根据教槽料采食状况评估中链脂肪酸、酵母和裸燕麦对仔猪肠道健康及断奶后生长的影响

本综述深入探讨了在教槽料及断奶后日粮中添加中链脂肪酸（MCFAs）、酵母和裸燕麦（NO）对仔猪生长性能及肠道健康的调控作用。研究通过比较三种日粮类型，揭示了教槽料采食状态（采食者与非采食者）与日粮组成间的显著互作效应， particularly on intestinal morphology (e.g., crypt depth and villus height/crypt depth ratio)，为通过营养策略缓解断奶应激、改善仔猪健康提供了重要理论依据。

　　

Abstract

本研究旨在考察在教槽料和断奶后日粮中添加中链脂肪酸（MCFAs）、酵母和裸燕麦（NO）对仔猪断奶前生长以及断奶后肠道健康和生长性能的影响。评估了三种日粮类型：玉米（C）基日粮、裸燕麦（NO）基日粮以及裸燕麦结合酵母和MCFAs（NO+）的日粮。仔猪根据其教槽料采食状况被分类为采食者（eaters）或非采食者（non-eaters），于20日龄断奶，并在断奶后9天实施安乐死以进行肠道组织分析。日粮处理对母猪影响甚微，但NO+处理组母猪的体重损失增加（P = 0.01）。不同日粮处理间，窝增重、教槽料采食量或断奶后仔猪生长均未观察到差异。在非采食教槽料的仔猪中，NO+组的隐窝深度（crypt depth）大于其他处理组，而在采食教槽料的仔猪中则观察到相反的情况（互作效应，P = 0.03）。此外，对于采食教槽料的仔猪，NO+组的绒毛高度/隐窝深度比值（villi height/crypt depth ratio）高于C组，但在非采食者中，该比值在NO+组则低于NO组（互作效应，P = 0.04）。总之，虽然NO、MCFAs和酵母对生长影响有限，但教槽料的采食有助于减少断奶对肠道形态的负面影响。

Introduction

为增加窝产仔数而选育高产母猪导致了仔猪出生重变异性的增加，原因是低体重个体数量增多。较小的仔猪在新生期可能经历更高的发病率和死亡率，以及生长性能、肉品质和胴体品质的下降，最终影响养猪业的盈利能力。除了从出生到断奶的生长，断奶后的生长阶段极大地影响猪的长期生长。在自然环境中，断奶通常发生在10-12周龄，涉及哺乳频率、产奶量以及母猪与仔猪之间接触的逐渐减少。然而，在商业化农场中，断奶通常通过将仔猪与母猪 abrupt separation 更早发生。断奶时应激、急性拒食、饲料形态变化以及新的膳食蛋白质和碳水化合物来源的引入，共同导致肠道形态发生不良变化，例如绒毛尺寸减小、急性炎症增加以及微生物群的改变。这些变化增加了消化问题、吸收不良、肠道病原体定植、断奶后腹泻的风险，并 consequently 导致生长减缓。因此，缓解这些对仔猪（尤其是低出生重仔猪）的负面影响至关重要。必须实施仔猪饲喂管理调整以改善断奶过渡并增加脱离母猪后几天的采食量。

多项研究表明，教槽饲喂增加了哺乳期的营养摄入量和平均日增重（ADG），从而获得更高的断奶重。断奶前的教槽饲喂有可能促进消化系统的发育并增加消化酶的分泌，从而在乳汁移除后促进固体饲料的有效消化。然而，这些效果可能因断奶日龄或所提供的教槽料形式而异。因此，教槽饲喂可能会提高断奶后初期固体饲料的采食量和消化率，改善断奶前后的生长性能。

中链脂肪酸（MCFAs）是饱和的、直链的、含有6至12个碳原子的单羧酸，通过增强性能、胃肠道形态、饲料消化率以及健康，为仔猪带来显著益处。这些脂肪酸是一种快速可利用的能源，并通过破坏细菌的磷脂膜和有包膜病毒的脂质双层而表现出显著的抗菌效果，使其成为用于预防的抗生素的一种 compelling 替代品。

酵母在通过消化道时保持活性。它们提供多种好处，因为它们在排泄后可生物降解，并且不会像其他可用的抗生素替代品（如重金属）那样在环境中积累。具体而言，补充多菌株酵母馏分已被证明对断奶后期间仔猪的生长性能和健康产生积极影响。

日粮组成也影响仔猪采食量，并可能有助于调节断奶前后的肠道健康。通过根据仔猪特定需求和营养标准来配制仔猪饲料，可以最大限度地减少对肠道屏障功能的损害。因此，谷物（断奶后饲料的主要组成部分）的选择是一个需要考虑的重要因素。淀粉（仔猪关键的碳水化合物来源）的消化率在不同谷物类型间差异很大。因此，所使用的谷物类型可能对性能、肠道结构以及仔猪适应断奶的能力产生显著影响。在此背景下，在幼畜日粮中包含裸燕麦（NO）已显示出有益效果，与玉米日粮相比，增加了淀粉和氨基酸的消化率。NO也富含能量、油脂、粗蛋白、β-葡聚糖和不饱和脂肪酸，同时与普通燕麦相比纤维含量较低，这限制了它们在仔猪日粮中的使用。因此，NO可以替代猪饲料中常规蛋白质来源的很大一部分，并提供一种可行的玉米替代品，刺激生长性能。NO还可以通过增加丁酸盐产量来帮助保护仔猪的肠道形态。

考虑到它们的潜在有益效果，本研究旨在考察在教槽料和断奶后日粮中添加MCFAs、酵母和NO对仔猪断奶前生长以及断奶后肠道健康和生长性能的影响。

Materials and methods

所有涉及活体仔猪和母猪的实验程序均获得拉瓦尔大学动物使用与护理委员会的批准（#2019-298），该委员会严格遵守加拿大动物护理委员会的指南。

Lactating and suckling period

Animals and housing

二十四头杂交母猪（长白×大白，Olymel-AlphaGene, Saint-Hyacinthe, QC, Canada）及其窝仔用于本研究的哺乳阶段。胎次在各处理间分布，母猪根据随机计划安置在一个产房内。母猪饲养于妊娠限位栏，然后在产前2-6天转移到传统的产房/哺乳限位栏（1.5 m × 2.1 m），内铺塑料漏缝地板。哺乳期间，母猪手动饲喂商业哺乳日粮（Sollio Agriculture, Saint-Romuald, QC, Canada）以确保自由采食。每日测量饲喂量和剩料量。

所有仔猪在出生时口服抗生素（Spectam? Scour-Halt, Vetoquinol, QC, Canada）。在3日龄时，它们还接受铁剂注射（FerroVac, AriVac, QC, Canada）和非甾体抗炎药（Ketofen?, Zoetis Canada, QC, Canada）以利于所有仔猪的断尾和公猪的去势。通过寄养在第一天后将每窝仔猪数标准化为13头。平均在10日龄（±2天）时，窝仔被随机分配到三种日粮处理（DT）之一：基于（1）玉米（C）、（2）裸燕麦（NO）或（3）补充了酵母和MCFAs的裸燕麦（NO+）的教槽料。使用的酵母补充剂是特定灭活酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和杰丁氏Cyberlindnera jadinii菌株馏分的组合，称为水解酵母（Yang, Lallemand Animal Nutrition, France）。根据制造商建议，酵母补充剂添加量为0.1%。MCFAs混合物含有60%的辛酸（C₈H₁₆O₂）和癸酸（C₁₀H₂₀O₂）负载于二氧化硅载体上，辛酸与癸酸比例为60:40（Alterna Swine, Probiotech International Inc., QC, Canada），根据制造商建议以0.1%添加到日粮中。饲料的化学分析在商业实验室（Actlabs Agriculture, Ancaster, ON, Canada）进行。

每窝分发的教槽料量和剩料量被记录。教槽料总量被汇总以确定每窝的总消耗量。该总量除以教槽料分发期间的平均仔猪数以确定每头仔猪的消耗量。仔猪通过产房限位栏中的塑料料槽自由采食教槽料，并通过乳头饮水器饮水。日粮处理提供给仔猪直至断奶（19.3 ± 2天）。为了对每窝内的仔猪教槽料采食状态（采食者或非采食者）进行分类，将氧化铁（5 kg/t）作为标记物添加到教槽料中。在哺乳期的第12、16和18天，从所有仔猪的直肠收集粪便样本，并通过其红色评估标记物的存在。仔猪只要在三个采样日中的任何一天粪便样本被染成红色，即被归类为采食者。除标记物外，还在平均17.3日龄（±1.3天）时对仔猪进行连续三天的视觉观察，以评估其教槽料采食行为并确认其采食者状态。记录所有对动物（包括母猪和仔猪）进行的健康处理。通过注明死亡日期和仔猪体重来记录仔猪死亡率。

Measurements on sows and litters

测量母猪产前、产后24小时和断奶时的体重和P2点（距最后一根肋骨水平中线6-8 cm）背膘厚度。仔猪在出生后24小时、教槽饲喂开始时和断奶时称重。每个时间点的窝重对应于仔猪重量的总和。仔猪或窝重在教槽饲喂开始和断奶之间的重量差异用于计算该期间的增重。

在24头母猪及其窝仔中，通过视频记录观察了18头母猪及其仔猪在平均哺乳期16.3天（±1.2天）时长7.7小时（±2.0小时）的行为。录制主要在上午9:15至晚上8:45之间进行。视频研究涉及每2分钟进行一次顺序分析，每个视频总共产生232个序列（±61个序列）。在每个序列中，行为分析被分为六类之一：躺卧、吮乳、在料槽处、清醒、缺席或其他。将所有仔猪来自不同序列的分类汇总，并估算每个类别的百分比。同时评估母猪的行为，并将其分为四种姿势：坐、侧卧、腹卧或站立。

Post-weaning period

Animals, housing, and sampling

从窝中随机选择四十八头仔猪，基于其哺乳期的教槽料日粮处理（DT）和教槽料采食状态（CFS，采食者和非采食者），在断奶时（19.3 ± 2日龄）转移到保育舍（Centre de recherche en sciences animals de Deschambault, QC, Canada）。为三种教槽料处理（C、NO和NO+）各选择八头采食仔猪和八头非采食仔猪。

仔猪被转移到保育舍，每栏两只（1.22 × 1.52 m，0.93 m2/头）饲养，地板为金属漏缝地板覆盖塑料，将具有相同CFS（采食者或非采食者）和相同教槽料DT的动物分组。每栏两只仔猪被视为一个实验单元。总共24个实验单元分布在六个处理（两种CFS和三种教槽料DT）中，每个处理四个重复。在每个处理内，根据断奶重量按完全区组设计分配仔猪。每栏两只仔猪自由采食与哺乳期提供的教槽料DT相似的日粮处理。记录提供量和剩料量以确定每栏的采食量。它们还通过节水碗无限量饮水。

在到达时和安乐死前对仔猪称重。断奶后9天（±1天），仔猪在使用氮哌酮（Stresnil, Elanco Canada Limited, Guelph, ON, Canada）镇静后，使用非穿透性 captive bolt 实施安乐死。在安乐死前两小时，口服甘露醇-乳果糖溶液（0.25 g 甘露醇/kg 体重和 0.625 g 乳果糖/kg 体重）以评估肠道通透性。

安乐死后，使用真空采血管（无添加剂血清，Becton Dickinson, Franklin, NJ, USA）直接从膀胱收集尿液样本。取出整个肠道并游离肠系膜。距幽门窦尾侧50厘米结束的肠段被视为十二指肠，距盲肠头侧50厘米结束的肠段被视为回肠，中间段被视为空肠。从回肠中部收集一段5厘米长的组织用于组织学分析，并固定在10%福尔马林（Sigma–Aldrich, Oakville, ON, Canada）中，同时使用相邻的20厘米肠段进行生化分析，包括occludin（OCLN）、caspase-3（CAS3）、肿瘤坏死因子（TNF-α）、增殖细胞核抗原（PCNA）、白细胞介素-10（IL-10）和γ干扰素诱导蛋白10（CXCL10）。将20厘米肠段用盐水（0.9% NaCl）冲洗，立即转移至液氮中，并在-80°C下储存直至分析。组织收集后，通过双能X射线吸收测定法（DXA）（DPX-L; Lunar Corp., Madison, WI, USA）评估仔猪胴体的骨矿物质含量、瘦肉量和脂肪含量。

Laboratory analyses

屠宰时收集的20厘米肠道样本在磷酸盐缓冲盐水溶液（PBS, pH 7.4, 0.01 mol/L）中匀浆，在4°C下超声处理6次，每次5秒（Sonics Vibracell?, VCX130, Newtown CT, USA），并在冰上保持30分钟。然后将样本在4°C下以13400 rpm离心2分钟。收集上清液，并使用Pierce? BCA蛋白质测定试剂盒（Thermo Scientific, Rockford, USA）测定总蛋白质浓度，样品稀释至最终蛋白质浓度为10 ng/μL。

使用酶联免疫吸附测定（ELISA）分析回肠样本中特定紧密连接蛋白、凋亡标记物和有丝分裂标记物的浓度，包括occludin（SEC228Hu）、增殖细胞核抗原（PCNA）（SEA591Hu）和caspase-3（SEA626Hu）（Cloud-Clone Corporation?, Houston, TX, USA），遵循制造商的说明。此外，还测量了免疫因子的浓度，包括肿瘤坏死因子（TNF-α, RayBiotech, Peachtree Corners, GA, USA）、白细胞介素-10（IL-10, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA）和趋化因子配体10（CXCL-10, Bertin Technologies, Montigny le Bretonneux, France）。

屠宰时收集用于组织学分析的5厘米回肠样本（每头仔猪一个切片）石蜡包埋，切成6 μm厚切片（每个样本3或4片），并用伊红和苏木精染色。然后在33倍放大倍数下用配备目镜测微尺的显微镜（Nikon Eclipse E2000, Nikon Instruments Inc., Melville, NY, USA）检查样本。一位对处理方案不知情的观察者测量了绒毛高度和隐窝深度，报告了每头仔猪10个方向正确且具有代表性的绒毛和隐窝的平均值。使用肠道通透性测定试剂盒（Bioassays Systems, Hayward, CA, USA）按照制造商的建议测量尿液中乳果糖和甘露醇的浓度。

Statistical analysis

在断奶前阶段，使用基于母猪体重和胎次的八个区组的完全区组设计分析数据。使用Minitab软件（State College, PA, USA）中的Mixed ANOVA程序进行分析，以母猪（体重、背膘厚度、采食量、仔猪数（寄养后、教槽饲喂开始时、断奶时）和行为参数）或窝（仔猪和窝重（寄养时、教槽饲喂开始时、断奶时）、增重（窝和仔猪）、教槽料采食量（窝和仔猪）、窝内采食者比例和行为参数）作为实验单元。教槽料DT被视为固定效应，区组被视为随机效应。对于窝增重的分析，将母猪哺乳期采食量作为协变量加入。

在断奶后阶段，使用基于断奶重的四个区组的完全区组设计分析生长和黏膜特性，应用Minitab中的Mixed ANOVA程序。每栏两只仔猪被视为实验单元。断奶日龄作为协变量包含在内，而DT（C、NO和NO+）和CFS（采食者和非采食者）被视为固定效应，区组为随机效应。在P < 0.05时认为效应显著，对于介于0.05和0.10之间的P值 noted 为趋势。

Results

Sow performance

在哺乳期间，教槽料处理对母猪性能的影响很小。尽管母猪产时和断奶时的体重在各处理间相似，但NO+处理组母猪在产仔和断奶之间的体重差大于C和NO组（P = 0.01）。然而，产时和断奶时的背膘厚度以及这两个阶段之间的差异不受处理影响。采食量在整个哺乳期以及从教槽饲喂开始到断奶期间均不受不同处理的影响。断奶至发情间隔也不受教槽料处理的影响。

Pre-weaning performance of piglets

教槽料处理对仔猪断奶前性能的影响很小。仔猪和窝重在教槽饲喂开始和断奶时不受处理影响。此外，从教槽饲喂开始到断奶的仔猪或窝增重也未因教槽料处理而改变。哺乳期间每头仔猪和每窝的教槽料采食量不受日粮处理影响。在窝内消耗教槽料的仔猪比例（采食者比率）未观察到显著差异。然而，采食者比率与窝教槽料采食量呈正相关（P = 0.023；斜率 = 1.364 kg；R2 = 30.08%）。

Behavior of sows and piglets

日粮处理对母猪或仔猪行为均无显著影响。对于母猪，花费在不同姿势（侧卧、腹卧、站立或坐）上的时间百分比在各处理间相似。仔猪行为（包括睡觉、吮乳、清醒或在教槽料槽处的时间）未注意到差异。然而，采食者比率与视频分析期间哺乳期仔猪花费在教槽料槽处的时间百分比呈正相关（P = 0.01；斜率 = 2.13；R2 = 47.95%）。

Post-weaning performance of piglets

在断奶后阶段，根据DT（C、NO或NO+）、CFS（采食者或非采食者）及其互作效应分析结果。实验期结束时（第9天）的仔猪体重不受DT或CFS的影响。平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和饲料转化率（FCR）未注意到差异。关于身体组成，瘦肉或脂肪的百分比不受DT或CFS的影响。然而，C处理组仔猪的骨矿物质含量有降低趋势（P = 0.09），C组为1.56%，NO组为1.66%，NO+组为1.60%。

Intestinal morphology, structure, and inflammation

绒毛高度和隐窝宽度不受DT和CFS的影响。绒毛宽度在采食教槽料的C处理仔猪中呈增加趋势（DT × CFS, P = 0.09）（154 vs. 169 μm），但在NO（173 vs. 165 μm）和NO+（166 vs. 170 μm）组中未观察到；在非采食教槽料仔猪中未观察到这种效应。在非采食教槽料仔猪中，NO+处理组的隐窝深度高于其他日粮处理。然而，在采食教槽料仔猪中观察到相反的效果，其中NO+组的隐窝深度低于C组，NO组处于中间值（DT × CFS, P = 0.03）。关于绒毛高度/隐窝深度比值，NO+组的采食教槽料仔猪比C组具有更高的比值，而在非采食仔猪中，NO+组的该比值低于NO组对应仔猪（DT × CFS, P = 0.04）。NO处理的采食教槽料仔猪比NO+和C处理仔猪具有更高的CAS3含量；然而，在非采食仔猪中未观察到这种差异（DT × CFS, P = 0.04）。通过尿液中甘露醇/乳果糖比率测量的肠道通透性不受DT和CFS的影响。此外，肠黏膜中occludin、PCNA、TNF-α、IL-10和CXCL-10的含量也不受DT和CFS的影响。

Discussion

Pre-weaning performance of piglets and sows

首先，本研究旨在评估教槽料组成对仔猪和窝增重的影响。教槽饲喂的主要目标是增加营养摄入，促进哺乳期间的窝增重，并使仔猪消化系统熟悉固体饲料，为断奶做准备。在本研究中，教槽料组成对仔猪的额外营养摄入仅有最小的影响。具体而言，用NO替代部分玉米或添加MCFAs和酵母补充剂不影响仔猪或窝的增重。

本研究在20天断奶可能限制了教槽料采食量，因为与母猪产奶量相比，固体饲料的营养贡献仅占营养素的一小部分。这得到了当前研究中观察到的教槽饲喂期间窝增重与从教槽饲喂开始到断奶的母猪采食量之间的正相关关系的支持（P = 0.004；线性回归 = 0.164 kg 窝增重/kg 母猪采食量；R2 = 40.0%）。因此，母猪采食量可能通过提高产奶量而不是通过直接消耗教槽料对仔猪生长产生更显著的影响。众所周知，随着哺乳的进行，教槽料采食量变得越来越重要。先前的研究表明，在28天断奶的整个哺乳期内，60%、65%或80%的总教槽料是在哺乳期第22至28天消耗的。因此，本研究中在20天断奶（这是加拿大和北美的常见做法）可能解释了教槽料组成对断奶时窝和仔猪体重影响有限的原因。不能排除每个处理的实验单位数量（每个处理8头母猪/窝）可能限制了对窝增重显著效应的检测。

尽管饲料组成在本研究中不影响采食量或消耗教槽料的仔猪比例，但有趣的是，注意到采食者比率与哺乳期仔猪花费在料槽处的时间百分比呈正相关。Middelkoop等人也报告了探索料槽的时间与断奶前采食量之间的相关性。此外，我们的研究观察到采食者数量与总教槽料采食量之间存在正相关关系（P = 0.023；斜率 = 1.364 kg；R2 = 30.08%）。因此，促进良好的料槽可及性、确保足够的可用空间以及优化料槽设计可以刺激采食者数量并鼓励更频繁地访问料槽。

添加MCFAs或酵母补充剂对断奶前期间的教槽料采食量和日增重没有影响。Hanczakowska等人报告，在35天断奶的仔猪中，含有0.2%辛酸和癸酸混合物、0.2%癸酸或0.2%辛酸的教槽料与阴性对照相比改善了体重和ADG。然而，Hanczakowska等人发现，在28天断奶的仔猪中，添加0.3%辛酸或0.3%癸酸与对照教槽料相比没有效果。在本研究中，饲料中MCFAs的浓度为0.1%，遵循制造商对NO+处理的建议，该处理由60%辛酸/癸酸（3:2比例）负载于二氧化硅载体上组成。因此，仔猪饲料中MCFA的实际比例仅为0.06%。除了剂量外，诸如断奶日龄和教槽料采食量等因素可能影响MCFAs的效果。

关于对母猪的影响，Lee和Kim的研究表明，教槽饲喂有助于减轻母猪（尤其是那些拥有大窝仔的母猪）的营养负担，通过弥合仔猪所需营养素与母猪乳汁提供营养素之间的差距。因此，随着仔猪生长，教槽饲喂变得越来越重要，因为它们的营养需求上升而母猪的产奶量下降。然而，仔猪教槽料采食量被认为与母猪产奶量成反比。Sulabo等人得出结论，仔猪的教槽料采食量并不代表可能影响母猪体重损失的显著营养素量，尽管它不能防止储备动员，这在本研究中观察到。

在本实验中，NO+组的母猪比C和NO处理组的母猪经历了更大的体重损失。这一结果可能是由于NO+母猪在哺乳期间数值上较低的采食量， combined with 该处理仔猪数值上较高的窝增重。NO+母猪营养摄入和需求之间的这种不平衡 likely 导致了她们更大的体重损失。然而，产时和断奶时的背膘厚度以及这两个阶段之间背膘厚度的变化不受教槽料组成的影响。类似的发现已被Sulabo等人和Yan等人报道，表明仔猪教槽饲喂不影响母猪产时和断奶时的背膘。

Behavior of sows and piglets

在当前研究中，母猪的行为没有被修改，因为在不同监测位置观察到相似的时间百分比。Yan等人也报告了教槽饲喂（无教槽饲喂 vs. 教槽饲喂）或教槽饲喂持续时间（6、11或16天）对母猪行为没有影响，包括花费在吃料、站立或从事其他活动上的时间。这些关于母猪行为的发现支持了教槽料组成对采食量和窝增重没有影响，这两者已知受哺乳期间母猪行为的影响。恢复繁殖， specifically 断奶至发情间隔（WEI），不受教槽料组成的影响。WEI主要取决于哺乳期间的体重损失。NO+处理组的母猪本应比其他母猪经历更长的间隔。然而，Thaker和Bilkei观察到，当哺乳期体重损失超过15%时，通常会发生延长的WEI。在本研究中，C、NO和NO+处理组母猪的体重损失分别为7%、6%和15%，这些值仍低于15%的阈值。

Post-weaning performance of piglets

本研究的第二个目标是评估基于教槽料采食状态的断奶后饲料组成对断奶后仔猪生长和肠道健康的影响。在本研究中，断奶后期间的日采食量和增重不受哺乳期间评估的采食者或非采食者状态的影响。公认的是，教槽料采食量仅占断奶后增重个体变异的1%至4%。断奶后2周内的体重差异更可能与出生体重和断奶前增重相关，而不是与哺乳期间固体饲料采食量相关。可能断奶后研究中实验单位数量少（仅24头“采食者”仔猪）限制了对采食者和非采食者之间生长差异的检测能力， given 断奶后