孟?玲,朱宇旌,張?勇
(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)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(duì)斷奶仔豬腸道健康的調(diào)控
孟?玲1,2,朱宇旌1*,張?勇1
(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)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(yīng)用到斷奶仔豬生產(chǎn)中,對(duì)斷奶仔豬的生長性能以及腸道微生態(tài)平衡有重要作用。該文通過闡述包被丁酸鈉的生物學(xué)作用以及作用機(jī)理進(jìn)行研究探討,為其在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用提供理論參考。
包被丁酸鈉;斷奶仔豬;生物學(xué)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(shí)消化酶的分泌量較少,使仔豬對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)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(xì)胞增生,隱窩變深,加劇了隱窩細(xì)胞有絲分裂的速度,減緩抗體的合成[1],進(jìn)而導(dǎo)致斷奶仔豬機(jī)體免疫力降低,易發(fā)生流行性腹瀉、應(yīng)激等一系列不良影響。
丁酸具有揮發(fā)性、游離性等不穩(wěn)定的理化特性,所以在飼料生產(chǎn)中用鈉離子(Na+)與丁酸根(C4H7O2-)離子結(jié)合后制成相對(duì)穩(wěn)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(dòng)性差、易吸潮,易結(jié)塊,刺激性較強(qiáng),在飼料生產(chǎn)加工、儲(chǔ)存、
運(yùn)輸與應(yīng)用等環(huán)節(jié)產(chǎn)生不便,同時(shí)易與飼料中維生素、堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),影響飼料的整體品質(zhì)[3]。
包被丁酸鈉采用智能微囊包被技術(shù),使用純度為30%丁酸鈉進(jìn)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(chǎn)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(zhì)混合后,在230?℃的流床機(jī)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(huán)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(jī)溶劑中,在流床包衣機(jī)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(chǎn)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(jìn)入腸道后,腸黏膜上皮細(xì)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(jié)腸部位作用效果最明顯。包被丁酸鈉的包被技術(shù),使丁酸鈉在腸道內(nèi)不易被氧化,減少飼料中水分的損失率,不會(huì)與飼料中其他物質(zhì)產(chǎn)生配伍禁忌。與此同時(shí)包被技術(shù)在促進(jìn)仔豬進(jìn)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(shí)也是腸道細(xì)胞的主要能量來源,它有修復(fù)腸道黏膜受損上皮細(xì)胞的功效,對(duì)維持小腸形態(tài),調(diào)節(jié)腸道微生物菌群平衡,抑制小腸炎癥反應(yīng)都具有正面效應(yīng)。包被丁酸鈉作為一種新型添加劑發(fā)展前景廣泛,針對(duì)不同動(dòng)物的需求,已制成不同粒度的產(chǎn)品,用于動(dòng)物生產(chǎn)實(shí)踐中。
3.1作為腸道能量來源
短鏈脂肪酸包括3種物質(zhì),分別是乙酸、丙酸和丁酸,其中丁酸可為結(jié)腸上皮細(xì)胞提供能量源超過70%[4]。大部分被小腸黏膜上皮細(xì)胞吸收作為主要能量來源,另一部分轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟進(jìn)行進(jìn)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(jìn)行復(fù)雜的三羧酸循環(huán)以及肝膽吸收。丁酸可促進(jìn)上皮細(xì)胞成熟增殖分化,可作為結(jié)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(huán)境呈理想狀態(tài),胃腸道內(nèi)有益菌群占主導(dǎo)作用,當(dāng)外界細(xì)菌進(jìn)入腸道內(nèi)部,會(huì)使胃腸道內(nèi)菌群失衡,導(dǎo)致疾病發(fā)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(huì)順勢(shì)進(jìn)入胃腸道內(nèi),在仔豬體內(nèi)會(huì)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(nèi)pH降低,抑制大量有害細(xì)菌如大腸桿菌、沙門氏菌、芽孢桿菌的繁殖,同時(shí)促進(jìn)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(xì)胞內(nèi),調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)滲透壓,造成細(xì)菌中毒,使細(xì)胞內(nèi)pH降低,破壞大分子代謝過程以及病原菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),從而產(chǎn)生抗菌作用。
3.3提高機(jī)體免疫力
幼齡動(dòng)物機(jī)體發(fā)育未完全,易受到病原體的侵害。腸黏膜是動(dòng)物體內(nèi)與外界環(huán)境之間最大的接觸面,是機(jī)體免疫系統(tǒng)的第一道防線[6]。腸道的第一道屏障為機(jī)械屏障是由腸上皮細(xì)胞和腸黏液組成,這些細(xì)胞能夠分泌黏液,形成天然保護(hù)層。腸上皮細(xì)胞作為一種選擇性屏障,營養(yǎng)物質(zhì)通過腸上皮細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)并吸收,同時(shí)可阻礙有害細(xì)菌與毒素的進(jìn)入。當(dāng)細(xì)菌入侵腸道后,腸道黏膜上皮細(xì)胞激活相鄰的肥大細(xì)胞,使肥大細(xì)胞發(fā)揮免疫功能。同時(shí)促進(jìn)杯狀細(xì)胞主要分泌一種糖蛋白——黏蛋白,在腸腔內(nèi)釋放起到潤滑作用,并在腸上皮形成一層保護(hù)層,具有保護(hù)腸上皮的功效,增強(qiáng)機(jī)體抵抗力。
3.4抑制腸道炎癥反應(yīng)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(fù)合物中不能分離NF-kB,從而進(jìn)入細(xì)胞核,使白細(xì)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(zhuǎn)錄及表達(dá),有效抑制炎癥反應(yīng)[7]。與此同時(shí),促進(jìn)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??赏ㄟ^2種途徑抑制大腸癌細(xì)胞的生長,一是通過表皮生長因子(EGF)反應(yīng),二是通過組蛋白的超乙?;拱┘?xì)胞凋亡。
4.1斷奶仔豬
包被丁酸鈉廣泛應(yīng)用在仔豬的飼糧中,在粉劑丁酸鈉與包被丁酸鈉的對(duì)比試驗(yàn)中[8],分別在基礎(chǔ)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(chǔ)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(jié)果顯示:2種不同類型的丁酸鈉對(duì)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(yàn)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(fā)生。
4.2母豬
包被丁酸鈉也被普遍用于繁殖母豬的生產(chǎn)實(shí)踐中,研究報(bào)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(jié)果顯示,微囊包被丁酸鈉可縮短母豬產(chǎn)程,較少因助產(chǎn)導(dǎo)致母豬陰道炎和子宮炎的發(fā)生。在微囊丁酸鈉對(duì)母豬的生長試驗(yàn)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(jìn)繁殖母豬對(duì)鈣的吸收能力,使平滑肌收縮,促進(jìn)母豬順產(chǎn)防止難產(chǎn)發(fā)生。由于包被丁酸鈉自身具有奶酪味,可誘導(dǎo)母豬采食,提高采食量,使母豬泌乳量增多,促進(jìn)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(yīng)用到動(dòng)物生產(chǎn)實(shí)踐中,尤其是在斷奶仔豬的飼糧應(yīng)用中較為常見,包被丁酸鈉主要作用成分是丁酸,可保護(hù)幼齡仔豬腸道健康,采用智能微囊包被技術(shù),有效避免丁酸鈉固有缺點(diǎn),使丁酸鈉在腸道中緩慢釋放,發(fā)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(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究*通訊作者:朱宇旌,副教授,碩士生導(dǎo)師