植物添加劑有助于家禽腸道健康

營養(yǎng)師、飼料生產(chǎn)商和養(yǎng)殖生產(chǎn)者正在尋找飼用抗生素的替代品，到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)有“靈丹妙藥”功效的飼料添加劑。然而，植物性添加劑由于其具有全身和廣譜的功效正成為人們關(guān)注的焦點。

中圖分類號：S816 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C 文章編號：1001-0769（2016）12-0054-02

在食品生產(chǎn)用動物上，抗生素通常用作預(yù)防和治療由致病菌引發(fā)的相關(guān)疾病。在家禽上，由于普通細(xì)菌在小腸中過度生長引起的菌群失調(diào)和由產(chǎn)氣莢膜梭菌引發(fā)的壞死性腸炎是最常見的細(xì)菌性疾病。家禽中由致病菌引起的其他典型疾病包括感染，如大腸桿菌病。因此，由于動物腸道腔中細(xì)菌活性較高和宿主炎癥反應(yīng)的控制不當(dāng)，后抗生素時代是一個與生產(chǎn)力存在潛在損失和腸道及全身性細(xì)菌感染增加有關(guān)的時期。

抗生素生長促進(jìn)劑（Antibiotic Growth Promoters，AGPs）的禁止使用已經(jīng)促使研究人員尋找其替代物質(zhì)，如益生菌、益生元、有機(jī)酸、短鏈和中鏈脂肪酸、抗菌肽、外源酶、粘土礦物質(zhì)和植物源（植物性）制劑（特別是那些含有精油和草藥提取物的物質(zhì)）。植物性物質(zhì)因其具有廣泛殺菌的活性且可替代動物營養(yǎng)中的AGPs而正備受人們的關(guān)注。這些活性包括但并不限于刺激感官、改善適口性、增強(qiáng)腸道酶活性、提高養(yǎng)分利用率、增強(qiáng)抗氧化保護(hù)作用、更新腸細(xì)胞和提高屏障功能，并作為群體感應(yīng)（Quorum Sensing，QS）的抑制劑。本文重點介紹植物性物質(zhì)對細(xì)菌QS的潛在抑制作用，并將植物性物質(zhì)和短/中鏈脂肪酸結(jié)合使用，以此來改善家禽腸道的健康。

1 群體感應(yīng)抑制

關(guān)于植物性物質(zhì)和短/中鏈脂肪酸如何有效地保護(hù)農(nóng)場動物免于由病原性細(xì)菌引發(fā)的疾病，人們通常假定植物性物質(zhì)特別是精油和其化合物或它們的混合物具有殺菌作用。但是，精油在飼料中要能發(fā)揮殺菌的作用，所需的最低濃度相當(dāng)高，因此其投資回報可能不值得。直接殺死細(xì)菌的另一種方法是干擾細(xì)菌之間的交流，這一方法被稱為QS抑制。細(xì)菌之間的交流是通過化學(xué)信號分子（稱為自體誘導(dǎo)物）的產(chǎn)生、擴(kuò)散和檢測以及對其的應(yīng)答來實現(xiàn)的。這些自體誘導(dǎo)物從細(xì)菌細(xì)胞中不斷產(chǎn)生并自由擴(kuò)散出來。當(dāng)細(xì)菌環(huán)境中自體誘導(dǎo)物分子的濃度達(dá)到某一閾值濃度時，細(xì)菌會對該信號做出調(diào)整全群基因表達(dá)的反應(yīng)，例如，通過激活在細(xì)菌毒力方面具有重要功能的許多基因來做出應(yīng)答。QS兩種最常見的機(jī)制見圖1和圖2。

近年來，研究人員從植物和植物提取物中分離的QS拮抗劑抑制劑大大增加。研究表明，QS抑制所需的這些植物性物質(zhì)的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其各自最低抑制濃度（Minimum Inhibitory Concentration，MIC）值。例如：丁香油對青紫色桿菌的MIC值平均為0.2%（體積/體積），青紫色桿菌素的產(chǎn)生受到QS的控制，要抑制其50%的產(chǎn)量可能只需用0.04%（體積/體積）的丁香油就可以實現(xiàn)。同時，在低劑量的丁香油水平上，青紫色桿菌的存活率不會受到影響（Khan等，2008）。

不管是一般的QS機(jī)制還是充分了解的青紫色桿菌QS，必須強(qiáng)調(diào)的是，對靶細(xì)菌來說，QS抑制需要進(jìn)行單獨分析。然而，有關(guān)植物性添加劑的干擾特別是針對抑制病原菌QS的研究很少。例如，對禽致病性大腸桿菌來說，關(guān)于其QS機(jī)制包括其毒力因子讀出參數(shù)的研究到目前為止還未見有報道。同樣，盡管產(chǎn)氣莢膜梭菌的QS系統(tǒng)會引發(fā)毒素產(chǎn)生和壞死性腸炎的事實已得到充分的描述和了解（Chen等，2014；Vidal等，2015），但關(guān)于植物性物質(zhì)對這種微生物干擾作用目前尚未研究。這方面知識的缺乏表明，為了改善家禽的腸道健康，目前植物性物質(zhì)作為QS抑制劑的實際應(yīng)用還存在局限性。

2 植物性物質(zhì)和脂肪酸組合使用

將植物性飼料添加劑的有益作用與酯化短鏈和中鏈脂肪酸的抗菌作用結(jié)合起來，可能會成為維持農(nóng)場動物腸道健康一種新的方法。在美國進(jìn)行的一項試驗表明，這種組合可以提高家禽的生產(chǎn)性能，即使在會誘發(fā)壞死性腸炎的挑戰(zhàn)性條件下也能表現(xiàn)出這種有益作用。多個研究結(jié)果（圖3）顯示，通過延長這種組合的應(yīng)用時間（隨后單獨飼喂植物性飼料添加劑），家禽在第49天的飼料轉(zhuǎn)化率（Feed Conversion Ratio，F(xiàn)CR）和體重（Body Weight，BW）得到了改善。在生產(chǎn)性能方面，植物性飼料添加劑與酯化短鏈和中鏈脂肪酸結(jié)合飼喂28 d，與在陽性對照組中使用20 mg/kg的維吉尼亞霉素具有同樣的效果。這些結(jié)果表明，組合應(yīng)用植物性物質(zhì)與酯化短鏈和中鏈脂肪酸是無抗肉雞生產(chǎn)中一種有效的飼料添加劑。與陰性對照組相比，這種組合還能使壞死性腸炎的發(fā)病率減少40%，取得與陽性對照組相似的效果。這些結(jié)果顯示，植物性物質(zhì)與短鏈和中鏈脂肪酸的組合應(yīng)用會對腸道健康產(chǎn)生積極的影響，而且能夠改善挑戰(zhàn)性條件下動物的生產(chǎn)性能。

3 結(jié)論和未來前景

顯然，用安全的動物生產(chǎn)食品以及因此來保護(hù)人類健康需要在世界范圍內(nèi)采用無抗生素飼養(yǎng)方案。當(dāng)日糧組成和管理條件得到調(diào)整時，對動物生產(chǎn)力的這種不良影響和農(nóng)場動物中細(xì)菌性感染的潛在提高變得可控。因為現(xiàn)今沒有涵蓋抗生素全部功效的“靈丹妙藥式”的飼料添加劑，植物性飼料添加劑由于其具有全身性和廣譜的功效而可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。通過正確選擇飼料添加劑，家禽的腸道健康可以得到維護(hù)，由亞臨床壞死性腸炎引起的生產(chǎn)損失可以成功地得到緩解，同時最佳生產(chǎn)性能得以實現(xiàn)。

此外，眾所周知特定的植物次生物質(zhì)會干擾細(xì)菌的群體感應(yīng)。然而，抗生素治療會殺死細(xì)菌，并引發(fā)細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生多重耐藥性，通過干擾細(xì)菌的群體感應(yīng)交流來降低細(xì)菌的毒力并不會帶來這種風(fēng)險。在導(dǎo)致農(nóng)場動物嚴(yán)重感染最重要的致病菌中，了解細(xì)菌的交流機(jī)制和掌握能夠中斷引發(fā)農(nóng)場動物嚴(yán)重感染的最重要致病菌的這些機(jī)制的方法，將有助于開發(fā)出可以減少農(nóng)場動物細(xì)菌感染的新方法。

原題名：Phytogenics for better gut health in poultry（英文）

原作者：Andreas Mueller博士、Tobias Aumiller博士和Jan Dirk van der Klis博士