Alexis Kiers

美國華盛頓Kiers咨詢公司

益生元在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的新時代

Alexis Kiers

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甘露寡糖（MOS）已在豬日糧中應(yīng)用近20年，被無數(shù)的學(xué)術(shù)研究和商業(yè)試驗(yàn)證實(shí)能改善生產(chǎn)性能，提高生產(chǎn)效率。但存在無法在飼料中定量檢測，與其干燥和發(fā)酵參數(shù)相關(guān)的物理特性不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，奧特奇應(yīng)用營養(yǎng)基因組學(xué)技術(shù)篩選酵母細(xì)胞組分，研發(fā)出純度和生物活性更高的第二代甘露寡糖產(chǎn)品——富含甘露寡糖組分（MRF），能為特定的病原菌提供一個更大的吸附源。研究證實(shí)，MRF作為促生長劑在生長豬上的效果和泰樂菌素相同，但比高銅更有效，而且妊娠母豬日糧中添加MOS可以提高仔豬初生重。

甘露寡糖；富含甘露寡糖組分；豬

益生元可以被定義為“選擇性刺激結(jié)腸中一種或幾種細(xì)菌的生長和/或活性，從而改善宿主動物機(jī)體健康的不可消化的食物成分”（Gibson and Roberfroid, 1995）。后該定義擴(kuò)展為包括通過影響病原菌吸附或免疫調(diào)節(jié)來影響腸道生態(tài)的不可消化的功能性碳水化合物（“免疫糖類”）。

益生元成分在飼料中的應(yīng)用主要專注于2～10個糖單位的不可消化寡糖（Flickinger et al,2003）。在食用動物生產(chǎn)中，不可消化寡糖在上消化道不能被水解的特性，使它們能夠影響食用動物的腸道微生物群落，包括降低腸道病原菌的數(shù)量，以及促進(jìn)有益菌的定植（Spring et al,2000;Flickinger et al,2003）。

許多研究證實(shí)在畜禽飼料中添加寡糖是有好處的，如穩(wěn)定腸道菌群、調(diào)節(jié)免疫力和抗病力，促進(jìn)結(jié)腸健康，進(jìn)而有利于整個腸道的健康。但也有人指出MOS存在無法在飼料中定量檢測，與其干燥和發(fā)酵參數(shù)相關(guān)的物理特性不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

針對這些問題，奧特奇的研究人員經(jīng)過7年研究，利用營養(yǎng)基因組學(xué)的數(shù)據(jù)，確定了從特定酵母菌株提取純化的、在飼料中添加量更低的酵母碳水化合物（稱為“富含甘露寡糖組分”，MRF），比其第一代產(chǎn)品生物活性更高，并能帶來更佳的動物生產(chǎn)表現(xiàn)。

1 甘露寡糖（MOS）

從商業(yè)的角度來看，MOS已在豬日糧中應(yīng)用近20年?；谏a(chǎn)性能改善和生產(chǎn)效率提高的投資回報，已被無數(shù)學(xué)術(shù)研究和商業(yè)試驗(yàn)所證實(shí)。

1.1 來源和作用機(jī)理

在動物研究中觀察到甘露寡糖（MOS）的三種主要作用模式：1）吸附（凝集）具有1型菌毛的病原菌（Oyofo et al,1989;Firon et al,1983）；2）調(diào)節(jié)宿主動物機(jī)體的免疫應(yīng)答（Che et al,2011）；3）增強(qiáng)腸道的完整性（Spring et al,2000）。

1.2 甘露寡糖（MOS）產(chǎn)品在豬上的效果。

在仔豬上使用的經(jīng)驗(yàn)表明，MOS能改善增重和飼料轉(zhuǎn)化率，同時降低生長豬的死亡率。薈萃統(tǒng)計(jì)分析表明，在生產(chǎn)條件不理想的情況下，甘露寡糖（奧奇素“Bio-Mos”，奧特奇公司）的效果更好。

Miguel等（2004）對49個斷奶仔豬試驗(yàn)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析（表1），結(jié)果表明：日糧添加MOS，仔豬的增重平均提高4.1%，仔豬采食量和飼料轉(zhuǎn)化效率均明顯改善。當(dāng)評估影響效果的因素時，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對照組動物生產(chǎn)表現(xiàn)差時，試驗(yàn)組的效果更明顯?？紤]到生產(chǎn)性能與健康狀況密切相關(guān)，這些數(shù)據(jù)表明，MOS在生產(chǎn)條件不理想的情況下，對健康狀態(tài)欠佳的動物效果更好。

表1 保育豬日糧中添加甘露寡糖（MOS）對保育豬生產(chǎn)性能的影響

Le Mieux等（2003）和Davis（2002）報道，日糧中添加高濃度的鋅和銅對MOS有負(fù)作用。Kumprecht和Zobac（1998）的研究表明，MOS與含腸球菌（Enterococcus faecium）的益生菌混合使用時，效果更佳。

Che等（2011）報道，給感染了藍(lán)耳病病毒的豬只飼喂MOS日糧，可以改善飼料轉(zhuǎn)化效率。

雖然大多數(shù)試驗(yàn)聚焦在生長動物上，但MOS對繁殖動物也有作用。MOS已被證明可以改善母豬的繁殖性能（Newman,2001;O’Quinn et al,2001;Landeau and Le Divid ich,2013）。

2 富含甘露寡糖組分（MRF）

2.1 來源和作用機(jī)理

研究顯示這一天然碳水化合物——富含甘露寡糖組分（MRF），可以阻止有害微生物在腸道中的定植。該碳水化合物支持養(yǎng)分的利用，保持消化功能和酶的活性，控制炎癥，縮小理想生產(chǎn)性能和實(shí)際生產(chǎn)性能之間的差距（Che et al,2011;Samuel et al,2012;Xiao et al, 2010）。這些機(jī)制已被營養(yǎng)基因組學(xué)數(shù)據(jù)所證實(shí)。

MRF是奧特奇應(yīng)用營養(yǎng)基因組學(xué)技術(shù)篩選的酵母細(xì)胞組分，是在研究對宿主腸道組織相關(guān)益處而開發(fā)的、真正的第二代產(chǎn)品。營養(yǎng)基因組學(xué)的應(yīng)用導(dǎo)致了一個生物活性更高的添加劑產(chǎn)品的誕生，以更低的劑量添加到日糧中，在受挑戰(zhàn)的農(nóng)場條件下改善畜禽生產(chǎn)表現(xiàn)。

MRF和抗病毒免疫。藍(lán)耳?。≒RRS）病毒會對豬產(chǎn)生破壞性的感染，豬的年齡也是影響感染后性能的變量之一。換句話說，成年動物比年幼的動物應(yīng)對感染的能力更強(qiáng)（Kling et al,2009）。

雖然MRF能改善動物感染藍(lán)耳?。≒RRS）病毒兩周后（即感染后14～42天，而不是發(fā)燒的0～14天）的生長性能，但在病毒血癥和發(fā)燒上，MRF對藍(lán)耳病的感染并沒有直接效果（圖1和圖2）。

圖1 藍(lán)耳病PRRS感染及MRF對白細(xì)胞數(shù)的影響

圖2 藍(lán)耳病PRRS感染及MRF對血清中PRRS特異性抗體的影響

富含甘露寡糖組分（MRF）比甘露寡糖（MOS）純度更高，為特定的病原菌提供一個更大的吸附源，因?yàn)槠洳豢上?，它們在消化道中“運(yùn)送”所附著的細(xì)菌，防止細(xì)菌在消化道中定植。在免疫調(diào)節(jié)方面，有報道指出，飼喂MOS能提高免疫球蛋白和B-淋巴細(xì)胞水平，增強(qiáng)淋巴細(xì)胞增殖，以及巨噬細(xì)胞吞噬金黃色葡萄球菌（）的能力（Newman,1994）。

過度的免疫反應(yīng)，甚至持續(xù)的炎癥反應(yīng)，能對豬只生長產(chǎn)生相當(dāng)大的負(fù)面影響。我們的目標(biāo)是用功能性飼料原料配制日糧，以調(diào)控免疫系統(tǒng)并減少炎癥。了解免疫系統(tǒng)變化對動物生產(chǎn)性能提高或降低的機(jī)制，將幫助我們優(yōu)化管理策略，最大限度地發(fā)揮豬只的遺傳性能并提升生產(chǎn)者的盈利能力。

2.2 MRF在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應(yīng)用

MRF對生產(chǎn)性能的優(yōu)勢已在5個豬飼養(yǎng)試驗(yàn)中觀察到（包括在歐洲進(jìn)行的3個試驗(yàn)），飼喂MRF的豬只每頭每天多增重20g，飼料轉(zhuǎn)化率改善4.5個點(diǎn)，死亡率降低0.43%（Hooge，未發(fā)表數(shù)據(jù)）。

Edward等（2012）進(jìn)行了為期80天的研究，評估在商業(yè)條件下飼養(yǎng)的生長育肥豬中，MRF相對于高銅和泰樂菌素的促生長效果。將960頭生長公豬（體重約29.69 kg），隨機(jī)分為4組，每組共240頭豬，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)40頭豬。

日糧處理如下：1）不含促生長飼料添加劑的對照組；2）高銅組（生長和肥育豬日糧中均添加200 ppm的硫酸銅）；3）MRF組[生長和肥育豬日糧中分別添加400 ppm和200 ppm的MRF（奇力素“Actigen”）]；4）泰樂菌素組（生長和肥育豬日糧中分別添加40g和20g的泰樂菌素）。

在生長階段（試驗(yàn)0～38天）和肥育階段（試驗(yàn)39～80天）監(jiān)控生長性能和死亡率（表2和表3）。試驗(yàn)第80天記錄屠體指標(biāo)（酮體重和P2點(diǎn)的背膘厚度）。

從表2可以看出，飼喂MRF的處理組在生長階段的平均日增重（ADG）高于對照組和高銅組（＜0.01）。MRF或泰樂菌素組具有改善飼料轉(zhuǎn)化效率的趨勢（=0.08）。在肥育階段，沒有觀察到添加劑對生產(chǎn)性能的顯著改善作用。從表3可以看出，飼喂MRF的豬只屠宰率高于其他所有試驗(yàn)組（＜0.01），促生長飼料添加劑對背膘厚度沒有影響。

表2 生長促進(jìn)劑對生長豬和肥育豬生產(chǎn)性能的影響

表3 生長促進(jìn)劑對豬胴體指標(biāo)的影響

總體而言，MRF作為促生長劑在生長豬上的效果和泰樂菌素相同，但比高銅更有效。MRF能夠提高可銷售豬肉的產(chǎn)量，是所評估的促生長添加劑中最有效和最經(jīng)濟(jì)的選擇。

另一項(xiàng)在三個不同地點(diǎn)（A，B和C）進(jìn)行的試驗(yàn)（Landeau et al,2013），研究了總共149頭妊娠母豬飼喂MRF或MOS對仔豬初生重的影響。在每個試驗(yàn)點(diǎn)，分別根據(jù)母豬胎次隨機(jī)分組到對照或處理組中。對照組包括69頭母豬：25頭在地點(diǎn)A，24頭在地點(diǎn)B，20頭在地點(diǎn)C。處理組包括80頭母豬：26頭在地點(diǎn)A，24頭在地點(diǎn)B，30頭在地點(diǎn)C。地點(diǎn)A的母豬妊娠第30天開始每天添加MOS 4g，地點(diǎn)C的母豬妊娠第90天開始每天添加MOS 5g。地點(diǎn)B的母豬整個妊娠期添加MRF（添加比例為0.1%）。

處理組的仔豬平均初生重有所增加（1 422g對比1 361g；=0.042），且仔豬初生重的分布也有所差異（卡方=0.026）。在MRF母豬中，低體重仔豬（＜1 000g）的比例更低，11.6%對比15.6%（=0.008）；高體重仔豬（＞1 600g）的比例更高，27.3%對比23.0%（=0.032。由此可以得出結(jié)論，妊娠母豬日糧中添加MOS可以提高仔豬初生重。

3 結(jié)語

動物生產(chǎn)性能研究表明，日糧中添加功能性碳水化合物，特別是富含甘露寡糖片段（MRF），已被證實(shí)具有廣泛的生理學(xué)效應(yīng)，其通過調(diào)控動物胃腸道活性，可以影響動物機(jī)體的生理活性，包括能量和脂肪的代謝、內(nèi)分泌功能以及免疫功能。

營養(yǎng)基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展將使研究人員探討有關(guān)日糧及其對機(jī)體功能影響的關(guān)鍵問題。通過專注于基因表達(dá)和功能基因組學(xué)，將使我們對日糧干預(yù)營養(yǎng)策略在疾病抵抗力和生產(chǎn)效率影響的重要性有更加明確的了解。

甘露寡糖（MOS）因其生產(chǎn)成本、提取工藝以及潛在的無限供應(yīng)能力，在過去的20年里廣泛應(yīng)用于斷奶仔豬日糧中，但現(xiàn)在MOS將要被新一代富含甘露寡糖組分（MRF）產(chǎn)品所取代。

S816.5

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1673-4645(2014)04-0051-04

2014-04-08