在以往畜牧养殖业生产中，抗生素对防治细菌性疾病和促进动物生长等方面起到了重要的作用。但抗生素的滥用也产生了消极影响，动物机体内出现药物残留，并且对致病细菌产生耐药性，造成畜牧养殖中疫病防控危机。此外，还增加了消费者对食品安全的顾虑。因此，寻找抗生素替代品是目前急需解决的重要问题。目前，有关微生物制剂的研究较为热门，适量的饲喂微生物制剂不仅能够调节反刍动物胃肠道微生物结构，还能促进动物生长发育。
枯草芽孢杆菌是一种消化道中暂住且稳定性很高的益生菌，对动物无致病性，能形成耐酸、耐热和耐寒的孢子[1]。枯草芽孢杆菌具有提高动物生长性能和改善肉品质的作用[2], 肉品质主要取决于肌内脂肪酸的组成和比例[3-6]。枯草芽孢杆菌还具有抑制肠道有害细菌, 调节胃肠道菌群平衡的作用[7]，通过调节胃肠道菌群而起到降低动物腹泻的作用。此外，枯草芽孢杆菌还有调节机体免疫的作用，枯草芽孢杆菌能够刺激机体免疫系统, 促进机体免疫器官的发育[7]。但目前有关枯草芽孢杆菌对羔羊生长发育、腹泻率、组织器官指数及肌肉脂肪酸影响的研究较少。
因此，本试验通过在代乳粉中添加枯草芽孢杆菌，研究其对7~28日龄湖羊羔羊生长性能、腹泻率、组织器官及肌肉脂肪酸的影响，旨在为枯草芽孢杆菌在肉羊生产中的应用提供理论基础数据。
1 材料与方法 1.1 试验设计与试验动物采用对照试验设计。选择体况发育良好的7日龄湖羊公羔(双羔)30只。将所选的羔羊按同质性原则随机分为2个处理组，且保证组间初生重接近，每组15只，每只为1个重复。对照组羔羊饲喂基础代乳粉(由北京精准动物营养研究中心提供)，代乳粉主要营养成分值见表 1，试验组羔羊饲喂添加含0.2%枯草芽孢杆菌(GutCare®，赢创德固赛(中国)投资有限公司，有效活菌含量≥2.0×1010 CFU·g-1) 的代乳粉。试验期共21 d，待羔羊饲养至28日龄时，每组随机挑选8只羔羊进行屠宰。
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表 1 羔羊代乳粉主要营养成分(干物质基础) Table 1 Main nutritional components of lamb milk replacer (dry matter basis) |
羔羊出生后，先跟母羊吃足3 d初乳，第4天将母羊与羔羊隔离，羔羊单笼饲养。4~6日龄对羔羊用奶瓶进行训饲，训饲使用代乳粉，按代乳粉与温水1∶5的比例进行冲制。待羔羊7日龄时，早晨空腹称重，并将全同胞的2只公羔随机分入2个处理组，每组15只，且保证7日龄的羔羊体重组间无显著差异(对照组为(4.09±0.66) kg；枯草芽孢杆菌组为(3.82±0.59) kg)。从8日龄开始，对照组和枯草芽孢杆菌组羔羊按照体重的2%饲喂代乳粉，每日按6:00、12:00、18:00和24:00四个时间点进行饲喂。试验期间羔羊自由饮水。试验于2018年8月至9月在甘肃省民勤县德福农业科技有限公司进行。
1.3 生长性能测定在羔羊7、14、21和28日龄早晨空腹测体重，并记录数据，计算不同阶段的平均日增重(average daily gain, ADG)：平均日增重(g·d-1)=(末重-始重)/测定天数。
1.4 腹泻率测定在每天饲喂羔羊的同时仔细观察羔羊腹泻情况，每天观察3次, 若有2次出现腹泻(羔羊排出的粪便呈稀软或水样状时, 或尾部被粪便污染时)，则认为此羔羊在当天腹泻。
腹泻率=试验期腹泻羔羊数×腹泻天数/(试验羔羊只数/试验天数)×100%。
1.5 组织器官样品测定待羔羊饲养至28日龄，每组随机挑选8只进行屠宰，屠宰前不禁食禁水，采用颈动脉放血方式屠宰。屠宰前记录宰前活重，屠宰后依次测定头重、蹄重、胴体重和内脏各个器官重量并记录数据，同时测量皮长、皮宽和皮面积并记录数据。
1.6 肌肉样品采集及脂肪酸测定1.6.1 肌肉样品采集 羔羊屠宰后，采集背最长肌和肱二头肌，每只羔羊采集3份样品，用自封袋包装编码标记，于-20 ℃贮存备用。
1.6.2 样品前处理 参照O’Fallon等[8]脂肪酸甲酯化的方法对肉样进行前处理。将冷冻的肉样置于室温进行解冻，待肉样解冻以后用剪刀将肉样剪成1 mm的矩形肉条，再将肉条剪碎，称取1 g置于15 mL离心管中。在离心管中加入0.7 mL 10 mol·L-1 KOH和5.3 mL无水甲醇，之后将离心管置于55 ℃恒温水浴中1.5 h，在此期间，每隔20 min振荡离心管5 s。待水浴结束后，将离心管置于自来水冷却至室温。在冷却之后的离心管中加入0.58 mL的12 mol·L-1 H2SO4，将离心管颠倒混合，重复上述水浴过程，待离心管再次冷却至室温。在离心管中加入1 mL正己烷后充分振荡摇匀，然后4 000 r·min-1离心5 min，用2.2 μm一次性过滤器和1 mL一次性无菌注射器，将上清液过滤到气相小瓶，保存于-20 ℃待测。
1.6.3 气相色谱分析 使用安捷伦6890 N气相色谱仪，根据峰面积分析试验羊肌肉中脂肪酸组成及含量。气相色谱分析条件：色谱柱为SP-2560 (Sigma-Aldrich公司)；程序升温，初温140 ℃，保持5 min，以2 ℃·min-1升温至200 ℃，保持5 min，再以6 ℃·min-1升温至230 ℃，保持20 min。检测器温度为250 ℃，进样器温度为220 ℃。色谱柱流量为1.2 mL·min-1，分流比为100∶1。载气为高纯氮。
1.7 数据处理所测数据用Excel整理，并使用SPSS 22.0软件对数据进行独立样本t检验，且P < 0.05时表示组间差异显著。
2 结果 2.1 枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊生长发育的影响由表 2可以看出，枯草芽孢杆菌显著降低了7~14日龄湖羊羔羊末重(P < 0.05)，显著提高了15~21和22~28日龄湖羊羔羊的平均日增重(P < 0.05)，对其他生长性能指标和腹泻率无显著影响(P>0.05)。从表 3可以看出，枯草芽孢杆菌显著降低了7~28日龄湖羊羔羊胰腺重量(P < 0.05)，显著增加了蹄占宰前活重比例(P < 0.05)，对其他组织器官没有显著影响(P>0.05)。从表 4可以看出，枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊皮张无显著影响(P>0.05)。
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表 2 枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊生长性能的影响 Table 2 The effect of Bacillus subtilis on the growth performance of 7-28 days old Hu lambs |
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表 3 枯草芽孢杆菌对7~28日龄羔羊组织器官发育的影响 Table 3 The effect of Bacillus subtilis on the tissues and organs development of 7-28 days old Hu lambs |
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表 4 枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊皮张的影响 Table 4 The effect of Bacillus subtilis on the skin quality of 7-28 days old Hu lambs |
2.2.1 枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊背最长肌脂肪酸的影响 从表 5可以看出，枯草芽孢杆菌显著降低湖羊羔羊背最长肌不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid, UFA)、单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid, MUFA)、棕榈酸、硬脂酸、二十烷酸、棕榈烯酸、油酸含量和MUFA∶多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)(P < 0.05)，显著提高十五烷酸、肉豆蔻烯酸、神经酸含量和饱和脂肪酸(saturated fatty acid，SFA)∶UFA(P < 0.05)，对湖羊羔羊背最长肌其他脂肪酸无显著影响(P>0.05)。
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表 5 枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊背最长肌脂肪酸组成的影响 Table 5 The effect of Bacillus subtilis on the fatty acid composition in the longissimus dorsi of 7-28 days old Hu lambs |
2.2.2 枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊肱二头肌脂肪酸的影响 从表 6可以看出，枯草芽孢杆菌显著降低湖羊羔羊肱二头肌UFA、SFA、MUFA、棕榈酸、硬脂酸、二十烷酸、棕榈烯酸、油酸含量和MUFA∶PUFA(P < 0.05)，显著提高PUFA、n-6PUFA、肉豆蔻烯酸、神经酸含量和SFA∶UFA、PUFA∶SFA(P < 0.05)。对湖羊羔羊肱二头肌其他脂肪酸无显著影响(P>0.05)。
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表 6 枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊肱二头肌脂肪酸组成的影响 Table 6 The effect of Bacillus subtilis on the fatty acid composition in the biceps brachii of 7-28 days old Hu lambs |
枯草芽孢杆菌是一种好氧有益菌，可以通过消耗胃肠道中的氧气，来促进厌氧有益微生物的生长，抑制好氧有害微生物的生长[9]。枯草芽孢杆菌还可以促进动物胃肠道发育，分泌多种消化酶；并且在自身生长过程中，产生多种营养物质，如维生素、促生长因子和氨基酸等，这些营养物质被动物利用，有利于动物生长性能的提高[10]。此外，枯草芽孢杆菌还能够抑制胃肠道病原微生物，增强动物抗病能力[11-12]。
在本试验中，虽然代乳粉中添加枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊的平均日增重、胴体重和腹泻率无显著影响，但具有提高羔羊平均日增重和胴体重的趋势。7~28日龄湖羊羔羊的平均日增重有所增加，这可能是因为枯草芽孢杆菌对胃肠道有害菌的抑制和对有益菌促进的缘故，再者，枯草芽孢杆菌分泌的消化酶促进了日粮养分的消化，同时枯草芽孢杆菌产生的营养物质给湖羊羔羊的生长发育提供了养分。程连平等[13]也得出了相似的结果，断奶湖羊日粮中添加枯草芽孢杆菌饲喂28 d后，可显著提高羔羊的平均日增重。张海涛等[14]在断奶前公犊牛的奶中添加纳豆枯草芽孢杆菌发现，断奶前犊牛的日增重比对照组提高了26.5%。冯曼等[15]研究发现，在日粮中添加0.5%的枯草芽孢杆菌可以显著降低生长育肥猪的料重比，能够更有效地让生长育肥猪增重。丁浩等[16]也得出了同样的结果，在饲粮中添加枯草芽孢杆菌提高了保育猪的生长性能。但根据前人的研究结果可知，羔羊的平均日增重大约在200 g·d-1[17]，而在本试验中，羔羊的平均日增重远低于这个参考值，造成这种结果的原因可能与羔羊早期断母乳有关，母乳中含有丰富的免疫因子，能够为羔羊提供免疫屏障并增强机体抗应激能力。羔羊过早地断母乳，使羔羊不能摄入足量的免疫因子，从而导致其机体生长发育缓慢。此外，也可能与过早饲喂代乳粉有关，羔羊早期瘤胃发育和瘤胃微生物区系不健全，过早饲喂代乳粉可能会损伤羔羊胃肠道黏膜，导致羔羊胃肠道发育受到影响[18]，从而影响对营养物质的消化吸收，造成羔羊生长发育缓慢。本试验中，7~28日龄湖羊羔羊的胴体重有所增加，这与孔繁云等[19]的研究结果大致相同，其研究发现，在日粮中添加罗伊乳杆菌可以显著提高小尾寒羊×湖羊F2代羔羊的胴体重。程光民等[20]也发现，植物乳杆菌可以提高杜泊绵羊的胴体重。在本试验中，7~28日龄湖羊羔羊的腹泻率有所降低，这可能与枯草芽孢杆菌的作用方式和机制有关。梁晋琼等[21]研究发现，枯草芽孢杆菌活菌制剂对牛羊细菌性腹泻具有很好的预防和治疗效果。卢奇成等[22]研究发现，日粮中添加布拉氏酵母菌可以有效降低哺乳犊牛的腹泻率。冯曼等[15]研究发现，在日粮中添加0.5%的枯草芽孢杆菌可以减少腹泻率。布登付和郑中华[23]也发现，益生菌发酵湿料可以有效降低肥育猪的腹泻率。唐武等[24]研究表明，在日粮中添加益生菌可以显著降低10~65日龄环江香猪仔猪的腹泻率。梁淑芳等[25]也发现，不同微生态制剂对仔猪腹泻具有很好的改善作用。
在本试验中，代乳粉中添加枯草芽孢杆菌对湖羊羔羊器官发育和皮张指标没有显著影响，这可能与枯草芽孢杆菌主要作用于动物胃肠道，改善胃肠道菌群平衡，提高动物消化能力和提供动物生长发育所需营养物质等生物学功能有关，而其对于器官发育和皮张指标的作用效果及机理还有待进一步研究。
3.2 枯草芽孢杆菌对7~28日龄湖羊羔羊肌肉脂肪酸组成的影响脂肪酸组成是评价肉品质的重要指标之一，当不饱和脂肪酸的含量高及PUFA∶SFA值高于0.4时，被认为肉品质质量较高[26]。动物肌内脂肪的沉积是一个复杂的过程，受其品种、性别、年龄、日粮营养水平、沉积部位等众多因素的影响[27-29]。此外，在分子水平上，肌内脂肪沉积受脂肪细胞生长、调控脂肪代谢相关基因和酶表达的影响[30]。
在本试验中，湖羊羔羊背最长肌和肱二头肌的肌内脂肪都出现了明显的降低。有研究发现，蛋白激酶具有调控脂代谢的作用，活化的蛋白激酶能抑制乙酰辅酶A羧化酶(ACC)，导致丙二酸单酰辅酶A含量减少，减弱了对肉毒碱脂酰转移酶1(CPT1)的抑制作用，促进脂肪酸进入线粒体进行氧化分解，从而使肌内脂肪沉积减少[31]。枯草芽孢杆菌在自身生长过程中能够产生多种营养物质，如氨基酸和维生素等，而合成的氨基酸经过发酵过程就能产生蛋白激酶，最终实现降低肌内脂肪沉积的作用[32]。枯草芽孢杆菌的这一作用效果与本试验的研究结果相一致。
在本研究中，枯草芽孢杆菌显著降低了湖羊羔羊背最长肌UFA、MUFA、MUFA∶PUFA、棕榈酸、硬脂酸、二十烷酸、棕榈烯酸和油酸含量，而显著提高SFA∶UFA、十五烷酸、肉豆蔻烯酸和神经酸含量；显著降低湖羊羔羊肱二头肌UFA、SFA、MUFA、MUFA∶PUFA、棕榈酸、硬脂酸、二十烷酸、棕榈烯酸和油酸含量，而显著提高PUFA、n-6PUFA、SFA∶UFA、PUFA∶SFA、肉豆蔻烯酸和神经酸含量。PUFA是一类对人体有益的脂肪酸，能够增强动物机体的免疫能力[33]，而枯草芽孢杆菌也具有增强机体免疫的能力[7]，因此可以推测，枯草芽孢杆菌和PUFA两者之间有可能存在某种关联，但这种关联目前尚不明确，还需今后做进一步研究。从本研究结果来看，枯草芽孢杆菌促进了PUFA含量的增加。刘旺景等[26]研究发现，在日粮中添加复合益生菌可以显著提高杜寒杂交肉羊背最长肌中PUFA的含量。此外，Pascual等[34]指出，PUFA对SFA和MUFA的从头合成具有抑制作用，与刘旺景等[26]的结果相似，也与本试验的结果相一致。但冯健等[35]的研究结果与此有所不同，在延边黄牛的日粮中添加复合益生菌对背最长肌中的SFA无明显影响，这可能与动物的种类及添加剂的类型有关。有报道称，降低小尾寒羊背最长肌中SFA的含量，可以改善羊肉肉品质[36]。在本研究中，代乳粉中加入枯草芽孢杆菌后，降低了湖羊羔羊背最长肌和肱二头肌中的SFA含量，证明枯草芽孢杆菌可以改善7~28日龄湖羊羔羊肉品质。
本研究发现，湖羊羔羊肌内脂肪的沉积受枯草芽孢杆菌的影响。湖羊羔羊肌内脂肪沉积发生整体变化时，内部各种脂肪酸发生不同程度的变化，并不都与整体变化保持同步性，但大部分脂肪酸的变化与整体变化一致，具体变化规律还有待今后进一步研究。
4 结论代乳粉添加枯草芽孢杆菌对7~28日龄羔羊平均日增重、腹泻率、器官和皮张发育无显著影响，但羔羊平均日增重和胴体重有升高趋势。枯草芽孢杆菌显著降低了7~28日龄湖羊羔羊背最长肌中UFA、MUFA的含量，以及MUFA∶PUFA和肱二头肌中UFA、SFA、MUFA的含量和MUFA∶PUFA，显著提高了湖羊羔羊背最长肌中的SFA∶UFA和肱二头肌中PUFA、n-6PUFA的含量和SFA∶UFA、PUFA∶SFA，表明枯草芽孢杆菌可通过对肌内脂肪酸组成比例和含量的影响来改善湖羊羔羊肉品质。
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(编辑 郭云雁)