豬日糧中的非抗生素飼料添加劑（二）

（1.加州大學戴維斯分校，動物科技學院；2.伊利諾伊大學，動物科技學院；3.創(chuàng)荷美營養(yǎng)國際，博克斯梅爾，荷蘭）

中國豬營養(yǎng)國際論壇是由美國動物科學學會、上海亙泰實業(yè)集團和上海優(yōu)久生物科技有限公司聯(lián)合主辦，以“凝聚全球科研力量，驅動豬業(yè)創(chuàng)新思維”為宗旨，力邀全球一流的機構、專家和學者，傾力打造一個動物營養(yǎng)領域具有國際性、前沿性和權威性的論壇。該論壇每兩年舉辦一屆，聚焦行業(yè)發(fā)展中的熱點、難點，通過專家學者和企業(yè)領導者之間進行開放建設性的學術探討、理論研究和實踐經驗交流，整合全球動物營養(yǎng)領域最新的技術和研究成果，推動行業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造和提升產業(yè)價值。 www.asaschina.org

5 酵母

酵母的添加形式包括活酵母、熱處理的酵母細胞、粉碎的酵母細胞、純化的酵母細胞培養(yǎng)物和酵母提取物。酵母的效果根據添加形式而有不同，因此，每種酵母產品都有其相應的用途。研究表明，酵母或酵母產品可以提高平均日采食量和豬生長性能，增強粘膜免疫力，促進腸道發(fā)育，吸附真菌毒素，減少斷奶后腹瀉，調節(jié)腸道微生物群（Jiang 等 ，2015；Sauer 等 ，2011a；Shen 等 ，2009；Kogan 和 Kocher，2007）。

5.1 酵母細胞的組成 在尋找抗生素生長促進劑替代物的研究中，已經越來越多地研究了可以增強主動免疫功能并抑制病原性細菌生長的化合物，并且由于這方面的功能，酵母細胞被用作抗生素生長促進劑的潛在替代品。酵母在腸中不容易失活，并且可有效調節(jié)宿主腸道中細菌的定植（Bontempo等，2006）。酵母細胞的組成是產生效果的原因。形成大部分酵母細胞壁的特定糖類，特別是β-D-葡聚糖和α-D-甘露聚糖，是造成酵母產品作用效果的原因之一 （Shen等，2009；Kogan和Kocher，2007）。另外，酵母提取物含有核苷酸，盡管核苷酸存在于幾乎所有的飼料成分中，且通常通過內源性合成來滿足對核苷酸的需求（Sauer等，2011），但是有一些證據表明，在某些條件下，例如疾病，高應激或快速生長期間 （Waititu等，2016；Carver和 Walker，1995），對核苷酸的需求將會增加。如果豬的生命的某段期間存在這些條件，并且因此誘導潛在的核苷酸缺失，在斷奶后的時期間，酵母細胞可能是有益的。

5.2 形態(tài)效應 減輕斷奶豬的應激包括使胃腸道適應飲食形式的改變。斷奶可導致絨毛萎縮，腸細胞的更新減少，這兩者均抑制營養(yǎng)吸收（Jiang等，2015）。然而，補充活酵母和精細粉碎的活酵母可提高絨毛高度和絨毛-隱窩比率 （Jiang等，2015B；ontempo 等，2006）。 酵母發(fā)酵產物有著類似的效果（Shen等，2009）。 此外，有研究表明，活酵母補充可增加腸細胞增殖并增加豬黏蛋白中糖蛋白的濃度，從而提高它們抵抗疾病微生物的能力（Bontempo等，2006）。然而，也有研究表明補充甘露聚糖寡糖的酵母培養(yǎng)物對腸形態(tài)沒有效果（van de Peet-Schwering 等，2007）。

5.3 免疫反應和腹瀉 酵母產品的許多有益效果是免疫強化的結果 （Molist等，2014；Kogan和Kocher，2007），并且有研究表明，酵母和酵母產品可刺激免疫系統(tǒng)，酵母細胞壁中的β-D-葡聚糖通過與其受體結合來增強巨噬細胞和嗜中性粒細胞的功能，引起級聯(lián)細胞因子和增加抗體的產生（Kogan和 Kocher，2007）。飼喂活酵母和精細研磨的活酵母還可增加IgA、IL-2和IL-6的血清濃度（Jiang等，2015）。 酵母中的 α-D-甘露聚糖可能具有抗氧化作用 （Kogan 和 Kocher，2007）。 α-D-甘露聚糖可與許多細菌如大腸桿菌和沙門氏菌上的甘露糖特異性受體結合，從而防止這些病原體黏附到腸腔內的富含甘露糖的糖蛋白上 （Kogan和Kocher，2007）。據報道，補充活酵母可減少產腸毒素大腸桿菌攻毒對豬產生的相關應激，也可減少腹瀉比例、腹瀉持續(xù)時間和大腸桿菌的脫落（Trckova等，2014）。然而，其他研究的結果不太樂觀（Weedman 等，2011）。

5.4 生長性能和營養(yǎng)物消化率 酵母產品對豬的生長性能的結果是不一致的，但是已有報道指出，喂養(yǎng)抗生素生長促進劑的豬和飼喂添加酵母的日糧的豬在生長性能，營養(yǎng)物消化率和腸形態(tài)是沒有差異的，表明酵母產品可能是抗生素生長促進劑的有效替代品（Shen等，2009）。研究也證明了基于酵母補充劑的免疫增強成本對豬生長性能沒有負面影響（Molist等，2014）。然而，據報道，酵母培養(yǎng)物對豬的生長性能或干物質、粗蛋白質、酸性洗滌劑纖維和中性洗滌劑纖維的全腸道表觀消化率沒有影響（Kornegay等，1995）。

總之，酵母產品在豬日糧的效果還沒有完全研究清楚，但是酵母產品具有許多積極的效果，并且有一些證據表明基于酵母的產品可部分或完全替代抗生素生長促進劑。酵母細胞的腸健康益處和免疫調節(jié)效應是顯著的，并且這可能是豬日糧中添加酵母的最大益處。

6 核苷酸

核苷酸是具有相當多結構多樣性的普遍存在的分子。其是由戊糖連接的含氮堿基，至少一個磷酸基團連接在戊糖上組成。戊糖可以是核糖核酸（RNA）或2'-脫氧核糖核酸（DNA）的核糖。含氮堿可以是嘌呤或嘧啶。嘧啶堿基由六元環(huán)組成并包含尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶。嘌呤堿基具有另外的五元環(huán)并且包含腺嘌呤，鳥嘌呤和次黃嘌呤。磷酸基團可以是單磷酸、二磷酸酯或三磷酸基團形式，并且通常與戊糖的C-5'羥基酯化（Rudolph，1994）。當磷酸基團不存在時，該化合物被稱為核苷。通過相鄰核糖單元的3'和5'位置處的磷酸二酯鍵連接在一起的核苷酸鏈稱為多核苷酸或核酸。

動物核苷酸通過從頭合成途徑或補救途徑合成，但從頭合成需要谷氨酰胺，并且是十分耗能的代謝過程，因為其需要以三磷酸腺苷形式提供能量。補救途徑通過使用核苷酸分解代謝產物或來自日糧來源合成核苷酸。

核苷酸除了是核酸（DNA和RNA）的結構單元之外，在體內還具有生理作用，例如作為能量來源，氧化和還原反應中的輔因子，用作生理調節(jié)劑，并攜帶活化的中間體（即，尿苷二磷酸葡萄糖，磷酸胞苷唾液酸和胞苷二磷酸膽堿）和?；摧o酶A）。此外，核苷酸可以影響免疫系統(tǒng)的發(fā)育，腸道的微生物群和小腸的完整性。

日糧中添加核苷酸與體液和細胞免疫相關，但確切的機制尚未闡明。日糧核苷酸增加可用核苷的儲備，進而刺激白細胞產生（Carver和Walker，1995；Kulkarni等，1994）。 因此，在免疫應激期間對核苷酸的需求增加。補充日糧核苷酸可以增加仔豬回腸上皮內淋巴細胞和巨噬細胞的數量（∨S peranda 等，2008；Domeneghini等，2004）， 減少血液淋巴細胞DNA的損傷（Salobir等，2005），在大腸桿菌注射液后2～4小時降低血清中TNF-α和 IL-6 的濃度（Hung，2015），并增加豬血漿和血清中免疫球蛋白A的濃度 （Sauer等，2012；Lee等，2007）。

日糧核苷酸可促進鐵在腸道的吸收，影響脂蛋白和長鏈多不飽和脂肪酸代謝，給腸黏膜和肝提供營養(yǎng)物質，并且減少腹瀉的發(fā)生率（Schlimme等，2000；Cosgrove，1998）。 添加核苷酸的商業(yè)配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒糞便中雙歧桿菌具有優(yōu)勢，而對照組嬰兒糞便菌群則以腸道桿菌為主（Uauy，1994）。這些數據表明，補充核苷酸可對胃腸道中的微生物群產生正面影響，降低胃pH，并阻止病原性細菌物種的增殖（Yu，1998）。與飼喂缺乏核苷酸日糧的豬相比，斷奶仔豬飼喂添加了核苷酸的日糧可以提高益生菌的量，降低Cl的濃度（Mateo等，2004）。飼喂補充4%酵母提取物作為核苷酸來源日糧的大腸桿菌感染的豬具有日增重和料肉比，并且降低了腹瀉的發(fā)生率（Maribo，2003）。然而，還有報道稱補充核苷酸對仔豬的小腸和大腸中的微生物群的組成沒有影響（Sauer等，2012）。

日糧核苷酸可以增強腸上皮細胞的生長和成熟，如增加黏膜蛋白質、DNA、小腸中較高絨毛的形成、增加麥芽糖酶與乳糖酶比例（Carver，1994；Uauy等，1990）。日糧核苷酸也可以刺激腸細胞分化（Sanderson 和 Youping，1994）。 腸外補充核酸可以增加黏膜濕重、蛋白質和DNA含量、絨毛高度和空腸黏膜緊密連接更窄，證明其可增強黏膜細胞的增殖和功能 （Tsujinaka等，1999；Kishibuchi等，1997）。

添 加 核 苷 酸 （Weaver 和 Kim，2014；Zomborszky-Kovacs等，2000）或富含核苷酸的酵母提取物（Carlson等，2005），都可改善豬生長性能。然而，也有研究結果表明，用核苷酸補充豬日糧對生長性能沒有影響 （Waititu，2016； Sauer等，2012；Moore等，2011；∨S peranda等，2008；Lee等，2007；Martinez-Puig 等，2007；Domeneghini等，2004；Di Giancamillo等，2003）。這些補充核苷酸的不一致反應可能與所提供的核苷酸的量和類型以及現有環(huán) 境 條 件 差 異 有 關 （Waititu，2016；Hung，2015；Sauer等，2011b；Grimble 和 Westwood，2001）。

7 植物提取物

植物提取物是植物次生代謝產物，可以從植物材料天然獲得。他們有兩種不同的形式，液體油或固體粉末。大多數油形成的植物提取物是不溶于水的，通常被稱為精油。植物提取物由于其潛在的生物學功能，例如抗病毒，抗微生物，抗氧化和抗炎作用，已經大量應用于人類營養(yǎng)和改善人類健康 （Liu 等，2012；Dundar等，2008；Baydar等，2004；S..okmen等，2004）。植物提取物對革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細菌表現出廣譜的抗菌活性（Wong 等，2008 ；Dorman 和 Deans，2000；Hammer等，1999）。植物提取物可以由于其疏水性而直接殺死病原體，這使得它們能夠滲透到細菌細胞膜和線粒體的脂質中，導致細胞內關鍵物質的滲漏（Xu 等，2008 ；Burt，2004；Carson 等，2002）。 植物提取物含有高濃度的酚類化合物，具有很強的抗菌 性 能 （Lambert 等 ，2001；Dorman 和 Deans，2000；Farag等，1989）。植物提取物中的活性成分可以擾亂細菌的酶系統(tǒng)，然后降低微生物的毒性（Ankri和 Mirelman，1999）。 植物提取液中的某些生物活性成分可防止細菌的毒力結構形成，如鞭毛是細菌黏附的關鍵（Burt等，2007）。

植物提取物的抗炎作用已經在體外細胞培養(yǎng)模型中被廣泛報道。來自丁香、茶、大蒜、肉桂和其他精油具有潛在的抗炎活性，因為它們可抑制來自脂多糖（LPS）誘導的小鼠巨噬細胞產生TNF-α、IL-1β 和 一 氧 化 氮 （Tung 等 ，2008；Lee 等 ，2005；Lang等，2004）。 Lang等（2004） 報道了大蒜提取物也可以抑制幾種腸上皮細胞分泌的趨化因子，例如IL-8、IP-10和MIG，通過將各種循環(huán)白細胞募集到炎癥組織中來介導炎癥反應。還證明了幾種植物提取物（香芹酚，辣椒油樹脂，肉桂醛，大蒜，丁子香酚，茴香腦和姜黃油樹脂）與豬肺泡巨噬細胞的體外抗炎活性，植物提取物可抑制LPS刺激的巨噬細胞中促炎細胞因子 （TNF-α和IL-1β）的產生（Liu 等，2012），這表明這些植物提取物具有抗炎作用。植物提取物的抗炎活性的作用方式尚不清楚，但可能是通過阻斷NF-κB激活通路介導 （Choi等，2007；Lee 等，2005；Jobin 等，1999）。研究表明，姜黃素可以阻斷細胞因子誘導的 NF-κBDNA 結合活性，RelA 核易位，IκBα 降解，IκB 絲氨酸 32磷酸化和 IκB 激酶活性（Jobin等，1999）。

新生斷奶仔豬受多種應激，而易腹瀉，這可能對豬的存活產生不利影響 （Moeser和Blikslager，2007）。 Manzanilla 等 （2004） 和 Nofrarías等（2006）發(fā)現植物提取物可以改善腸道健康。其報道表明5%（重量/重量）香芹酚、3%肉桂醛、2%辣椒油樹脂（牛至，肉桂和墨西哥胡椒）植物提取物混合物標，可使胃內容物和干物質的比例增加。此外，植物提取物可降低回腸微生物總質量，增加乳酸桿菌：腸桿菌的比例。Michiels等（2010）也表明，飼料中添加500 mg/kg的香芹酚和百里香酚可使遠端小腸上皮內淋巴細胞的數目減少，絨毛高度與隱窩深度增加。

由于死亡率，發(fā)病率，生長性能降低，藥物成本增加，大腸桿菌引起的斷奶后腹瀉往往會導致經濟損失 （Fairbrother等，2005，Nagy 和 Fekete，2005）。腸毒性大腸桿菌是在斷奶前和斷奶后引起腹瀉仔豬的最主要致病性大腸桿菌類型（Nagy和Fekete，1999；Hampson，1994）。 使用體內致病性大腸桿菌攻擊來測試三種植物提取物（辣椒油樹脂，大蒜和姜黃油樹脂），以確定單個植物提取物對斷奶仔豬的腹瀉和腸道健康的影響 （Liu等，2013b）。結果表明，補充單個植物提取物可降低豬腹瀉的總頻率。補充植物提取物還可改善回腸絨毛高度和上調黏蛋白2（MUC-2）基因的mRNA表達，這表明腹瀉比例的減少可能是由于改善了腸屏障功能和完整性（Liu等，2013b）。感染大腸桿菌的豬白細胞、血清促炎細胞因子（TNF-α）和急性期蛋白（觸珠蛋白）的數量增加，并使回腸巨噬細胞和嗜中性粒細胞增加。與對照組相比，日糧中添加植物提取物可以降低回腸中的白細胞、中性粒細胞、血清TNFα和結合珠蛋白、部分巨噬細胞和中性粒細胞的數量。這些結果表明，低劑量的植物提取物減少了由大腸桿菌感染引起的全身性和局部炎癥。微陣列結果表明，飼喂植物提取物可增強膜的完整性，特別是幾個緊密連接的蛋白。植物提取物可下調與抗原加工和呈遞以及其他免疫應答相關基因的表達，表明這些植物提取物可減弱由大腸桿菌感染引起的免疫應答 （Liu等，2014）。在對豬呼吸道疾病攻擊的斷奶豬的飲食中添加辣椒油樹脂，大蒜素和姜黃油樹脂可以減輕感染的負面影響，這可能是通過降低病毒載量和炎癥介質的血清濃度，并且縮短PRRSV感染豬的發(fā)熱時間（Liu等，2013a）。因此，日糧中添加植物提取物有助于改善斷奶仔豬的健康。