日粮补充蛋白酶和/或淀粉酶改善断奶仔猪的生长性能、消化功能和肠道健康

《Animals》:Dietary Supplementation of Protease and/or Amylase Improves Growth Performance, Digestive Function, and Intestinal Health of Weaned Piglets

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月15日 来源:Animals 3.2

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  共选用96头26日龄断奶仔猪,随机分为4组,每组3个重复:(1)CON组(基础日粮),(2)PRS组(补充蛋白酶),(3)AMS组(补充淀粉酶),(4)蛋白酶和淀粉酶联合组(PAS组)(补充蛋白酶和淀粉酶)。与CON组相比,AMS组降低了料重比(F/G)(p

  
共选用96头26日龄断奶仔猪,随机分为4组,每组3个重复:(1)CON组(基础日粮),(2)PRS组(补充蛋白酶),(3)AMS组(补充淀粉酶),(4)蛋白酶和淀粉酶联合组(PAS组)(补充蛋白酶和淀粉酶)。与CON组相比,AMS组降低了料重比(F/G)(p < 0.05)。此外,所有处理组均提高了粗脂肪(EE)消化率(p < 0.05)。PRS组和AMS组降低了血清尿素氮(UN)水平(p < 0.01)。PAS组提高了总蛋白(TP),并降低了总胆固醇(T-Cho)(p < 0.05)。补充PRS和/或AMS提高了血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平。AMS组的IgM和IgG更高。此外,D-乳酸(D-Lactate)和二胺氧化酶(DAO)水平降低(p < 0.05)。PRS组粪便乙酸和戊酸水平升高(p < 0.05)。微生物群分析显示,补充PRS和/或AMS富集了有益菌,包括Anaerovoracaceae和Blautia。代谢组学分析显示,促进健康的差异代谢物,包括S-亚硝基谷胱甘肽(S-nitrosoglutathione)和犬尿喹啉酸(kynurenic acid),进一步富集,表明免疫调节和肠道稳态增强。综上,补充PRS和/或AMS可有效促进营养消化、肠道微生物群结构和代谢,并增强肠道屏障,从而改善断奶仔猪的生长性能。
本研究针对早期断奶仔猪消化系统发育不成熟、肠道屏障受损及微生物失调等关键问题,系统评估了日粮单独或联合补充蛋白酶(PRS)和淀粉酶(AMS)对断奶仔猪生长性能、消化功能、肠道屏障、微生物组成及代谢产物的影响,为缓解断奶应激提供实验依据,论文发表于《Animals》。

早期断奶虽能提高母猪繁殖效率,但会给仔猪带来严重生理挑战。断奶期间,仔猪同时经历与母猪分离、环境变化、日粮由母乳转为固体植物性饲料等多重应激,常导致采食量下降、营养吸收受损、肠道炎症及病原菌定植,进而引发腹泻和生长抑制。外源饲料酶可降解特定底物,弥补内源酶不足。蛋白酶能降解抗性蛋白,提高粗蛋白消化率;淀粉酶可加速淀粉水解,提供可消化能量。然而,关于热稳定蛋白酶和淀粉酶联合添加于断奶仔猪日粮的研究仍有限。因此,研究人员设计了为期42天的饲养试验,探究二者单独及协同作用的效果。

该研究选取96头26日龄杜洛克×长白×约克夏断奶仔猪(初始体重10.46 ± 0.16 kg),随机分为4组:CON组(基础日粮)、PRS组(基础日粮+150 mg/kg蛋白酶)、AMS组(基础日粮+133 mg/kg淀粉酶)、PAS组(基础日粮+蛋白酶和淀粉酶)。每组3个重复,每重复8头。试验采用酸不溶性灰分指示剂进行消化试验,通过试剂盒检测血清生化、抗氧化、免疫球蛋白和肠道通透性指标,用气相色谱分析粪便挥发性脂肪酸,通过16S rRNA基因V3–V4区测序分析微生物组成,并进行粪便非靶向代谢组学及Spearman相关性分析。

主要研究结果如下:

3.1 生长性能:与CON组相比,AMS组显著降低了料重比(F/G)(p = 0.027),而初始体重、最终体重、平均日增重和平均日采食量均无显著差异,表明淀粉酶可提高饲料利用率。

3.2 表观营养素消化率:所有酶处理组均显著提高粗脂肪(EE)消化率(p < 0.05),且存在PRS×AMS的交互作用;粗蛋白(CP)和粗纤维(CF)消化率未受显著影响,但PRS组有提高CP消化率的趋势(p = 0.067)。

3.3 血清生化指标:PRS和AMS单独补充均显著降低血清尿素氮(UN)(p < 0.001);PAS组显著提高总蛋白(TP)并降低总胆固醇(T-Cho)(p < 0.05),提示蛋白质合成增强和脂质代谢改善。

3.4 抗氧化能力和免疫球蛋白:PRS和/或AMS补充显著提高血清总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px);AMS组显著提高IgM和IgG浓度,表明体液免疫状态增强。

3.5 肠道通透性和粪便挥发性脂肪酸:AMS显著降低血清D-乳酸,PAS组显著降低二胺氧化酶(DAO)活性,说明肠道屏障完整性得到改善;PRS组粪便乙酸和戊酸水平显著升高,多种挥发性脂肪酸受AMS主效应影响。

3.6 粪便微生物分析:各组α多样性无显著差异,但β多样性显示处理组微生物群落结构与CON组明显分离。在门水平,PRS组富集Patescibacteria;在科水平,各处理组富集Erysipelotrichaceae、Anaerovoracaceae、Monoglobaceae等;在属水平,富集了产丁酸和短链脂肪酸的有益菌如Blautia、Coprococcus、Senegalimassilia等,同时降低了Clostridium、Rikenellaceae_RC9_gut等潜在有害菌的相对丰度。

3.7 代谢组学分析:PCA及OPLS-DA显示各处理组代谢谱与CON组明显分离。差异代谢物主要富集于初级胆汁酸生物合成、鞘脂信号通路、不饱和脂肪酸生物合成等通路。健康相关代谢物如S-亚硝基谷胱甘肽、犬尿喹啉酸、岩芹酸等上调,而myotoxin A、aminopentol等有害代谢物下调。

3.8 微生物与代谢物相关性:Spearman分析显示,Coprococcus、Blautia等有益菌与健康相关代谢物(如犬尿喹啉酸、S-亚硝基谷胱甘肽)呈正相关,与有害代谢物呈负相关;而Rikenellaceae_RC9_gut和Prevotellaceae_NK3B31等有害菌则与健康代谢物负相关,与有害代谢物正相关。

讨论部分指出,AMS降低F/G而不增加采食量,说明其提高了养分利用效率。EE消化率提高可能与蛋白酶和淀粉酶促进脂质乳化或底物可及性有关。血清UN降低和TP升高表明氨基酸沉积和蛋白质合成增强。抗氧化和免疫能力改善可能源于外源酶水解释放的生物活性肽,这些肽可激活免疫相关信号通路。肠道通透性标志物降低以及VFAs含量增加,共同提示肠道屏障功能增强。微生物组和代谢组的改变表明,酶制剂能够重塑肠道菌群结构,富集产短链脂肪酸的有益菌,抑制潜在致病菌,并通过调节宿主代谢促进健康。然而,相关性分析不能确立因果关系,仍需进一步研究。

研究结论可翻译为:综上所述,日粮补充PRS和/或AMS可改善断奶仔猪的营养消化率、抗氧化能力、免疫功能、肠道屏障完整性和饲料效率,并伴随肠道微生物组成和粪便代谢谱的有利变化,表明肠道生态系统调节可能有助于观察到的生理益处。然而,由于本研究是在受控实验条件下进行的,其结果有必要在商业生产条件下进行验证。未来应整合宏基因组学、宏转录组学及靶向代谢组学方法,以阐明微生物-代谢物-宿主轴中潜在的机制性相互作用。
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