孟?玲,朱宇旌,張?勇
(1.沈陽農業大學畜牧獸醫學院,沈陽??110866;2.遼寧艾德蒙種豬繁育有限公司,沈陽???110171)
包被丁酸鈉對斷奶仔豬腸道健康的調控
孟?玲1,2,朱宇旌1*,張?勇1
(1.沈陽農業大學畜牧獸醫學院,沈陽??110866;2.遼寧艾德蒙種豬繁育有限公司,沈陽???110171)
包被丁酸鈉作為一種無污染、無殘留可代替抗生素的新型綠色添加劑被廣泛地應用到斷奶仔豬生產中,對斷奶仔豬的生長性能以及腸道微生態平衡有重要作用。該文通過闡述包被丁酸鈉的生物學作用以及作用機理進行研究探討,為其在生產實踐中應用提供理論參考。
包被丁酸鈉;斷奶仔豬;生物學功能;腸道
仔豬斷奶后,幼齡仔豬的消化道處于未成熟階段,此時消化酶的分泌量較少,使仔豬對營養物質的吸收消化以及利用率都較差。而早期斷奶使腸黏膜淋巴細胞增生,隱窩變深,加劇了隱窩細胞有絲分裂的速度,減緩抗體的合成[1],進而導致斷奶仔豬機體免疫力降低,易發生流行性腹瀉、應激等一系列不良影響。
丁酸具有揮發性、游離性等不穩定的理化特性,所以在飼料生產中用鈉離子(Na+)與丁酸根(C4H7O2-)離子結合后制成相對穩定的鈉鹽,即丁酸鈉[2]。丁酸鈉(正丁酸鈉,C4H7O2Na),呈白色粉末狀,具有水脂兩親性,但其具有奶酪酸敗味、流動性差、易吸潮,易結塊,刺激性較強,在飼料生產加工、儲存、
運輸與應用等環節產生不便,同時易與飼料中維生素、堿性物質發生化學反應,影響飼料的整體品質[3]。
包被丁酸鈉采用智能微囊包被技術,使用純度為30%丁酸鈉進行二次包被,包層的主要材料為巴西棕櫚蠟、棕櫚油脂肪、聚乙二醇。包被丁酸鈉的生產工藝是將載體為羥丙基甲基纖維素、殼聚糖、二氧化硅這3種物質混合后,在230?℃的流床機高溫沸騰膨脹,將丁酸鈉溶于水后噴涂在混合物上,使丁酸鈉嵌入到骨架材料中,再在120~140℃恒溫箱干燥,然后在-5?℃的低溫環境固化冷卻,使丁酸鈉固化成粒,將巴西棕櫚蠟、棕櫚油脂肪、聚乙二醇溶于有機溶劑中,在流床包衣機里將包層材料噴涂在丁酸鈉顆粒的表面,形成包被丁酸鈉新產品,粒度85%以上過20目分析篩。
包層的主要成分是脂肪,脂肪在胃中不易分解,進入腸道后,腸黏膜上皮細胞脂酶使脂肪分解,緩慢釋放丁酸,最終有效作用到小腸后端,尤其結腸部位作用效果最明顯。包被丁酸鈉的包被技術,使丁酸鈉在腸道內不易被氧化,減少飼料中水分的損失率,不會與飼料中其他物質產生配伍禁忌。與此同時包被技術在促進仔豬進食方面功不可沒,不僅能夠掩蓋丁酸鈉的氣味,而且還能維持腸道健康。短鏈脂肪酸-丁酸是包被丁酸鈉的有效成分,同時也是腸道細胞的主要能量來源,它有修復腸道黏膜受損上皮細胞的功效,對維持小腸形態,調節腸道微生物菌群平衡,抑制小腸炎癥反應都具有正面效應。包被丁酸鈉作為一種新型添加劑發展前景廣泛,針對不同動物的需求,已制成不同粒度的產品,用于動物生產實踐中。
3.1作為腸道能量來源
短鏈脂肪酸包括3種物質,分別是乙酸、丙酸和丁酸,其中丁酸可為結腸上皮細胞提供能量源超過70%[4]。大部分被小腸黏膜上皮細胞吸收作為主要能量來源,另一部分轉運到肝臟進行進一步的代謝用于糖異生作用。通過β-氧化生成丁酰輔酶A,并生成酮體用于合成ATP,無需進行復雜的三羧酸循環以及肝膽吸收。丁酸可促進上皮細胞成熟增殖分化,可作為結腸盲腸的直接能量來源。
3.2維持腸道微生物菌群平衡
剛出生的仔豬胃腸道環境呈理想狀態,胃腸道內有益菌群占主導作用,當外界細菌進入腸道內部,會使胃腸道內菌群失衡,導致疾病發生。包被丁酸鈉在這種刺激下代謝生成丁酸,丁酸作為一種酸化劑會順勢進入胃腸道內,在仔豬體內會大量分解成丁酸根(C4H7O2-)離子和氫離子(H+),高濃度的氫離子(H+),使胃腸道內pH降低,抑制大量有害細菌如大腸桿菌、沙門氏菌、芽孢桿菌的繁殖,同時促進乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌的生長[5]。除此之外,丁酸根(C4H7O2-)還能集中在腸道細胞內,調節細胞內滲透壓,造成細菌中毒,使細胞內pH降低,破壞大分子代謝過程以及病原菌的細胞膜結構,從而產生抗菌作用。
3.3提高機體免疫力
幼齡動物機體發育未完全,易受到病原體的侵害。腸黏膜是動物體內與外界環境之間最大的接觸面,是機體免疫系統的第一道防線[6]。腸道的第一道屏障為機械屏障是由腸上皮細胞和腸黏液組成,這些細胞能夠分泌黏液,形成天然保護層。腸上皮細胞作為一種選擇性屏障,營養物質通過腸上皮細胞進入細胞內并吸收,同時可阻礙有害細菌與毒素的進入。當細菌入侵腸道后,腸道黏膜上皮細胞激活相鄰的肥大細胞,使肥大細胞發揮免疫功能。同時促進杯狀細胞主要分泌一種糖蛋白——黏蛋白,在腸腔內釋放起到潤滑作用,并在腸上皮形成一層保護層,具有保護腸上皮的功效,增強機體抵抗力。
3.4抑制腸道炎癥反應與抗癌作用
丁酸通過抑制蛋白激酶(IkBα)降解,使核因子(NF-kB)和蛋白激酶的復合物中不能分離NF-kB,從而進入細胞核,使白細胞介素(IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子α(TNF-α)等促炎因子的mRNA不能轉錄及表達,有效抑制炎癥反應[7]。與此同時,促進黏膜組織還原性谷胱甘肽(GXH)含量增多,并抑制黃嘌呤氧化酶(XDO)的活性,從而減少并有限地清除氧自由基,減輕損傷組織。可通過2種途徑抑制大腸癌細胞的生長,一是通過表皮生長因子(EGF)反應,二是通過組蛋白的超乙酰化,使癌細胞凋亡。
4.1斷奶仔豬
包被丁酸鈉廣泛應用在仔豬的飼糧中,在粉劑丁酸鈉與包被丁酸鈉的對比試驗中[8],分別在基礎日糧中添加粉劑丁酸鈉1?000?mg/kg、1?500?mg/ kg、2?000?mg/kg、2?500?mg/kg; 基礎日糧添加包被丁酸鈉250?mg/kg、500?mg/kg、750?mg/kg、1?000?mg/ kg、1?500?mg/kg,結果顯示:2種不同類型的丁酸鈉對斷奶仔豬的日增重都有顯著的影響(P<0.05),同一劑量下,包被丁酸鈉的作用效果更顯著。在斷奶香豬的試驗中[9],添加300?mg/kg的包被丁酸鈉在香豬的飼糧中,香豬的體重明顯提高,并且有效地減少了香豬腹瀉疾病的發生。
4.2母豬
包被丁酸鈉也被普遍用于繁殖母豬的生產實踐中,研究報道[10],在繁殖母豬的飼料中添加1?kg/t的微囊包被丁酸鈉,結果顯示,微囊包被丁酸鈉可縮短母豬產程,較少因助產導致母豬陰道炎和子宮炎的發生。在微囊丁酸鈉對母豬的生長試驗中[11],繁殖母豬分娩后期的采食量以及仔豬初生重與斷奶重都有顯著的提高(P<0.05)。此外,包被丁酸鈉可促進繁殖母豬對鈣的吸收能力,使平滑肌收縮,促進母豬順產防止難產發生。由于包被丁酸鈉自身具有奶酪味,可誘導母豬采食,提高采食量,使母豬泌乳量增多,促進仔豬生長。
包被丁酸鈉做為一種新型綠色無污染的飼料添加劑被廣泛應用到動物生產實踐中,尤其是在斷奶仔豬的飼糧應用中較為常見,包被丁酸鈉主要作用成分是丁酸,可保護幼齡仔豬腸道健康,采用智能微囊包被技術,有效避免丁酸鈉固有缺點,使丁酸鈉在腸道中緩慢釋放,發揮作用。
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2016-03-18)
孟玲(1989-),女,遼寧省沈陽人,碩士研究生,主要從事動物營養與飼料科學研究*通訊作者:朱宇旌,副教授,碩士生導師