喻哲昊，李方方，張瑞陽，況應(yīng)谷，張 勇，朱宇旌*

(1. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；2. 福建深納生物工程有限公司，福建 永泰 350700)

微量元素是動(dòng)物必需的營養(yǎng)物質(zhì)，幾乎直接或間接地參與機(jī)體所有的生理和生化過程[1]，對(duì)各種生命生產(chǎn)活動(dòng)有著重要意義。 目前飼料中應(yīng)用的微量元素預(yù)混料產(chǎn)品大多是以粉狀的無機(jī)酸鹽或有機(jī)絡(luò)合、鰲合物產(chǎn)品為主要原料混合成的。 硫酸鹽類的微量元素極易吸收空氣中的水分而返潮結(jié)塊，造成微量元素性質(zhì)的變化而影響吸收；同時(shí)也會(huì)對(duì)飼料中的維生素、酶制劑等產(chǎn)生一定程度的破壞，并加速油脂的氧化；另外微量元素鹽還具有生物效價(jià)低、適口性差、穩(wěn)定性差、大劑量添加污染環(huán)境、粉塵多等缺點(diǎn)[2-5]。 而有機(jī)微量元素添加劑市場占有率低，原因是制作成本較高，且缺少工藝標(biāo)準(zhǔn)化、使用效果不穩(wěn)定[6]。 研究表明飼料包被技術(shù)具有避免拮抗反應(yīng)、遮掩不良?xì)馕哆M(jìn)而改善飼料適口性、提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能、提高微量元素利用率和穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)[7]，可在一定程度上改善目前微量元素添加劑存在的問題。 但目前有關(guān)包被微量元素在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的研究報(bào)道較少。 因此本試驗(yàn)擬研究飼糧中添加包被微量元素對(duì)育成及后備豬生長性能、血清抗氧化指標(biāo)、血清微量元素和腸道微生物的影響，為其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)選取60 頭體重為(25 ±1.12) kg 的大白母豬，按日齡、體重基本一致的原則，隨機(jī)分為3 組，每組20 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1 頭豬。 豬只在育成期(25 ～60 kg) 對(duì)照組采用普通硫酸鹽形式微量元素，添加量為Cu 66 mg/kg，F(xiàn)e 80 mg/kg，Mn 22 mg/kg，Zn 63 mg/kg，Se 0.25 mg/kg，I 1.0 mg/kg，；試驗(yàn)Ⅰ組同樣采用普通硫酸鹽形式微量元素，但添加量雙倍于對(duì)照組；試驗(yàn)Ⅱ組采用包被微量元素，添加量與對(duì)照組相同。 進(jìn)入后備期(60 ～120 kg)，對(duì)照組微量元添加量調(diào)整為Cu 10 mg/kg，F(xiàn)e 75 mg/kg，Mn 22 mg/kg，Zn 60 mg/kg，Se 0.25 mg/kg，I 1.0 mg/kg，其余設(shè)計(jì)同前。 基礎(chǔ)飼糧參照美國Choice Genetics種豬育種公司推薦的大白種豬的營養(yǎng)需要配制，育成期和后備期基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1、表2。 試驗(yàn)期間試驗(yàn)豬舍保證適宜的環(huán)境溫度、濕度及良好的通風(fēng)條件。 試驗(yàn)豬喂料充足，自由采食與飲水，日常飼養(yǎng)管理與免疫程序均按照?qǐng)鰞?nèi)規(guī)定執(zhí)行。

表1 育成母豬基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))%

表2 后備母豬基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))%

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)豬由遼寧艾德蒙種豬繁育有限公司提供。 包被微量元素添加劑產(chǎn)品(育成期為金多微SP700，后備期為金多微SP500A) 由福建深納生物工程有限公司提供。 包被涂層原料有一水硫酸亞鐵、五水硫酸銅、一水硫酸錳、一水硫酸鋅、一水亞硒酸鈉、碘酸鈣、六水氯化鈷、甘氨酸亞鐵、甘氨酸鋅、鋁硅酸鈉、微晶纖維素、淀粉。 依次經(jīng)過干燥和防潮處理，細(xì)?；蛿噭颍砑臃澜Y(jié)塊劑等工藝后，得到包被微量元素的涂層。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 生長指標(biāo) 試驗(yàn)采用奧斯本工業(yè)公司的全自動(dòng)生產(chǎn)性能測定系統(tǒng) (feed iIntake recording equipment，F(xiàn)IRE)，通過采用電子耳牌識(shí)別技術(shù)，在群體飼喂環(huán)境下對(duì)豬只個(gè)體進(jìn)行識(shí)別，并在此基礎(chǔ)上對(duì)測定豬的相關(guān)數(shù)據(jù)(如采食時(shí)間、采食量、體重等) 進(jìn)行全程精確測定。 并計(jì)算育成期(25 ～60 kg) 和后備期(60 ～120 kg) 的平均日增重(average daily gain，ADG)、平均日采食量 (average daily feed intake，ADFI) 和料重比 (feed to gain ration，F(xiàn)/G)。

1.3.2 血清抗氧化指標(biāo) 分別于育成期(約60 kg) 和后備期(約120 kg)，每個(gè)處理選取3頭豬，靜脈采血10 mL，靜止30 min，3 500 r/min離心10 min，制備血清，置于-20 ℃冰箱凍存。 采用雙抗體夾心法測定血清中的總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD) 和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px) 活性，試劑盒均由華英生物科技股份有限公司提供。

1.3.3 血清微量元素含量的測定 血清制備方法同1.3.2。 采用火焰原子吸收法分別測定血清中Cu、Fe、Mn、Zn、Se、I 的含量，試劑盒均由華英生物科技股份有限公司提供。

1.3.4 糞中微生物菌群的計(jì)數(shù) 分別于育成期(25 kg) 開始第21 天和后備期開始(60 kg)第42 天，每個(gè)處理選擇3 頭健康、體況相近的豬采集5 g 左右的新鮮糞樣，置于4 ℃冰箱保存，用于測定大腸桿菌、乳酸桿菌、雙歧桿菌菌群數(shù)量，采用平板涂布法計(jì)數(shù)。 于試驗(yàn)第28 天，每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)選取4頭仔豬，采取新鮮糞便約5 g，置于4 ℃冰箱保存，用于糞便微生物的測定。 采用平板涂布法對(duì)糞便中的大腸桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌進(jìn)行計(jì)數(shù)[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007 初步整理后使用SPSS 19.0 軟件的One -way ANOVE 程序進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果以平均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差(x±SD)表示，P＜0.01 為差異極顯著，P＜0.05 為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 包被微量元素對(duì)育成及后備豬生長性能的影響

由表3 可知，育成階段，試驗(yàn)Ⅱ組試驗(yàn)豬的ADG 極顯著高于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.01)；試驗(yàn)Ⅱ組ADFI 也顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)并極顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組 (P＜0.01)，同時(shí)試驗(yàn)Ⅰ組ADFI 顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)；從F/G 來看，試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組均極顯著低于對(duì)照組(P＜0.01)，且試驗(yàn)Ⅱ組極顯著低于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.01)。 后備階段，ADFI 試驗(yàn)Ⅰ組最低，試驗(yàn)Ⅱ組極顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.01)；試驗(yàn)Ⅱ組能顯著提高ADG (P＜0.05) 并顯著降低F/G (P＜0.05)。 而試驗(yàn)Ⅰ組對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)均無顯著影響(P＞0.05)。

表3 包被微量元素對(duì)育成及后備豬生長性能的影響

2.2 包被微量元素對(duì)育成及后備豬血清抗氧化指標(biāo)的影響

由表4 可知，育成階段，試驗(yàn)Ⅱ組顯著提高血液T-AOC (P＜0.05)，極顯著提高血清SOD (P＜0.01) 和GSH -Px (P＜0.01)。 試驗(yàn)Ⅰ組比對(duì)照組顯著提高血清SOD 和GSH -Px (P＜0.05) 活性。 后備階段，試驗(yàn)Ⅱ組顯著提高血清SOD (P＜0.05) 和GSH - Px(P＜0.05)活性，血清T-AOC 各組間差異不顯著(P＞0.05)，但兩個(gè)試驗(yàn)組均高于對(duì)照組。

2.3 包被微量元素對(duì)育成及后備豬血清微量元素含量的影響

由表5 可知，育成階段，試驗(yàn)Ⅱ組可顯著提高豬血清中除I 以外各微量元素含量(P＜0.05)，其中血清Zn 含量顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.05)。 試驗(yàn)Ⅰ組則可顯著提高豬血清中Cu、Fe、Se 含量(P＜0.05)，極顯著提高豬血清中Mn 含量(P＜0.01)。 試驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ組豬血清中I 含量無顯著差異(P＞0.05)，但均高于對(duì)照組(P＜0.05)。 后備階段，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅱ組顯著提高豬血清中Fe、Se 含量(P＜0.05)，其中血清Se 含量顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組(P＜0.05)。 試驗(yàn)Ⅰ組顯著提高豬血清中Mn 含量(P＜0.05)。 兩個(gè)試驗(yàn)組豬血清中Zn、I 含量顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)，但兩個(gè)試驗(yàn)組間差異不顯著(P＞0.05)。

表5 包被微量元素對(duì)育成及后備豬血清微量元素含量的影響μmol/mL

2.4 包被微量元素對(duì)育成及后備豬腸道菌群的影響

由表6 可知，育成階段，試驗(yàn)Ⅱ組腸道內(nèi)大腸桿菌數(shù)量極顯著低于試驗(yàn)Ⅰ組和對(duì)照組(P＜0.01)，并極顯著提高腸道內(nèi)乳酸桿菌(P＜0.01) 和雙歧桿菌(P＜0.01) 的數(shù)量，且顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組。 試驗(yàn)Ⅰ組能顯著提高腸道內(nèi)雙歧桿菌的數(shù)量(P＜0.05)。 后備階段，試驗(yàn)Ⅱ組能顯著降低腸道內(nèi)大腸桿菌數(shù)量(P＜0.05)。

表6 包被微量元素對(duì)育成及后備豬腸道菌群的影響CFU/g

3 討論

3.1 包被微量元素對(duì)育成及后備豬生長性能的影響

包被微量元素能通過掩蓋微量元素的不良?xì)馕逗涂诟懈纳骑暳线m口性，提高豬的采食量[9]。 本試驗(yàn)結(jié)果顯示，采用包被技術(shù)的試驗(yàn)Ⅱ組育成期ADFI 顯著提高，且育成期和后備期均極顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組。 而試驗(yàn)Ⅰ組ADFI兩個(gè)階段均低于對(duì)照組，尤其是育成期差異顯著，可見微量元素硫酸鹽雙倍添加對(duì)飼料的適口性有顯著不良影響，而包被處理微量元素可有效改善其對(duì)飼料適口性的不良影響。

研究認(rèn)為高Zn、高Fe、高Cu 對(duì)仔豬及生長育肥豬的生長性能有明顯提高作用，但到育肥期提高效果不明顯，且對(duì)環(huán)境造成污染[10-12]。 本試驗(yàn)結(jié)果顯示，微量元素硫酸鹽雙倍添加的試驗(yàn)Ⅰ組F/G 均低于對(duì)照組，尤其育成階段。 而采用包被技術(shù)的試驗(yàn)Ⅱ組ADG育成期極顯著高于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組，后備期也顯著高于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組；F/G 的改善效果優(yōu)于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組，說明包被微量元素可極顯著提高豬的生長性能，且育成期的效果優(yōu)于后備期。 包被微量元素通過防止微量元素拮抗，防止微量元素與其他營養(yǎng)物質(zhì)反應(yīng)，以及控制產(chǎn)品在消化道中的釋放速度而提高微量元素的利用率[13]。

3.2 包被微量元素對(duì)育成及后備豬血清抗氧化性能的影響

活性氧自由基(Reactive oxygen species，ROS) 是細(xì)胞正常能量代謝的副產(chǎn)物，也是機(jī)體免疫應(yīng)答的初級(jí)物質(zhì)[14]。 ROS 在細(xì)胞內(nèi)如果不及時(shí)清除，將引起胞內(nèi)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA 損傷等不良后果。 在生物進(jìn)化過程中產(chǎn)生了抗氧化機(jī)制維持生命活性，這些機(jī)制包括:天然脂溶性抗氧化劑，例如VE、類胡蘿卜素等；水溶性抗氧化劑，例如VC、血尿酸、肉堿等；抗氧化酶，例如SOD、GSH-Px 和過氧化氫酶(catalase，CAT)；硫醇氧化還原系統(tǒng)，由谷胱甘肽系統(tǒng)(谷胱甘肽- 谷胱甘肽還原酶-谷胱甘肽過氧化酶) 和硫氧蛋白還原系統(tǒng)(硫氧還蛋白/硫氧還蛋白過氧化物酶/硫氧還蛋白還原酶) 組成[15，16]。 傳統(tǒng)日糧中的微量元素添加劑會(huì)加速各種維生素的損失，已有研究證明采用包被技術(shù)的微量元素添加劑能提高預(yù)混料內(nèi)維生素的穩(wěn)定性[17]，進(jìn)而提高其抗氧化性能。

微量元素在機(jī)體抗氧化性方面有著重要作用。 Cu 和Zn 是胞內(nèi)SOD 的組成成分，Mn 是線粒體中SOD 組成成分[18]。 由微量元素引起的SOD 缺乏將導(dǎo)致胞內(nèi)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸的損傷甚至細(xì)胞凋亡[19-20]。 Zn 能直接或間接的參與抗氧化作用，例如介導(dǎo)金屬硫蛋白和充當(dāng)p53 共轉(zhuǎn)錄因子修復(fù)由氧化應(yīng)激引起的DNA損傷[21-22]。 越來越多的試驗(yàn)證明，適量濃度的Se 能提高GSH-Px 和GSH-Px mRNA 在動(dòng)物個(gè)體或細(xì)胞中的的活性，通過補(bǔ)充Se 減少腎細(xì)胞中的黃曲霉毒素b1 和豬腎上皮細(xì)胞中的赫曲霉素，起到抵抗氧化應(yīng)激的作用也是這一原理[23-26]。 當(dāng)機(jī)體缺乏Ca、K 等常量元素和Fe、Se、Zn 等微量元素時(shí)，將提高血清丙二醛(malondialdehyde，MDA) 水平導(dǎo)致焦躁癥等神經(jīng)疾病[27]。 同時(shí)采用有機(jī)復(fù)合微量元素能顯著降低蛋雞血漿MAD 含量，提高血漿抗氧化能力[28]。

本試驗(yàn)中，育成階段添加雙倍量未包被微量元素的試驗(yàn)Ⅰ組比對(duì)照組顯著提高了血清SOD 和GSH -Px 活性，而采用包被技術(shù)的試驗(yàn)Ⅱ組效果比試驗(yàn)Ⅰ組更好，顯著提高了血清T-AOC、SOD 活性和GSH -Px 活性。 后備階段，盡管兩個(gè)試驗(yàn)組的血清T -AOC 各組間差異不顯著，但兩個(gè)試驗(yàn)組均高于對(duì)照組，且試驗(yàn)Ⅱ組提高血清SOD 和GSH -Px 活性的效果更好。 說明添加雙倍量未包被微量元素和包被微量元素均可有效提高育成豬的抗氧化性能，但后者優(yōu)于前者，從生長階段來看表現(xiàn)為育成期效果優(yōu)于后備期。

3.3 包被微量元素對(duì)育成及后備豬血清微量元素含量的影響

豬血清中微量元素的含量可以體現(xiàn)出不同微量元素添加劑對(duì)豬各個(gè)成長階段吸收率的影響[29]。 本試驗(yàn)結(jié)果表明，采用包被技術(shù)的試驗(yàn)Ⅱ組在育成階段相比對(duì)照組顯著提高Cu、Fe、Mn、Zn、Se 含量，盡管試驗(yàn)Ⅰ組提高了育成豬的血清中Mn 含量，但對(duì)Zn 的含量卻無顯著影響。 后備階段，包被微量元素組能顯著提高豬血清中的Fe、Se 含量，添加雙倍量的未包微量元素試驗(yàn)組僅對(duì)血清中Mn 的含量有顯著提高作用。 總體來看，整個(gè)試驗(yàn)期包被微量元素對(duì)微量元素在豬血清中含量的影響均優(yōu)于雙倍量硫酸鹽試驗(yàn)組，且同樣表現(xiàn)為育成期的效果優(yōu)于后備期，但雙倍量硫酸鹽對(duì)血清中Mn 含量的影響似乎更為明顯。 多項(xiàng)試驗(yàn)表明，在后備豬日糧中以不同形式在NRC 限定范圍內(nèi)添加各種微量元素，對(duì)Cu、Fe、Zn 的血清沉積量無顯著影響，但是對(duì)Mn 和Se 在血清或肌肉中的影響各不相同[29-31]。 而本試驗(yàn)中添加包被微量元素卻可顯著增加育成豬血清中各微量元素以及后備豬血清中Fe 和Se 的沉積，且除Mn 外效果均優(yōu)于添加雙倍量的未包微量元素試驗(yàn)組，說明添加包被微量元素可顯著提高育成豬和后備豬對(duì)微量元素的吸收率，且能夠有效降低微量元素添加量，減少向環(huán)境中的排放。

3.4 包被微量元素對(duì)育成及后備豬腸道微生物的影響

研究表明，高劑量的鋅特別是ZnO 能降低仔豬腹瀉率，對(duì)大腸桿菌的抑制效果會(huì)由強(qiáng)變?nèi)酰襔nO 預(yù)防腹瀉是通過降低大腸桿菌對(duì)腸道屏障破壞以及對(duì)菌群結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，而經(jīng)包被處理后的ZnO 更容易起到該效果[32]。 有試驗(yàn)表明，添加硫酸銅能顯著抑制豬腸道內(nèi)大腸桿菌和鏈球菌等，提高腸道免疫力，其原理可能是抑制菌類所必須的酶的活性[32-33]。 有研究表明，飼糧中同時(shí)添加高鋅高銅，并進(jìn)行長達(dá)50 天的飼養(yǎng)后，豬腸道內(nèi)大腸桿菌數(shù)量明顯減少，同時(shí)檢測到抗性大腸桿菌[34]。Feldpausch 等在育肥豬飼料中添加125 mg/kg的Cu，發(fā)現(xiàn)腸道微生物顯著增強(qiáng)對(duì)四環(huán)素等抗生素的抗藥性[35]。 本試驗(yàn)中，后備期大腸桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌數(shù)量均多于育成期，很可能是各個(gè)菌種在長期的試驗(yàn)過程中逐漸產(chǎn)生抗性。 另外，添加雙倍量未包微量元素的試驗(yàn)Ⅰ組能顯著提高育成豬腸道內(nèi)雙歧桿菌的數(shù)量，說明增加微量元素添加量有助于提高豬腸道的有益菌數(shù)量，與前人研究結(jié)果一致。 采用包被微量元素的試驗(yàn)Ⅱ組在育成期能極顯著降低腸道內(nèi)大腸桿菌的數(shù)量，并極顯著提高腸道內(nèi)乳酸桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量，且三個(gè)指標(biāo)均顯著優(yōu)于試驗(yàn)Ⅰ組，這可能是因?yàn)椴捎冒患夹g(shù)的微量元素能夠定點(diǎn)緩釋，對(duì)腸道的免疫機(jī)能和腸道內(nèi)抑菌的抑制作用都有一定程度的提高。 而到了后備期，包被組與其他組之間的差異逐漸縮小，特別是乳酸菌和雙歧桿菌的數(shù)量差異已不顯著，其原因可能是后備期微量元素添加量降低，抑菌效果隨之降低，同時(shí)腸道內(nèi)微生物逐漸形成抗藥性的原因。

4 結(jié)論

與飼糧中添加雙倍硫酸鹽相比，微量元素包被微量元素可顯著促進(jìn)育成豬和后備豬的生長性能，提高其抗氧化性能和微量元素吸收率，顯著改善腸道菌群平衡狀態(tài)，育成豬的應(yīng)用效果優(yōu)于后備豬。