马铃薯蛋白作为一种新型的抗菌剂对断奶仔猪生产性能、肠道中微生物和免疫力的影响

apple12151007 · 发表于 2010-10-26 16:51:02

　　马铃薯(Solanum tuberosum L.cv.Gogu valley)蛋白作为一种

　　新型的抗菌剂对断奶仔猪生产性能、营养物质消化率、

　　肠道中微生物和免疫力的影响

　　Potato(Solanum tuberosum L.cv.Gogu valley)protein as a novel antimicrobial agent in weanling pigs

　　付建福[1](译)，Z.Jin等(著)

　　摘要：选择23 ± 3日龄，初重基本一致的杜长大断奶仔猪(6.42 ± 0.74Kg)进行28d试验,随机分为5个处理,每个处理4个重复,每个重复14头猪,自由饮水和采食。试验主要探讨饲喂不同水平的马铃薯蛋白对断奶仔猪生产性能、营养物质消化率、免疫、小肠形态、大肠和粪便中的细菌菌落数的影响。日粮分为：对照组(PC)(基础日粮+ 150 ppm的安普霉素和10 ppm的硫酸粘杆菌素)，试验组(PP)(基础日粮中添加0 ， 0.25 ， 0.50和0.75 % 的马铃薯蛋白)。基础日粮分两个阶段：第一阶段(0-14d)和第二阶段(14-28d)。马铃薯蛋白是从马铃薯新品种提取而来，并显示它最小抑制浓度为300至500 μ g / ml。对照组与试验组(0.25-0.75%的马铃薯蛋白)中断奶仔猪生产性能相比，试验组(0-0.75%)的生产性能随着马铃薯蛋白的添加水平的增加，呈现二次线性增加的趋势。经过28d试验，对照组的仔猪与试验组相比，提高了断奶仔猪全期的ADG(P < 0.05)和G:F(P=0.09)。但是，试验组中的断奶仔猪的ADG (P < 0.05), ADFI (P = 0.052)和G：F(P=0.098)随着日粮中马铃薯蛋白添加量的增加，呈线性的增加。对照组与试验组相比，干物质和粗蛋白的消化率较高。在试验的第二阶段，试验组随着马铃薯蛋白添加量的增加，干物质消化率呈线性增加。除了14d和28d，对照组比试验组的断奶仔猪粪便中的细菌总数和大肠杆菌有所下降，和随着日粮中马铃薯蛋白添加量的增加，断奶仔猪呈线性的减少粪便、盲肠、结肠和直肠中的微生物数量。试验组可以提高植物血凝素的水平，血凝素效价在21d时PC组中的断奶仔猪最高。在28d血凝素的效价随着PP日粮中的马铃薯蛋白粉的添加量呈二次增加(P=0.07)。PC日粮与PP日粮相比，降低断奶仔猪的隐窝深度(P=0.06)，提高绒毛高度：隐窝深度(P=0.082)的趋势。这些结果可以表明，马铃薯蛋白可以替代抗生素在饲料中的使用，因为它具有抗菌活性，有效减少大肠杆菌的数量，也可以提高断奶仔猪生产性能。
　　关键词：抗菌活性，生产性能，肠道微生物，营养物质消化率，马铃薯蛋白，断奶仔猪
　　1.前言
　　抗生素发现就开始应用在猪生产中，给养猪业带来了巨大的发展，但是抗生素的继续使用和滥用，会导致致病菌的耐药性和药物残留等问题(Schwarz等，2001)。由于人们越来越重视食品安全，2006年1月欧盟开始全面禁止抗生素做为促生长剂使用。为了维持动物的生产性能，人们开始寻找一些抗生素的替代物(Bae等，1999)。
　　近年来，抗菌肽(AMP)是生物细胞特定基因编码经特定外界条件诱导产生的一类多肽。抗菌肽可以从动植物组织和机体的分离和提取。抗菌肽是小基因信号肽，研究表明抗菌肽能抑制革兰氏阴性菌、真菌和分歧杆菌的繁殖(Zasloff，2002)。
　　马铃薯是广泛种植的植物，作为人类的全球性的食物，它具有抗细菌(Han等，1996)，和抗真菌的特性(Do等，2004)。一种新的马铃薯品种在戈古流域开发，众所周知，它能抵抗疾病。在人类健康研究中发现，马铃薯可以增加双歧杆菌和乳酸杆菌的数量，并能减少大肠杆菌的数量(Lee，2005)。因此，马铃薯中的蛋白具有抗菌的活性(Kim等，2005)。
　　在本研究中，马铃薯蛋白作为抗生素的替代物在断奶仔猪日粮中的应用和评价了马铃薯蛋白对断奶仔猪的生产性能、营养物质消化率和肠道微生物区系的影响。
　　2.材料与方法
　　2.1马铃薯蛋白的制备和最低剂量的分析
　　马铃薯块茎从马铃薯新品种中获得，储藏在4℃，相对湿度为95-100%的黑暗地方。块茎在蒸馏水浸泡2h，放在地面上，接着放在蛋白质提取液，混合提取液，15min，为了充分提取蛋白质，接着在1260转/min离心15min。上清液冷冻干燥，最后获得马铃薯蛋白。
　　冷冻干燥的马铃薯蛋白从马铃薯块茎提取，溶解在无菌、去离子的蒸馏水中制备成10000μg/ml溶液，为了微量检测最小抑菌浓度(MIC)。菌株分别为大肠杆菌，金黄色葡萄球菌、猪霍乱沙门氏菌和鸡沙门氏菌。MIC的终点是马铃薯蛋白的浓度对这样菌株不能生长时的浓度。
　　2.2动物和日粮
　　选择280头杜长大，平均体重为6.42 ± 0.74Kg;23 ± 3日龄的断奶仔猪，公母各半，随机的分为5个处理，每个处理4个重复，每个重复14头断奶仔猪。自由饮水和采食。试验日粮为抗生素组(PC)，马铃薯蛋白组(PP)(0，0.25，0.50和0.75%的马铃薯蛋白)。
　　试验基础日粮分为两个阶段(第一阶段，0-14d和第二阶段，14-28d)。第一阶段的日粮见表1，日粮含有3400kcal/kg的消化能和将1.65%的赖氨酸。第二阶段日粮见表1，日粮含有3350kcal/kg的消化能和1.43%的赖氨酸。所有的日粮中的营养成分达到或超过NRC(1998)推荐的标准。
　　表1：试验日粮的组成及营养水平

项目	PC		马铃薯蛋白，%
	PC		0		0.25		0.50		0.75
	0-2W	2-4W	0-2W	2-4W	0-2W	2-4W	0-2W	2-4W	0-2W	2-4W
成分，%
玉米	33.09	42.00	33.58	42.48	33.28	42.21	33.02	41.92	32.73	41.64
乳清粉	28.00	25.00	28.00	25.00	28.00	25.00	28.00	25.00	28.00	25.00
乳糖	5.00	2.00	5.00	2.00	5.00	2.00	5.00	2.00	5.00	2.00
豆粕，48%CP	13.84	19.08	13.76	19.00	13.65	18.86	13.51	18.73	13.38	18.58
大豆浓缩蛋白	6.00	5.00	6.00	5.00	6.00	5.00	6.00	5.00	6.00	5.00
血浆蛋白粉	5.00		5.00		5.00		5.00		5.00
鱼粉	4.25	2.25	4.25	2.25	4.25	2.25	4.25	2.25	4.25	2.25
豆油	2.20	1.90	2.04	1.75	2.20	1.90	2.35	2.06	2.51	2.22
石灰石	1.02	0.88	1.02	0.88	1.02	0.88	1.02	0.89	1.02	0.89
磷酸三钙	0.23	0.58	0.23	0.58	0.23	0.58	0.23	0.58	0.23	0.58
L-Lys.HCl,78%	0.16	0.13	0.16	0.13	0.16	0.14	0.16	0.14	0.17	0.15
DL-Met,100%	0.16	0.13	0.16	0.13	0.16	0.13	0.16	0.13	0.16	0.14
TRP，10%	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15
食盐	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10
氯化胆碱，25%	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
维生素预混料	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30
矿物质预混料	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20
安普霉素，10%	0.15	0.15
硫酸粘霉素，1%	0.10	0.10
马铃薯蛋白					0.25	0.25	0.50	0.50	0.75	0.75
组成
ME，kcal/kg	3400	3350	3400	3350	3400	3350	3400	3350	3400	3350
CP,%	23.50	21.0	23.50	21.0	23.50	21.0	23.50	21.0	23.50	21.0
Ca,%	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80
P,%	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40
Lys,%	1.65	1.43	1.65	1.43	1.65	1.43	1.65	1.43	1.65	1.43
Trp,%	0.33	0.26	0.33	0.26	0.33	0.26	0.33	0.26	0.33	0.26
Met+Cys,%	0.93	0.83	0.93	0.83	0.93	0.83	0.93	0.83	0.93	0.83

　　2.3试验步骤
　　记录每头猪的体重和饲料消耗，从而计算每个阶段断奶仔猪的ADG、ADFI和G：F。0.25%三氧化二铬作为内源指示剂添加在日粮中分析营养物质的消化率，方法描述在Hahn等(2006)。所有的猪在8-14d和22-28d饲喂混有三氧化二铬的日粮。每个阶段的最后3d收集粪便，分析DM和CP的消化率。粪在60℃下干燥，再把3天的粪便混合和粉碎，通过1-mm的筛子。
　　为了研究日粮对回肠氨基酸的表观消化率、小肠形态和大肠食糜中的微生物区系，每个处理组随机选择2个重复，在28d时屠宰。收集回肠末端的食糜，保存在冰里。大肠(盲肠、结肠和直肠)的内容物的收集，是为了分析微生物区系。定期(0d、7、14、21和28d)对新鲜粪样测量其细菌数量。
　　十二指肠、空肠和回肠的内容物用生理盐水冲洗，并把这些肠段浸没在固定液(3%戊二醛、2%多聚甲醛和1.5%丙烯醛)中。用来分析肠壁形态。
　　2.4化学和细菌分析
　　试验日粮和粪便的分析参照AOAC(1990)的方法。铬的测量用自动的分光光度计，参照Fenton(1979)的方法。氨基酸的分析通过高效液相色谱法分析(Knabe等，1989)。蛋氨酸和胱氨酸氧化后用过甲酸分析(Moore，193)。
　　粪样和大肠中的食糜微生物区系参照Torrallardona等(2003)的方法。微生物菌落计算用细菌总数，大肠杆菌、葡萄球菌表示。
　　2.5免疫试验
　　评价体液免疫反应，在第14d时，每个重复中的2头断奶仔猪注射2.5ml的20%绵羊红细胞溶液。在注射后第7d和14d，前腔静脉采血。血液在1260r/min离心15min，收集血清，在56℃灭活30min，最后放在-20℃下保藏直到分析。绵羊血红细胞的抗体效价(SRBC)的测定用血凝反应，参考Wegmann和Smithies(1966)的方法。
　　2.6统计分析
　　试验是完全随机试验设计，使用GLM程序统计分析(SAS Inst Inc，Cary，NC)。利用t检验，比较PC与0，0.25，0.5和0.75%的马铃薯蛋白。线性和二次检验日粮中的马铃薯蛋白添加量对动物的影响。P<0.05表示差异显著和P<0.10表示具有差异的趋势。
　　3.结果
　　3.1最小抑菌浓度(MIC)试验
　　马铃薯蛋白对不同类型的细菌的MIC的测定值见表2.在300μg/ml的水平，无鸡沙门氏菌的生长，然而在400μg/ml能抑制大肠杆菌和猪霍乱沙门氏菌的生长，当浓度达到500μg/ml时，抑制葡萄球菌的生长。基于MIC的结果，可以得出日粮中马铃薯添加量为0.25，0.5和0.75%。
　　表2：马铃薯蛋白对不同类型的细菌的最低抑制浓度(MIC)

细菌的类型	马铃薯蛋白的浓度，μg/ml
细菌的类型	600	500	400	300	200	MIC
金黄色葡萄球菌	-	-	+	+	+	500
猪霍乱沙门氏菌	-	-	-	+	+	400
鸡沙门氏菌	-	-	-	-	+	300
大肠杆菌	-	-	-	+	+	400

　　3.2生长性能
　　马铃薯蛋白对断奶仔猪的生长性能的影响见表3。在第一阶段：PC与PP组相比，对断奶仔猪的ADG和ADFI无显著性差异。然而， PC与PP相比，提高了断奶仔猪的G：F(P<0.05)。在第一阶段中，随着马铃薯蛋白在日粮的添加水平，线性的提高了断奶仔猪的ADG(P=0.05)和ADFI(P=0.086)。在第二阶段：PC与PP相比，对断奶仔猪的ADG、ADFI和G：F无显著性差异;然而，随着日粮中的PP添加量的增加，对断奶仔猪的ADG呈线性增加(P<0.05),对断奶仔猪的ADFI(P=0.073)和G：F(P=0.071)具有线性提高的趋势。试验全期：PC与PP相比，提高了断奶仔猪的ADG(P<0.05)和G：F(P=0.090)，然而断奶仔猪饲喂PP，随着日粮中的PP的添加量的增加，线性的增加了全期断奶仔猪的ADG(P<0.05)，ADFI(P=0.052)，和G：F(P=0.098)。
　　表3：马铃薯蛋白对断奶仔猪生产性能的影响

项目	PC	马铃薯蛋白，%				SEM	P值
项目	PC	0	0.25	0.50	0.75	SEM	PC：PP	线性	二次
第一阶段（0-14d）
ADG，g	326	276	291	320	322	8.60	0.529	0.055	0.732
ADFI，g	466	415	440	475	472	11.4	0.910	0.086	0.587
G：F，g/kg	698	664	661	674	683	4.60	0.033	0.101	0.477
第二阶段（14-28d）
ADG，g	424	355	358	377	418	10.31	0.139	0.034	0.347
ADFI，g	661	573	567	604	648	14.63	0.160	0.073	0.413
G：F，g/kg	640	618	631	625	644	3.79	0.577	0.071	0.773
全期(0-28d)
ADG，g	374	315	324	349	371	7.97	0.022	0.023	0.691
ADFI，g	561	494	506	540	560	10.63	0.304	03052	0.866
G：F，g/kg	667	637	641	646	661	4.19	0.090	0.098	0.549

　　3.3营养物质消化率
　　马铃薯蛋白对断奶仔猪的DM和CP的消化率的影响见表4。在第一阶段，PC组与PP组相比，极显著的提高了断奶仔猪DM的消化率(P<0.01)和提高了断奶仔猪CP的消化率趋势(P=0.068)。然而，日粮中的PP添加量对断奶仔猪的DM和CP的消化率没有呈现线性和二次的规律。第二阶段，PC与PP相比，显著的提高了断奶仔猪的DM和CP的消化率(P<0.01)。随着断奶仔猪日粮中PP的添加量的增加，线性的提高了仔猪的DM的消化率(P<0.05)。
　　表4：马铃薯蛋白对断奶仔猪营养物质消化率的影响

项目	PC	马铃薯蛋白，%				SEM	P值
项目	PC	0	0.25	0.50	0.75	SEM	PC：PP	线性	二次
第一阶段
DM，%	83.94	80.83	81.45	80.53	82.97	0.48	0.005	0.267	0.408
CP，%	82.13	78.87	79.27	78.66	81.11	0.58	0.068	0.317	0.446
第二阶段
DM，%	84.03	80.28	81.20	81.34	82.50	0.36	0.003	0.019	0.836
CP，%	82.36	79.13	81.16	78.87	80.78	0.40	0.005	0.439	0.937

　　PC与PP相比，对断奶仔猪回肠中的氨基酸的消化率无显著性差异。但是，随着断奶仔猪日粮中马铃薯蛋白添加量的增加，回肠中His(二次，P=0.093)，Glu(线性，P=0.053)，Gly(线性，P=0.070)和Pro(线性，P=0.073)的消化率而提高(见表5)。
　　表5：马铃薯蛋白对断奶仔猪的回肠氨基酸表观消化率的影响

项目	PC	马铃薯蛋白，%				SEM	P值
项目	PC	0	0.25	0.50	0.75	SEM	PC：PP	线性	二次
必需氨基酸，%
Arg	84.8	80.7	80.3	78.6	83.8	1.2	0.25	0.52	0.30
His	80.0	77.1	70.3	76.0	78.9	1.4	0.22	0.37	0.09
Ile	79.4	73.1	70.3	73.9	80.1	1.5	0.45	0.22	0.54
Leu	78.9	75.9	80.2	76.8	73.8	1.4	0.61	0.53	0.29
Lys	83.0	82.7	84.3	79.9	78.2	1.0	0.45	0.11	0.45
Met	79.1	72.9	75.0	77.1	78.0	1.7	0.60	0.33	0.88
Phe	81.1	78.8	83.1	77.8	76.9	1.4	0.63	0.47	0.43
Thr	78.2	69.9	75.0	76.9	72.2	1.8	0.47	0.63	0.25
Val	75.4	72.4	79.1	71.9	73.9	1.8	0.93	0.89	0.59
非必需氨基酸，%
Ala	80.9	77.3	78.1	75.5	76.2	1.4	0.25	0.67	0.99
Asp	83.3	79.5	84.0	81.1	82.5	0.9	0.77	0.49	0.44
Cys	78.8	74.8	81.2	76.1	77.0	1.4	0.87	0.92	0.41
Glu	85.4	79.6	80.2	84.1	85.2	1.2	0.55	0.05	0.76
Gly	73.9	63.7	63.9	66.5	71.9	1.6	0.11	0.07	0.42
Pro	80.8	73.2	76.0	77.1	81.6	1.4	0.51	0.07	0.77
Ser	82.2	77.7	81.0	77.2	80.0	1.0	0.31	0.77	0.93
Tyr	77.1	74.0	78.3	74.8	79.1	1.3	0.94	0.40	0.99

　　3.4粪和大肠中的细菌菌落数
　　马铃薯蛋白对断奶仔猪粪中细菌的数量的影响见表6。PC与PP相比，第14d粪中的细菌数量总数和第14、28d粪中的大肠杆菌数量显著降低(P<0.05)。但是，PC与PP相比，第0、7和21d时粪中的细菌总数、大肠杆菌和葡萄球菌的数量无显著性差异。马铃薯蛋白降低了粪中的细菌总数、大肠杆菌和葡萄球菌数量。随着日粮中马铃薯蛋白的添加量的增加，在28d(线性，P<0.05)和在14d(线性，P<0.001),降低粪中的葡萄球菌的数量(二次，P<0.05);具有降低大肠杆菌的数量的趋势(二次，P=0.058)。在21d，PP降低粪中葡萄球菌数量(线性，P<0.05)，具有降低粪中的细菌总数(线性，P=0.062)和大肠杆菌的数量(线性，P=0.071)的趋势。在7d，PP日粮具有降低粪中的细菌总数(线性，P=0.059)和葡萄球菌数量(线性，P=0.063)的趋势。
　　表6：马铃薯蛋白对断奶仔猪粪中的细菌数量的影响

d	细菌类型	PC	马铃薯蛋白，%				SEM	P值
d	细菌类型	PC	0	0.25	0.50	0.75	SEM	PC：PP	线性	二次
0	细菌总数	8.87	8.91	8.89	8.90	8.88	0.01	0.517	0.655	0.972
	大肠杆菌	6.54	6.66	6.57	6.60	6.56	0.03	0.682	0.447	0.760
	葡萄球菌	5.09	5.17	4.96	4.95	4.95	0.04	0.158	0.188	0.347
7	细菌总数	8.67	9.22	9.08	8.91	8.46	0.11	0.403	0.059	0.560
	大肠杆菌	6.14	6.64	6.33	6.30	6.08	0.12	0.576	0.228	0.885
	葡萄球菌	4.78	5.23	4.99	4.76	4.46	0.12	0.894	0.063	0.923
14	细菌总数	8.64	9.49	9.15	8.92	8.23	0.12	0.047	0.001	0.305
	大肠杆菌	5.77	7.12	6.11	6.18	5.84	0.13	0.042	0.001	0.058
	葡萄球菌	4.11	4.92	4.17	4.10	4.08	0.09	0.898	0.001	0.026
21	细菌总数	8.34	9.00	8.68	8.52	8.23	0.11	0.413	0.062	0.964
	大肠杆菌	5.45	6.70	6.08	5.89	5.68	0.17	0.250	0.071	0.586
	葡萄球菌	3.64	4.80	4.00	3.83	3.61	0.15	0.300	0.016	0.354
28	细菌总数	8.07	8.90	8.49	8.44	8.23	0.10	0.083	0.029	0.599
	大肠杆菌	5.09	5.65	5.41	5.51	5.27	0.06	0.015	0.015	1.000
	葡萄球菌	3.66	4.26	3.65	3.73	3.44	0.10	0.768	0.025	0.439

　　马铃薯蛋白对断奶后28d的仔猪的大肠中的内容物的细菌数量的影响见表7。PC与PP相比，降低了断奶仔猪盲肠中细菌总数和葡萄球菌的数量(P<0.05),结肠中细菌总数(P<0.01)和直肠中大肠杆菌的数量(P<0.01)。PP日粮降低了盲肠食糜中的细菌总数(线性，P<0.01)，葡萄球菌数量(线性，P<0.05)和具有降低大肠杆菌数量的趋势(线性，P=0.089)。同样，随着断奶仔猪日粮中PP的添加量的增加，线性的降低了结肠中细菌总数和葡萄球菌数量(P<0.05)和直肠中细菌总数、大肠杆菌和葡萄球菌数量(线性，P<0.05)。
　　表7：马铃薯蛋白对断奶仔猪大肠中细菌数量的影响

项目	细菌类型	PC	马铃薯蛋白，%				SEM	P值
项目	细菌类型	PC	0	0.25	0.50	0.75	SEM	PC：PP	线性	二次
盲肠	细菌总数	7.44	8.24	7.90	7.77	7.35	0.10	0.036	0.005	0.813
	大肠杆菌	5.30	5.78	5.58	5.47	5.38	0.07	0.261	0.089	0.746
	葡萄球菌	4.37	4.76	4.88	4.68	4.25	0.07	0.027	0.013	0.062
结肠	细菌总数	8.07	8.88	8.49	8.44	8.23	0.08	0.008	0.016	0.590
	大肠杆菌	5.09	5.65	5.41	5.51	5.27	0.08	0.157	0.200	1.000
	葡萄球菌	3.66	4.26	3.65	3.73	3.44	0.11	0.798	0.046	0.501
直肠	细菌总数	8.40	8.78	8.64	8.23	8.14	0.10	0.788	0.046	0.917
	大肠杆菌	5.18	5.78	5.58	5.49	5.34	0.06	0.008	0.018	0.849
	葡萄球菌	4.22	4.86	4.23	3.93	4.02	0.12	0.287	0.032	0.194

　　3.5免疫试验
　　马铃薯蛋白对断奶仔猪免疫力的影响见表8。PC和PP相比，CBH无显著性差异。然而，断奶仔猪饲喂PP日粮，随着日粮中PP的添加量，线性的提高了18h的 CBH1(P=0.081)，18h(P=0.057)和48h(P=0.090)的CBH2。PC和PP相比，SRBC在 PC日粮中较高，然而，PP提高了血凝效价(二次，P=0.070)。
　　表8：马铃薯蛋白对断奶仔猪免疫力的影响

项目	PC	马铃薯蛋白，%				SEM	P值
项目	PC	0	0.25	0.50	0.75	SEM	PC：PP	线性	二次
嗜碱性粒细胞过敏反应（CBH），mm
CBH1，18h	4.55	3.82	4.27	4.17	4.50	0.11	0.337	0.081	0.800
CBH1，42h	0.62	0.60	0.70	0.58	0.67	0.02	0.611	0.632	0.899
CBH2，18h	4.45	3.55	4.00	4.04	4.27	0.11	0.160	0.057	0.664
CBH2，42h	0.61	0.46	0.52	0.54	0.52	0.02	0.506	0.090	0.225
SRBC反应，HA单位
21d	3.00	2.00	3.00	2.25	2.50	0.15	0.054	0.637	0.300
28d	4.75	3.50	4.25	4.50	4.00	0.17	0.241	0.237	0.070

　　3.6小肠的组织形态
　　各处理组对绒毛长度、隐窝深度、绒毛长度与隐窝深度的比值和绒毛宽度在十二指肠、空肠和回肠无显著性影响(见表9);然而，PC与PP相比，具有降低回肠隐窝深度(P=0.068)和增加绒毛长度与隐窝深度的比值(P=0.082)的趋势，但是，随着断奶仔猪日粮中PP的添加量的增加，线性的降低了十二指肠绒毛的宽度(P=0.087)。
　　表9：马铃薯蛋白对断奶仔猪小肠的组织形态的影响

项目	PC	马铃薯蛋白，%				SEM	P值
项目	PC	0	0.25	0.50	0.75	SEM	PC：PP	线性	二次
十二指肠
绒毛高度（VH），μm	1050	1070	1083	1035	1042	17.98	0.949	0.435	0.929
隐窝深度（CD），μm	503	495	517	488	500	5.53	0.927	0.746	0.668
VH：CD	2.09	2.16	2.10	2.12	2.08	0.04	0.946	0.522	0.840
绒毛宽度，μm	186	193	201	179	183	3.07	0.821	0.087	0.722
空肠
绒毛高度（VH），μm	788	810	818	795	819	22.69	0.719	0.990	0.885
隐窝深度（CD），μm	313	345	337	350	331	12.96	0.419	0.848	0.869
VH：CD	2.54	2.42	5.46	2.30	2.49	0.07	0.453	0.971	0.716
绒毛宽度，μm	168	171	174	180	173	2.49	0.287	0.585	0.330
回肠
绒毛高度（VH），μm	570	563	557	588	575	10.40	0.911	0.599	0.902
隐窝深度（CD），μm	189	215	222	223	213	6.05	0.068	0.924	0.516
VH：CD	3.08	2.62	2.53	2.63	2.78	0.09	0.082	0.512	0.533
绒毛宽度，μm	184	163	168	165	179	3.99	0.157	0.317	0.635

　　4.讨论
　　本试验日粮中不同的PP添加水平，主要是基于MIC的结果(表2)。安普霉素的MIC是30mg/kg (Kang等，2003)和2 mg/kg粘霉素(Andrews，2001)和并根据日粮中添加5倍MIC的剂量的建议。同样，PP在500mg/kg时，细菌都没有繁殖，因此试验日粮中PP添加2500mg/kg，才有抑菌效果。
　　在本试验中，断奶仔猪日粮中添加抗生素可以提高仔猪的全期的ADG，与其他的研究报道一致。饲喂马铃薯蛋白同样线性的提高全期的ADG和ADFI。Borggreve和Cornelissen(1983)和Smits等(1991)报道，猪饲喂马铃薯蛋白与对照组相比，提高了猪的增重。但是马铃薯蛋白用在本试验中，与先前的研究报道不同，是由于马铃薯的品种不同，和本试验的马铃薯具有抗菌的活性(Kim等，2005)和加工过程中使用了蛋白质提取液，将保存抗菌的活性。Greiner等(2004)研究表明，猫饲喂乳铁蛋白、乳铁蛋白肽、溶菌酶和中性粒细胞多肽，对动物的ADG、ADFI和G：F无显著性的影响。但是Greiner等(2004)报道，饲喂3d这些抗菌药物，不能充分引起生长的反应。在我们的研究中表明，提高了动物的增重，是与抗菌剂提高动物的采食量和饲料转化率相关联的，还有与提高了DM和CP的消化率相关。但是当猪饲喂PC和随着日粮PP水平的增加，只是在数据上提高了氨基酸的回肠的消化率。
　　一般情况下，测量断奶仔猪粪中的细菌数量间隔是一周比较好。PC与PP相比，除了14d细菌总数和7d和14d大肠杆菌数量有差异。但是，在14和28d，PP处理组线性的降低了粪中细菌总数。在28d，PP与 PC相比，降低了在盲肠和结肠中抑制大肠杆菌的效果。但是由于抗生素在降低盲肠和结肠中细菌总数、和直肠中大肠杆菌具有更高的效率。同样，PP处理组线性的降低了盲肠和结肠中细菌总数和葡萄球菌数量，和线性的降低了直肠中细菌总数、大肠杆菌和葡萄球菌。这些结果表明，PP显著的降低致病菌的数量，由此确定马铃薯蛋白具有抗菌活性。
　　研究表明，猪日粮中的6%的能量是由于细菌在胃肠道中发酵而流失(Doyle，2001)。抗菌剂的添加，改变了微生物的数量，通过抑制致病菌的繁殖和防止能量用来细菌发酵(Francosis，1962)。肠道中的细菌对胰腺消化酶具有灭活和日粮中的蛋白质代谢产物的氨基酸和生物胺。断奶给猪带来了几种应急源，导致采食量下降和生长速度的降低。甚至，在断奶期间肠道微生物的数量更大的波动。致病菌大肠杆菌和其它细菌的侵入和导致胃的消化系乱，因此降低断奶仔猪的生产性能(Mathew等，1996)。抗菌剂的添加，可以抑制这些细菌的活性和提高动物的生产性能。抗生素的抗菌性是比较优良的。粘霉素是一种十肽，具有狭窄的抗菌谱，主要抑制革兰氏阴性菌和在体外试验研究表明可以灭活细菌毒素。因此，它是一般用在由革兰氏阴性菌引起的疾病中。Andreotis等(1980)报道，安普霉素是一种氨基糖苷类抗生素，日粮中添加，可以控制断奶仔猪的大肠杆菌病。在断奶仔猪日粮中添加抗菌剂(粘霉素和安普霉素)显著的降低肠道中大肠杆菌和葡萄球菌数量(Wang等，2007)。
　　肠粘膜屏障对断奶仔猪的生长和免疫是非常重要(Bosi等，2003)。肠粘膜的结构可以显示动物健康状况。改变肠道组织形态，比如绒毛的缩短和隐窝的加深，可以与毒素存在相联系(Xu等，2003)。断奶后，绒毛通常迅速缩短和隐窝迅速加深(Nabuurs，1993;Pluske等，1996)，肠道的组织形态的变化直接导致断奶后动物的采食量立即下降(Kelly等，1991)。众所周知，抗生素会降低动物肠壁厚度(Braude等，1995;Taylor和Harrington，1995;Yen等，1985)。有研究表明，猪日粮中补充抗生素和乳铁蛋白，可以提高小肠粘膜的绒毛的长度和降低隐窝深度，最终提高了动物的生产性能(Wang等，2006)。与以上研究相比，我们的试验并没有发现日粮对小肠组织形态的变化;然而，抗生素具有降低回肠隐窝深度的趋势，PP降低了绒毛宽度的趋势。在我们的研究中，日粮中含有抗生素和马铃薯蛋白主要是降低致病菌的数量，提高动物健康，从而提高动物的生产性能。
　　抗菌剂的活性是通过马铃薯蛋白中存在一些蛋白质比如蛋白酶抑制剂，可以保护和抑制致病菌侵入机体(Plate等，1993)，马铃薯块茎含有20-50%水溶性蛋白质(Pouvreau等，2001)。抑制剂的积累在马铃薯块茎和叶，可以应答机械损伤(Valueva等，2001)，防御紫外辐射(Conconi等，1996)，和昆虫病变(Bergey等，1996)或者抑制植物致病菌(Valueva等，2003)。Snakin-1(Segura等，1999)和Snakin-2(Berrocal-Lobo等，2002)，这些多肽主要是从马铃薯块茎中提取，表明可以抵抗真菌和植物致病菌。抗真菌蛋白提取从马铃薯块茎可以抑制酵母真菌包括白色念珠菌(Park等，2005)。
　　马铃薯蛋白，potamin-1(PT-1)是从马铃薯块茎分离的，通过浸泡在水溶液的组分，拥有蛋白酶抑菌剂和抗菌活性(Kim等，2005)。PT-1是5.6kDa胰蛋白酶、糜蛋白酶、蛋白酶抑制剂有62%同源性丝氨酸蛋白酶抑制剂。PT-1具有抑制胰蛋白酶、糜蛋白酶和木瓜蛋白酶，但是不能具有溶血活性。这些蛋白酶抑制剂可能具有调节炎症、组织修补和宿主防御的功能(Hiemstra，2002)。乙醇提取液戈古流域的马铃薯抑制了大肠杆菌的繁殖，但是对双歧杆菌和乳酸杆菌没有影响(Limited等，2004)。然而补充抗生素，不仅仅减少致病菌，同时也减少有益菌(Blake等，2003)。相反，马铃薯蛋白提高了双歧杆菌和乳酸杆菌并减少了大肠杆菌(Lee，2005)。
　　PT-1的氨基酸序列显示，由6个Cys残基，通过二硫键组成。对PT-1的处理中，降低二流苏糖醇的剂量，降低了PT-1不能抑制蛋白酶的活性，因此指出，二硫键在PT-1是必需对蛋白酶活性的抑制(Kim等，2005)。ANP作为多肽特性，通过6个Cys残基形成3个类蛋白质分子，二硫键和显示可以抑制不同的细菌、真菌和包膜病毒(Zhang等，2000)。防御素是产生通过上皮细胞保护消化道(Yang等，2002)。防御素的产生通过细胞在先天宿主防御服务作为信号，启动、动员和扩大适应免疫宿主防御。管理防御素，用抗原刺激老鼠，显示增加了体液免疫半胱氨酸产物和免疫反应(Oppenheim等，2003)。马铃薯蛋白抗菌的真正的作用机理尚未清楚。然而，机理像孔隙形成和代谢去极化，破坏细菌的能量代谢，和通过干扰生物合成通道，作为抗菌肽抗菌活性包括二硫键。
　　总结：本试验研究了断奶仔猪饲喂不同水平的马铃薯蛋白。结果表明，提高了断奶仔猪的生产性能和降低了致病菌数量;因此马铃薯蛋白可以作为一种新型的抗生素替代物。然而，鉴定不同的肽在马铃薯块茎和马铃薯蛋白抑菌的作用机理需进一步研究。
　　[1] 作者：付建福(1981年—)，男(汉)，江西农业大学在读研究生，研究方向：动物营养与饲料科学