益生素和低聚木糖对断奶仔猪肠道pH及肠黏膜形态的影响

apple12151007 · 发表于 2010-10-13 13:50:47

　　益生素和低聚木糖对断奶仔猪肠道pH及肠黏膜形态的影响

　　杨海英，杨在宾，杨维仁

　　摘要：(目的)本试验旨在研究益生素和低聚木糖对断奶仔猪肠道pH及肠黏膜形态学影响。(方法)用240头平均体重6.83kg的21±2日龄PIC杂交断奶仔猪，分为4个处理，试验Ⅰ组(正对照组，含有较多的鱼粉和乳清粉)，试验Ⅱ(负对照组，含有较多的豆粕)，试验Ⅲ组(负对照+益生素0.035%)，试验Ⅳ组(负对照+低聚木糖0.002%)，营养水平参照PIC猪营养需要设计。(结论)结果表明：与负对照相比，日粮中添加益生素和低聚木糖能显著提高仔猪十二指肠、回肠、盲肠和结肠的pH(p<0.05), 能显著提高仔猪空肠绒毛长度(p<0.05)，对仔猪十二指肠和回肠绒毛长度影响不明显;日粮中添加益生素能显著缩短仔猪十二指肠和空肠隐窝深度(p<0.05);添加低聚木糖有缩短仔猪回肠隐窝深度的趋势;仔猪日粮添加益生素和低聚木糖能显著提高仔猪十二指肠和空肠绒腺比(p<0.05)，对仔猪回肠绒腺比影响不显著(p>0.05)。
　　关键词：益生素;低聚木糖;断奶仔猪;肠道pH;小肠黏膜形态
　　Effect of Probiotics and Xylo-oligosaccharide on Intestinal pH and Intestinal Tract Morphology of Early Weaned Piglets
　　YANG Hai-ying YANG Zai-bin YANG Wei-ren LI Zhao-yong
　　(College of Animal Science and Technology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018)
　　Abstract: Two hundred and forty crossbred early weaned PIC piglets with an average initial weight of 6.83kg, weaned at 21±2d of age, were divided into four groups to determine the effects of supplementation probiotics and xylo-oligosaccharide on intestinal pH and intestinal tract morphology. control Ⅰ(positive diet , with no probiotics and xylo-oligosaccharide but more fish meal, whey powder and little soybean meal)、control Ⅱ(negative diet, with no probiotics and xylo-oligosaccharide but less fish meal, whey powder and more soybean meal) and control Ⅲ and Ⅳ supplemented with probiotcs and xylo-oligosaccharide respectively . Diets were formulated to contain equal essential amino acids and ME and to meet PIC piglets. The results of these studies suggested that addition of probiotics and xylo-oligosaccharide had a obvious trend of reducing pH value on duodenum, ileum, caecum and colon (p<0.05). Probiotics and xylo-oligosaccharide could improve villus length on jejunum(p <0.05) but have no apparent effect on duodenum and ileum; The results of the current study showed that crypt depth on duodenum and jejunum was affected by adding probiotics (p<0.05). Addition of xylo-oligosaccharide decreased crypt depth. The villus length to crypt depth ratio was higher in piglet diets supplemented with probiotics and xylo-oligosaccharide than in those fed the control Ⅱ on duodenum and jejunum (p <0.05) but had no apparent effect on ileum (p >0.05).
　　Key words: early-weaned piglets; probiotics; xylo-oligosaccharide; intestinal pH; intestinal Tract Morphology
　　(学科进展)近年来，微生态制剂(又名活菌制剂或生菌剂[1])备受人们关注。(研究意义)益生素被定义为活的微生物，通过提高肠道微生物平衡对动物起有益作用[2-3]。低聚木糖是由2～8个木糖以β-1,4糖苷键连接而成低度聚合糖类总称[4]，它可以改变仔猪肠道组织形态学,这可能与增加短链脂肪酸的数量有关[5-6]。(切入点)当断奶仔猪食入高豆粕日粮时，由于仔猪消化道结构发育不完善，加上豆粕不能像鱼粉和乳清粉一样提供给仔猪优质蛋白质和乳糖造成仔猪腹泻，并全面影响消化功能。Hidaka[7]等(1986)和Morishita(1992)[8]、Tellez(1994)[9]等研究表明，在鸡、鼠日粮中添加低聚糖可使肠道pH降低;张宏福(2002)[10]报道，断奶仔猪日粮中添加0.05%异麦芽低聚显著增加盲肠和结肠的绒毛高度;王秀武(2004)[11]指出，在肉仔鸡日粮中添加壳聚糖可增加回肠微绒毛密度。(研究目的)本试验旨在降低鱼粉与乳清粉含量的条件下适当增加豆粕含量，在负对照日粮基础上添加益生素和低聚木糖来研究微生态制剂对动物肠道pH值和小肠黏膜形态的影响，为动物生产提供参考依据。
　　1 材料与方法
　　1.1　试验动物和日粮配制选用21±2日龄PIC杂交配套系断奶仔猪240头，按体重相近原则随机分为四个处理，每个处理3个重复，每个重复20头仔猪。试验Ⅰ组即正对照组(positive diet，PD)含有较多的鱼粉和乳清粉，试验Ⅱ组即负对照组(negative diet，ND)含有较多的豆粕，试验Ⅲ组负对照+益生素0.035%(negative diet+probiotics，ND+P)、试验Ⅳ组负对照+低聚木糖0.002%(negative diet+xylooligosaccharide，ND+X)。试验预试期自21至34日龄，正式期自35至65日龄。仔猪采用分栏饲养，自由采食和饮水，猪舍温度保持在28℃。
　　表1日粮组成及营养成分(%)
　　Table 1 Components and nutrition composition of experimental diets (%)

原料Ingredients	正对照positive	负对照negative	营养水平levels	正对照positive	负对照negative
玉米Corn	60.25	61.30	消化能DE (KJ/kg)	3421.29	3415.70
去皮豆粕Soybean meal	22.50	26.50	代谢能ME (KJ/kg)	3167.82	3162.50
乳清粉Whey powder	5.50	2.50	粗蛋白Crude protein	19.50	19.49
鱼粉Fish meal	5.50	2.50	钙Calcium	0.88	0.87
豆油Soybean oil	2.50	2.55	有效磷Phosphorus	0.47	0.47
磷酸氢钙dibasic	1.15	1.61	盐 Salt	0.50	0.50
石粉Limestone	0.85	0.85	赖氨酸Lysine	1.40	1.40
食盐Salt	0.15	0.45	蛋氨酸Methionine	0.46	0.46
赖氨酸Lysine	0.38	0.47	蛋+胱 Met+Cys	0.79	0.79
蛋氨酸Methionine	0.12	0.15	苏氨酸Threonine	0.88	0.88
苏氨酸Threonine	0.07	0.09	色氨酸Tryptophan	0.25	0.25
色氨酸Tryptophan	0.03	0.03
1％预混料1％Premix﹡	1.00	1.00

　　注:每千克预混料中含Mn 40mg,Fe 130mg, Zn 130mg,Cu 15mg,VA 11025IU,VD3 2203IU,VE 80IU, VK 4.4mg,VB1 4.4 mg,VB2 11mg,VB3 35mg, VB5 59.5mg,VB4 330mg, VB11 0.9mg, VH 0.5mg, V12 55µg
　　1.2　试验材料益生素成分：含有乳酸菌、酵母菌和枯草芽胞杆菌。总菌数大于1×109CFU/g，由香港英杰生命科技有限公司提供。低聚木糖成分：木二糖至木五糖的混合物，由山东龙力生物科技有限公司提供。
　　1.3 检测指标 65日龄饲养试验结束，每个处理选择3头仔猪屠宰，取肠段做以下测定：
　　1.3.1 pH 用pH-Star Pistol 胴体肌肉pH测定仪直接测定十二指肠、空肠前1/4、空肠后1/4、回肠中段和盲肠处内容物的pH。
　　1.3.2 小肠黏膜形态从十二指肠中段、空肠前1/4处及回肠中段切取肠管样品3厘米左右，用生理盐水清洗干净，放入10%甲醛磷酸盐缓冲液中固定，用LEICA RM2135切片机与BMJ-3型包埋机做成石蜡切片，用日本PM.20 显微照像设备采集图像，然后用Motic Images 2000 1.3软件测量绒毛长度与隐窝深度。
　　1.4 数据分析
　　采用SASS(13.0版)统计软件进行方差分析，用邓肯氏法进行多重比较。试验数据采用平均值±标准误表示。
　　2 结果与分析
　　十二指肠段，益生素组和低聚木糖组pH值低于正对照组和负对照组(p<0.05)，但正对照和负对照组之间、益生素和低聚木糖组之间无显著差异(p>0.05);空肠部分无论是前1/4还是后1/4，各试验组之间pH无显著差异(p>0.05);回肠pH，正对照组、益生素组及低聚木糖组显著低于负对照组(p<0.05)，下降幅度分别为7.77%、4.46%和5.90%;盲肠段，益生素组和低聚木糖组pH值低于正对照和负对照组(p<0.05)，益生素组和低聚木糖组分别较负对照组降低6.35%和5.34%。
　　表2益生素和低聚木糖对断奶仔猪各肠段pH的影响
　　Table 2 Influence of probiotics and xylo-oligosaccharide on pH value of piglet intestine

项目	正对照组PD	负对照组 ND	益生素 PD+P	低聚木糖 PD+X
十二指肠 duodenum	5.81±0.26a	5.87±0.20a	4.35±0.44b	4.47±0.74b
空肠前1/4 jejunum front 1/4	5.91±0.22a	5.97±0.22a	5.35±0.33a	5.56±0.12a
空肠后1/4 jejunum post 1/4	6.68±0.12a	6.87±0.13a	6.41±0.42a	6.80±0.55a
回肠 ileum	6.41±0.20a	6.95±0.15b	6.64±0.09a	6.54±0.05a
盲肠 appendix	6.03±0.02b	6.14±0.04b	5.75±0.06a	5.80±0.12a

　　注：同行不同肩注字母者表示差异显著(p<0.05)。下同
　　2.2益生素和低聚木糖对仔猪十二指肠、空肠和回肠绒毛长度比较
　　

　　图1：正对照组仔猪十二指肠粘膜形态图2：负对照组仔猪十二指肠粘膜形态
　　图3：益生素组仔猪十二指肠粘膜形态图4：低聚木糖组仔猪十二指肠粘膜形态
　　表2为添加益生素和低聚木糖对仔猪消化道绒毛长度影响的比较，十二指肠绒毛长度各个处理之间差异不显著(p>0.05);空肠绒毛长度以负对照组最短，显著低于其它各个试验组(p<0.05),添加益生素组最高;回肠绒毛长度以添加低聚木糖组和负对照组较短，正对照组和益生素组较高。
　　表3 试验仔猪十二指肠，空肠和回肠绒毛长度比较
　　Table 3 The contrast of intestinal villus length on duodenum, jejunum and ileum for piglets (μm)

项目 item	组别group
项目 item	正对照组 PD	负对照组 ND	益生素组 PD+P	低聚木糖组 PD+X
十二指肠duodenum	450.20±15.14a	487.84±19.60a	402.59±49.60ab	383.35±3.65b
空肠 jejunum	464.64±13.20b	379.22±22.10c	538.64±18.46a	460.80±20.90b
回肠 ileum	487.84±19.60a	402.59±49.60ab	383.35±3.65b	378.48±16.89b
回肠 ileum	487.84±19.60a	402.59±49.60ab	383.35±3.65b	378.48±16.89b

　　2.3 试验仔猪十二指肠，空肠和回肠隐窝深度比较
　　表3为添加益生素和低聚木糖对仔猪消化道隐窝深度影响的比较，十二指肠隐窝深度以负对照组最深，显著高于正对照组和益生素组(p<0.05)，正对照组、益生素组和低聚木糖组仔猪隐窝深度差异不显著(p>0.05);空肠隐窝深度也以负对照组最深，显著高于低聚木糖组(p<0.05)，与其它各组差异不显著;回肠隐窝深度各个处理间差异不显著。
　　表4 试验仔猪十二指肠，空肠和回肠隐窝深度比较
　　Table 4 The contrast of intestinal crypt depth on duodenum, jejunum and ileum for piglets (μm)

项目 item	组别group
项目 item	正对照组 PD	负对照组 ND	益生素组 PD+P	低聚木糖组 PD+X
十二指肠duodenum	194.33±12.15b	256.25±18.09a	201.79±15.50b	235.74±10.52ab
空肠 jejunum	220.19±23.83ab	253.97±25.61a	220.10±8.93ab	189.48±9.12b
回肠 ileum	229.23±27.70	227.62±14.10	252.86±19.11	191.12±24.99
回肠 ileum	229.23±27.70	227.62±14.10	252.86±19.11	191.12±24.99

　　2.4 试验仔猪十二指肠，空肠和回肠绒腺比比较
　　表4为添加益生素和低聚木糖对仔猪消化道绒腺比影响的比较,正对照组和益生素组仔猪十二指肠绒腺比差异不显著(p>0.05)，但都显著高于负对照组(p<0.05);低聚木糖组和负对照组相比差异极显著(p<0.01)。正对照组、益生素组和低聚木糖组空肠仔猪绒腺比差异不显著(p>0.05),但都显著高于负对照组(p<0.05);正对照组和低聚木糖组回肠绒腺比差异不显著(p>0.05)，明显高于益生素组(p<0.05)，负对照组和益生素组差异不显著(p>0.05)。
　　表5 试验仔猪十二指肠，空肠和回肠绒腺比比较
　　Table 5 The contrast of villus length-to-crypt depth ratio on duodenum, jejunum and ileum

项目 item	组别group
项目 item	正对照组 PD	负对照组 ND	益生素组 PD+P	低聚木糖组 PD+X
十二指肠duodenum	2.33±0.07a	1.72±0.02c	2.35±0.04a	1.90±0.03b
空肠 jejunum	2.15±0.17b	1.51±0.06c	2.45±0.03ab	2.43±0.12ab
回肠 ileum	2.17±0.17a	1.76±0.12bc	1.53±0.11c	2.02±0.17ab
回肠 ileum	2.17±0.17a	1.76±0.12bc	1.53±0.11c	2.02±0.17ab

　　3 讨论
　　3.1 添加益生素和低聚木糖对断奶仔猪肠道pH的影响
　　试验发现，在断奶仔猪日粮中添加益生素和低聚木糖可有效降低消化道各段的pH值，数值上表明，仔猪几乎整个消化道都处在酸性的环境中，这有利于提高消化酶的活性，以及对病原微生物生长繁殖的抑制，这些与近年来其他研究者的报道相一致[12-14]。Ogawa等[13]认为，动物日粮中添加微生态制剂可降低消化道内pH值的主要原因是：乳酸菌可发酵糖类产生大量的乳酸、乙酸和丙酸，从而降低肠道pH值。pH值的降低可直接杀死有害微生物，也可抑制有害微生物的繁殖。杨林[15]的试验表明添加甘露寡糖降低了28日龄断奶仔猪盲肠的pH值。本试验结果表明，益生素和低聚木糖均能不同程度降低各肠段pH值，表明益生素和低聚木糖能较好缓解仔猪肠道应激，保持肠道pH处于较低的水平。
　　3.2 添加益生素和低聚木糖对断奶仔猪绒毛长度的影响
　　小肠的功能单位是绒毛，肠粘膜表面有无数绒毛(长度约为300~500um)，因而极大地增加了营养物质的吸收面积[16]。肠绒毛(villi interstinales)是小肠黏膜表面的上皮和固有层向肠腔内的细小突起长约0.35~1mm。在十二指肠和空肠分布最密，到回肠则逐渐减少而变稀[17]。Hampson(1986)[18]、顾宪红等(2001)[19]报道，仔猪断奶后肠道粘膜萎缩，肠道粘膜上皮绒毛变短，隐窝变深。Hampson(1986)报道，未断奶仔猪随着年龄增大，隐窝深度上升，绒毛高度增高，而同日龄断奶仔猪断奶后表现隐窝深度升高而绒毛长度变短。本试验条件下仔猪日粮中添加益生素和低聚木糖对仔猪十二指肠回肠绒毛长度有增加的趋势，添加益生素和低聚木糖能显著提高空肠绒毛长度。
　　3.3 添加益生素和低聚木糖对断奶仔猪隐窝深度的影响
　　隐窝深度决定肠绒毛通过有丝分裂产生上皮细胞的速度，反映了细胞生成率，不断有细胞从隐窝基部向绒毛端部迁移、分化，形成具有吸收能力的绒毛细胞，以补充绒毛上皮的正常脱落。隐窝变浅，表明细胞的成熟率上升，分泌功能强[20]。据Hetty等(1988)报道，隐窝深度在一定时期内随日龄的增加而加深(p<0.05)。本试验条件下仔猪日粮中添加益生素能显著缩短仔猪十二指肠隐窝深度(p<0.05);添加益生素和低聚木糖有缩短仔猪空肠隐窝深度的趋势;添加低聚木糖有缩短仔猪回肠隐窝深度的趋势，添加益生素对仔猪回肠隐窝深度影响不显著。
　　3.4 添加益生素和低聚木糖对断奶仔猪绒腺比的影响
　　Goodlad[21](1995)等报道，小肠绒毛一些增殖的改变仅可通过总高度与隐窝深度比例才能反映出来，而小肠绒毛本身的单位高度并没有改变。肠道粘膜上皮绒毛长度变长，隐窝深度变浅即绒腺比升高意味着绒毛吸收细胞增多，分泌细胞减少，造成吸收能力升高。本试验条件下仔猪日粮添加益生素组和低聚木糖能显著提高仔猪十二指肠和空肠绒腺比(p<0.05)，添加益生素和低聚木糖对仔猪回肠绒腺比影响不显著(p>0.05)。
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