利用中鏈脂肪酸提高家禽遺傳潛力

章薇等

游離中鏈脂肪酸無論在病原體水平上和宿主水平上都呈現出對家禽生長有利的特性，因此，將中鏈脂肪酸作為家禽功能性飼料添加劑使用是應對目前家禽業面臨的多種應激因素的有效方案。

中圖分類號：S816.79 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2015）09-0039-03

由于世界范圍內不斷減少抗生素生長促進劑（Antibacterial Growth Promoters，AGP）的使用，歐盟甚至禁止AGP的使用，家禽的腸道健康正成為一個非常重要的問題。

由于肉雞的育種持續地追求較快的生長速度和較高的飼料轉化率，雞腸道健康面臨的壓力變得不可測。一些非抗生素類的植物源性抗菌物質已經被提出，并有望替代AGP的使用，但其中很多缺乏科學證據。

由于在家禽的胃腸道（Gastro-intestinal Tracts，GIT）中，游離的中鏈脂肪酸（Medium-chain Fatty Acids，MCFA） （也就是無包被、微囊包被或是脂化的單甘脂、雙甘脂、甘油三脂等脂肪酸）無論是在病原體水平上還是在宿主水平上都呈現出很多有益的作用，所以將MCFA作為家禽功能性飼料添加劑（Functional Feed Ingredient，FFI）使用，是應對目前家禽業面臨的多種應激因素的一個有效方案。

MCFA是一類由有6～12個碳原子的脂肪族尾和一個極性頭部構成的飽和脂肪酸。其功能如下：

1 平衡腸道微生物菌群

MCFA具有與細菌性病原體細胞膜極其相似的親水親油平衡性（Hydrophilic-lipophilic Balance，HLB）特性，因此當二者在pH值較低的胃部親密接觸時，未分解的MCFA能夠穿透病原體的磷脂雙分子層，從而破壞其細胞膜。

膜穩定性的破壞是通過在細菌細胞膜上形成氣孔實現的，一方面可導致細胞內容物的泄漏，另一方面也使得MCFA得以進入細菌細胞內。

在菌體細胞內，MCFA的存在會有利于形成一個接近中性的環境，導致離解的MCFA分子及質子在菌體細胞漿中大量積聚。

細胞內的酸化最終會導致細菌的死亡，而分解的MCFA插入細菌的DNA分子中，因此細菌DNA復制被抑制，進而細菌生長也被抑制。

因此，游離MCFA可在家禽胃部建立起早期的抗病原體屏障，相比之下，MCFA脂類須經腸道脂肪酶的作用分解成游離MCFA后才能在腸道發揮作用。由于細胞膜結構的差異，與菌體細胞相比，真核細胞有不同的胞內pH調節系統（對MCFA的作用機制反應不敏感）和細胞核的存在（用于保護DNA），因此，將MCFA作為一種功能性飼料添加劑在家禽（和其他動物）上使用是安全的。

和MCFA不同，短鏈（Short-chain Fatty Acids，SCFA）和長鏈脂肪酸（Long-chain Fatty Acids LCFA）的親水親油平衡性分別高于或低于菌體細胞膜的，因此與菌體的磷脂雙分子層的親和性較低，使它們的抗病原體活性更差。

上面的結果已被多個獨立的體外試驗證明，在這些試驗中，與SCFA相比，MCFA對包括沙門氏菌在內的多種細菌具有更低的最小抑菌濃度（MIC）。

即使在非殺菌濃度下，MCFA依然對家禽體內的病原體有顯著的影響。

MCFA通過降低細菌性病原體的毒力，疾病的最終表現結果可能會被改變，病原菌在腸道內和全身中定居數量會減少。

MCFA的這些抗菌效應聯合在一起最終會導致：

● 胃內病原菌的生長被抑制并被殺死。

● 腸道內存活的病原體毒力下降。

● 形成一個基本上未受影響的由有益微生物（如耐酸型乳桿菌）組成的生態系統。

2 提高畜禽生產性能

與LCFA相比，MCFA能為體細胞更快速地提供更高效的能量。

在腸道，這種能量被隱窩用來產生新的腸道上皮細胞（Intestinal Epithelial Cell，IEC），而這些腸道上皮細胞會向絨毛頂端遷移，進而增加腸道絨毛高度。

除了直接增加IEC的數量外，MCFA還可以通過降低腸腔內的感染壓從而減少病原體對腸上皮細胞的破壞（因其抗菌效應在GIT內會逆流而上）。

因此，上皮絨毛細胞的少量更新是必要的，這也意味著必須有能量供給動物生長。

感染壓的降低也導致隱窩深度的減小，與之相應的是，絨毛高度的增加會降低腸上皮細胞的遷移和減少腸絨毛上皮細胞的損失，最終產生更多完全成熟的腸細胞。

因此，由飼喂MCFA而帶來的絨毛/隱窩比率的增加（表1），將提高小腸的消化和吸收能力，如營養吸收、鈣的攝入和胃腸道酶功能的發揮，從而確保腸道更健康。

MCFA被IEC吸收之后會積累在炎癥細胞內，從而可減少炎癥的發生，而炎癥的發生是一個耗能的過程。因此，MCFA通過提高免疫力可以降低能量的損失。

MCFA對腸道形態學和宿主免疫力的有利影響結合起來，最終可提高雞的生產性能（更高的采食量和飼料轉化率等）。

3 功能性飼料成份

由于MCFA具有的不飽性和抗菌性，飼料中的MCFA在其化學特性上和微生物特性上均是穩定的。

作為熱穩定的化合物，MCFA能夠確保貯存的飼料有較長的保質期，這在長途運輸和溫熱的儲存條件下是至關重要的。

使用由四種MCFA組成的充分平衡的混合物可產生高度的協同效果和更加廣泛的作用方式，從而確保FFI在所有家禽中能更高效的廣泛應用。

3.1 肉仔雞和火雞雛雞

MCFA可減少條件致病性細菌的數量，提高雞群的健康狀況，降低死亡率和改善墊料質量。這最終會加快雞的生長速度，提高飼料轉化率和胸肌量（表2）。使用游離MCFA還能減少空腸和回腸中產氣莢膜梭菌的數量，從而可減少家禽的死亡率和小腸黏膜壞死病變。MCFA能對原有的菌群和腸道健康產生有益的影響，并通過為上皮細胞直接提供能源使其更快速地恢復。

3.2 蛋雞

MCFA對沙門氏菌具有非常好的抗菌效果，并通過幾乎完全阻斷其侵襲力而降低它的毒力，而侵襲力是病原菌充分、持續地定植于宿主體內所必需的。除了抗菌效果外，添加MCFA可提高家禽的營養吸收能力。因此，MCFA可促使更多的營養物質為蛋和蛋殼的生產所利用。

MCFA對腸道健康和產蛋的這些有益作用可以利用乳酸的積極作用得到進一步加強。乳酸充當了MCFA有益作用的一個增效劑角色，因此能進一步提高家禽腸道微生物菌群中有益菌與病原菌的比例。隨著蛋雞年齡的增長，MCFA能使其有一個更長的產蛋持續期（圖1）、較高的蛋白質量（圖2）和較低的雞蛋破損率，最終可確保生產出更多的優質雞蛋。此外，蛋雞的飼料轉化率也顯著提高。

3.3 肉用和蛋用種雞

真如在蛋雞上所產生的效果一樣，MCFA通過使蛋雞保持一個更好的產蛋持續性而產生一個長期的有益效應，確保隨著蛋雞年齡的增長而可獲得更多雞蛋（表3），同時通過提高蛋白和蛋殼質量而產生短期效應。

MCFA的短期效應能夠提高種蛋的受精率和孵化率，并且可提高1日齡雛雞的質量，包括出殼體重、較好的相對生長速度和較高的存活率。MCFA也能提高肉雞種雞和1日齡雛雞的飼料轉化率。

4 結論

隨著基因選擇越來越得到重視，當今的家禽擁有了無法僅依靠標準的營養需求來維持的巨大遺傳潛力，這使得在實際的家禽生產中FFI的使用成為不可或缺的手段。

業已證明，無論在病原體水平上還是在宿主水平上，MCFA對所有家禽都表現出廣泛的益處，這有利于家禽充分發揮其遺傳潛力。□□

原題名：Reaching genetic potential with medium chain fatty acids（MCFAs） （英文）

原作者：David Hermans和Manu De Laet（比利時NuScience公司）