果寡糖(fructo-oligosaccharides，FOS)是益生元中一类很重要的非消化性碳水化合物，是蔗糖分子上以β-1,2-糖苷键结合数个D-果糖所形成的一组低聚糖的总称^[1]，在动物体内能够避开胃肠中内源性消化酶的消化降解，主要在后肠中作为底物被肠道中某些微生物如乳酸杆菌、双歧杆菌等有益微生物发酵^[2]，从而促进有益菌的增殖，抑制有害微生物生长,进而维持肠道健康,改善动物生产性能。在猪、鸡和马上的研究均表明，饲粮中添加一定量的果寡糖可以改善动物肠道菌群，有利于肠道健康，进而改善动物生产性能^{[3, 4, 5]}，但这些研究只阐述了果寡糖对生产性能及肠道健康的影响，没有进行更深层次的机理等方面的研究。并且果寡糖在繁殖母猪上特别是在初产母猪上的应用研究较少。关于果寡糖对妊娠母猪及仔猪血清微量元素含量、粪便挥发性脂肪酸(volatile fatty acids，VFA)含量的研究还很少见报道。而有研究表明，肠道中VFA特别是丁酸含量对肠道有修复作用。为此,本试验研究在初产母猪妊娠后期饲粮中添加果寡糖对生产性能，血清指标及粪便pH、微生物菌群数量和VFA含量等指标的影响，探讨果寡糖对母猪的作用效果及作用机理。 1 材料与方法 1.1 试验材料

果寡糖由日本明治制果药业珠式会社提供，有效含量98%。产品以砂糖为原料，经果糖转移酶催化形成，主要成分是三糖、四糖和五糖等短链果寡糖。 1.2 试验设计与试验动物

本试验采用单因子试验设计，考察饲粮中添加果寡糖对初产母猪生产性能、血清指标及粪便理化指标的影响。挑选体重相近、健康、妊娠80 d初产母猪30头，随机分为对照组和果寡糖组。每组5个重复，每个重复3头母猪。对照组母猪饲喂基础饲粮，果寡糖组母猪从妊娠第85天开始，在基础饲粮中添加0.3%果寡糖，至17 d的泌乳期结束。 1.3 试验饲粮

基础饲粮参照NRC(2012)饲养标准分别配制母猪妊娠后期和泌乳期饲粮，基础饲粮组成及营养水平见表1。对照组饲粮中除不含果寡糖外，其他饲粮组成与果寡糖组相同。仔猪饲粮来自双胞胎集团股份有限公司的教槽料，营养水平为消化能14.48 MJ/kg、粗蛋白质含量19.25%。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Compositions and nutrient levels of the basal diets (air-dry basis) % 项目 Items 妊娠后期 Late pregnancy 泌乳期 Lactation 原料 Ingredients 玉米 Corn 48.50 47.15 小麦Wheat 17.00 20.00 麸皮 Wheat bran 19.00 8.00 豆粕 Soybean meal 12.30 21.10 石粉 Limestone 1.00 0.70 磷酸氢钙 CaHPO4 1.00 0.90 食盐 NaCl 0.34 0.30 赖氨酸盐酸盐 Lys·HCl 0.16 0.15 氯化胆碱 Choline chloride(50%) 0.10 0.10 微量元素预混料 Trace mineral premix1) 0.50 0.50 豆油 Soybean oil 1.00 维生素预混料 Vitamin premix2) 0.03 0.03 抗氧化剂 Antioxidant 0.03 0.03 复合酶制剂 Compound enzyme 0.04 0.04 合计 Total 100.00 100.00 营养水平 Nutrient levels 消化能 DE/(MJ/kg) 13.05 13.42 粗蛋白质 CP 14.20 16.92 钙 Ca 0.70 0.65 磷 P 0.63 0.60 有效磷 AP 0.33 0.32 赖氨酸 Lys 0.73 0.92 蛋氨酸 Met 0.20 0.23 1)微量元素预混料为每千克饲粮提供The trace elements premix provides the following per kg of diets：Cu 20 mg，Fe 80 mg，Zn 80 mg，Mn 30 mg，Se 0.2 mg，I 0.3 mg。 2)维生素预混料为每千克饲粮提供The vitamin premix provides the following per kg of diet：VA 12 000 IU,VD3 2 000 IU，VE 120 IU，VK 30.5mg，生物素 biotin 0.25 mg，叶酸 folic acid 5 mg，烟酸 niacin 50 mg，泛酸 pantothenic acid 40 mg，核黄素 riboflavin 2.5 mg，VB1 2 mg，VB6 1 mg，VB12 10 μg。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Compositions and nutrient levels of the basal diets (air-dry basis) %

按猪场常规方法进行饲养管理，妊娠猪限位栏饲养,每日喂2次(08:00和16:30)，每次以基本吃完为准，自由饮水，母猪产仔当天，补充足量多维、葡萄糖(Glu)溶液，采食量不超过1 kg。供试母猪在分娩前1周迁移至产仔舍，母猪在哺乳期间自由采食,第17天断奶。 1.5 测定指标与方法 1.5.1 母猪和仔猪生产性能测定

母猪采食量测定：母猪妊娠第85天至哺乳期结束，记录每头母猪每天的采食量。

母猪的产程：指母猪产下第1头仔猪至胎衣排出的过程所需要的时间。记录每头母猪的产程。

记录每头母猪总产仔数、活仔数、健仔数(体重大于0.85 kg)，仔猪初生重、断奶重。并计算出活仔率、健仔率和仔猪平均日增重。 1.5.2 母猪及仔猪血清指标的测定

在母猪产后第15天，每个重复各挑选1头母猪及仔猪，用一次性采血器从前腔静脉采血8 mL，以3 000 r/min离心10 min，吸取上层血清置于EP管中,冷冻保存在-20 ℃冰箱,采用HITACHI 7170A全自动生化分析仪测定血清总蛋白(TP)、球蛋白(GLB)、白蛋白(ALB)、Glu、尿素氮(UN)含量。计算白蛋白/球蛋白(ALB/GLB)。量取0.5 mL血清，分别放入消化管中，加入4 mL硝酸和2 mL过氧化氢，同时做空白对照，对称放置于ETHOSE型微波消解仪中消化，溶解定容后采用Z-2000系列原子吸收分光光度计测血清中铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)含量。 1.5.3 母猪粪便pH、微生物菌群数量及VFA含量测定

粪便pH测定：取5 g新鲜粪样用10 mL蒸馏水稀释后，用pH酸度计测定其pH。

菌群培养和计数：在母猪产后第15天，每个重复随机抽取1头健康母猪，用酒精棉球消毒肛门，随即取新鲜粪样放入已灭菌塑料袋中，运回试验室，分别采用乳酸杆菌选择性培养基和麦康凯培养基，培养并计算新鲜粪中大肠杆菌和乳酸杆菌数。菌群数量用log CFU/g新鲜粪样表示。

粪便VFA含量的测定：取新鲜2 g粪样,用超纯水8 mL进行5倍稀释,混合均匀后于4 ℃下10 000 r/min离心15 min,取上清液1.5 mL加入0.3 mL 8.2%偏磷酸溶液混合均匀，冰浴30 min，再于4 ℃下10 000 r/min离心15 min，取上清液，在GC-900A型气相色谱仪上测乙酸、丙酸、丁酸含量。 1.6 统计分析

采用SPSS 15.0统计软件对数据进行分析，并进行T检验，以P<0.01(差异极显著)或P<0.05(差异显著)为显著性标准，试验结果用平均值±标准误表示。 2 结果与分析 2.1 添加果寡糖对母猪和仔猪生产性能的影响

表2表明，母猪饲粮中添加果寡糖，对产程、总产仔数、活仔数无显著影响(P>0.05)，有提高活仔率和初生重的趋势，但差异不显著(P>0.05)。母猪饲粮中添加果寡糖对健仔数没有显著影响(P>0.05)，而极显著提高了健仔率、仔猪断奶重和平均日增重(P<0.01)。母猪饲粮中添加果寡糖添加果寡糖显著提高了母猪妊娠后期和哺乳期采食量(P<0.05)。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 添加果寡糖对母猪和仔猪生产性能的影响 Table 2 Effects of FOS on performances of sows and piglets 项目 Items 对照组 Control group 果寡糖组 FOS group 母猪 Sows 产程 Birth process time/h 3.70±0.33 4.36±0.42 总产仔数 Total litter size 12.23±0.63 11.45±0.76 活仔数 Live litter size 10.00±0.78 10.09±0.76 活仔率 Live litter rate/% 81.06±4.44 88.67±4.12 健仔数 Healthy litter 8.54±0.61 9.72±0.72 健仔率 Healthy litter rate/% 70.02±4.36A 85.66±4.30B 妊娠后期采食量 Late pregnancy feed intake/kg 2.09±0.06a 2.40±0.14b 哺乳期采食量 Lactation feed intake/kg 4.10±0.12a 5.12±0.16b 仔猪 Piglets 初生重 Birth weight/kg 1.27±0.06 1.42±0.07 断奶重 Weaning weight/kg 4.12±0.18A 5.08±0.16B 平均日增重 Average daily gain/g 178.27±9.17A 226.56±9.58B 同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同。 In the same row,values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05),and with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01). The same as bellow.

表2 添加果寡糖对母猪和仔猪生产性能的影响 Table 2 Effects of FOS on performances of sows and piglets

表3表明，饲粮中添加果寡糖显著增加了母猪血清TP、GLB含量及ALB/GLB(P<0.05)，而对母猪血清ALB、Glu、UN、Fe、Cu和Zn含量无显著影响(P>0.05)。表4表明，母猪饲粮中添加果寡糖，显著提高了仔猪血清中Fe、Cu含量(P<0.05)，而对其他血清指标无显著影响(P>0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 添加果寡糖对母猪血清指标的影响 Table 3 Effects of FOS on serum indexes of sows 项目 Items 对照组 Control group 果寡糖组 FOS group 总蛋白 TP/(g/L) 68.90±1.72a 78.90±2.92b 白蛋白 ALB/(g/L) 33.26±1.59 33.70±1.37 球蛋白 GLB/(g/L) 35.20±1.57a 45.64±3.59b 白蛋白/球蛋白 ALB/GLB 0.75±0.07a 0.97±0.07b 葡萄糖 Glu/(mmol/L) 3.31±0.33 3.83±0.16 尿素氮 UN/(mmol/L) 4.70±0.53 4.35±0.34 铁 Fe/(mg/kg) 20.34±1.93 20.87±2.11 铜 Cu/(mg/kg) 42.99±1.43 40.80±2.30 锌 Zn/(mg/kg) 21.94±1.94 21.06±1.81

表3 添加果寡糖对母猪血清指标的影响 Table 3 Effects of FOS on serum indexes of sows

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 添加果寡糖对仔猪血清指标的影响 Table 4 Effects of FOS on serum indexes of piglets 项目 Items 对照组 Control group 果寡糖组 FOS group 总蛋白 TP/(g/L) 46.26±1.35 49.48±2.65 白蛋白 ALB/(g/L) 27.44±1.06 29.47±1.31 球蛋白 GLB/(g/L) 18.82±0.95 20.02±1.86 白蛋白/球蛋白 ALB/GLB 1.47±0.09 1.52±0.12 葡萄糖 Glu/(mmol/L) 7.20±0.33 7.17±0.12 尿素氮 UN/(mmol/L) 2.43±0.41 3.06±0.29 铁 Fe/(mg/kg) 22.68±4.24a 34.67±4.84b 铜 Cu/(mg/kg) 37.62±2.52a 47.23±2.90b 锌 Zn/(mg/kg) 29.18±2.56 32.22±2.72

表4 添加果寡糖对仔猪血清指标的影响 Table 4 Effects of FOS on serum indexes of piglets

表5表明，饲粮添加果寡糖显著降低了母猪粪便pH和大肠杆菌数量(P<0.05)，显著增加了粪便中乙酸、丙酸和丁酸的含量(P<0.05)，增加了粪便中乳酸杆菌数量，但差异不显著(P>0.05)。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 添加果寡糖对母猪粪便pH、微生物菌群数量及VFA含量的影响 Table 5 Effects of FOS on fecal pH,microbial population and VFA contents of sows 项目 Items 对照组 Control group 果寡糖组 FOS group pH 6.79±0.16b 6.42±0.38a 大肠杆菌 Escherichia coli/(log CFU/g) 7.95±0.64b 6.93±0.60a 乳酸杆菌 Lactobacilli/(log CFU/g) 9.44±0.43 9.78±0.26 乙酸 Acetate/(mg/g) 2.32±0.17a 2.56±0.20b 丙酸 Propionate/(mg/g) 0.63±0.05a 0.78±0.09b 丁酸 Butyrate/(mg/g) 0.34±0.02a 0.49±0.08b

表5 添加果寡糖对母猪粪便pH、微生物菌群数量及VFA含量的影响 Table 5 Effects of FOS on fecal pH,microbial population and VFA contents of sows

饲粮中添加果寡糖可提高动物生产性能。马秋刚等^[6]在35日龄的断奶仔猪饲粮中添加0.4%果寡糖，发现显著提高平均日增重，显著降低料重比，且腹泻率显著降低。谭聪灵等^[7]给20 kg左右的仔猪添加果寡糖，发现0.3%和0.5%添加量的仔猪和对照组相比，平均日增重分别提高了9.21%和6.05%，且0.3%添加组料重比显著低于对照组。该课题组随后在母猪上的研究也表明，0.3%果寡糖组可增加窝活仔数，提高21 d断奶体重，且提高母猪泌乳量^[8]。本试验结果表明，在母猪妊娠后期饲粮中添加0.3%果寡糖极显著提高了健仔率、仔猪断奶重和平均日增重。本试验结果没有测定母猪泌乳量，但仔猪断奶重和平均日增重显著增加，可以推测应该是母猪泌乳量增加所致。果寡糖的促生长作用在于能调节肠道微生物平衡，果寡糖可选择性地被双歧杆菌、乳酸杆菌利用，降低肠内pH,抑制有害菌的增殖，从而维持肠道健康,提高动物机体免疫力,并提高消化酶的活性^[9]，达到提高动物生产性能的目的。

本试验关于添加果寡糖对采食量的影响研究结果与前人研究不一致，马秋刚等^[6]在仔猪上的结果表明，添加0.4%的果寡糖对采食量无显著影响。本试验结果表明，饲粮中添加0.3%果寡糖可显著提高母猪妊娠后期和哺乳期采食量。试验结果不一致可能是受到饲粮组成、动物品种及生长阶段、果寡糖的添加量及添加时间等因素的影响^[10]。本试验结果还表明，饲粮中添加果寡糖对总产仔数、活仔数无显著影响，主要原因是产仔数大部分由孕前30 d决定，受排卵数和胚胎存活率的影响，胚胎死亡往往是在配种后30 d发生^[11]。而本试验是在妊娠第85天后添加，因而对总产仔数和活仔数无显著影响。 3.2 添加果寡糖对母仔猪血清指标的影响

血清TP分为ALB和GLB，其含量是反映动物机体营养水平、蛋白质的吸收和代谢状况，血清中ALB含量的升高可能有助于蛋白质在机体组织中的沉积，血清GLB与机体免疫功能息息相关，其含量可反映机体的抵抗力。谭聪灵等^[8]研究发现，不同添加量果寡糖可显著提高母猪血清TP、GLB含量。本试验中，母猪饲粮中添加0.3%的果寡糖，显著增加了母猪血清中ALB和GLB含量，表明果寡糖有可能提高机体免疫力。血清UN含量反映了蛋白质吸收的效率，可以准确地反映动物机体内蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状况^[12]。本试验中，血清UN在母猪和仔猪差异虽不显著，但在母猪有下降趋势，而在仔猪有上升趋势，可能的原因是添加果寡糖后，可使母猪分解蛋白质能力降低，相应蛋白质沉积可能增加，进而有可能提高母乳的血清蛋白质含量和改善哺乳仔猪的蛋白质利用率，从而促进仔猪生长。同时，果寡糖组仔猪血清UN含量高于对照组，有可能是仔猪从母体吸收蛋白质的量相对于需要量较高，致使组织蛋白质合成增加，因而平均日增重增加的同时血清UN含量也会有增加的趋势，这与陈旭东等^[13]的研究结果较为一致。关于果寡糖对仔猪血清UN含量的影响还有待于进一步的研究。

关于果寡糖对动物血清微量元素含量影响的研究较少。Scholz-Ahrens等^[14]研究发现，饲粮中添加果寡糖能够促进钙离子(Ca²⁺)、Mg²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺的吸收。其原因，一方面果寡糖在后肠发酵的过程中被结合的矿物元素离子释放出来，变得可被吸收。且发酵产生的VFA降低了肠道pH，从而增加了矿物元素的溶解性和可吸收性。另一方面，发酵产物VFA，尤其是丁酸和乳酸增强了肠上皮细胞对矿物元素离子的吸收能力^[15]。Morohashi等^[16]研究表明，给小鼠饲粮中添加5%的果寡糖，血清Ca²⁺含量没有显著提高，但小肠钙的吸收率较对照组相比显著提高。本试验出现了比较有趣的结果：母猪饲粮中添加0.3%的果寡糖对母猪血清Fe、Cu、和Zn的含量无明显影响，却显著提高了仔猪血清中Fe、Cu含量。由于本试验没有测相关矿物元素的吸收率，因而这还有待于进一步的研究。但可以肯定的是Ca²⁺、Mg²⁺等离子吸收的增加对肠道健康有很重要的意义，可以通过调节动物胃肠道发育改善动物生产性能。 3.3 添加果寡糖对母猪粪便pH、微生物菌群数量及 VFA含量的影响

关于果寡糖对粪便pH、微生物菌群数量的研究已有一些报道。Berg等^[17]在马上的研究结果表明，粪便pH随着饲粮中果寡糖的含量的增加而线性降低，可显著降低粪便中大肠杆菌的数量，而对乳酸杆菌数量无显著影响。粪便中乙酸、丙酸、丁酸和总VFA含量均显著降低。胡彩虹等^[18]在肥育猪饲粮中添加0.50%和0.75%果寡糖，发现结肠中双歧杆菌、乳酸杆菌数量分别增加了299.49%和314.81%、97.40%和141.67%,大肠杆菌数量也显著下降，并显著降低了结肠内容物pH。本研究结果表明，添加果寡糖显著降低了母猪粪便中pH，显著降低了粪便中大肠杆菌数量，与前人结果基本一致。但关于果寡糖对母猪粪便VFA含量的影响还未见报道。研究表明，肠道VFA能维持肠道健康，一方面在于VFA的产生能降低肠腔内pH，有利于抑制腐生菌的生长。另一方面，丁酸是结肠黏膜细胞的主要能量来源，对大肠健康影响最为突出，能发挥抗炎症作用^[19]。本试验结果表明，母猪妊娠后期饲粮中添加果寡糖后，粪便中大肠杆菌数量显著降低，乙酸、丙酸和丁酸的含量均显著提高，这可能就是果寡糖改善肠道健康，提高母仔猪生产性能的机理所在。进一步研究表明，在断奶仔猪饲粮中添加8 g/L的果寡糖，发现盲肠中双歧杆菌和乳酸杆菌的数量显著增加，隐窝深度极显著降低，肠道多胺含量显著增加^[20]。而多胺参与细胞的增殖与凋亡，有利于肠道健康^[21]。因此饲粮中添加果寡糖可作为后肠微生物营养源，调节肠道菌群，产生VFA，从而促进动物肠道健康。 4 结 论

① 母猪妊娠后期饲粮中添加0.3%的果寡糖，显著提高了母猪妊娠后期和哺乳期采食量，极显著提高了健仔率、仔猪断奶重和平均日增重，即改善了母猪和仔猪生产性能。

② 母猪妊娠后期饲粮中添加0.3%的果寡糖，显著提高了仔猪血清中Fe、Cu含量。

③ 添加果寡糖显著降低了母猪粪便中pH和大肠杆菌数量，显著增加了粪中乙酸、丙酸和丁酸的含量。

④ 母猪妊娠后期饲粮中添加0.3%的果寡糖，可提高母猪粪便中VFA的含量、降低pH、调节肠道菌群，并促进部分微量元素的吸收，进而提高母猪和仔猪生产性能。