益生元在养猪生产中的新时代

2014-04-24AlexisKiers

中国猪业 2014年4期

关键词：基因组学寡糖母猪

Alexis Kiers

美国华盛顿Kiers咨询公司

益生元在养猪生产中的新时代

Alexis Kiers

美国华盛顿Kiers咨询公司

甘露寡糖（MOS）已在猪日粮中应用近20年，被无数的学术研究和商业试验证实能改善生产性能，提高生产效率。但存在无法在饲料中定量检测，与其干燥和发酵参数相关的物理特性不稳定等缺点，奥特奇应用营养基因组学技术筛选酵母细胞组分，研发出纯度和生物活性更高的第二代甘露寡糖产品——富含甘露寡糖组分（MRF），能为特定的病原菌提供一个更大的吸附源。研究证实，MRF作为促生长剂在生长猪上的效果和泰乐菌素相同，但比高铜更有效，而且妊娠母猪日粮中添加MOS可以提高仔猪初生重。

甘露寡糖；富含甘露寡糖组分；猪

益生元可以被定义为“选择性刺激结肠中一种或几种细菌的生长和/或活性，从而改善宿主动物机体健康的不可消化的食物成分”（Gibson and Roberfroid, 1995）。后该定义扩展为包括通过影响病原菌吸附或免疫调节来影响肠道生态的不可消化的功能性碳水化合物（“免疫糖类”）。

益生元成分在饲料中的应用主要专注于2～10个糖单位的不可消化寡糖（Flickinger et al,2003）。在食用动物生产中，不可消化寡糖在上消化道不能被水解的特性，使它们能够影响食用动物的肠道微生物群落，包括降低肠道病原菌的数量，以及促进有益菌的定植（Spring et al,2000;Flickinger et al,2003）。

许多研究证实在畜禽饲料中添加寡糖是有好处的，如稳定肠道菌群、调节免疫力和抗病力，促进结肠健康，进而有利于整个肠道的健康。但也有人指出MOS存在无法在饲料中定量检测，与其干燥和发酵参数相关的物理特性不稳定等缺点。

针对这些问题，奥特奇的研究人员经过7年研究，利用营养基因组学的数据，确定了从特定酵母菌株提取纯化的、在饲料中添加量更低的酵母碳水化合物（称为“富含甘露寡糖组分”，MRF），比其第一代产品生物活性更高，并能带来更佳的动物生产表现。

1 甘露寡糖（MOS）

从商业的角度来看，MOS已在猪日粮中应用近20年。基于生产性能改善和生产效率提高的投资回报，已被无数学术研究和商业试验所证实。

1.1 来源和作用机理

在动物研究中观察到甘露寡糖（MOS）的三种主要作用模式：1）吸附（凝集）具有1型菌毛的病原菌（Oyofo et al,1989;Firon et al,1983）；2）调节宿主动物机体的免疫应答（Che et al,2011）；3）增强肠道的完整性（Spring et al,2000）。

1.2 甘露寡糖（MOS）产品在猪上的效果。

在仔猪上使用的经验表明，MOS能改善增重和饲料转化率，同时降低生长猪的死亡率。荟萃统计分析表明，在生产条件不理想的情况下，甘露寡糖（奥奇素“Bio-Mos”，奥特奇公司）的效果更好。

Miguel等（2004）对49个断奶仔猪试验进行了统计分析（表1），结果表明：日粮添加MOS，仔猪的增重平均提高4.1%，仔猪采食量和饲料转化效率均明显改善。当评估影响效果的因素时，他们发现，当对照组动物生产表现差时，试验组的效果更明显。考虑到生产性能与健康状况密切相关，这些数据表明，MOS在生产条件不理想的情况下，对健康状态欠佳的动物效果更好。

表1 保育猪日粮中添加甘露寡糖（MOS）对保育猪生产性能的影响

Le Mieux等（2003）和Davis（2002）报道，日粮中添加高浓度的锌和铜对MOS有负作用。Kumprecht和Zobac（1998）的研究表明，MOS与含肠球菌（Enterococcus faecium）的益生菌混合使用时，效果更佳。

Che等（2011）报道，给感染了蓝耳病病毒的猪只饲喂MOS日粮，可以改善饲料转化效率。

虽然大多数试验聚焦在生长动物上，但MOS对繁殖动物也有作用。MOS已被证明可以改善母猪的繁殖性能（Newman,2001;O’Quinn et al,2001;Landeau and Le Divid ich,2013）。

2 富含甘露寡糖组分（MRF）

2.1 来源和作用机理

研究显示这一天然碳水化合物——富含甘露寡糖组分（MRF），可以阻止有害微生物在肠道中的定植。该碳水化合物支持养分的利用，保持消化功能和酶的活性，控制炎症，缩小理想生产性能和实际生产性能之间的差距（Che et al,2011;Samuel et al,2012;Xiao et al, 2010）。这些机制已被营养基因组学数据所证实。

MRF是奥特奇应用营养基因组学技术筛选的酵母细胞组分，是在研究对宿主肠道组织相关益处而开发的、真正的第二代产品。营养基因组学的应用导致了一个生物活性更高的添加剂产品的诞生，以更低的剂量添加到日粮中，在受挑战的农场条件下改善畜禽生产表现。

MRF和抗病毒免疫。蓝耳病（PRRS）病毒会对猪产生破坏性的感染，猪的年龄也是影响感染后性能的变量之一。换句话说，成年动物比年幼的动物应对感染的能力更强（Kling et al,2009）。

虽然MRF能改善动物感染蓝耳病（PRRS）病毒两周后（即感染后14～42天，而不是发烧的0～14天）的生长性能，但在病毒血症和发烧上，MRF对蓝耳病的感染并没有直接效果（图1和图2）。

图1 蓝耳病PRRS感染及MRF对白细胞数的影响

图2 蓝耳病PRRS感染及MRF对血清中PRRS特异性抗体的影响

富含甘露寡糖组分（MRF）比甘露寡糖（MOS）纯度更高，为特定的病原菌提供一个更大的吸附源，因为其不可消化性，它们在消化道中“运送”所附着的细菌，防止细菌在消化道中定植。在免疫调节方面，有报道指出，饲喂MOS能提高免疫球蛋白和B-淋巴细胞水平，增强淋巴细胞增殖，以及巨噬细胞吞噬金黄色葡萄球菌（）的能力（Newman,1994）。

过度的免疫反应，甚至持续的炎症反应，能对猪只生长产生相当大的负面影响。我们的目标是用功能性饲料原料配制日粮，以调控免疫系统并减少炎症。了解免疫系统变化对动物生产性能提高或降低的机制，将帮助我们优化管理策略，最大限度地发挥猪只的遗传性能并提升生产者的盈利能力。

2.2 MRF在养猪生产上的应用

MRF对生产性能的优势已在5个猪饲养试验中观察到（包括在欧洲进行的3个试验），饲喂MRF的猪只每头每天多增重20g，饲料转化率改善4.5个点，死亡率降低0.43%（Hooge，未发表数据）。

Edward等（2012）进行了为期80天的研究，评估在商业条件下饲养的生长育肥猪中，MRF相对于高铜和泰乐菌素的促生长效果。将960头生长公猪（体重约29.69 kg），随机分为4组，每组共240头猪，每组6个重复，每个重复40头猪。

日粮处理如下：1）不含促生长饲料添加剂的对照组；2）高铜组（生长和肥育猪日粮中均添加200 ppm的硫酸铜）；3）MRF组[生长和肥育猪日粮中分别添加400 ppm和200 ppm的MRF（奇力素“Actigen”）]；4）泰乐菌素组（生长和肥育猪日粮中分别添加40g和20g的泰乐菌素）。

在生长阶段（试验0～38天）和肥育阶段（试验39～80天）监控生长性能和死亡率（表2和表3）。试验第80天记录屠体指标（酮体重和P2点的背膘厚度）。

从表2可以看出，饲喂MRF的处理组在生长阶段的平均日增重（ADG）高于对照组和高铜组（＜0.01）。MRF或泰乐菌素组具有改善饲料转化效率的趋势（=0.08）。在肥育阶段，没有观察到添加剂对生产性能的显著改善作用。从表3可以看出，饲喂MRF的猪只屠宰率高于其他所有试验组（＜0.01），促生长饲料添加剂对背膘厚度没有影响。

表2 生长促进剂对生长猪和肥育猪生产性能的影响

表3 生长促进剂对猪胴体指标的影响

总体而言，MRF作为促生长剂在生长猪上的效果和泰乐菌素相同，但比高铜更有效。MRF能够提高可销售猪肉的产量，是所评估的促生长添加剂中最有效和最经济的选择。

另一项在三个不同地点（A，B和C）进行的试验（Landeau et al,2013），研究了总共149头妊娠母猪饲喂MRF或MOS对仔猪初生重的影响。在每个试验点，分别根据母猪胎次随机分组到对照或处理组中。对照组包括69头母猪：25头在地点A，24头在地点B，20头在地点C。处理组包括80头母猪：26头在地点A，24头在地点B，30头在地点C。地点A的母猪妊娠第30天开始每天添加MOS 4g，地点C的母猪妊娠第90天开始每天添加MOS 5g。地点B的母猪整个妊娠期添加MRF（添加比例为0.1%）。

处理组的仔猪平均初生重有所增加（1 422g对比1 361g；=0.042），且仔猪初生重的分布也有所差异（卡方=0.026）。在MRF母猪中，低体重仔猪（＜1 000g）的比例更低，11.6%对比15.6%（=0.008）；高体重仔猪（＞1 600g）的比例更高，27.3%对比23.0%（=0.032。由此可以得出结论，妊娠母猪日粮中添加MOS可以提高仔猪初生重。