本发明属于畜牧业饲料研制技术领域，特别是涉及一种具有保护仔猪肠道屏障功能的饲料及其应用。
背景技术：
养猪生产中，仔猪早期断奶技术得到了普遍的应用，但早期断奶、环境和饲料营养成分的变化能够引起仔猪肠道粘膜屏障功能受损，甚至腹泻死亡。据估计，我国每年断奶仔猪由于腹泻的死亡头数超过1亿头，直接经济损失超过200亿元，导致我国母猪生产力较低，全国每年每头母猪提供的商品猪仅为15头左右，而发达国家可达25-30头，差距很大。
肠道屏障功能是指肠道具有将肠道内物质与机体内环境分隔开，防止肠道内致病性抗原和有毒有害物质侵入的生物学功能。肠道屏障功能的维持与肠黏膜上皮屏障、肠道免疫屏障、肠道内正常微生物区系分布有关。
肠道黏膜是营养物质消化吸收的主要器官，也是动物机体内最大的保护屏障，能够阻止肠道内有害病原和抗原物质的侵入，保护动物健康。肠黏膜屏障功能异常能引起动物营养物质消化吸收功能紊乱、生长缓慢、抗病能力下降、对病原微生物易感性增强，引起各种疾病。因此利用功能性饲料保护肠黏膜的结构和屏障功能的完整性，不仅能维持机体正常的生理功能，而且能够提高猪的生长性能，预防疾病的发生，减少死亡。肠黏膜屏障分为物理屏障、化学屏障、免疫屏障和微生物屏障。
肠道通透性是反映肠道黏膜屏障的重要指标，肠道通透性增大是屏障功能受损的主要表现之一，且易引发肠道疾病的发生。在肠上皮细胞中，细胞与细胞间相互作用由连接蛋白复合体调节。在连接蛋白复合体最顶端的就是由三种完整的膜蛋白(咬合蛋白occludin、闭合蛋白claudins和连接黏附分子jams)和胞质紧密黏连蛋白等外周胞浆蛋白组成的紧密连接。通常认为闭合蛋白claudins起主要作用，是构成紧密连接的主要骨架蛋白，并与肠上皮细胞的通透性密切相关，在维持肠道屏障功能方面发挥着重要作用。
肠道是消化、吸收营养物质的主要器官，在营养缺乏、病理等状态下，肠道黏膜的结构和功能受到损伤，使肠道通透性增强，外源抗原物质，如肠道内有害菌群侵入体内，导致肠道屏障功能障碍。营养素对于黏膜的生长、损伤后再生和修复及维持肠道屏障功能具有重要作用。
1、乳糖
断奶仔猪日粮中添加高水平乳糖可保证肠黏膜结构的完整性，并提高仔猪生长速度。这可能与机体摄入的部分乳糖无法在小肠内完全消化，进入大肠内经糖酵解，引起肠道ph值降低，促进肠道内有益菌，如双歧杆菌和乳酸杆菌生长，一定程度上抑制了有害微生物的生长有关。同时，肠内益生菌经发酵作用产生了大量挥发性脂肪酸，有利于改善肠道菌群结构和肠道屏障功能。
2、氨基酸
氨基酸是动物机体最主要的氮营养素，饲料中的氨基酸是机体合成蛋白质和其他含氮化合物的重要底物，同时也为各种细胞提供能量。研究表明氨基酸或氨基酸的代谢中间物可作为重要的信号分子，参与机体内一系列信号通路相关蛋白，如肠道屏障功能相关蛋白的调节，这也是通过氨基酸营养调控肠道屏障功能的理论基础。
2.1谷氨酰胺
谷氨酰胺是机体内含量最为丰富的氨基酸。机体30%的游离谷氨酰胺在小肠中被利用，为小肠上皮细胞的增值和发育提供能量来源和物质基础。当体内谷氨酰胺不能满足需要时，肠道上皮通透性增加，而补充谷氨酰胺可以缓解这一变化，提示谷氨酰胺与肠道屏障功能密切相关。研究报道，饲料中添加谷氨酰胺可降低肠上皮细胞和淋巴细胞的凋亡发生率，同时还可以提高小肠内的细胞增殖和抗氧化功能。另外谷氨酰胺可以恢复受损肠道上皮的屏障功能，降低细菌易位和肠道通透性。
2.2精氨酸
精氨酸是合成一氧化氮、多胺和肌酸等重要分子的前体物。饲料中添加精氨酸可以激活小肠上皮细胞内的mtor信号途径从而调节蛋白质合成。大多数哺乳动物(包括猪、人类)的肠道上皮细胞可以合成精氨酸，对维持幼龄动物体内精氨酸的动态平衡具有重要作用。饲料中添加精氨酸可以促进肠道的屏障功能和血管发育。
2.3含硫氨基酸及其代谢产物
含硫氨基酸及其代谢产物对动物的生长和健康极为重要。蛋氨酸是机体的必需氨基酸，半胱氨酸是幼龄动物的半必需氨基酸。这是由于幼龄动物体内蛋氨酸转化为半胱氨酸的转甲基和转硫基的能力较低，体内合成量不能满足需要，必须从饲料中获取。蛋氨酸和半胱氨酸的主要代谢终产物是谷胱甘肽(gsh)、同型半胱氨酸和牛磺酸，它们在肠道的免疫应答中有重要作用。
2.4甘氨酸
小肠黏膜利用甘氨酸合成gsh，对肠道具有抗应激作用。甘氨酸还是细胞保护剂，其作用机制包括渗透压调节、胞外信号、氧自由基的清除和生物活性分子的修饰。甘氨酸还可以参与调节黏膜蛋白的表达、黏膜dna合成及黏膜谷氨酰胺代谢酶的活性。
2.5苏氨酸
在肠道黏膜上，苏氨酸的主要作用就是合成黏液蛋白，而黏液蛋白是保护肠上皮免受损伤的主要糖蛋白。研究发现，发生脓血症时，用于合成小肠蛋白质的苏氨酸的量增加，超过苏氨酸摄入量的两倍。因此，在炎症状态下，苏氨酸用于合成肠道黏液蛋白的量有限，这可能是肠道屏障功能受损的原因之一。而在食物中添加适量的苏氨酸可以促进黏液蛋白的合成和肠道菌群的再平衡，有利于肠道的保护和黏膜的修复。
3、有机酸
大量研究表明，有机酸(甲酸、富马酸、柠檬酸、丁酸等)对于断奶仔猪生长性能和肠道屏障具有积极作用。肠道ph是动物消化道内环境的重要指标，适宜的酸性环境是保证饲料养分被充分消化吸收、调节肠道菌群生态平衡的必要条件。仔猪消化系统发育不完善，消化酶和胃酸分泌不足，造成肠道功能紊乱、采食量降低、腹泻、生长受阻等不良后果。添加有机酸可弥补消化液分泌不足，降低饲料结合胃酸能力，降低肠道ph，有利于正常肠道屏障功能的发挥。研究表明丁酸钠能刺激肠黏膜生长，维护肠黏膜的完整，从而提高肠绒毛消化吸收营养物质的能力。丁酸钠可高效抑制肠壁和肠腔内大肠杆菌滋生，促进乳酸菌生长，改善肠道环境。丁酸钠还能通过促进转录因子sp1和紧密连接蛋白启动子之间的联系提高clauding-1的转录水平，增加紧密连接蛋白的表达，加强紧密连接的完整性，改善肠道屏障功能。
4、维生素
维生素在维持肠道黏膜完整性、增强肠道免疫和调节菌群平衡方面均发挥着重要作用。维生素a是维持肠道黏膜上皮更新和损伤修复所必需的维生素。研究表明，动物缺乏维生素a会导致肠道黏膜屏障完整性下降，黏膜的通透性增强，肠道受感染的几率增加。饲料添加适宜的维生素c能够特异性清楚机体内的氧自由基，防止游离基反应连续发生和代谢物积累，缓解由于氧自由基损伤引起的肠道黏膜屏障破坏。维生素a、维生素c都能有效抑制肠道内细菌移位，增强抵御病原菌入侵的能力，减少内毒素的吸收，降低肠道黏膜通透性。
5、膳食纤维
膳食纤维是肠道消化过程所需要的重要营养素，在维持肠蠕动和黏膜结构中起重要作用。膳食纤维不被小肠消化酶消化，在后肠发酵产生大量挥发性脂肪酸，改善肠黏膜形态，促进肠道绒毛结构的修复和生长，降低肠道通透性。还能促进后肠蠕动，增强排便功能，调节肠道菌群平衡，防止细菌附着和移位，增强肠道免疫力，维护肠道生态系统及功能。
肠道黏膜是保护肠腔的一道重要防御屏障，肠道黏膜和屏障功能的完整性对于仔猪的健康非常重要。实际养猪生产中使用的仔猪饲料对提高仔猪采食量、生产性能，保护仔猪肠道功能方面采用的饲料原料较单一，使用后没有完全解决采食量、生产性能低、死亡率高的问题。
技术实现要素：
本发明克服了上述现有技术的缺陷，提供一种具有保护仔猪肠道屏障功能的饲料。本发明的目的是解决养猪生产中仔猪饲料采食量、消化率和生长性能低，死亡率高的技术难题。为此，本发明公开了一种具有保护仔猪肠道屏障功能的饲料，其特征在于它是由下述成分组成：
膨化玉米400-500g/kg、葡萄糖20-50g/kg、乳清粉80-150g/kg、
小麦麸10-30g/kg、膨化大豆120-180g/kg、发酵豆粕80-150g/kg、
大豆分离蛋白60g-120g/kg、磷酸氢钙10-20g/kg、碳酸钙10-15g/kg、
氯化钠1-4g/kg、丁酸钠1-4g/kg、乙氧基喹啉0.08-0.15g/kg、
l-赖氨酸盐酸盐1-4g/kg、dl-蛋氨酸0.5-1g/kg、苏氨酸0.1-0.3g/kg、
甘氨酸0.05-0.15g/kg、l-半胱氨酸0.4-0.8g/kg、l-谷氨酰胺0.1-0.3g/kg、
l-精氨酸0.4-0.8g/kg、丁酸甘油酯0.3-0.6g/kg、维生素a0.01-0.025g/kg、氯化胆碱0.3-0.8g/kg、1%复合饲料添加剂；
其中所述1%复合饲料添加剂由重量百分数为硫酸亚铁2.3%、硫酸锰1.4%、纳米氧化锌3.4%、硫酸铜3.5%、碘化钾0.6%、亚硒酸钠0.3%、维生素d30.09%、维生素e0.27%、维生素k30.02%、维生素b10.03%、维生素b20.05%、维生素b60.03%、维生素b120.014%、维生素c1.8%、叶酸0.03%、烟酰胺0.3%、泛酸钙0.13%、甜味剂1.5%、香味剂3%、复合酶制剂12%、植酸酶15%、膨化玉米20%、沸石粉34.036%混合配制而成。
本发明主要考察了仔猪使用该发明饲料后的饲料采食量、生产性能、发病率、肠道屏障功能相关指标，重点是解决仔猪腹泻、死亡率高、经济损失严重的问题，发明的难点在于如何利用饲料保护仔猪肠道屏障功能，本发明的创新点在于利用特殊饲料原料配制具有保护仔猪肠道屏障功能的饲料。
本发明进一步公开了具有保护仔猪肠道屏障功能饲料在保护仔猪肠道屏障，降低肠道通透性方面的应用。特别是在提高仔猪采食量、生产性能，降低发病率方面的应用。试验结果显示本发明可以明显提高仔猪采食量、平均日增重，降低料肉比、发病率，保护肠道屏障功能。
本发明对具有保护仔猪肠道屏障功能饲料的试验效果进行了如下的试验。
1.试验方法
1.1试验设计
采用单因子试验设计，选择28日龄健康的、体重大小相近（8.5±1.0kg）、公母各半的杜×长×大三元杂交断奶仔猪40头，随机分为2组，每组4个重复，每个重复5头猪。对照组饲喂市售仔猪饲料，试验组饲喂本发明饲料。试验期31天。每千克本发明饲料组成如下：
膨化玉米444.43g/kg、葡萄糖30g/kg、乳清粉120g/kg、小麦麸20g/kg、膨化大豆150g/kg、发酵豆粕100g/kg、大豆分离蛋白90g/kg、磷酸氢钙14g/kg、碳酸钙11g/kg、氯化钠2.5g/kg、丁酸钠3g/kg、乙氧基喹啉0.1g/kg、l-赖氨酸盐酸盐1.5g/kg、dl-蛋氨酸0.8g/kg、苏氨酸0.2g/kg、甘氨酸0.1g/kg、l-半胱氨酸0.6g/kg、l-谷氨酰胺0.2g/kg、l-精氨酸0.6g/kg、丁酸甘油酯0.45g/kg、维生素a0.02g/kg、氯化胆碱0.5g/kg、1%复合饲料添加剂10g/kg。
其中所述1%复合饲料添加剂由重量百分数为硫酸亚铁2.3%、硫酸锰1.4%、纳米氧化锌3.4%、硫酸铜3.5%、碘化钾0.6%、亚硒酸钠0.3%、维生素d30.09%、维生素e0.27%、维生素k30.02%、维生素b10.03%、维生素b20.05%、维生素b60.03%、维生素b120.014%、维生素c1.8%、叶酸0.03%、烟酰胺0.3%、泛酸钙0.13%、甜味剂1.5%、香味剂3%、复合酶制剂12%、植酸酶15%、膨化玉米20%、沸石粉34.036%混合配制而成。
1.2饲养管理
常规饲养管理程序，舍温24~28℃，湿度55%~70%，饲喂粉料，自由采食、饮水，正常免疫、驱虫、消毒等。
1.3检测指标
1.3.1生长性能
分别于试验开始、试验结束时准确称取每头仔猪的空腹体重，准确记录饲料消耗量，计算平均日增重、平均日采食量以及料重比。
1.3.2腹泻率、咳喘率指标
试验期间，每天分别在8:30和14:00观察仔猪，记录每组腹泻仔猪头数、咳喘仔猪头数。
1.3.3血液及肠道指标
试验结束前一天，仔猪空腹12h，每组随机选择3头仔猪前腔静脉采集5ml血液，肝素抗凝，制备血浆，一70℃保存，测定d-乳酸、二胺氧化酶、内毒素。在无菌条件下，分别采集十二指肠、空肠、回肠、盲肠和结肠内容物约2g用于肠道菌群数量检测。乳酸菌数测定用平板菌落计数方法，用mrs琼脂培养基。大肠杆菌洲定用平板菌落计数方法，用麦康凯琼脂培养基。取空肠组织测定肠道上皮细胞紧密连接蛋白zo-1。
1.4数据统计与统计
本试验数据使用spss20.0软件统计，应用单因素方差分析（one-wayanova）进行差异显著性分析，采用lsd法进行多重比较分析，结果以平均值±标准误表示。
2.试验结果
2.1对仔猪生长性能的影响
表1功能饲料对仔猪生长性能的影响
注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著（p<0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（p>0.05）。下表相同。
由表1可知，与对照组相比，试验组仔猪平均日增重为0.4kg，提高37.93%（p<0.05）；平均日采食量为0.69kg，提高27.78%（p<0.05）；料重比为1.73，降低6.99%（p>0.05）。试验表明，功能饲料显著提高了仔猪采食量、平均日增重和饲料转化效率。
2.2对肠道屏障功能的影响
2.2.1对仔猪血浆d-乳酸、二胺氧化酶和内毒素的影响
表2对血浆d-乳酸、二胺氧化酶和内毒素的影响
由表2可知，与对照组相比，试验组猪血浆的d-乳酸、二胺氧化酶、内毒素显著降低(p<0.05)。
2.2.2对肠道上皮细胞紧密连接蛋白zo-1的影响
由表3可知，试验组仔猪肠上皮细胞zo-1蛋白表达量显著提高(p<0.05)；表明功能饲料可以上调肠上皮细胞紧密连接蛋白zo-1的表达。
表3功能饲料对仔猪肠道zo-1表达的影响
2.2.3对仔猪发病率的影响
表4黄芪蒲公英提取物和丁酸钠对仔猪发病率的影响
由表4可知，试验组的腹泻率和咳喘率均低于对照组；与对照组相比，试验组的腹泻率降低82.69%，咳喘率降低88.81%。功能性饲料显著降低了仔猪的发病率。
2.3对肠道菌群菌群数量的影响
表5对肠道菌群数量的影响
由表5可知，与对照组相比，试验组仔猪的十二指肠、空肠的乳酸菌数量分别增加19.05%(p<0.05)、18.42%(p<0.05)；回肠、盲肠和结肠乳酸菌数量分别增加11.73%、9.36%、5.31%，但差异都不显著(p>0.05)，说明功能性饲料能显著提高断奶仔猪的肠道的乳酸菌数量。
与对照组相比，试验组仔猪的十二指肠、空肠的大肠杆菌数量有所降低，分别降低10.52%(p<0.05)、10.06%(p<0.05)；回肠、盲肠和结肠大肠杆菌数量有降低趋势，但差异不显著(p>0.05)，说明功能性饲料能显著降低断奶仔猪的肠道的大肠杆菌数量。
3.试验结论
通过以上试验结果表明，本发明饲料具有以下效果：
3.1提高仔猪饲料采食量、平均日增重，降低料肉比、发病率。
3.2保护仔猪肠道屏障功能，降低肠道通透性。
3.3提高肠道有益菌数量，抑制病原菌，维持肠道菌群平衡，降低仔猪腹泻发病率。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。
实施例1
保护仔猪肠道屏障功能的饲料配方组成（配制1kg）
膨化玉米444.43g/kg葡萄糖30g/kg
乳清粉120g/kg小麦麸20g/kg
膨化大豆150g/kg发酵豆粕100g/kg
大豆分离蛋白90g/kg磷酸氢钙14g/kg
碳酸钙11g/kg氯化钠2.5g/kg
丁酸钠3g/kg乙氧基喹啉0.1g/kg
l-赖氨酸盐酸盐1.5g/kgdl-蛋氨酸0.8g/kg
苏氨酸0.2g/kg甘氨酸0.1g/kg
l-半胱氨酸0.6g/kgl-谷氨酰胺0.2g/kg
l-精氨酸0.6g/kg丁酸甘油酯0.45g/kg
维生素a0.02g/kg氯化胆碱0.5g/kg
1%复合饲料添加剂10g/kg
其中所述1%复合饲料添加剂由重量百分数为硫酸亚铁2.3%、硫酸锰1.4%、纳米氧化锌3.4%、硫酸铜3.5%、碘化钾0.6%、亚硒酸钠0.3%、维生素d30.09%、维生素e0.27%、维生素k30.02%、维生素b10.03%、维生素b20.05%、维生素b60.03%、维生素b120.014%、维生素c1.8%、叶酸0.03%、烟酰胺0.3%、泛酸钙0.13%、甜味剂1.5%、香味剂3%、复合酶制剂12%、植酸酶15%、膨化玉米20%、沸石粉34.036%混合配制而成。
其制备方法如下：
（1）将1%复合饲料添加剂中的各种原料预混合配制成1%复合饲料添加剂，备用。
（2）将膨化玉米、葡萄糖、乳清粉、小麦麸、膨化大豆、发酵豆粕、大豆分离蛋白、磷酸氢钙、碳酸钙、氯化钠、酸制剂、乙氧基喹啉、l-赖氨酸盐酸盐、dl-蛋氨酸、苏氨酸、甘氨酸、l-半胱氨酸、l-谷氨酰胺、l-精氨酸、丁酸甘油酯、维生素a、氯化胆碱、1%复合饲料添加剂按比例混和均匀，即可直接饲喂仔猪。
实施例2
保护仔猪肠道屏障功能的饲料配方组成（配制1kg）
膨化玉米461.985g/kg葡萄糖40g/kg
乳清粉100g/kg小麦麸25g/kg
膨化大豆140g/kg发酵豆粕80g/kg
大豆分离蛋白100g/kg磷酸氢钙15g/kg
碳酸钙12g/kg氯化钠3g/kg
丁酸钠4g/kg乙氧基喹啉0.12g/kg
l-赖氨酸盐酸盐3g/kgdl-蛋氨酸0.9g/kg
苏氨酸0.3g/kg甘氨酸0.12g/kg
l-半胱氨酸0.7g/kgl-谷氨酰胺0.25g/kg
l-精氨酸0.5g/kg丁酸甘油酯0.5g/kg
维生素a0.025g/kg氯化胆碱0.6g/kg
1%复合饲料添加剂12g/kg
其中所述1%复合饲料添加剂由重量百分数为硫酸亚铁2.3%、硫酸锰1.4%、纳米氧化锌3.4%、硫酸铜3.5%、碘化钾0.6%、亚硒酸钠0.3%、维生素d30.09%、维生素e0.27%、维生素k30.02%、维生素b10.03%、维生素b20.05%、维生素b60.03%、维生素b120.014%、维生素c1.8%、叶酸0.03%、烟酰胺0.3%、泛酸钙0.13%、甜味剂1.5%、香味剂3%、复合酶制剂12%、植酸酶15%、膨化玉米25%、沸石粉29.036%混合配制而成。
制备方法同上。
实施例3
保护仔猪肠道屏障功能的饲料配方组成（配制1kg）
膨化玉米498.695g/kg葡萄糖45g/kg
乳清粉80g/kg小麦麸30g/kg
膨化大豆120g/kg发酵豆粕100g/kg
大豆分离蛋白80g/kg磷酸氢钙10g/kg
碳酸钙10g/kg氯化钠1.5g/kg
丁酸钠2.5g/kg乙氧基喹啉0.15g/kg
l-赖氨酸盐酸盐4g/kgdl-蛋氨酸0.6g/kg
苏氨酸0.35g/kg甘氨酸0.14g/kg
l-半胱氨酸0.5g/kgl-谷氨酰胺0.15g/kg
l-精氨酸0.7g/kg丁酸甘油酯0.3g/kg
维生素a0.015g/kg氯化胆碱0.4g/kg
1%复合饲料添加剂15g/kg
其中所述1%复合饲料添加剂由重量百分数为硫酸亚铁2.3%、硫酸锰1.4%、纳米氧化锌3.4%、硫酸铜3.5%、碘化钾0.6%、亚硒酸钠0.3%、维生素d30.09%、维生素e0.27%、维生素k30.02%、维生素b10.03%、维生素b20.05%、维生素b60.03%、维生素b120.014%、维生素c1.8%、叶酸0.03%、烟酰胺0.3%、泛酸钙0.13%、甜味剂1.5%、香味剂3%、复合酶制剂12%、植酸酶15%、膨化玉米30%、沸石粉24.036%混合配制而成；制备方法同上。
在详细说明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。且本发明亦不受说明书中所举实例实施方式的限制。