2. 浙江大学动物科技学院, 杭州 310058;
3. 浙江万方生物科技有限公司, 安吉 313307
2. College of Animal Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China;
3. Zhejiang Wanfang Biotechnology Co., Ltd., Anji 313307, China
植物精油和丁酸钠都属于安全、环保的抗生素替代品，受到国内外畜牧工作者的广泛关注。植物精油在调节动物肠道菌群、抗菌、提高免疫力、抗氧化、提高生长性能等方面作用明显[1-3]。丁酸钠的主要活性成分是丁酸，丁酸可作为胃肠道上皮细胞的主要能源，改善动物肠道健康，促进动物生长[4-10]。Wen等[11]研究发现，饲粮中添加1 000 mg/kg丁酸钠可以有效影响断奶仔猪肠道菌群的数量和小肠黏膜的形态，显著增加生长性能。本实验室的前期研究结果表明，植物精油和丁酸钠在体外可以协同抑制大肠杆菌和沙门氏菌的生长[12]，但是关于植物精油与丁酸钠复合使用在生产实践上的应用研究较少。因此，本试验旨在研究植物精油与丁酸钠复合使用后对断奶仔猪生长性能、血清抗氧化指标、粪便菌群及氨逸失的影响，以期为植物精油与丁酸钠复合使用在生产实践中的应用提供理论参考。
1 材料与方法 1.1 试验设计试验选择300头体重在(11.20±0.29) kg的28日龄健康“杜×长×大”仔猪，随机分为3组，每组4个重复，每个重复25头猪。对照组饲喂基础饲粮，植物精油组(EO组)饲喂基础饲粮+1 000 mg/kg植物精油制剂，植物精油与丁酸钠复合组(ES组)饲喂基础饲粮+1 000 mg/kg植物精油与丁酸钠复合制剂。试验期28 d。基础饲粮参照NRC(1998)猪的营养需要配制，含抗生素(金霉素)，基础饲粮组成及营养水平见表 1。植物精油制剂含15%肉桂醛和5%百里香酚，植物精油与丁酸钠复合制剂含40%丁酸钠+15%肉桂醛+5%百里香酚，植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂均为采用固体分散技术生产的微囊，购自浙江万方生物科技有限公司。
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表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) |
饲养试验在浙江省安吉县正新牧业有限公司进行，试验仔猪于28日龄断奶，随后转入已消毒处理好的仔猪舍经5 d的过渡期，约33日龄进入正式试验期，试验期28 d。试验仔猪自由采食和饮水，试验期间按猪场正常程序注射疫苗、驱虫。
1.3 指标测定 1.3.1 生长性能指标于试验开始与结束时，08：00空腹进行称重，计算仔猪的平均日增重。每天记录耗料量，计算仔猪的平均日采食量和料重比。
1.3.2 血清抗氧化指标于试验第14和28天，每组随机选取8头仔猪，清晨空腹前腔静脉采血5 mL于促凝管中，静置20 min后3 500 r/min离心5 min，取上清，用试剂盒对血清抗氧化指标[总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、丙二醛(MDA)含量]进行测定。试剂盒购自南京建成生物工程研究所，测定方法按照试剂盒说明书进行。
1.3.3 粪便微生物菌群于试验第7、14、21、28天早晨，从每个重复中采集未经污染的粪样约50 g，用平板计数法进行粪便中乳酸杆菌和大肠杆菌数量的测定。
1.3.4 粪便氨逸失相关指标于试验第14、28天，从每个重复中采集未经污染的粪样约50 g，加入10%的盐酸固定，用试剂盒对粪便中氨态氮含量及脲酶活性进行测定。试剂盒购自南京建成生物工程研究所，测定方法按照试剂盒说明书进行。
1.4 数据处理和分析本试验采用SPSS 16.0统计软件进行单因素方差分析，结果用平均值±标准误表示，P < 0.05为差异显著。
2 结果与分析 2.1 植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪生长性能的影响由表 2可知，与对照组相比，EO和ES组末重分别提高了2.64%(P > 0.05)和3.40%(P < 0.05)，平均日增重分别提高了4.74%(P < 0.05)和6.48%(P < 0.05)。EO和ES组平均日采食量均显著高于对照组(P < 0.05)，料重比均低于对照组(P > 0.05)。由此可见，饲粮中添加植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂均提高了仔猪生长性能，植物精油与丁酸钠复合制剂作用效果较好。
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表 2 植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪生长性能的影响 Table 2 Effects of plant essential oil and sodium butyrate compound preparation on growth performance of piglets |
由表 3可知，试验第14天，EO和ES组血清总抗氧化能力显著高于对照组(P < 0.05)，血清丙二醛含量显著低于对照组(P < 0.05)。试验第28天，EO组血清总抗氧化能力显著高于对照组(P < 0.05)，血清总超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量与对照组相比无显著差异(P > 0.05)。由此可见，饲粮中添加植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂均能提高仔猪的抗氧化能力。
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表 3 植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪血清抗氧化指标的影响 Table 3 Effects of plant essential oil and sodium butyrate compound preparation on serum antioxidant indices of piglets |
由表 4可知，与对照组相比，EO和ES组仔猪第7、14和21天粪便中大肠杆菌数量均显著降低(P < 0.05)，ES组仔猪第28天粪便中大肠杆菌数量显著降低(P < 0.05)；ES组仔猪第7和14天粪便中大肠杆菌数量显著低于EO组(P < 0.05)。与对照组相比，EO和ES组仔猪第7和14天粪便中乳酸杆菌数量均显著提高(P < 0.05)；ES组仔猪第7天粪便中乳酸杆菌数量显著高于EO组(P < 0.05)，ES组仔猪第21天粪便中乳酸杆菌数量显著高于对照组(P < 0.05)。由此可见，饲粮中添加植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂均能提高仔猪粪便中乳酸杆菌数量，降低粪便中大肠杆菌的数量，植物精油与丁酸钠复合制剂作用效果较好。
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表 4 植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪粪便中大肠杆菌和乳酸杆菌数量的影响 Table 4 Effects of plant essential oil and sodium butyrate compound preparation on fecal Escherichia coli and Lactobacillus number of piglets |
由表 5可知，第14天时，与对照组相比，EO和ES组仔猪粪便中氨态氮含量分别减少了16.9%(P < 0.05)和25.1%(P < 0.05)，仔猪粪便中脲酶活性分别降低了17.5%(P < 0.05)和23.0%(P < 0.05)；其中ES组仔猪粪便中氨态氮含量显著低于EO组(P < 0.05)。第28天时，与对照组相比，EO和ES组仔猪粪便中氨态氮含量分别减少了10.8%(P < 0.05)和21.2%(P < 0.05)，仔猪粪便中脲酶活性分别降低了10.6%(P < 0.05)和25.4%(P < 0.05)；其中ES组仔猪粪便中氨态氮含量和脲酶活性均显著低于EO组(P < 0.05)。由此可见，饲粮中添加植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂均显著降低仔猪粪便中氨态氮含量和脲酶活性，植物精油与丁酸钠复合制剂作用效果较好。
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表 5 植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪粪便氨逸失相关指标的影响 Table 5 Effects of plant essential oil and sodium butyrate compound preparation on ammonia loss related indices of piglets |
周选武等[13]研究了植物精油对断奶仔猪生长性能、血液指标及免疫能力的影响，发现饲粮中添加200 mg/kg植物精油可以提高断奶仔猪免疫能力，增强断奶后仔猪健康，促进断奶仔猪生长。柘丽等[14]研究发现，在母猪妊娠后期及泌乳期间添加微囊丁酸钠可以提高母猪泌乳期采食量，减少泌乳期掉膘，缩短断奶后的发情间隔，同时提高其后代仔猪的初生重及断奶重。本试验使用的植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂，通过微囊包被工艺生产，具有肠道缓释功能。试验结果表明，植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂均可以提高仔猪生长性能，且植物精油与丁酸钠复合制剂的效果优于植物精油制剂，说明植物精油和丁酸钠在改善仔猪生长性能方面存在积极的互作效应。
3.2 植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪血清抗氧化指标的影响植物精油的活性成分主要包括酯类、酚类、芳香烃类、醛类、醇类等化合物，具有清除自由基，抗氧化作用。段晓玲等[15]研究发现，白桦叶精油在抑菌和抗氧化等深加工产品领域具有潜在开发价值。岳敏等[16]研究发现，饲粮中添加丁酸钠可以显著改善妊娠期和泌乳期母猪的生长性能和初生仔猪的生长性能，显著提高母猪血清超氧化物歧化酶的活性，并显著降低血清丙二醛的含量。鞠婷婷等[17]研究发现，丁酸钠和包膜丁酸钠都可以改善脂多糖(LPS)应激下肉鸡的营养代谢，维持机体抗氧化功能，增强抗炎功能。本研究发现，试验第14天，EO和ES组仔猪血清总抗氧化能力和总超氧化物歧化酶活性均显著高于对照组，血清丙二醛含量显著低于对照组。试验结果表明，植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂均可有效改善断奶仔猪的抗氧化能力。
3.3 植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪肠道菌群的影响仔猪腹泻病是规模化养猪场高度重视的一个问题，不少学者认为，肠道菌群紊乱是导致仔猪腹泻病发生的一个重要且直接的诱因[18]。通过测定粪便中菌群变化，能够推测消化道内微生物区系的变化情况[19]。Li等[20]在仔猪饲粮中添加肉桂醛和百里香酚的植物精油复合物后发现，植物精油组仔猪粪便中大肠杆菌的数量显著减少，乳酸杆菌的数量显著增加，仔猪第1周的腹泻率显著低于对照组，说明植物精油发挥抑菌作用对动物体内的肠道菌群产生了有利影响。同时，丁酸钠在改善肠道菌群方面也有较多报道。Lu等[21]研究发现，饲粮添加1 000 mg/kg丁酸钠可以显著提高断奶仔猪的生长性能，减少肠道梭菌和大肠杆菌的数量。Cerisuelo等[22]研究发现，植物精油与丁酸钠复合可以有效控制沙门氏菌的增殖。除了可以抑制沙门氏菌外，植物精油与丁酸钠复合可以有效抑制大肠杆菌和产气荚膜梭菌的增殖[12]。Jerzsele等[23]研究发现，姜油、香芹酚及丁酸钠的复合物具有治疗和预防坏死性肠炎的潜力。本研究发现，饲粮中添加植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪粪便中大肠杆菌和乳酸杆菌数量均有影响，且植物精油与丁酸钠复合制剂效果优于植物精油制剂。目前还很难了解植物精油与丁酸钠联合抗菌效果增加的确切机制，较为一致的观点认为，植物精油与丁酸钠在共同的作用靶点细胞膜上存在协同效应，加速了细胞膜结构的消解和功能的丧失。
3.4 植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪粪便氨逸失相关指标的影响集约化养殖过程中，动物排泄物在微生物和各种酶的作用下分解产生氨气(NH3)、硫化氢(H2S)等有害气体，不仅危害动物和人类健康，降低动物福利，而且发展成为污染环境的一大公害。脲酶是加速粪尿分解的关键酶之一，通过抑制脲酶活性减少氨气挥发量是其中一种有效的手段。肉桂醛被证实是一种很有效的脲酶抑制剂。汪善锋[24]在生长猪饲粮中添加120 mg/kg的肉桂醛，发现试验组的粪样脲酶活性显著降低，粪尿混合物中氨态氮含量下降，总氮保持率提高，从而延缓了尿素分解，降低了猪舍氨气浓度。周延州等[25]研究结果表明，250 mg/kg的微囊化肉桂醛显著降低了猪舍氨气浓度，提高了断奶仔猪的平均日增重；添加量提高到350 mg/kg时，饲粮的蛋白质消化率、总氮保持率和血清总蛋白含量显著提高，粪便中微生物产生的脲酶活性显著下降，显著减缓了粪尿混合物中尿素分解速度。本试验的研究结果与其基本一致，与对照组相比，EO和ES组第14和28天的粪便中脲酶活性及氨态氮含量均显著降低，植物精油与丁酸钠复合制剂对脲酶活性的抑制作用又强于单独使用植物精油制剂。可见，植物精油与丁酸钠复合制剂对脲酶活性的抑制更强，这对于降低仔猪氨气排放，改善畜舍环境具有重要的意义。
4 结论植物精油制剂和植物精油与丁酸钠复合制剂对仔猪生长性能、血清抗氧化指标、粪便菌群及氨逸失都有积极的影响，且植物精油与丁酸钠复合制剂的效果更好。
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