定點(diǎn)釋放丁酸鹽可以抑制豬沙門氏菌感染

黃選洋 蔡青和

當(dāng)沙門氏菌出現(xiàn)在豬的胃腸道時(shí)，它可以在屠宰過程中污染胴體，進(jìn)而成為人類食物性中毒和細(xì)菌性胃腸炎的源頭。

中圖分類號(hào)：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2018）01-0011-03

雖然某些天然化合物可以限制沙門氏菌在體外的生長(zhǎng)，但是飼料添加劑生產(chǎn)商面臨的挑戰(zhàn)是讓它們?cè)趧?dòng)物體內(nèi)也能發(fā)揮效力，同時(shí)最大程度地發(fā)揮它們的功效以改善動(dòng)物的健康和生產(chǎn)性能。

據(jù)歐洲食品安全管理局（the European Food Safety Administration，EFSA）2015年的報(bào)告，作為人類細(xì)菌性腸胃炎的一個(gè)重要起因，沙門氏菌病是繼彎曲桿菌病后被報(bào)道的第二大動(dòng)物傳染病。

據(jù)估計(jì)，非傷寒沙門氏菌每年會(huì)在全球范圍內(nèi)造成9 380萬例腸胃炎和15.5萬例死亡，其中約85%的病例為食源性，可見沙門氏菌會(huì)對(duì)社會(huì)造成重大的公共衛(wèi)生影響和經(jīng)濟(jì)影響。

豬肉產(chǎn)品是全球最易受沙門氏菌污染的食品之一。由于受污染產(chǎn)品的召回會(huì)花費(fèi)巨大成本，因而會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品和貿(mào)易行業(yè)帶來不良的影響。

1 對(duì)健康和抗生素耐藥性的負(fù)面影響

在養(yǎng)豬行業(yè)中，在豬的整個(gè)生產(chǎn)周期中，沙門氏菌都可能會(huì)出現(xiàn)，并可以通過糞便進(jìn)行傳播，且傳播時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)周或數(shù)月。雖然腸炎沙門氏菌在豬中的定植通常不會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的臨床疾病，但有文獻(xiàn)記載，某些特定的菌株會(huì)影響豬的健康和生產(chǎn)性能，尤其是當(dāng)豬處于應(yīng)激期時(shí)。

另一個(gè)令人擔(dān)憂的發(fā)展趨勢(shì)是，對(duì)抗生素有耐藥性的有害菌株在世界范圍內(nèi)迅速出現(xiàn)。從豬身體中分離出的沙門氏菌菌株對(duì)卡霉素、鏈霉素、磺胺甲惡唑、四環(huán)素和阿莫西林等藥物以及其他人醫(yī)上重要的抗生素（如氟喹諾唑和頭孢菌素）具有較高的耐藥性。

2 飼料添加劑的潛在優(yōu)勢(shì)

某些添加劑對(duì)抑制飲水和飼料中沙門氏菌的生長(zhǎng)可能非常有效，不過一些活性成分也有能力抑制沙門氏菌在動(dòng)物胃腸道中的定植。當(dāng)這些活性成分被輸送到腸道合適的位置時(shí)，它們會(huì)給某些致病性菌種的繁殖創(chuàng)造一個(gè)不利的環(huán)境，并為有益細(xì)菌提供一個(gè)有利的生長(zhǎng)環(huán)境。

理想情況下，這些功能性飼料添加劑會(huì)以一種能夠盡可能發(fā)揮其許多潛在作用機(jī)制的方式被開發(fā)出來。這些多樣的化合物不僅會(huì)對(duì)沙門氏菌的定植產(chǎn)生一定的影響，而且還會(huì)通過各種基本的機(jī)制來加快動(dòng)物胃腸道的發(fā)育，增強(qiáng)它們的功能。通過這種方式，動(dòng)物的健康和生產(chǎn)性能得到了盡可能大的支持，從而使養(yǎng)殖戶的收益最大化。

3 丁酸鹽的具體特性

丁酸鹽是一種短鏈脂肪酸的鹽，它是一類具有多種功能的添加劑，能夠下調(diào)沙門氏菌中特定毒力島1（Specific Pathogenicity Island 1，SPI1）基因的表達(dá)。這會(huì)顯著削弱它們?nèi)肭帜c道上皮細(xì)胞和在豬胃腸道中定植的能力。此外，丁酸還被認(rèn)為可以在動(dòng)物腸道中激活抗菌素的宿主防御肽（Host Defence Peptides，HDPs）的表達(dá)，從而可以限制包括沙門氏菌在內(nèi)的多種腸道細(xì)菌的生長(zhǎng)。

此外，在消化道中，丁酸鹽可以在細(xì)胞水平或生理水平上引發(fā)多種效應(yīng)。例如，它可以作為一種能量源被腸上皮細(xì)胞利用，并可以調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子和腸內(nèi)激素的生成來加強(qiáng)腸細(xì)胞間的連接。

然而，也許有人會(huì)說，口服的丁酸鹽需要被輸送到整個(gè)胃腸道，才能激發(fā)一系列最有效的作用機(jī)制，并能夠有效地抵御定植在后腸內(nèi)的細(xì)菌，如沙門氏菌。

因此，對(duì)于要求產(chǎn)生如此精確的輸送特性，丁酸鹽不可避免地將采用良好的保護(hù)性包被。

4 用被沙門氏菌感染的豬來評(píng)估包被丁酸鹽

在最近發(fā)表的兩篇論文中，來自愛爾蘭泰特克食品研究中心的研究人員利用感染沙門氏菌的豬評(píng)估了一種高質(zhì)量包被的丁酸鹽（Adimix Precisison，Nutriad）。

在這兩個(gè)試驗(yàn)中，沙門氏菌在豬場(chǎng)自然傳播，用感染鼠傷寒沙門氏菌的帶菌豬來進(jìn)行模擬，同時(shí)用其糞便以相對(duì)較少的沙門氏菌數(shù)污染圈舍。

在其中一項(xiàng)試驗(yàn)中，將面臨沙門氏菌感染的7周齡生長(zhǎng)豬分入不同的日糧處理，并飼喂對(duì)應(yīng)的日糧28 d（對(duì)照日糧與添加包被丁酸鹽的日糧），而在另一項(xiàng)試驗(yàn)中，育肥豬在屠宰前5周感染沙門氏菌，并在屠宰前4周飼喂不同的日糧。

5 減少腸道沙門氏菌的負(fù)荷

在兩個(gè)試驗(yàn)中，包被丁酸鹽會(huì)明顯影響腸道沙門氏菌負(fù)荷的作用得到了證明：在生長(zhǎng)豬試驗(yàn)中，處理組生長(zhǎng)豬糞便中的沙門氏菌數(shù)量在飼喂包被丁酸鹽后的2 d和7 d顯著減少（圖1）。

在育肥豬試驗(yàn)中，相比于對(duì)照組的育肥豬，飼喂添加了此添加劑的日糧后，試驗(yàn)組育肥豬糞便中檢測(cè)到沙門氏菌的概率大大降低，兩者的檢出率分別為60%和30%。這可導(dǎo)致屠宰時(shí)胴體受到沙門氏菌感染的概率顯著下降 （表1）。

6 提高動(dòng)物生產(chǎn)性能

值得注意的是，在這兩個(gè)試驗(yàn)中除了發(fā)現(xiàn)對(duì)沙門氏菌的影響外，日糧添加包被的丁酸鹽可以改善豬的平均日采食量（Average Daily Feed Intake，ADFI）、平均日增重（Average Daily Gain，ADG）和飼料轉(zhuǎn)化率（Feed Conversion Ratio，F(xiàn)CR）（圖2）。

值得注意的是，即使按3 kg/t的水平添加，僅僅考慮降低所消耗的飼料成本時(shí)，這也能引起正向的投資回報(bào)率（Return on Investment，ROI）。

7 全面控制沙門氏菌的部分計(jì)劃

值得注意的是，進(jìn)行這一試驗(yàn)的目的是從科學(xué)上評(píng)估在育肥階段補(bǔ)充高劑量丁酸鹽添加劑的效應(yīng)。在過去的其他試驗(yàn)中，無論是在科研領(lǐng)域還是在應(yīng)用領(lǐng)域，所有試驗(yàn)都強(qiáng)調(diào)了在其他生長(zhǎng)階段使用此產(chǎn)品后產(chǎn)生的額外效應(yīng)，比如斷奶仔豬階段。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，降低從生產(chǎn)階段到宰殺時(shí)豬身體中沙門氏菌的數(shù)量只能通過使用飼料添加劑、采取多種衛(wèi)生措施和生物安全措施的綜合方法來實(shí)現(xiàn)。

在這樣一個(gè)完整的沙門氏菌控制方案中，高質(zhì)量包被的丁酸鹽對(duì)減少動(dòng)物腸道內(nèi)沙門氏菌的數(shù)量具有極為重要的益處。

8 控制沙門氏菌，改善動(dòng)物生產(chǎn)性能

總之，本研究結(jié)果與之前探究包被的丁酸鹽對(duì)沙門氏菌在動(dòng)物腸道內(nèi)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件下生長(zhǎng)抑制效果的結(jié)果相一致。因此，除了文獻(xiàn)中充分記載的可以改善動(dòng)物腸道健康和生產(chǎn)性能外，包被的丁酸鹽還能確保動(dòng)物產(chǎn)品在整個(gè)生產(chǎn)鏈中的食品安全。

原題名：Precision delivery coated butyrate： tackling salmonella in pigs（英文）

原作者：Tim Goossens和Daniel Ramirez（比利時(shí)Nutriad國(guó)際業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理）