体外法研究猪后肠道对菊粉的发酵特性
【目的】采用体外发酵法探究菊粉在猪后肠的发酵特性【方法】以三头猪的盲肠、结肠食糜为接种物，接种于分别溶有0.4g菊粉、葡萄糖的发酵培养基，37℃发酵24小时，测定产气量、pH、NH3-N、MCP、挥发性脂肪酸、乳酸【结果】发酵24h，肠段对产气量、NH3-N浓度、乙酸、异丁酸含量有显著影响(P < 0.05)；底物对pH值、乙酸、丙酸、戊酸有显著影响(P < 0.05)；不同肠段和底物对丙酸、TVFA有显著的交互作用(P < 0.05)【结论】菊粉、葡萄糖在后肠发酵均能引起肠道pH值的降低、NH3-N的降低、MCP的升高、挥发性脂肪酸的升高。但不同底物在不同肠段发酵存在差异性，就肠道菌体合成和产挥发性脂肪酸的量来看，菊粉在盲肠中发酵效果更佳。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 主要试剂 2
1.1.1 菊粉 2
1.1.2 培养基 2
1.1.3 磷酸盐缓冲液（PBS） 3
1.2 主要仪器 3
1.3 体外发酵实验 3
1.3.1 实验设计 3
1.3.2 接种物制备 3
1.3.3 培养基制备 3
1.3.4 采样 3
1.4 测定指标与方法 3
1.4.1 pH值的测定 3
1.4.2 产气量的测定 3
1.4.3 NH3N和菌体蛋白含量的测定 3
1.4.4 挥发性脂肪酸、乳酸含量的测定 3
1.5 数据统计分析 4
2 结果与分析 4
2.1 体外发酵产气量变化 4
2.2 NH3N、MCP在体外发酵24 h后的变化 4
2.3 发酵液中挥发性脂肪酸、乳酸含量及pH 5
3 讨论 5
3.1 菊粉对产气量的影响 5
3.2 菊粉对NH3N和MCP浓度变化的影响 6
3.3 菊粉对挥发性脂肪酸和pH的影响 6
4 结论 7
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
致谢 7
参考文献 7
体外法研究猪后肠道对菊粉的发酵特性
引言
引言：在养猪生产过程中，猪场为了提高生产水平并且减少养殖成本，一般会对仔猪实行早期断奶。由于被实行早期断奶的仔猪肠道菌群尚未发育完善，仔猪腹泻一直是现代养猪业中难以解决的问题。目前一般通过饲喂抗生素降低仔猪腹泻率，缓解仔猪的腹泻现象。然而随着抗生素的日益使用，有害菌的耐药性增强，抗生素使用效果日益减弱，抗生素残留也通过肉蛋奶途径危害着人类的健康。1999年瑞士全境禁止在饲料中添加抗生素[1]；2006年欧盟发布禁止饲用抗生素的相关条例[2]。目前，中国抗生素也被日益地规范使用，因此寻求抗生素的替代品成为目前养猪业的当务之急。菊粉（Inulin）是一种从菊芋、菊苣（Jerusalem artichoke）中提取的一类化学益生素，是由低聚糖和多聚糖组合而成的混合物，其果糖单元由β（2，1）键连接而成，果糖单元数（即碳链的聚合度）一般介于260之间，平均聚合度约为30[3]。在养猪生产中，菊粉一般作为一种化学益生素添加在饲料中。顾宪宏的研究显示，1 %菊粉可选择性促进仔猪回肠末端、后肠中的双歧杆菌生长，增加盲肠中乳酸菌的数量，因此菊粉可以促进益生菌生长、抑制有害菌增殖[4]。花城在对断奶仔猪的生长性能以及免疫功能影响的探究中发现，菊粉能够显著提高断奶仔猪的日增重、免疫力[5]。Petkevicius在探究菊粉和甜菜纤维对猪肠道内线虫影响的研究中发现，菊粉可以减少猪鲜粪中的虫卵数量[6]。戴兆来在利用体外发酵法对4种化学益生素和4株乳酸菌进行合生元（synbiotics）组合筛选的实验中，发现混合乳酸菌与菊粉、低聚果糖（FOS）联合作用，具有降低断奶仔猪腹泻率并提高其生长性能的作用[7]。Roberfroid等[8]的研究表明菊粉难以被前肠降解并且大部分会到达后肠，为后肠内有益菌的提供能量来源，而大部分有害菌群则无法利用菊粉。Samanta更明确指出，菊粉无法直接被肠上皮细胞利用，而是在后肠被某些菊粉酶产生菌通过分泌菊粉酶降解的，其发酵最终产物主要是短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）和有机酸（乳酸、丙酮酸等），一方面能作为能量物质对肠道产生营养作用，另一方面降低了肠道内环境的pH值，形成抑制沙门氏菌、大肠杆菌等有害菌生长的环境[9]。许多病原菌的外源凝集素会被菊粉特异性结合，使得病原菌无法在肠道上皮粘附，并随菊粉一同被排出[10]。目前关于菊粉对断奶仔猪作用的研究较多，菊粉具有改善肠道微生态，调控肠道微生物区系，提高仔猪免疫力，降低仔猪腹泻率等功效，但是其在养猪生产实践中作用效果不稳定，依旧无法大范围替代抗生素的使用，这可能是由于菊粉作用于猪后肠道的机理尚未明确。由于动物实验耗时长、成本较高，故本试验采用体外发酵法，以产气量、NH3N、菌体蛋白、pH值、挥发性脂肪酸、乳酸作为发酵指标，探究菊粉在盲肠、结肠中的发酵特性，为添加菊粉于猪日粮中改善后肠道健康的应用提供一些理论依据。
1 材料与方法
1.1 主要试剂
1.1.1 菊粉
本实验所用菊粉(Inulin)，购自上海一研生物科技有限公司，含量大于90 %，实测值为92.15 %，DP 1120的中聚果糖占40 %左右，DP 2130的多聚果糖占10 %左右，DP 3160的多聚果糖占20 %左右。
1.1.2 培养基
参考Dai等[11]的方法，微量元素溶液（mg/L）：在20 mL 0.02 mol/L HCl中依次加入25 mg MnCl24H2O、20 mg FeSO47H2O、25 mg ZnCl2、50 mg CuCl22H2O、50 mg CoCl26H2O、50 mg SeO2、250 mg NiCl26H2O、250 mg Na2MoO42H2O、31.4 mg NaVO3、250 mg H3BO3，加水定容到1 L，分装、保存于500 mL棕色瓶。碳酸氢盐溶液：称取8.2 g Na2CO3(无水)加入到1 L煮沸过的水中溶解，并持续通入CO2。刃天青：将50 mg刃天青粉末溶于50 mL去离子水。维生素磷酸盐溶液：将20.4 mg 生物素、20.5 mg 叶酸、164 mg 泛酸钙、164 mg 烟酰胺、164 mg 核黄素、164 mg 盐酸硫胺、164 mg盐酸维生素B6、20.4 mg对氨基苯甲酸、20.5 mg钴胺素，溶于1 L含有54.7 g KH2PO4的水中。用之前，将维生素磷酸盐溶液用水相无菌滤膜过滤于灭菌的具有螺盖管中。还原剂溶液：20.5 g Na2S9H2O加入到1 L煮沸过的水中，并持续通气，过滤灭菌方法同维生素溶液。氯化血红素溶液：称取0.1 g氯高铁血红素溶于5 mL 0.05 mol/L NaOH溶液，用煮沸过的持续通入CO2的水定容至500 mL。脂肪酸溶液：称量8 g NaOH置于50 mL烧杯，用去离子水溶解，转移至1 L容量瓶并加入800 mL左右的水，摇匀后加入6.85 mL乙酸，3.00 mL丙酸，1.84 mL丁酸和0.55 mL戊酸定容到1 L。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 主要试剂 2
1.1.1 菊粉 2
1.1.2 培养基 2
1.1.3 磷酸盐缓冲液（PBS） 3
1.2 主要仪器 3
1.3 体外发酵实验 3
1.3.1 实验设计 3
1.3.2 接种物制备 3
1.3.3 培养基制备 3
1.3.4 采样 3
1.4 测定指标与方法 3
1.4.1 pH值的测定 3
1.4.2 产气量的测定 3
1.4.3 NH3N和菌体蛋白含量的测定 3
1.4.4 挥发性脂肪酸、乳酸含量的测定 3
1.5 数据统计分析 4
2 结果与分析 4
2.1 体外发酵产气量变化 4
2.2 NH3N、MCP在体外发酵24 h后的变化 4
2.3 发酵液中挥发性脂肪酸、乳酸含量及pH 5
3 讨论 5
3.1 菊粉对产气量的影响 5
3.2 菊粉对NH3N和MCP浓度变化的影响 6
3.3 菊粉对挥发性脂肪酸和pH的影响 6
4 结论 7
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致谢 7
参考文献 7
体外法研究猪后肠道对菊粉的发酵特性
引言
引言：在养猪生产过程中，猪场为了提高生产水平并且减少养殖成本，一般会对仔猪实行早期断奶。由于被实行早期断奶的仔猪肠道菌群尚未发育完善，仔猪腹泻一直是现代养猪业中难以解决的问题。目前一般通过饲喂抗生素降低仔猪腹泻率，缓解仔猪的腹泻现象。然而随着抗生素的日益使用，有害菌的耐药性增强，抗生素使用效果日益减弱，抗生素残留也通过肉蛋奶途径危害着人类的健康。1999年瑞士全境禁止在饲料中添加抗生素[1]；2006年欧盟发布禁止饲用抗生素的相关条例[2]。目前，中国抗生素也被日益地规范使用，因此寻求抗生素的替代品成为目前养猪业的当务之急。菊粉（Inulin）是一种从菊芋、菊苣（Jerusalem artichoke）中提取的一类化学益生素，是由低聚糖和多聚糖组合而成的混合物，其果糖单元由β（2，1）键连接而成，果糖单元数（即碳链的聚合度）一般介于260之间，平均聚合度约为30[3]。在养猪生产中，菊粉一般作为一种化学益生素添加在饲料中。顾宪宏的研究显示，1 %菊粉可选择性促进仔猪回肠末端、后肠中的双歧杆菌生长，增加盲肠中乳酸菌的数量，因此菊粉可以促进益生菌生长、抑制有害菌增殖[4]。花城在对断奶仔猪的生长性能以及免疫功能影响的探究中发现，菊粉能够显著提高断奶仔猪的日增重、免疫力[5]。Petkevicius在探究菊粉和甜菜纤维对猪肠道内线虫影响的研究中发现，菊粉可以减少猪鲜粪中的虫卵数量[6]。戴兆来在利用体外发酵法对4种化学益生素和4株乳酸菌进行合生元（synbiotics）组合筛选的实验中，发现混合乳酸菌与菊粉、低聚果糖（FOS）联合作用，具有降低断奶仔猪腹泻率并提高其生长性能的作用[7]。Roberfroid等[8]的研究表明菊粉难以被前肠降解并且大部分会到达后肠，为后肠内有益菌的提供能量来源，而大部分有害菌群则无法利用菊粉。Samanta更明确指出，菊粉无法直接被肠上皮细胞利用，而是在后肠被某些菊粉酶产生菌通过分泌菊粉酶降解的，其发酵最终产物主要是短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）和有机酸（乳酸、丙酮酸等），一方面能作为能量物质对肠道产生营养作用，另一方面降低了肠道内环境的pH值，形成抑制沙门氏菌、大肠杆菌等有害菌生长的环境[9]。许多病原菌的外源凝集素会被菊粉特异性结合，使得病原菌无法在肠道上皮粘附，并随菊粉一同被排出[10]。目前关于菊粉对断奶仔猪作用的研究较多，菊粉具有改善肠道微生态，调控肠道微生物区系，提高仔猪免疫力，降低仔猪腹泻率等功效，但是其在养猪生产实践中作用效果不稳定，依旧无法大范围替代抗生素的使用，这可能是由于菊粉作用于猪后肠道的机理尚未明确。由于动物实验耗时长、成本较高，故本试验采用体外发酵法，以产气量、NH3N、菌体蛋白、pH值、挥发性脂肪酸、乳酸作为发酵指标，探究菊粉在盲肠、结肠中的发酵特性，为添加菊粉于猪日粮中改善后肠道健康的应用提供一些理论依据。
1 材料与方法
1.1 主要试剂
1.1.1 菊粉
本实验所用菊粉(Inulin)，购自上海一研生物科技有限公司，含量大于90 %，实测值为92.15 %，DP 1120的中聚果糖占40 %左右，DP 2130的多聚果糖占10 %左右，DP 3160的多聚果糖占20 %左右。
1.1.2 培养基
参考Dai等[11]的方法，微量元素溶液（mg/L）：在20 mL 0.02 mol/L HCl中依次加入25 mg MnCl24H2O、20 mg FeSO47H2O、25 mg ZnCl2、50 mg CuCl22H2O、50 mg CoCl26H2O、50 mg SeO2、250 mg NiCl26H2O、250 mg Na2MoO42H2O、31.4 mg NaVO3、250 mg H3BO3，加水定容到1 L，分装、保存于500 mL棕色瓶。碳酸氢盐溶液：称取8.2 g Na2CO3(无水)加入到1 L煮沸过的水中溶解，并持续通入CO2。刃天青：将50 mg刃天青粉末溶于50 mL去离子水。维生素磷酸盐溶液：将20.4 mg 生物素、20.5 mg 叶酸、164 mg 泛酸钙、164 mg 烟酰胺、164 mg 核黄素、164 mg 盐酸硫胺、164 mg盐酸维生素B6、20.4 mg对氨基苯甲酸、20.5 mg钴胺素，溶于1 L含有54.7 g KH2PO4的水中。用之前，将维生素磷酸盐溶液用水相无菌滤膜过滤于灭菌的具有螺盖管中。还原剂溶液：20.5 g Na2S9H2O加入到1 L煮沸过的水中，并持续通气，过滤灭菌方法同维生素溶液。氯化血红素溶液：称取0.1 g氯高铁血红素溶于5 mL 0.05 mol/L NaOH溶液，用煮沸过的持续通入CO2的水定容至500 mL。脂肪酸溶液：称量8 g NaOH置于50 mL烧杯，用去离子水溶解，转移至1 L容量瓶并加入800 mL左右的水，摇匀后加入6.85 mL乙酸，3.00 mL丙酸，1.84 mL丁酸和0.55 mL戊酸定容到1 L。
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