丁酸已被證明對(duì)動(dòng)物腸道健康有益,能夠提高仔豬的消化率。由于該化合物有惡臭味,因此已采用不少措施來(lái)克服這一問(wèn)題,如包被技術(shù)。那么,以三丁酸甘油酯形式使用又會(huì)呈現(xiàn)出什么情況呢?
隨著時(shí)間的推移,仔豬健康的定義已發(fā)生了變化。在過(guò)去,健康被定義為“沒(méi)有疾病”。在談及嚴(yán)重的傳染病,如偽狂犬病和豬瘟的時(shí)候,這個(gè)定義仍然被使用。然而,在涉及其他病原體時(shí),這個(gè)定義就不太理想,因?yàn)樗鼈兇嬖谟诖蠖鄶?shù)豬場(chǎng)中,且大多數(shù)情況下豬會(huì)跟它們接觸。病毒,如豬圓環(huán)病毒2型(PCV2)和PRRS無(wú)處不在,這種情況同樣存在于細(xì)菌,如大腸桿菌和胞內(nèi)勞森氏菌。在大多數(shù)情況下,消除這些疾病是不可能的。
時(shí)下,豬的健康被定義為豬的感染壓力跟其利用自身免疫系統(tǒng)抵抗疾病感染的能力之間的平衡。因此,要優(yōu)化豬的健康需要采用多方面的措施。一方面,有必要通過(guò)使用適當(dāng)?shù)那鍧嵑拖痉桨敢约吧锇踩胧﹣?lái)減少養(yǎng)豬設(shè)施中的病原體負(fù)載量。
另一方面,我們需要增強(qiáng)動(dòng)物的應(yīng)變能力。多年以來(lái),這項(xiàng)工作通過(guò)接種疫苗使動(dòng)物能夠應(yīng)對(duì)特定病原體的感染從而得到實(shí)現(xiàn)。通過(guò)接種疫苗,針對(duì)某一特定病原體的特異性免疫力得到了改善。對(duì)某些疾病,如PCV2和細(xì)小病毒,這已經(jīng)非常有效。但對(duì)其他一些疾病,如鏈球菌和短螺旋體,則尚無(wú)有效的疫苗可用。正因?yàn)檫@一原因,可以改善動(dòng)物防御系統(tǒng)功能的其他方法也需要采用。并不針對(duì)特異性免疫力的方法卻針對(duì)了某一特異性免疫力和第一道防線(xiàn)。
1 腸道健康
在飼料添加劑行業(yè),能夠提高免疫力的添加劑受到越來(lái)越多的關(guān)注。研究出會(huì)影響腸道健康的方法已經(jīng)取得了大量的成果。在研制用于全面評(píng)價(jià)腸道菌群以及聚焦腸道菌群與免疫系統(tǒng)相互作用的新型分子學(xué)工具的同時(shí),人們對(duì)腸道健康的認(rèn)識(shí)已經(jīng)得到了指數(shù)級(jí)的提高。
盡管人們對(duì)腸道健康的認(rèn)識(shí)日益加深,但仍有許多問(wèn)題尚未解決。這是可以理解的,因?yàn)椴溉閯?dòng)物的腸道是目前科學(xué)上的最復(fù)雜和最具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域之一,這僅次于對(duì)銀河系和海洋的探索。
2 丁酸
會(huì)影響腸道健康的較為有效的分子之一是丁酸,其效果已得到大量研究的證實(shí),并已被證明在生理?xiàng)l件下會(huì)影響動(dòng)物的生產(chǎn)性能。該作用可以用丁酸能提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率、刺激消化酶的分泌、調(diào)節(jié)腸道菌群組成、改善腸上皮完整性和防御系統(tǒng)的功能來(lái)解釋。在消化道中,丁酸可以直接(上消化道或后腸)或間接(小腸)地影響腸壁細(xì)胞的修復(fù)和發(fā)育。丁酸也可以影響細(xì)菌的毒力,主要是通過(guò)直接影響毒力基因的表達(dá)和宿主細(xì)胞的增殖來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)丁酸用作飼料添加劑時(shí),在幼齡動(dòng)物上效果特別明顯,因?yàn)樗軌蛱岣邉?dòng)物的生產(chǎn)性能,控制由細(xì)菌性病原體引起的腸道健康問(wèn)題。
3 動(dòng)物體內(nèi)的來(lái)源
仔豬的丁酸有兩個(gè)重要來(lái)源:首先是母豬乳汁,母乳含有大量的脂肪。丁酸以甘油三酯的形式存在,并在小腸中被釋放出來(lái);第二個(gè)來(lái)源是動(dòng)物腸道內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生的丁酸。在年齡較大的動(dòng)物中,腸道微生物組成較為成熟,因此丁酸的產(chǎn)量很高。然而,在幼齡動(dòng)物中,腸道微生物的多樣性較差,可以生產(chǎn)丁酸的細(xì)菌只占腸道菌群總量的一小部分。仔豬的斷奶加上腸道微生物組成的不成熟,導(dǎo)致在哺乳期間出現(xiàn)了丁酸供應(yīng)量不足的情形。因此,在腸道水平上添加丁酸源有助于改善幼齡動(dòng)物的腸道健康。
丁酸長(zhǎng)期以來(lái)一直作為一種具有良好聲譽(yù)的健康刺激分子。人類(lèi)醫(yī)學(xué)和動(dòng)物獸醫(yī)學(xué)已對(duì)其抗炎和抗腫瘤的作用做了大量的研究。然而,問(wèn)題是它具有難聞的氣味,基于丁酸的產(chǎn)品在胃中會(huì)被快速吸收。為使產(chǎn)品能在飼料廠(chǎng)中使用且能到達(dá)動(dòng)物的腸道中,上世紀(jì)90年代發(fā)明了用脂肪進(jìn)行噴涂的解決方案。從那時(shí)起,用占產(chǎn)品重量高達(dá)70 %的脂肪噴涂的基于丁酸鈉和鈣丁酸的許多產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入了市場(chǎng)。這些技術(shù)能夠解決丁酸的氣味問(wèn)題,同時(shí)還能使產(chǎn)品到達(dá)小腸中以被動(dòng)物利用。缺點(diǎn)是,產(chǎn)品中的丁酸實(shí)際含量很低。在考慮到丁酸的實(shí)際含量后,這會(huì)對(duì)產(chǎn)品的價(jià)格產(chǎn)生影響。
4 三丁酸甘油酯
丁酸解決方案領(lǐng)域的一個(gè)新的發(fā)展是甘油三酯形式的丁酸——三丁酸甘油酯。像母豬乳汁中的丁酸那樣,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的技術(shù)可將丁酸附加到一個(gè)甘油分子上,這使得它成為一個(gè)脂肪。甘油通過(guò)酯鍵能使三個(gè)丁酸分子與其相連接。這些強(qiáng)大的連接存在于所有的三酰甘油中,且只能被特定的酶(脂肪酶)裂解。在胃中,三丁酸甘油酯的結(jié)構(gòu)保持不變;而在腸道內(nèi),腸道內(nèi)的胰脂肪酶能使丁酸甘油酯中的丁酸釋放出來(lái)(圖1)。
脂肪酶作用的結(jié)果是形成兩個(gè)自由的丁酸分子和一個(gè)甘油一丁酸酯分子。它們?cè)谧胸i腸道內(nèi)被腸細(xì)胞吸收利用。通過(guò)門(mén)靜脈被輸送到肝臟,并在肝臟中代謝。
三丁酸甘油酯技術(shù)使得丁酸以無(wú)氣味的方式被利用并在腸道水平上特異性的釋放成為可能。此類(lèi)產(chǎn)品中的丁酸含量大約是噴涂型丁酸鹽中丁酸含量的200 %,因此這種產(chǎn)品比鹽噴涂類(lèi)產(chǎn)品更為濃縮。甘油一丁酸酯的形成甚至帶來(lái)了額外的腸道調(diào)節(jié)作用。
5 試驗(yàn)結(jié)果
瑞典跨國(guó)公司柏斯托(Perstorp)是三丁酸甘油酯產(chǎn)品的生產(chǎn)商,產(chǎn)品商品名為ProPhorce SR。該公司通過(guò)多項(xiàng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),斷乳仔豬使用三丁酸甘油酯后生產(chǎn)性能得到了改善。生產(chǎn)性能試驗(yàn)的結(jié)果因特定國(guó)家和農(nóng)場(chǎng)條件的情況不同而有所不同。但是,在所有情況下,添加三丁酸甘油酯可對(duì)仔豬生產(chǎn)性能產(chǎn)生積極的作用(表1)。
優(yōu)化仔豬腸道健康將成為未來(lái)數(shù)年中豬營(yíng)養(yǎng)的最大研究課題之一。據(jù)說(shuō),日糧中添加短鏈脂肪酸(SCFA)會(huì)對(duì)仔豬腸道健康產(chǎn)生很大的有利影響,要讓它們通過(guò)胃則需要采取一定的措施。酯化SCFA技術(shù)是一種能以理想成本效益的方式來(lái)優(yōu)化仔豬腸道健康的先進(jìn)工具。