中鏈脂肪酸甘油酯在飼料無抗中的應(yīng)用展望

王彥軍

（北京挺好科技有限公司 北京 100085）

2020 年，中國養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)“無抗”時代來臨，從業(yè)者將要面臨更多挑戰(zhàn)，由于傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式過度依賴抗生素，所以在禁抗、限抗的初期，整個行業(yè)的業(yè)態(tài)可能都會發(fā)生改變。如同2006 年歐盟全面禁止促生長抗生素在飼料中添加使用后，禁抗給歐洲各國所帶來的行業(yè)巨變一樣，2020 年的中國養(yǎng)殖業(yè)，也必將隨著2020 年7 月1 日起全面實施的“禁抗令”，迎來養(yǎng)殖業(yè)的“巨變”。飼料廠和養(yǎng)殖場要應(yīng)對挑戰(zhàn)，確保良性發(fā)展，需要梳理一個完整的全策略及多種產(chǎn)品組合的應(yīng)對方法。在替抗產(chǎn)品方面，酸化劑、益生菌、酶制劑、植物精油、中短鏈脂肪酸等組合逐漸被行業(yè)接受。近些年來，隨著研究進一步深入，中鏈脂肪酸甘油酯因其具有特殊的抑菌效果及營養(yǎng)作用，而在禁抗之后備受人們關(guān)注。

1 中鏈脂肪酸

中鏈脂肪酸是指分子結(jié)構(gòu)中含有6～12 個碳原子的脂肪酸，它們可以中鏈脂肪酸甘油三酯的形式存在。中鏈脂肪酸主要集中在：己酸（6 個碳）、辛酸（8 個碳）（見圖1）、癸酸（10 個碳）和月桂酸（12 個碳）上。中鏈脂肪酸(MCFA)與甘油結(jié)合形成中鏈脂肪酸甘油酯。

20 世紀80 年代研究者發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)哺乳動物在出生后幾個小時后腸道內(nèi)就會充滿大量的細菌。例如仔豬在出生6 h 后糞便中就能發(fā)現(xiàn)有109～1010的鏈球菌、大腸桿菌、乳桿菌等。而兔子在哺乳期幼兔胃和小腸幾乎無菌，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，是因為兔乳中含有大量的中鏈脂肪酸甘油酯發(fā)揮了極佳的抑菌作用。兔乳中C8含量可以高達34.3%。

2 中鏈脂肪酸甘油酯的作用機理

2.1 抑菌功能

微生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，中鏈脂肪酸對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌都具有抗菌效果。但并非所有的中鏈脂肪酸都會對細菌產(chǎn)生影響，相對于抗生素，以己酸（C6）和辛酸（C8）為代表的中鏈脂肪酸甘油酯具有更加優(yōu)秀的抗菌效果（AVEVE，2016）。己酸(C6)具有較強的對沙門氏菌的抑制作用。體外試驗的結(jié)果表明，最小抑菌濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC) 己 酸 在 pH 為5 時 低 于0.063%，在 pH 為7 時是0.125% ；而辛酸(C8) 和癸酸(C10) 在pH 為7 時，其 MIC 和 MBC 值至少達到雙倍0.250 9% （Leni Kuterna 2015）。對于大腸桿菌、梭菌的MIC 已酸（C6）分別為0.058%和0.058%，辛酸（C8）分別為0.14%和0.072%，癸酸（C10）分別為0.17%和0.043%（見表1）。

中鏈脂肪酸甘油酯的抑菌機理一方面是C6，C8，C10其本身具有較高酸度系數(shù)（pKa 值）（見圖2），所以能在消化道中保持完整的結(jié)構(gòu)，可以穿透細菌細胞壁、磷脂分子層和細胞膜，進入細菌體內(nèi)后解離，導(dǎo)致細菌細胞內(nèi)胞漿外泄，改變細胞膜的通透性（Kollanoor 等，2007），進入病原體細胞進行攻擊，從而起到抑菌作用；另一方面，中鏈脂肪酸甘油酯在細菌細胞質(zhì)內(nèi)聚集，酸化細胞并插入細菌DNA，抑制細菌DNA 復(fù)制，最終殺死細菌。除了這些作用外，中鏈脂肪酸甘油酯的還可以誘導(dǎo)自溶酶分泌，從而引起細菌的死亡與溶解，也在一定程度上抑制細菌的生 長（Tsuchido 等，1985）。也有研究發(fā)現(xiàn)，中鏈甘油酯同時抑制脂肪酶的活性，而脂肪酶對于病原在黏膜細胞表面定植是必需的（Isaacs 等，1995；Bergsson 等，1998，2002）。

2.2 腸道功能調(diào)節(jié)

中鏈脂肪酸能夠?qū)δc道環(huán)境產(chǎn)生正向影響，通過這種方式表現(xiàn)出對腸道微生物的作用。中鏈脂肪酸可為腸道有益菌提供能量，促進有益菌的繁殖，因此可以抑制雞沙門氏菌感染（Van Immerseel et al.,2004）（Boyen,2008）。另外的研究發(fā)現(xiàn)，中鏈脂肪酸甘油酯抑制了豬小腸前段大腸桿菌和鏈球菌數(shù)量，改善豬只腸道菌群結(jié)構(gòu)，從而顯著提高仔豬小腸后端絨毛高度（AVEVE，2005），使小腸前段和后端隱窩深度都有所下降，絨毛/ 隱窩比值都有升高（Kristen 等，2018）。（見圖3）

2.3 免疫調(diào)節(jié)

圖1 己酸與辛酸

表1 中鏈脂肪酸甘油酯對照抗生素MIC

圖2 中鏈脂肪酸甘油酯與富馬酸、檸檬酸、蘋果酸解離曲線（AVEVE，2016）

圖3 中鏈脂肪酸甘油酯對腸絨毛長度的影響

中鏈脂肪酸甘油酯可以提高動物空腸杯狀細胞數(shù)量和血清免疫球蛋白A（IgA）水平（Kirsten De Keyser，2018）。徐曉燕等研究發(fā)現(xiàn)，添加中鏈脂肪酸甘油酯可提高奶牛T 淋巴細胞增殖速度，提高了血清中白細胞介素4（IL-4）和白細胞介素10（IL-10）含量。李麗杰等研究發(fā)現(xiàn)，中鏈脂肪酸甘油酯可提高雞只對新城疫、傳染性支氣管炎和禽流感疫苗的抗體應(yīng)答，增強對淋巴細胞分泌細胞因子白細胞介素2（IL-2）、白細胞介素6（IL-6）和γ 干擾素（IFN-γ）的表達。中鏈脂肪酸甘油酯的免疫調(diào)節(jié)作用在豬只方面報道尚少，但已有專家學(xué)者正在開展積極的研究工作。

2.4 能量作用

中鏈脂肪酸甘油酯可以通過被動擴散方式從消化道經(jīng)門靜脈迅速到達肝臟，不參與外周循環(huán)，快速供應(yīng)能量。中鏈脂肪酸甘油酯不必分解成更小的分子。與長鏈脂肪不同，豬只可以更有效地吸收中鏈脂肪酸甘油酯。中鏈脂肪酸甘油酯可以迅速轉(zhuǎn)化為酮類，以簡單的方式在細胞中被代謝。

3 中鏈脂肪酸甘油酯在飼料中的應(yīng)用

最近10 年，由于人們對中鏈脂肪酸認知的不斷加深，學(xué)者們不斷嘗試將中鏈脂肪酸直接用于動物飼料生產(chǎn)，但效果并不顯著。主要存在三個方面的問題：第一是商品的中鏈脂肪酸大多是僅含有辛酸（C8）、癸酸（C10）、月桂酸（C12），幾乎不含或很少量含有己酸（C6），因而抑菌作用較差，己酸（C6）在不同中鏈脂肪酸中針對革蘭氏陽性致病菌和革蘭氏陰性致病菌的抗菌譜最廣，抗菌活性最高。由于C6和C8的相對分子質(zhì)量較低，所以在相同的重量單位下，它們比高分子脂肪酸含量更多。因此配合以己酸（C6）為主的中鏈脂肪酸才能發(fā)揮優(yōu)秀的抗菌效果。第二，中鏈脂肪酸大多在酸性環(huán)境下（胃或嗉囊）發(fā)生解離，只有少量能進入腸道，因而單純的中鏈脂肪酸對腸道絨毛沒有顯著的增加效果。第三，中鏈脂肪酸普遍具有刺激性氣味，影響飼料的適口性，并且具有腐蝕性、易凝固等不利于飼料加工生產(chǎn)的特點。

而近幾年來隨著對中鏈脂肪酸甘油酯的研究不斷深入，中鏈脂肪酸(MCFA) 與甘油結(jié)合形成的中鏈脂肪酸甘油酯（MCT）則解決了上述的三個問題點，添加至豬只飼料中，收到了顯著的效果。同時由于中鏈脂肪酸甘油酯的腸道分布性特殊，其具有較普通中鏈脂肪酸或酸化劑的腸道功能更加完善（見圖4）。

來自泰國的Uthai Kantho 發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用中鏈脂肪酸甘油酯（產(chǎn)品來自比利時AVEVE 生化公司）在斷奶仔豬飼料中可完全替代抑菌促生長劑(Halquinol)，中鏈脂肪酸甘油酯能使仔豬飼料轉(zhuǎn)化率提高7%，日增重提高5%。德國Dr.Karl Heinz T?lle 在仔豬斷奶后3～4 周發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加中鏈脂肪酸甘油酯可顯著仔豬提高體重，并可適當減少有機酸和益生菌的添加量。

4 總結(jié)

在我國過去的幾十年飼料生產(chǎn)過程長期添加抗生素，因其抗細菌、促生長的效果，掩蓋了很多潛在的問題及風(fēng)險，隨著飼料無抗時代的來臨，過去曾被掩蓋的諸多問題都會被放大，并且導(dǎo)致直接的飼料性能下降。在飼料無抗的策略中，需要飼料廠比較過往，制定出更具深度的強化和預(yù)防策略，包括原料消化應(yīng)激、氧化應(yīng)激、毒素應(yīng)激等等。隨著飼料禁抗政策的正式實施，選擇理想的抗生素替代品，會對豬只健康及生產(chǎn)性能產(chǎn)生積極影響，中鏈脂肪酸甘油酯以其獨特高效的抑菌殺菌功能，以及對腸道調(diào)節(jié)作用，可以作為替抗添加劑備選方案中的一個具有廣闊發(fā)展前景的選擇。

圖4 不同添加劑抑菌活性位置分布（AVEVE，2016）