兒發(fā)育，其中具體的機(jī)理還需要充分研究。

3.3 FSH對妊娠母豬血漿中激素含量的影響

以往的研究表明，纖維可以影響母豬激素分泌，進(jìn)而影響胎兒發(fā)育[36]。本試驗中，妊娠90 d母豬血漿腎上腺素含量呈二次效應(yīng)，目前沒有相關(guān)文獻(xiàn)資料可供參考，但腎上腺素影響動物機(jī)體能量代謝[37]，這說明適宜比例的FSH有益于母豬儲存能量和實現(xiàn)孕體合成代謝[38]。胰島素影響血糖，是母豬繁殖生理中一個重要激素。妊娠60 d，F(xiàn)SH使血漿胰島素含量呈二次效應(yīng)。已知纖維素除了影響母豬胰島素分泌，還會影響胰島素受體敏感性，來共同調(diào)控和維持動物血糖穩(wěn)定[39-40]。妊娠母豬糖代謝復(fù)雜，常有妊娠高血糖癥和胰島素抵抗[41]，同時大豆皮經(jīng)過發(fā)酵后，F(xiàn)SH營養(yǎng)功能已經(jīng)超越了其纖維特性，其中含有的單糖、寡糖、氨基酸、小肽和微生物代謝產(chǎn)物等，都會影響母豬糖代謝和胰島素含量[42]，因而，F(xiàn)SH對母豬血漿胰島素含量影響的具體機(jī)理還需要更多數(shù)據(jù)證實。

3.4 FSH對妊娠母豬血漿中免疫球蛋白含量的影響

發(fā)酵原料能提高動物機(jī)體免疫力。趙臣[43]發(fā)現(xiàn)母豬飼喂發(fā)酵豆粕,初乳中免疫球蛋白A和免疫球蛋白M的含量有所提高。章紅兵等[44]將玉米原料發(fā)酵，母豬血清中的免疫球蛋白A、免疫球蛋白M、免疫球蛋白G含量均有改善。Ahmed等[45]發(fā)酵石榴、銀杏和甘草混合物，豬血清免疫球蛋白G含量顯著提高。本試驗中，F(xiàn)SH線性提高妊娠母豬60 d血漿中免疫球蛋白M和免疫球蛋白G含量，同時FSH8組血漿免疫球蛋白M含量與對照組達(dá)到顯著水平，提示大豆皮經(jīng)過菌酶協(xié)同技術(shù)發(fā)酵后，F(xiàn)SH復(fù)合產(chǎn)物(寡糖、小肽和菌體代謝物等)對母豬免疫力有促進(jìn)的營養(yǎng)效果[46-47]，與以往的研究結(jié)果基本一致。母豬免疫力的提高，有利于胎兒發(fā)育和改善母豬繁殖性能[47]，這也間接印證了本試驗?zāi)肛i窩健仔數(shù)增加的結(jié)果。

4 結(jié) 論

FSH可以改善母豬血漿生化指標(biāo)和激素含量，增加血漿免疫球蛋白含量，對母豬的繁殖性能產(chǎn)生積極影響，包括增加仔豬初生窩重、初生個體重，降低仔豬初生重標(biāo)準(zhǔn)差，縮短母豬產(chǎn)程，提高窩健仔數(shù)。在本試驗條件下，綜合母豬機(jī)體生理代謝和繁殖性能數(shù)據(jù)，F(xiàn)SH在飼糧中的適宜添加比例為6%。