发酵豆粕对断奶仔猪生长性能、血清生化指标及肠道功能的影响

引用本文

刘栩州, 鞠莹, 黄丽玲, 罗阳兰, 刘明智, 薄佳宁, 周同宇, 张宇峰, 刘闯, 冯明明, 阎勇. 发酵豆粕对断奶仔猪生长性能、血清生化指标及肠道功能的影响[J]. 动物营养学报, 2021, 33(6): 3142-3153.

LIU Xuzhou, JU Ying, HUANG Liling, LUO Yanglan, LIU Mingzhi, BO Jianing, ZHOU Tongyu, ZHANG Yufeng, LIU Chuang, FENG Mingming, YAN Yong. Effects of Fermented Soybean Meal on Growth Performance, Serum Biochemical Indices and Intestinal Function of Weaned Piglets[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2021, 33(6): 3142-3153.

发酵豆粕对断奶仔猪生长性能、血清生化指标及肠道功能的影响

刘栩州¹ , 鞠莹² , 黄丽玲¹ , 罗阳兰¹ , 刘明智³ , 薄佳宁³ , 周同宇³ , 张宇峰³ , 刘闯³ , 冯明明³ , 阎勇¹

1. 广西农业科学院微生物研究所, 南宁 530007;
2. 广西农业科学院广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室, 南宁 530007;
3. 梨树黑土地健康食品有限公司, 四平 136500

收稿日期: 2020-11-14

基金项目: 广西农业科学院博士后基金项目（桂农科博2020038）

作者简介: 刘栩州(1983-), 男, 吉林长春人, 博士, 从事菌物资源饲料化研究。E-mail: ifungus@163.com.

通信作者: 鞠莹, E-mail: 13578935348@163.com;
阎勇, 研究员, E-mail: infungi@126.com.

摘要: 本试验旨在研究发酵豆粕（两步发酵法制备）替代饲粮中部分豆粕对断奶仔猪生长性能、营养物质表观消化率、血清生化指标、肠道形态及消化酶活性等的影响。试验选用120头初始体重为（6.72±1.06）kg的健康三元杂交（杜×长×大）断奶仔猪，随机分为4组，每组6个重复，每个重复5头猪。对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮，3个试验组饲粮分别使用4.87%、9.74%和14.61%的发酵豆粕（由纳豆芽孢杆菌和嗜酸乳酸杆菌进行两步发酵后获得）替代基础饲粮中6%（试验1组）、12%（试验2组）和18%（试验3组）的豆粕，保持蛋白质原料为每组饲粮提供相同含量的粗蛋白质。试验期28 d。结果显示：1）与对照组相比，9.74%和14.61%的发酵豆粕显著提高了试验第1~14和第1~28天的平均日增重（P < 0.05），同时显著降低了腹泻率（P < 0.05）；4.87%、9.74%和14.61%的发酵豆粕显著提高了试验第14天的干物质、总能、粗蛋白质及有机物的表观消化率（P < 0.05）。2）与对照组相比，9.74%和14.61%的发酵豆粕显著提高了试验第14天断奶仔猪血清中免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性以及试验第28天断奶仔猪血清中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性和总抗氧化能力（T-AOC）（P < 0.05）。3）与对照组相比，试验2组和试验3组盲肠食糜中丁酸含量显著提高（P < 0.05）；各试验组十二指肠和空肠黏膜中胰蛋白酶活性均显著提高（P < 0.05），空肠黏膜中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）含量显著降低（P < 0.05），十二指肠绒毛高度和绒腺比以及空肠绒毛高度均显著提高（P < 0.05）。综合考虑以上结果和经济效益，建议断奶仔猪饲粮中使用9.74%的发酵豆粕替代12%的豆粕，能够取得良好效果。

关键词: 发酵豆粕断奶仔猪生长性能血清生化指标肠道功能

Effects of Fermented Soybean Meal on Growth Performance, Serum Biochemical Indices and Intestinal Function of Weaned Piglets

LIU Xuzhou¹ , JU Ying² , HUANG Liling¹ , LUO Yanglan¹ , LIU Mingzhi³ , BO Jianing³ , ZHOU Tongyu³ , ZHANG Yufeng³ , LIU Chuang³ , FENG Mingming³ , YAN Yong¹

1. Institute of Microbiology, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China;
2. Guangxi Crop Genetic Improvement and Biotechnology Laboratory, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China;
3. Lishu Blackland Healthy Food Co., Ltd., Siping 136500, China

Abstract: The objective of this study was to evaluate the effects of fermented soybean meal (FSBM, produced through two-step fermentation method) on growth performance, serum biochemical indices, intestinal morphology and digestive enzyme activities of weaned piglets. One hundred and twenty Duroc×Landrace×Yorkshire crossbred weaned piglets with the initial body weight of (6.72±1.06) kg were randomly allocated to four group with 6 replicates per group and 5 piglets per replicate. The diets for four group as follows: control group, corn-soybean meal basal diet; test group 1, using 4.87% FSBM supplementation to replace 6% soybean meal (SBM) in the basal diet; test group 2, using 9.74% FSBM supplementation to replace 12% SBM in the basal diet; test group 3, using 14.61% FSBM supplementation to replace 18% SBM in the basal diet. Protein ingredients could supply the same content of crude protein in each diet. The trial lasted for 28 days. The results showed that, compared with the control group, supplementations of 9.74% and 14.61% FSBM significantly improved the average daily gain (ADG) and significantly reduced the diarrhea rate during days 1 to 14 and days 1 to 28 (P < 0.05); supplementations of 4.87%, 9.74% and 14.61% FSBM also significantly enhanced the apparent digestibility of dry matter, gross energy, crude protein and organic matter on day 14 (P < 0.05). 2) Compared with the control group, supplementations of 9.74% and 14.61% FSBM significantly increased the serum immunoglobulin A (IgA), immunoglobulin M (IgM) contents and superoxide dismutase (SOD) activity on day 14 and the serum glutathione peroxidase (GSH-Px) activity and total antioxidant capacity (T-AOC) on day 28 (P < 0.05). 3) Compared with the control group, the butyrate content in cecal digesta of test groups 1 and 2 was significantly increased (P < 0.05); the trypsin activity in duodenal and jejunal mucosa of test groups 1, 2 and 3 was significantly increased (P < 0.05), and the villus height and villus height/crypt depth of duodenum and villus height of jejunum was significantly increased (P < 0.05), while the tumor necrosis factor-α (TNF-α) in jejunal mucosa was significantly decreased (P < 0.05). In conclusion, considering above results and economic benefit, it is recommended to supplement 9.74% FSBM to the diet of weaned piglets instead of 12% SBM, which can have a better effect.

Key words: fermented soybean meal weaned piglets growth performance serum biochemical indices intestinal function

2019年，全国饲料总产量为22 885万t，饲料工业总产值已经达到8 088亿元^[1]。我国饲料产业庞大，但同时我国也是一个饲料资源尤其是优质蛋白质原料匮乏的国家。每年我国粮油饲料资源进口量都在1亿t以上，对进口的严重依赖也制约了我国饲料行业长久、健康的发展^[2]。

豆粕与其他植物源性蛋白质原料相比较，具有较高的营养价值，如较高的赖氨酸和蛋白质含量，且氨基酸组成均衡，但同时豆粕也含有多种抗营养因子和致敏因子等，这些物质的存在会引起仔猪的过敏反应，很大程度上影响了营养物质的消化和吸收，严重时还能引起腹泻^[3]，这些因素都限制了豆粕在仔猪阶段的大量添加。针对目前存在的问题，如何去除豆粕中的抗营养因子，提高其营养价值和扩大应用范围，具有重大的现实意义。发酵无疑是去除豆粕中抗营养因子的一种经济且有效的手段，随着研究的深入，发酵豆粕技术日渐成熟，在亚洲和美国的养殖业中得到了大规模的应用^[4]。

近些年，发酵豆粕技术在我国也得到了长足的进步和发展，但整个行业研发和产业化水平不高，生产企业普遍存在：1)菌种方面，发酵菌种来源不明、不纯及退化现象严重；2)工艺方面，未经过严格的工艺匹配，往往进行粗放式自然发酵，生产工艺的不稳定致使挥发性盐基氮、霉菌毒素及有害微生物超标严重^[5]。这些不稳定因素严重制约了发酵豆粕在养殖业中的应用。混菌发酵是近年来饲料行业研究的热点，混菌发酵不仅可降低豆粕中的抗营养因子，提高营养价值，还可保留一定量的有益菌。本试验采用纳豆芽孢杆菌和嗜酸乳酸杆菌作为发酵菌种，采用两步法发酵制备发酵豆粕，并通过仔猪生长试验验证饲喂效果，旨在为饲料行业的发展提供一些借鉴和参考。

1 材料与方法 1.1 发酵豆粕的制备

本试验中所用发酵豆粕是由分离自健康猪肠道的纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)和嗜酸乳酸杆菌(Lactobacillus acidophilus)进行两步发酵后获得。

首先是菌种扩大培养，把斜面保藏的纳豆芽孢杆菌接种于LB培养基中，然后置于恒温振荡摇床中，在180 r/min及36 ℃条件下培养18 h；嗜酸乳酸杆菌接种于MRS培养基中，在厌氧瓶中35 ℃条件下静置培养20 h。实验室培养的菌种通过镜检达到要求后，分别接种于5 m³的不锈钢通风发酵罐，以及5 m³的厌氧发酵罐中(通入无菌氮气)。

接下来是固体发酵阶段，豆粕经过紫外线照射灭菌后，与水和纳豆芽孢杆菌菌液(1×10⁹ CFU/mL)按照体积比100.0 ∶ 80.0 ∶ 0.5的比例经过连续混料机混合均匀，再通过物料输送设备输送至履带式发酵机上，通过布料板保持履带上物料厚度为20 cm。控制发酵室的温度为30 ℃，相对湿度为70%，并通入无菌空气保持一定的氧气浓度，好氧发酵阶段持续时间为24 h。第1阶段发酵结束后，将发酵机上的物料输送至混料机，按照体积比100.0 ∶ 0.5比例与嗜酸乳酸杆菌菌液(1×10⁹ CFU/mL)混合均匀后输送至下一发酵室。保持温度和相对湿度恒定，然后缓慢通入无菌氮气进行48 h厌氧发酵。72 h的固体发酵结束后，发酵产物通过三回程滚筒干燥机进行低温(55 ℃)干燥，再粉碎既得成品。

1.2 试验设计

试验选用120头28日龄、初始体重为(6.72±1.06) kg的健康三元杂交(杜×长×大)断奶仔猪，随机分为4组，每组6个重复，每个重复5头猪。试验期为28 d，分为2个阶段，第1~14天为试验前期，第15~28天为试验后期。

试验饲粮组成及营养水平见表 1。各组饲粮均满足NRC(2012)推荐的营养标准，其中试验1组、试验2组及试验3组分别以4.87%、9.74%和14.61%的发酵豆粕替代基础饲粮中6%、12%和18%的豆粕，并保证蛋白质原料为各组饲粮提供相同含量的粗蛋白质。各组饲粮均添加0.3%的三氧化二铬作为指示剂，用以测定营养物质表观消化率。

表 1 试验饲粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (as-fed basis)

%
项目 Items	第1~14天 Days 1 to 14				第15~28天 Days 15 to 28
项目 Items	对照组 Control group	试验1组 Test group 1	试验2组 Test group 2	试验3组 Test group 3	对照组 Control group	试验1组 Test group 1	试验2组 Test group 2	试验3组 Test group 3
原料 Ingredients
玉米 Corn	57.81	59.07	60.36	61.65	60.01	61.30	62.55	63.82
豆粕 Soybean meal	24.00	18.00	12.00	6.00	24.00	18.00	12.00	6.00
发酵豆粕 Fermented soybean meal		4.87	9.74	14.61		4.87	9.74	14.61
血浆蛋白粉 Plasma protein powder	3.00	3.00	3.00	3.00	3.00	3.00	3.00	3.00
乳清粉 Whey powder	8.00	8.00	8.00	8.00	8.00	8.00	8.00	8.00
大豆油 Soybean oil	2.90	2.70	2.51	2.30	1.43	1.22	1.05	0.86
氯化胆碱 Choline chloride	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20
三氧化二铬 Cr₂O₃	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30
磷酸氢钙 CaHPO₄	1.04	1.04	0.98	0.94	0.62	0.62	0.55	0.52
石粉 Limestone	1.18	1.19	1.24	1.28	1.15	1.15	1.22	1.25
食盐 NaCl	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20
赖氨酸 Lysine	0.54	0.58	0.61	0.65	0.38	0.42	0.45	0.49
蛋氨酸 Methionine	0.15	0.15	0.14	0.14	0.11	0.11	0.11	0.11
苏氨酸 Threonine	0.17	0.18	0.19	0.20	0.10	0.11	0.12	0.13
色氨酸 Tryptophan	0.01	0.02	0.03	0.03			0.01	0.01
预混料 Premix	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
合计 Total	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00
营养水平 Nutrient levels
测定值 Measured values
干物质 DM	90.87	90.33	91.03	90.57	91.42	91.03	90.61	91.25
粗蛋白质 CP	19.03	19.11	19.25	19.37	18.88	18.91	18.93	19.01
总能 GE/(MJ/kg)	18.08	18.61	17.88	17.93	17.65	17.18	17.59	17.44
粗灰分 Ash	5.28	5.09	5.33	5.19	4.65	4.83	4.49	4.39
粗脂肪 EE	7.73	7.35	7.09	7.38	7.28	7.05	7.17	7.33
中性洗涤纤维 NDF	16.92	16.58	16.87	16.24	14.36	14.38	14.21	14.42
酸性洗涤纤维 ADF	4.57	4.22	4.99	4.72	5.12	4.39	5.06	4.89
计算值 Calculated values
消化能 DE/(MJ/kg)	14.82	14.82	14.82	14.82	14.60	14.60	14.60	14.60
可消化赖氨酸 SID Lys	1.35	1.35	1.35	1.35	1.23	1.23	1.23	1.23
可消化蛋氨酸 SID Met	0.39	0.39	0.39	0.39	0.36	0.36	0.36	0.36
可消化苏氨酸 SID Thr	0.79	0.79	0.79	0.79	0.73	0.73	0.73	0.73
可消化色氨酸 SID Try	0.22	0.22	0.22	0.22	0.21	0.21	0.21	0.21
预混料为每千克饲粮提供 Premix provided the following per kg of diets：VA 12 000 IU，VB₁₂ 20.0 μg，VD₃ 3 000 IU，VE 30 IU，VK₃ 2.5 mg，核黄素 riboflavin 4.0 mg，烟酸 niacin 40 mg，泛酸 pantothenic acid 12.5 mg，氯化胆碱 choline chloride 400 mg，叶酸 folic acid 0.7 mg，硫胺素 thiamine 2.5 mg，生物素 biotin 70 μg，吡哆醇 pyridoxine 3.0 mg，Fe 100 mg，Zn 80 mg，Mn 30 mg，Cu 90 mg，I 0.25 mg，Se 0.15 mg。

表 1 试验饲粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (as-fed basis)

每个重复的5头猪处于同一栏中饲养，每栏配有不锈钢食槽及自动饮水器，圈舍环境温度控制在(28±2) ℃，相对湿度控制在(60±5)%。所有仔猪自由采食和饮水。试验期间仔猪的消毒、免疫及驱虫等工作按照猪场常规进行，每天早晚各打扫1遍圈舍，保持圈舍卫生清洁，并根据测定指标记录日常数据。

1.3 样品采集

在试验的第14天及第28天，每栏选择1头与平均体重相近的仔猪，采用前腔静脉采血方式取10 mL左右血液样品。静置2 h后，4 000 r/min、4 ℃条件下离心15 min，即得血清样品。在试验的第13~14天及第27~28天，收集每栏猪粪便样品，并置于-20 ℃保存，用于测定营养物质表观消化率。

试验结束后，每栏选出与平均体重相近的仔猪，每组从中选择4头进行屠宰，分别取十二指肠、空肠和回肠样品，用生理盐水清洗后，浸泡在10%福尔马林溶液中保存，用于制作组织切片。再使用载玻片分别刮取肠黏膜样品(十二指肠、空肠和回肠)，立即置于液氮中保存，用于测定肠道炎性因子含量和消化酶活性。最后，再分别收集盲肠和结肠食糜样品，置于-20 ℃冰箱保存，用于测定短链脂肪酸含量。

1.4 测定指标及方法 1.4.1 生长性能及腹泻率

在试验第1天、第14天和第28天的08：00对仔猪进行空腹称重，同时记录饲料消耗量，用以计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、增重耗料比(G/F)。每日09:00和16:00，检查每1头仔猪肛门，观察有无腹泻情况并记录，结束试验后统计腹泻仔猪头数，腹泻率计算公式如下：

腹泻率(%)=100×仔猪腹泻头次总和/(仔猪头数×试验天数)。

1.4.2 豆粕、发酵豆粕和饲粮中化学成分

干物质含量参照GB/T 6435—2006、粗蛋白质含量参照GB/T 6432—1994、粗脂肪含量参照GB/T 6433—2006、总能参照ISO 9831:1998、粗灰分含量参照GB/T 6438—2007、中性洗涤纤维含量参照GB/T 20806—2006、酸性洗涤纤维含量参照NY/T 1459—2007、酸溶蛋白含量参考GB/T 22492—2008、乳酸杆菌活菌数参照GB 4789.35—2016测定。

除含硫氨基酸和色氨酸外的15种氨基酸含量参照GB/T 18246—2000进行测定：样品先在6 mol/L盐酸、110 ℃条件下水解24 h，再使用日立L-8900型氨基酸自动分析仪进行测定。含硫氨基酸依据GB/T 15399—94进行测定：样品置于0 ℃条件下，用甲酸氧化16 h后，再经盐酸水解24 h，同样使用日立L-8900型氨基酸自动分析仪进行测定。色氨酸含量依据GB/T 18246—2000中附录A的方法进行测定：样品在110 ℃条件下，经4 mol/L氢氧化钠水解22 h，再用安捷伦1200型高效液相色谱进行测定。

1.4.3 肠道食糜中短链脂肪酸含量

短链脂肪酸含量根据Wu等^[6]的方法测定：将冷冻的食糜置于4 ℃条件下解冻，再称取食糜样品0.5 g左右于10 mL离心管中，加入8 mL超纯水，置于超声仪中超声30 min，5 000 r/min、4 ℃条件下离心10 min，吸取上清液，稀释50倍后过滤，使用赛默飞ICS3000型离子色谱仪进行测定。

1.4.4 血清生化指标

血清免疫球蛋白A(immunoglobulin A, IgA)、免疫球蛋白G(immunoglobulin G, IgG)及免疫球蛋白M(immunoglobulin M, IgM)使用松上A6型半自动生化仪进行测定。血清谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性以及总抗氧化能力(total antioxidant capacity, T-AOC)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量按照试剂盒(南京建成生物工程研究所)所列出的步骤进行测定。

1.4.5 肠黏膜中消化酶活性、炎性因子含量

肠黏膜消化酶活性根据试剂盒的说明书(南京建成生物工程研究所)，通过比色法进行测定。肠黏膜炎性因子[白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)和干扰素-γ(interferon-γ, IFN-γ)]含量采用试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定。

1.4.6 肠道形态学观察

首先把肠道样品进行酒精脱水，再通过二甲苯进行透明处理，然后进行石蜡包埋，切成6 μm组织切片后，进行苏木精-伊红(HE)染色。在显微镜下，每个切片选取5个清晰完整的视野，测定绒毛高度和隐窝深度，并计算绒腺比(即绒毛高度/隐窝深度)。

1.5 统计分析

采用SAS 9.2统计软件中的ANOVA程序对数据进行方差分析，并采用Tukey法进行多重比较，试验结果采用“平均值±标准差”表示。以P＜0.05表示差异显著，P < 0.01表示差异极显著。

2 结果与分析 2.1 豆粕发酵后化学成分变化

由表 2可以看出，豆粕经过发酵后，粗蛋白质和酸溶蛋白含量分别增加了12.84%和5.45倍，大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白和水苏糖含量分别降低了99.18%、91.69%和97.09%，而棉子糖和胰蛋白酶抑制剂则完全被降解；另外，赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸的含量分别提高了4.29%、16.21%和21.97%，乳酸杆菌活菌数达到1×10⁷ CFU/g。

表 2 豆粕与发酵豆粕化学成分比较 Table 2 Comparison of chemical components of soybean meal and fermented soybean meal

项目 Items	豆粕 Soybean meal	发酵豆粕 Fermented soybean meal
干物质 DM/%	90.23	91.90
粗蛋白质 CP/%	45.64	51.50
酸溶蛋白 TCA-SP/%	1.98	12.77
总能 GE/(MJ/kg)	18.22	18.45
粗脂肪 EE/%	2.02	1.89
粗灰分 Ash/%	6.08	6.34
中性洗涤纤维 NDF/%	15.82	15.31
酸性洗涤纤维 ADF/%	9.15	8.37
胰蛋白酶抑制剂 Trypsin inhibitor/(mg/g)	6.67	未检出
大豆球蛋白 Glycinin/(mg/g)	89.34	0.73
β-伴大豆球蛋白 β-conglycinin/(mg/g)	83.14	6.91
棉子糖 Raffinose/(mg/g)	13.28	未检出
水苏糖 Stachyose/(mg/g)	35.41	1.03
乳酸杆菌 Lactic acid bacteria/(CFU/g)	未检出	1×10⁷
必需氨基酸 Essential amino acids/%
赖氨酸 Lysine	2.80	2.92
蛋氨酸 Methionine	0.74	0.86
苏氨酸 Threonine	1.73	2.11
色氨酸 Tryptophan	0.59	0.60
缬氨酸 Valine	1.38	1.86
亮氨酸 Leucine	2.63	2.89
异亮氨酸 Isoleucine	1.29	1.67
苯丙氨酸 Phenylalanine	2.38	2.59
组氨酸 Histidine	1.68	1.84
精氨酸 Arginine	3.28	3.30
非必需氨基酸 Nonessential amino acids/%
酪氨酸 Tyrosine	1.34	1.74
丝氨酸 Serine	2.73	3.03
谷氨酸 Glutamic acid	8.97	9.18
脯氨酸 Proline	2.55	2.69
甘氨酸 Glycine	2.13	2.36
丙氨酸 Alanine	1.55	1.98
半胱氨酸 Cysteine	0.87	0.93
天冬氨酸 Aspartic acid	5.82	6.03
总氨基酸 Total amino acids	44.46	48.58

表 2 豆粕与发酵豆粕化学成分比较 Table 2 Comparison of chemical components of soybean meal and fermented soybean meal

2.2 发酵豆粕对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响

如表 3所示，各组仔猪初始体重差异不显著(P>0.05)。与对照组相比，各试验组仔猪终末体重有所升高，且试验2组和试验3组显著高于对照组(P < 0.05)。在试验前期，与对照组及试验1组相比，试验2组和试验3组的ADG显著提高(P < 0.05)，腹泻率显著降低(P < 0.05)，同时试验3组的G/F也显著提高(P < 0.05)。在试验后期，各组ADG、ADFI、G/F及腹泻率差异都不显著(P>0.05)。从全期来看，与对照组和试验1组相比，试验2组和试验3组的ADG显著提高(P < 0.05)，腹泻率显著降低(P < 0.05)，同时试验3组的G/F也显著提高(P < 0.05)。

表 3 发酵豆粕对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响 Table 3 Effects of fermented soybean meal on growth performance and diarrhea rate of weaned piglets

项目 Items	对照组 Control group	试验1组 Test group 1	试验2组 Test group 2	试验3组 Test group 3	P值 P-value
初始体重 Initial weight/kg	6.74±1.15	6.73±1.08	6.72±1.13	6.71±1.09	0.96
终末体重 Final weight/kg	16.67±1.94^b	17.35±2.56^ab	18.54±2.60^a	18.57±2.92^a	< 0.01
第1~14天 Days 1 to 14
平均日增重 ADG/g	277±13^b	290±23^b	346±20^a	353±21^a	< 0.01
平均日采食量 ADFI/g	457±38	477±20	504±26	506±42	0.07
增重耗料比 G/F	0.61±0.03^b	0.61±0.04^b	0.69±0.02^ab	0.70±0.04^a	0.01
腹泻率 Diarrhea rate/%	5.95±0.53^a	4.29±0.82^ab	2.14±1.60^c	2.86±1.43^bc	< 0.01
第15~28天 Days 15 to 28
平均日增重 ADG/g	432±31	469±32	498±34	494±37	0.22
平均日采食量 ADFI/g	720±69	765±84	816±93	780±92	0.50
增重耗料比 G/F	0.60±0.02	0.61±0.03	0.61±0.02	0.64±0.02	0.51
腹泻率 Diarrhea rate/%	2.14±1.60	2.38±1.06	0.48±1.06	0.48±1.06	0.48
第1~28天 Days 1 to 28
平均日增重 ADG/g	355±22^b	379±30^b	422±25^a	424±24^a	< 0.01
平均日采食量 ADFI/g	589±51	621±49	660±49	643±53	0.23
增重耗料比 G/F	0.60±0.02^b	0.61±0.02^b	0.64±0.01^ab	0.66±0.02^a	0.02
腹泻率 Diarrhea rate/%	4.05±0.67^a	3.33±0.34^a	1.31±1.04^b	1.67±0.89^b	< 0.01
同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)。下表同。 In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P＜0.05). The same as below.

表 3 发酵豆粕对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响 Table 3 Effects of fermented soybean meal on growth performance and diarrhea rate of weaned piglets

2.3 发酵豆粕对断奶仔猪营养物质表观消化率的影响

如表 4所示，在试验第14天，与对照组相比，各试验组干物质、总能、粗蛋白质和有机物的表观消化率均显著提高(P < 0.05)。在试验第28天，试验3组总能和有机物的表观消化率显著高于对照组和试验1组(P < 0.05)，与试验2组差异不显著(P>0.05)。

表 4 发酵豆粕对断奶仔猪营养物质表观消化率的影响 Table 4 Effects of fermented soybean meal on apparent digestibility of nutrients of weaned piglets

2.4 发酵豆粕对断奶仔猪血清生化指标的影响

如表 5所示，在试验第14天，与对照组相比，试验2组和试验3组血清中IgA含量和SOD活性显著提高(P < 0.05)。另外，与对照组相比，各试验组血清中IgM含量均显著提高(P < 0.05)，且试验3组血清中GSH-Px活性显著提高(P < 0.05)。在试验第28天，与对照组相比，各试验组血清中GSH-Px活性显著提高(P < 0.05)，同时试验2组和试验3组血清中T-AOC显著提高(P < 0.05)。

表 5 发酵豆粕对断奶仔猪血清生化指标的影响 Table 5 Effects of fermented soybean meal on serum biochemical indices of weaned piglets

项目 Items	对照组 Control group	试验1组 Test group 1	试验2组 Test group 2	试验3组 Test group 3	P值 P-value
第14天 Day 14
免疫球蛋白 A IgA/(g/L)	0.87±0.07^b	0.92±0.16^b	1.15±0.15^a	1.14±0.17^a	< 0.01
免疫球蛋白 G IgG/(g/L)	8.58±0.45	8.64±0.76	8.61±0.72	8.71±0.88	0.98
免疫球蛋白 M IgM/(g/L)	0.50±0.02^d	0.56±0.04^c	0.74±0.03^a	0.70±0.04^b	< 0.01
谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mL)	714.00±92.10^b	757.79±39.40^ab	801.38±50.17^ab	850.28±84.08^a	< 0.05
过氧化氢酶 CAT/(U/mL)	51.10±7.93	52.46±4.62	52.87±5.14	49.47±4.51	0.77
超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL)	100.83±4.64^b	110.36±11.57^b	136.21±11.71^a	132.33±10.95^a	< 0.01
总抗氧化能力 T-AOC/(U/mL)	10.07±0.77	10.06±0.46	9.91±0.53	10.22±1.07	0.95
丙二醛 MDA/(nmol/mL)	4.01±0.96	3.75±0.68	3.26±0.70	3.33±0.85	0.12
第28天 Day 28
免疫球蛋白 A IgA/(g/L)	1.07±0.13	1.23±0.23	1.22±0.31	1.13±0.13	0.61
免疫球蛋白 G IgG/(g/L)	9.93±0.54	10.35±0.34	10.34±0.48	10.51±0.38	0.26
免疫球蛋白 M IgM/(g/L)	0.96±0.19	0.98±0.11	1.04±0.18	1.03±0.11	0.81
谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mL)	725.67±56.44^c	781.29±38.47^b	852.72±34.16^a	862.29±31.26^a	< 0.01
过氧化氢酶 CAT/(U/mL)	56.41±6.08	57.56±3.42	59.76±2.84	57.03±2.87	0.65
超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL)	144.72±15.35	137.08±15.64	147.50±8.23	156.54±5.11	0.08
总抗氧化能力 T-AOC/(U/mL)	9.49±0.87^c	10.27±0.52^bc	11.07±0.57^ab	11.55±0.56^a	< 0.01
丙二醛 MDA/(nmol/mL)	3.02±0.76	2.91±0.28	2.84±0.28	2.72±0.31	0.76

表 5 发酵豆粕对断奶仔猪血清生化指标的影响 Table 5 Effects of fermented soybean meal on serum biochemical indices of weaned piglets

2.5 发酵豆粕对断奶仔猪肠道食糜中短链脂肪酸含量的影响

如表 6所示，与对照组相比，试验2组和试验3组盲肠食糜中丁酸含量显著提高(P < 0.05)。

表 6 发酵豆粕对断奶仔猪肠道食糜中短链脂肪酸含量的影响 Table 6 Effects of fermented soybean meal on short chain fatty acid contents in intestinal digesta of weaned piglets

2.6 发酵豆粕对断奶仔猪肠黏膜中消化酶活性的影响

如表 7所示，与对照组相比，各试验组十二指肠和空肠黏膜中胰蛋白酶活性均显著提高(P < 0.05)，同时试验3组十二指肠黏膜以及试验2组和试验3组空肠黏膜中蛋白酶活性也显著提高(P < 0.05)。

表 7 发酵豆粕对断奶仔猪肠黏膜中消化酶活性的影响 Table 7 Effects of fermented soybean meal on digestive enzyme activities in intestinal mucosa of weaned piglets

U/mg
项目 Items	对照组 Control group	试验1组 Test group 1	试验2组 Test group 2	试验3组 Test group 3	P值 P-value
十二指肠 Duodenum
蛋白酶 Protease	33.47±3.31^b	36.31±2.36^ab	37.88±1.34^ab	38.75±1.27^a	0.04
淀粉酶 Amylase	1 019.19±18.13	1 082.43±51.43	1 047.11±40.73	1 064.73±43.31	0.31
脂肪酶 Lipase	77.29±9.21	87.05±5.63	85.19±4.11	86.78±4.21	0.08
胰蛋白酶 Trypsin	8.48±0.55^c	12.42±1.22^b	16.08±0.78^a	16.41±0.77^a	< 0.01
空肠 Jejunum
蛋白酶 Protease	32.37±2.45^b	34.02±1.43^ab	36.23±1.41^a	36.80±1.33^a	0.01
淀粉酶 Amylase	882.24±15.91	910.53±50.22	905.21±19.38	923.74±19.86	0.48
脂肪酶 Lipase	50.05±1.65	52.02±3.29	52.02±3.25	52.90±3.33	0.73
胰蛋白酶Trypsin	8.53±0.69^c	11.00±0.49^b	14.52±0.70^a	14.86±0.62^a	< 0.01
回肠 Ileum
蛋白酶 Protease	26.99±1.63	26.66±1.70	26.31±1.20	26.84±1.18	0.96
淀粉酶 Amylase	682.51±24.16	695.51±28.20	705.74±12.68	717.97±14.39	0.31
脂肪酶 Lipase	13.53±1.66	15.80±1.17	15.91±0.55	16.12±0.70	0.06
胰蛋白酶 Trypsin	8.51±0.59	9.29±0.57	8.79±1.11	9.19±0.76	0.56

表 7 发酵豆粕对断奶仔猪肠黏膜中消化酶活性的影响 Table 7 Effects of fermented soybean meal on digestive enzyme activities in intestinal mucosa of weaned piglets

2.7 发酵豆粕对断奶仔猪肠道形态的影响

如表 8所示，与对照组相比，各试验组十二指肠绒毛高度和绒腺比以及空肠绒毛高度均显著提高(P < 0.05)，且试验1组和试验2组十二指肠隐窝深度显著降低(P < 0.05)。

表 8 发酵豆粕对断奶仔猪肠道形态的影响 Table 8 Effects of fermented soybean meal on intestinal morphology of weaned piglets

2.8 发酵豆粕对断奶仔猪肠黏膜中炎性因子含量的影响

如表 9所示，与对照组相比，各试验组空肠黏膜中TNF-α含量显著提高(P < 0.05)。

表 9 发酵豆粕对断奶仔猪肠黏膜中炎性因子含量的影响 Table 9 Effects of fermented soybean meal on inflammatory cytokine contents in intestinal mucosa of weaned piglets

3 讨论

Chi等^[3]研究发现，豆粕经过芽孢杆菌和乳酸杆菌发酵后，抗营养因子和抗原蛋白大部分被降解，豆粕的营养价值得到了提升。而Yuan等^[7]也发现，豆粕经过发酵后大豆肽的含量提高了6倍，本试验结果与以上研究结果相一致。本试验所用发酵豆粕为采用两步发酵法制备，该工艺可充分考虑了好氧菌(纳豆芽孢杆菌)和厌氧菌(嗜酸乳酸杆菌)不同的环境条件，先由芽孢杆菌对豆粕进行好氧发酵，再与乳酸杆菌混合均匀后，在无氧条件下进行厌氧发酵；并且，对整个发酵过程的温度、湿度及通风等条件进行控制，通过两步发酵最大程度满足不同益生菌对不同生长环境的需要。经两步法发酵后，豆粕中抗营养因子含量降低，营养物质含量升高。这主要原因是由于芽孢杆菌、乳酸杆菌能够分泌丰富的酶类物质，如蛋白酶等，这些酶能够把一些诸如抗原蛋白等大分子蛋白质降解，转化为易于吸收的肽类等物质^[8]。另外，豆粕经过发酵后还含有一定量的乳酸杆菌活菌，而目前乳酸杆菌已经成为饲料中应用最广的益生菌制剂，大量的研究报道其可以提高猪的生长性能、饲料转化率、营养物质消化率，并可以调节免疫及改善肠道健康等^[9]。

本试验结果表明，发酵豆粕可以显著提高仔猪的生长性能，同时降低腹泻率。这和先前的一些研究结果相一致，如Kim等^[10]和Zhang等^[11]发现发酵豆粕可以显著提高猪的ADG和G/F。发酵豆粕对生长性能的提高很大程度上是由于发酵去除了豆粕中的抗营养因子，提升了豆粕的营养价值；另外，益生菌也会对提高生长性能起到一定作用，如Pollmann等^[12]研究发现，在断奶仔猪饲粮中添加乳酸杆菌能够提高其ADG和G/F，而乳酸杆菌能够提高生长性能，主要在于乳酸杆菌改善了猪的肠道福利^[9]。

Song等^[13]研究发现，发酵豆粕能够显著降低仔猪腹泻率，本试验结果也得出同样的结论。发酵豆粕降低仔猪腹泻率的原因很大程度上是因为豆粕通过发酵后极大地降解了如大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白等抗原蛋白；另外，发酵豆粕中的益生菌能够在一定程度上抑制致病菌的增殖^[14]，从而达到了降低腹泻率的作用。

本试验中对照组的营养物质表观消化率最低，其原因在于豆粕中抗营养因子、胰蛋白酶抑制剂以及一些难以消化的蛋白质、糖类等的存在^[15]。Teng等^[16]认为，发酵可以除去豆粕中的胰蛋白酶抑制剂，而这能够提高蛋白质的消化率。同时，乳酸杆菌、小肽和酶等物质对提高营养物质消化率也可能起到了一定的促进作用^[7]。Zhao等^[17]认为，乳酸杆菌作为益生菌可以提高诸如β-半乳糖苷酶的活性，这会促进胃肠道蠕动，从而提高营养物质的消化率。

抗氧化酶活性在一定程度上能够反映仔猪的氧化应激程度。在本试验中，饲粮中添加发酵豆粕增加了断奶仔猪血清中SOD和GSH-Px的活性，这也说明发酵豆粕可以在一定程度上缓解仔猪的氧化应激。而T-AOC反映的是非酶抗氧化系统，发酵豆粕对于断奶仔猪血清中T-AOC的提高，说明发酵豆粕也可以在一定程度上防止内源性脂质的氧化和过氧化。

发酵豆粕能够提高断奶仔猪血清中IgA和IgM含量，说明发酵豆粕可以促进仔猪的免疫系统发育，增强免疫功能。豆粕中含有大量的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白，二者的存在会损坏仔猪的免疫系统，而发酵对这些抗营养因子的降解是仔猪免疫功能改善的最大原因^[18]。

短链脂肪酸是猪后肠道中微生物的发酵产物，短链脂肪酸大约能够提供机体所需维持能量的10%。本试验中，发酵豆粕提高了断奶仔猪盲肠食糜中丁酸含量，这一结果和Xie等^[19]的研究结果是一致的。Meimandipour等^[20]认为，乳酸杆菌分泌的乳酸能够促进肠道中产生丁酸的细菌的增殖，从而提高食糜中丁酸的含量。

胰蛋白酶抑制剂能够抑制胰蛋白酶的活性，本试验中豆粕通过发酵后，胰蛋白酶抑制剂被完全降解，结果显示断奶仔猪十二指肠和空肠黏膜中胰蛋白酶活性提高，这符合试验预期。

肠道绒毛高度、隐窝深度和绒腺比是重要的形态学指标，可以一定程度上反映肠道的屏障功能和吸收功能^[18]。而豆粕中的抗原蛋白会通过损坏肠道正常形态影响机体对营养物质的消化和吸收^[21]。本研究发现，发酵豆粕可以改善断奶仔猪十二指肠和空肠的形态，说明发酵豆粕能够在一定程度上促进营养物质的吸收。

促炎细胞因子(IL-1β、TNF-α和IFN-γ)在介导炎症反应中至关重要，而断奶应激会促进仔猪肠道内炎性因子的表达^[22]。本试验中发酵豆粕减少了空肠黏膜中TNF-α的含量，说明发酵豆粕能够在一定程度上调节断奶仔猪肠道黏膜的炎症反应。

发酵豆粕与未发酵豆粕相比，除营养成分含量存在差异外，一些性状及功能性物质含量也会有变化。如Amadou等^[23]研究发现，使用植物乳杆菌发酵大豆蛋白粉，其功能性状发生了很大变化，如体外蛋白质消化率、可溶性氮含量及乳化活性等。并且，大豆蛋白粉在微生物发酵和蛋白酶酶解共同作用下，显示出了更高的变性温度(103.77 ℃)，而未经处理的大豆蛋白粉变性温度为61.67℃。另外，Moktan等^[24]对Kinema(一种类似豆豉的大豆发酵食物)进行的研究显示，与未发酵大豆相比，其总酚含量提高了1.44倍，抗氧化活性也有显著提高。目前，关于发酵豆粕功能性物质含量及性状变化还缺少相关资料，期待未来更进一步深入研究。

4 结论

① 豆粕经纳豆芽孢杆菌和嗜酸乳酸杆菌两步发酵后营养品质得到提升。

② 在本试验条件下，断奶仔猪饲粮中添加本试验所制备的两步法发酵豆粕可提高28~56日龄断奶仔猪的生长性能、营养物质表观消化率并降低腹泻率，同时还可提高肠黏膜消化酶活性，改善肠道形态，其中添加9.74%和14.61%的发酵豆粕在改善仔猪生长性能等方面的效果要优于添加4.87%的发酵豆粕。综合考虑成本因素，推荐仔猪饲粮中以9.74%的发酵豆粕替代12%的豆粕使用。

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