喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的免疫营养功效及应用研究进展

吕永彪，王建霞，冯 平，张 俊，吕小东，江国永，成国祥（上海杰隆生物制品股份有限公司）



喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的免疫营养功效及应用研究进展

吕永彪，王建霞，冯 平，张 俊，吕小东，江国永，成国祥
（上海杰隆生物制品股份有限公司）

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉是一种广泛用于仔猪教保料的优质蛋白原料。安全的喷雾干燥鸡血浆蛋白粉可以作为仔猪促生长抗生素的有效替代品。本文通过讨论喷雾干燥鸡血浆蛋白粉免疫营养功效以及在动物生产中的应用，为其在生产实践应用中提供理论和科学依据。

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉；营养价值；免疫调控；肠道屏障；细胞因子；超级蒸汽鱼粉

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉（SDCP）采集经检疫合格的鸡新鲜血液，经抗凝、冷却、过滤、分离、纳滤、高压均质、喷雾干燥、包装等工艺流程生产的高品质蛋白质饲料原料。具有适口性好，蛋白质含量高、氨基酸平衡且利用率高等优点，尤其是加工过程中保留了原血浆中各种功能性成份的活性，能有效防止仔猪的肠道感染，降低免疫刺激，是有效防止仔猪断奶后生长停滞和腹泻的乳猪功能性蛋白质饲料。其粗蛋白中特异性免疫球蛋白IgG含量高达14％以上，能达到交叉保护功能，克服了常规猪血浆蛋白粉蛋氨酸含量较低的缺点，氨基酸平衡更佳。安全的喷雾干燥鸡血浆蛋白粉可以作为仔猪促生长抗生素的有效替代品［1］。

上海杰隆生物制品股份有限公司（杰隆生物）是国内首家推出喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的公司，为更加全面的阐明SDCP的营养功效，这几年做了许多SDCP基础性研究。2014年杰隆生物获得SDCP国际PCT专利，该专利覆盖了全球80％的人口。2014年杰隆生物作为SDCP农业行业标准起草单位，起草了SDCP的行业标准。并与四川农业大学陈代文教授的研发团队合作，对SDCP在断奶仔猪中的营养价值评定、免疫营养作用机理方面进行了全面的研究，并从分子营养和肠道免疫上阐明SDCP的营养价值。2015至2016年先后在美国动物营养的权威杂志《American Journal of AnimalScience》发 表了《Spray-dried chicken plasma improves intestinal digestive function and regulates intestinal selected microflora in weaning piglets》［2］和《Dietary spray-dried chicken plasma improves intestinal barrier functionand modulates immune status in weaning piglets》［3］，在国内核心期刊《畜牧兽医学报》发表了《喷雾干燥鸡血浆蛋白粉在仔猪上的营养价值评定》［4］。

本文主要综述了最近几年杰隆生物利用SDCP所做的断奶仔猪肠道免疫营养基础性研究以及在断奶仔猪上应用，并将SDCP与猪血浆蛋白粉（SDPP）、超级蒸汽鱼粉进行营养成分比较，为实际生产中合理利用这种新型功能性动物蛋白原料提供参考。

1　喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的营养价值

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉作为一种优质的蛋白原料，其粗蛋白高达70％以上，赖氨酸∶蛋氨酸∶色氨酸∶苏氨酸=100∶36∶30∶91，与猪的理想蛋白质氨基酸模式较接近；SDCP的表观消化能为16.02 MJ/kg，表观代谢能为15.39 MJ/kg，粗蛋白质的表观消化率和真消化率分别为87.58％和91.11％；除了甘氨酸外，所有氨基酸的标准回肠消化率（SID）都高于80％。因此，SDCP属于优质且易消化的动物性蛋白质原料。

2　喷雾干燥鸡血浆蛋白粉免疫调控机理

2.1喷雾干燥鸡血浆蛋白粉改善养分的吸收

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉含有多种营养物质且含量很高，其消化率高、适口性较好，因而能整体上提高仔猪饲料营养的全价性和平衡性。通过对饲喂SDCP仔猪的血清生化指标研究发现，SDCP能降低仔猪血清中尿素氮的水平，而血清尿素氮浓度是饲料蛋白质利用率的指标，表明较多的饲料蛋白质被机体利用，体内蛋白质的沉积增加。饲喂SDCP 试验发现对料肉比没有显著影响，但在饲喂期间免疫系统活性较低，这样被用于免疫应答的营养物就更少，这说明有降低料肉比的趋势，因此饲料转化率更高。此外，我们的研究还表明，饲喂SDCP的猪群在空肠中淀粉酶、胰蛋白酶、麦芽糖酶活性更高。因此，通过SDCP增加消化酶活性可能为提高养分消化率作出了贡献。

2.2喷雾干燥鸡血浆蛋白粉对肠道菌群的影响

在胃肠道中微生物的种类影响营养物质的消化率和肠道健康状况［5］。大肠杆菌通常被认为是有害的肠道细菌并引起肠道如腹泻等健康问题。喷雾干燥动物血浆蛋白粉（SDAP）已被报道具有降低腹泻率和改善猪肠道健康的作用［6］。我们的研究结果表明，SDCP能显著减少在回肠和盲肠食糜中大肠杆菌的数量，增加乳酸杆菌的数量，这可能是断奶仔猪饲喂SDCP后降低腹泻率的原因之一。SDCP可以通过其部分免疫球蛋白的抗微生物效果或通过防止致病细菌粘附到胃肠道黏膜上而达到这一目的［7］。

2.3喷雾干燥鸡血浆蛋白粉对血清生化和免疫状态的影响

当肝细胞受损或细胞膜的通透性增加，存在于肝细胞中谷丙转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶（AST）会释放进入血液循环，从而导致血清中ALT和AST的活动的增加，这反映了肝代谢状况和细胞的健康状况［8］。作为解毒防御屏障的主要场所，肝容易出现断奶应激损伤。仔猪饲喂SDCP血清ALT的活性较低表明血浆蛋白可以对肝提供健康保护，这与血清中总蛋白增加相吻合。

杰隆生物的SDCP中IgG含量在14％以上，这可能是血浆蛋白粉提高自主生产性能和健康状况的原因之一。然而，由于肠道闭合和肠道成熟，3～4周龄的猪通过小肠吸收IgG是不太可能的［9］。相反，有可能是IgG与该管腔肠道菌群相互作用来调节宿主的免疫反应。

分泌型免疫球蛋白A（sIgA），由存在于肠固有层浆细胞分泌的。它是形成肠的局部免疫屏障的主要成分，并发挥着对肠保护不可或缺的作用［10］。肠道中sIgA的含量被用来作为评估与早期断奶仔猪肠道黏膜免疫的一个指标。早期断奶仔猪的研究报道，饲喂血浆蛋白会降低固有层细胞密度［11，12］，由此表明在肠道中的sIgA含量降低。这与饲喂SDCP的结果一致。

近期免疫营养研究发现，细胞因子在免疫和炎症反应中起着关键作用，并且它们的平衡对于防止感染有着很重要的作用［13］。仔猪肠道断奶时肠道炎性相关的细胞因子的水平上调，这可能导致肠上皮通透性的增加［14］。饲喂SDCP可降低空肠和回肠内黏膜的TNF-α浓度。抗炎性细胞因子，如IL-10 和IL-4，防止过度活化免疫应答和抑制促炎细胞因子以维持免疫稳态［15］。我们观察到饲喂SDCP降低了粘膜中IL-10的含量。在断奶仔猪中负责减少促炎症的机制和抗炎细胞因子的可能是SDCP防止免疫系统激活的保护作用。另一方面，免疫系统的活性降低避免了不必要的能量消耗，从而有更多的能量用于动物的生长发育。

2.4肠道屏障功能相关指标

肠道屏障主要由一层连接在一起的上皮细胞紧密连接形成。肠上皮是营养物质的主要消化和吸收部位。此外，它也可作为防御病原体和管腔抗原的关键点［16］。肠黏膜屏障损伤的特点是肠道通透性的增加，将促进肠道细菌移位及有毒或致敏物质从肠道进入机体［17］。因此，一个完整的肠黏膜屏障是营养物质的吸收和肠道健康的关键。断奶应激对引起肠屏障功能有着显着的干扰［18］。目前，我们使用血清D-乳酸浓度和二胺氧化酶的活性这两个已确定的指标来评价肠通透性［19，20］。当肠上皮细胞受伤，白细胞和损坏的肠内皮细胞的粘附会增加D-乳酸的活性和浓度［19，20］。在我们的试验中，断奶仔猪饲喂SDCP会降低血清中D-乳酸的浓度和二胺氧化酶的酶活性，表明SDCP对肠道黏膜完整性具有有益的效果。

紧密连接蛋白，如ZO-1、Z0-2、CLDN1、和OCLN等，在两个相邻单元的边界形成一个结构，作为上皮细胞可选择性渗透的屏障［21］。然而，早期断奶通过减少紧密连接蛋白诱发肠黏膜屏障持续受损［22］。我们目前的研究表明，断奶仔猪饲喂SDCP能够增加紧密连接蛋白的mRNA的表达。此外，肠道微生物群落还影响肠紧密连接蛋白的表达，大肠杆菌被报道能使ZO-1、OCLN和CLDN1紧密连接复合物解离并变得不稳定［23］。因此，饲喂SDCP紧密连接蛋白表达的增加与大肠杆菌数量的减少是一致的。Mucin2（MUC2）是肠的杯状细胞主要分泌粘蛋白中的一个，也是肠的保护屏障。饲喂SDCP能够增加MUC2在回肠的表达。同时，Balan等（2011）表明［24］，饲喂绵羊血清免疫球蛋白后增加了粘蛋白（MUC2，MUC3和MUC4）基因的表达和杯状细胞的数量。因此，我们推测，SDCP诱导MUC2的表达增加可能取决于免疫球蛋白对杯状细胞计数的调控。此外，促炎性细胞因子TNF-α、IL1-β和IL6也有报导过通过SAPK/ JNK或JAK / STAT途径调节MUC2的表达［25］。TFF因子是上皮复原必不可少的，从而保持肠黏膜完整性［26］。因此，在目前的研究中TFF3的上调可能会有利于黏膜恢复和肠屏障功能。oll样受体（TLR2）由特定的微生物启动，据报道它可以保护肠上皮紧密连接相关的完整性，其中，如TLR2缺乏，小鼠遭受细菌病原体感染期间通过下调ZO-1和紧密连接蛋白3使上皮屏障功能受损［27］。因此，喂食SDCP的猪TLR2的表达增加与紧密连接蛋白基因表达的增加有关。

2.5肠道发育相关基因表达

早期断奶通常会因为断奶应激而使肠道绒毛高度降低并增加隐窝深度，导致生长性能较差［28］。绒隐比是评估小肠的养分消化吸收能力的重要参数。猪饲粮添加SDCP在十二指肠和空肠中具有更大的绒毛长度和绒隐比并可以减少空肠中隐窝的深度。增加绒毛高度，降低隐窝深度可以提高绒毛的吸收表面积，这样更加有利于小肠对营养物质的吸收利用。

仔猪的胃肠发育是由外部和内在因素调控［28］。内在因素调控主要参与肠上皮细胞增殖和分化的调解。胰岛素样生长因子-1（IGF-1）是肠细胞生长、分化和屏障功能的重要调节因子［29-31］。

饲喂SDCP在空肠增加了IGF-1的表达，这可能局部的促进肠道的增长和结构的完整。同时，大量的研究报道了GLP-2增加了黏膜厚度和质量［32］和促进肠道消化吸收功能［33，34］。这些证据表示，GLP-2是一种强效的肠道营养因子以及肠道生长和功能的度量。饲喂SDCP仔猪的空肠和回肠中GLP-2基因的表达水平更高。表皮生长因子（EGF）已证实在刺激肠上皮增殖、分化和成熟中发挥重要作用［35-37］。EGF也被发现可以减少肠道上皮的肠致病性菌定植，而猪饲喂SDCP显示EGF在回肠具有较高的表达水平，这与检测饲喂SDCP可以减少大肠杆菌群相一致。

3　喷雾干燥鸡血浆蛋白粉（SDCP）与猪血浆蛋白粉（SDPP）的比较

杰隆生物与四川农业大学进行了较多的产学研合作，对SDCP在断奶仔猪作用的机理上做了深层次的探究，根据我们对SDCP与SDPP的对比研究发现：

SDCP提高了仔猪消化酶（如胰蛋白酶、淀粉酶和麦芽糖酶等）的活性，改善了仔猪小肠对养分的消化吸收功能。SDCP提高了仔猪血清中免疫球蛋白IgG的水平，显著降低了回肠和盲肠中大肠杆菌的含量。缓解肝脏的损伤，提高肠道屏障功能以及降低断奶对免疫系统的过度激活，促进机体生长。断奶后2周，SDPP组日增重提高26％，采食量提高20％。SDPP+SDCP组日增重提高18.08％，采食量提高16.13％。SDCP组日增重提高11.86％，采食量提高8.96％。如果以SDPP对仔猪生长性能的营养效价为100％，则SDCP相对于SDPP对仔猪的生长性能的营养效价为88％（表1）。SDCP与SDPP对仔猪生长的效价相差10％左右。

SDPP中营养成分尤其是必需氨基酸和某些未知的促生长因子与仔猪的需求是同源的，并且SDPP的氨基酸比例与仔猪理想氨基酸模型接近，仔猪更爱吃，更利于吸收。这也是SDPP对仔猪生长性能优于SDCP的重要原因。

众所周知，猪的第一限制性氨基酸是Lys，因此猪在生长期特别地需要Lys，生长速度越快需要的Lys量就越高。如果添加SDCP必须考虑在日粮中多添加合成的Lys。反之，相同比例的SDPP 和SDCP的日粮中，含SDPP的日粮要添加更多的Met，而SDCP日粮因为含硫氨基酸比较多，可以节约一定成本。

因此，杰隆生物对SDAP在教槽料以及乳猪料配方中推荐试验方法如下：

以原配方中SDPP添加量为3.5％计。按照SDCP与SDPP效价比为1∶1.14的比例，用SDCP替代原配方中SDPP用量的一半而不影响仔猪生产性能。则总的SDAP添加比例提高为3.75％，其中SDPP的比例为1.75％，SDCP的比例为2％，并根据仔猪生长需要适量添加Lys和Met。

为开发生物安全性产品，将SDCP推广到大型猪场及种猪场的教槽料中，可以使用SDCP替代全部的SDPP，日粮添加建议比例为4％（相当于添加3.5％的SDPP），并根据需要适量调整配方中Lys 和Met的用量。

4　喷雾干燥鸡血浆蛋白粉与超级蒸汽鱼粉的比较

鱼粉作为一种优质的蛋白质原料也广泛地应用在畜禽饲料中。相比与鱼粉而言，SDCP的优势主要体现在：SDCP的蛋白含量高于进口鱼粉，高达70％左右，超级蒸汽鱼粉蛋白含量约为64％。SDCP中富含免疫球蛋白IgG，可以提高机体免疫力，鱼粉中不含有。SDCP中蛋氨酸为1.65％高于SDPP（0.71％），蛋氨酸+胱氨酸为3.74％，明显高于进口鱼粉的2.29％，更有利于动物健康生长；SDCP中精氨酸含量明显高于进口鱼粉，精氨酸可以提高肥育猪瘦肉率以及母猪的产子数和抗病能力。另外苏氨酸和色氨酸等必需氨基酸含量都明显优于进口鱼粉。SDCP氨基酸SID都在80％以上，有效磷含量高。血浆蛋白粉蛋白消化率高于鱼粉的蛋白消化率。SDCP的适口性比进口鱼粉/豆粕好。而且SDCP生物安全性高。

鉴于SDCP在营养成分上要明显高于蒸汽鱼粉，为探究SDCP与鱼粉在实际饲喂效果上是否具有差异性，我们开展了以SDCP替换鱼粉对断奶仔猪生长性能影响的对比试验［38］。试验于2015年12月在上海某猪场开展，对照组日粮饲喂基础日粮，其中鱼粉添加5％，SDCP组以SDCP替换基础日粮中全部鱼粉。试验共2个处理，每个处理3个重复，每个重复11头。教槽料从7日龄开始预饲喂，21日龄开始试验，42日龄结束试验，试验期21d。试验结果详见表2。

由表3可知，对照组与SDCP组比较，以SDCP组日增重为100％计，各阶段鱼粉的营养效价：21d～31d鱼粉的营养效价为SDCP的95％；31d～42d鱼粉的营养效价为SDCP的83.8％；21d～42d鱼粉的营养效价为SDCP的87.9％。

由此可见，SDCP在营养价值和饲喂效果上要远好于超级蒸汽鱼粉，在教槽料、保育料中完全具有全部替换鱼粉的可行性。

5　鸡血浆蛋白粉应用展望

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉近期的相关研究表明，无论其与猪血浆蛋白粉相比还是与超级蒸汽鱼粉相比其均有一定的优势，可见喷雾干燥鸡血浆蛋白粉是一种优质的功能性蛋白原料，可以作为优质蛋白原料缓解目前我国蛋白质资源尤其是动物源性功能蛋白匮乏的紧张局面。而目前豆粕、进口鱼粉均处于较高价位区间，喷雾干燥鸡血浆蛋白粉作为一种的新型优质功能性蛋白质原料在教保料降低配方成本上具有一定的价格优势；同时它在水产饲料和宠物饲料上的应用也有广阔前景。

S816.79

A

1001-0769（2016）08-0056-04