益生元在養豬生產中的新時代

Alexis Kiers

美國華盛頓Kiers咨詢公司

益生元在養豬生產中的新時代

Alexis Kiers

美國華盛頓Kiers咨詢公司

甘露寡糖（MOS）已在豬日糧中應用近20年，被無數的學術研究和商業試驗證實能改善生產性能，提高生產效率。但存在無法在飼料中定量檢測，與其干燥和發酵參數相關的物理特性不穩定等缺點，奧特奇應用營養基因組學技術篩選酵母細胞組分，研發出純度和生物活性更高的第二代甘露寡糖產品——富含甘露寡糖組分（MRF），能為特定的病原菌提供一個更大的吸附源。研究證實，MRF作為促生長劑在生長豬上的效果和泰樂菌素相同，但比高銅更有效，而且妊娠母豬日糧中添加MOS可以提高仔豬初生重。

甘露寡糖；富含甘露寡糖組分；豬

益生元可以被定義為“選擇性刺激結腸中一種或幾種細菌的生長和/或活性，從而改善宿主動物機體健康的不可消化的食物成分”（Gibson and Roberfroid, 1995）。后該定義擴展為包括通過影響病原菌吸附或免疫調節來影響腸道生態的不可消化的功能性碳水化合物（“免疫糖類”）。

益生元成分在飼料中的應用主要專注于2～10個糖單位的不可消化寡糖（Flickinger et al,2003）。在食用動物生產中，不可消化寡糖在上消化道不能被水解的特性，使它們能夠影響食用動物的腸道微生物群落，包括降低腸道病原菌的數量，以及促進有益菌的定植（Spring et al,2000;Flickinger et al,2003）。

許多研究證實在畜禽飼料中添加寡糖是有好處的，如穩定腸道菌群、調節免疫力和抗病力，促進結腸健康，進而有利于整個腸道的健康。但也有人指出MOS存在無法在飼料中定量檢測，與其干燥和發酵參數相關的物理特性不穩定等缺點。

針對這些問題，奧特奇的研究人員經過7年研究，利用營養基因組學的數據，確定了從特定酵母菌株提取純化的、在飼料中添加量更低的酵母碳水化合物（稱為“富含甘露寡糖組分”，MRF），比其第一代產品生物活性更高，并能帶來更佳的動物生產表現。

1 甘露寡糖（MOS）

從商業的角度來看，MOS已在豬日糧中應用近20年。基于生產性能改善和生產效率提高的投資回報，已被無數學術研究和商業試驗所證實。

1.1 來源和作用機理

在動物研究中觀察到甘露寡糖（MOS）的三種主要作用模式：1）吸附（凝集）具有1型菌毛的病原菌（Oyofo et al,1989;Firon et al,1983）；2）調節宿主動物機體的免疫應答（Che et al,2011）；3）增強腸道的完整性（Spring et al,2000）。

1.2 甘露寡糖（MOS）產品在豬上的效果。

在仔豬上使用的經驗表明，MOS能改善增重和飼料轉化率，同時降低生長豬的死亡率。薈萃統計分析表明，在生產條件不理想的情況下，甘露寡糖（奧奇素“Bio-Mos”，奧特奇公司）的效果更好。

Miguel等（2004）對49個斷奶仔豬試驗進行了統計分析（表1），結果表明：日糧添加MOS，仔豬的增重平均提高4.1%，仔豬采食量和飼料轉化效率均明顯改善。當評估影響效果的因素時，他們發現，當對照組動物生產表現差時，試驗組的效果更明顯。考慮到生產性能與健康狀況密切相關，這些數據表明，MOS在生產條件不理想的情況下，對健康狀態欠佳的動物效果更好。

表1 保育豬日糧中添加甘露寡糖（MOS）對保育豬生產性能的影響

Le Mieux等（2003）和Davis（2002）報道，日糧中添加高濃度的鋅和銅對MOS有負作用。Kumprecht和Zobac（1998）的研究表明，MOS與含腸球菌（Enterococcus faecium）的益生菌混合使用時，效果更佳。

Che等（2011）報道，給感染了藍耳病病毒的豬只飼喂MOS日糧，可以改善飼料轉化效率。

雖然大多數試驗聚焦在生長動物上，但MOS對繁殖動物也有作用。MOS已被證明可以改善母豬的繁殖性能（Newman,2001;O’Quinn et al,2001;Landeau and Le Divid ich,2013）。

2 富含甘露寡糖組分（MRF）

2.1 來源和作用機理

研究顯示這一天然碳水化合物——富含甘露寡糖組分（MRF），可以阻止有害微生物在腸道中的定植。該碳水化合物支持養分的利用，保持消化功能和酶的活性，控制炎癥，縮小理想生產性能和實際生產性能之間的差距（Che et al,2011;Samuel et al,2012;Xiao et al, 2010）。這些機制已被營養基因組學數據所證實。

MRF是奧特奇應用營養基因組學技術篩選的酵母細胞組分，是在研究對宿主腸道組織相關益處而開發的、真正的第二代產品。營養基因組學的應用導致了一個生物活性更高的添加劑產品的誕生，以更低的劑量添加到日糧中，在受挑戰的農場條件下改善畜禽生產表現。

MRF和抗病毒免疫。藍耳病（PRRS）病毒會對豬產生破壞性的感染，豬的年齡也是影響感染后性能的變量之一。換句話說，成年動物比年幼的動物應對感染的能力更強（Kling et al,2009）。

雖然MRF能改善動物感染藍耳病（PRRS）病毒兩周后（即感染后14～42天，而不是發燒的0～14天）的生長性能，但在病毒血癥和發燒上，MRF對藍耳病的感染并沒有直接效果（圖1和圖2）。

圖1 藍耳病PRRS感染及MRF對白細胞數的影響

圖2 藍耳病PRRS感染及MRF對血清中PRRS特異性抗體的影響

富含甘露寡糖組分（MRF）比甘露寡糖（MOS）純度更高，為特定的病原菌提供一個更大的吸附源，因為其不可消化性，它們在消化道中“運送”所附著的細菌，防止細菌在消化道中定植。在免疫調節方面，有報道指出，飼喂MOS能提高免疫球蛋白和B-淋巴細胞水平，增強淋巴細胞增殖，以及巨噬細胞吞噬金黃色葡萄球菌（）的能力（Newman,1994）。

過度的免疫反應，甚至持續的炎癥反應，能對豬只生長產生相當大的負面影響。我們的目標是用功能性飼料原料配制日糧，以調控免疫系統并減少炎癥。了解免疫系統變化對動物生產性能提高或降低的機制，將幫助我們優化管理策略，最大限度地發揮豬只的遺傳性能并提升生產者的盈利能力。

2.2 MRF在養豬生產上的應用

MRF對生產性能的優勢已在5個豬飼養試驗中觀察到（包括在歐洲進行的3個試驗），飼喂MRF的豬只每頭每天多增重20g，飼料轉化率改善4.5個點，死亡率降低0.43%（Hooge，未發表數據）。

Edward等（2012）進行了為期80天的研究，評估在商業條件下飼養的生長育肥豬中，MRF相對于高銅和泰樂菌素的促生長效果。將960頭生長公豬（體重約29.69 kg），隨機分為4組，每組共240頭豬，每組6個重復，每個重復40頭豬。

日糧處理如下：1）不含促生長飼料添加劑的對照組；2）高銅組（生長和肥育豬日糧中均添加200 ppm的硫酸銅）；3）MRF組[生長和肥育豬日糧中分別添加400 ppm和200 ppm的MRF（奇力素“Actigen”）]；4）泰樂菌素組（生長和肥育豬日糧中分別添加40g和20g的泰樂菌素）。

在生長階段（試驗0～38天）和肥育階段（試驗39～80天）監控生長性能和死亡率（表2和表3）。試驗第80天記錄屠體指標（酮體重和P2點的背膘厚度）。

從表2可以看出，飼喂MRF的處理組在生長階段的平均日增重（ADG）高于對照組和高銅組（＜0.01）。MRF或泰樂菌素組具有改善飼料轉化效率的趨勢（=0.08）。在肥育階段，沒有觀察到添加劑對生產性能的顯著改善作用。從表3可以看出，飼喂MRF的豬只屠宰率高于其他所有試驗組（＜0.01），促生長飼料添加劑對背膘厚度沒有影響。

表2 生長促進劑對生長豬和肥育豬生產性能的影響

表3 生長促進劑對豬胴體指標的影響

總體而言，MRF作為促生長劑在生長豬上的效果和泰樂菌素相同，但比高銅更有效。MRF能夠提高可銷售豬肉的產量，是所評估的促生長添加劑中最有效和最經濟的選擇。

另一項在三個不同地點（A，B和C）進行的試驗（Landeau et al,2013），研究了總共149頭妊娠母豬飼喂MRF或MOS對仔豬初生重的影響。在每個試驗點，分別根據母豬胎次隨機分組到對照或處理組中。對照組包括69頭母豬：25頭在地點A，24頭在地點B，20頭在地點C。處理組包括80頭母豬：26頭在地點A，24頭在地點B，30頭在地點C。地點A的母豬妊娠第30天開始每天添加MOS 4g，地點C的母豬妊娠第90天開始每天添加MOS 5g。地點B的母豬整個妊娠期添加MRF（添加比例為0.1%）。

處理組的仔豬平均初生重有所增加（1 422g對比1 361g；=0.042），且仔豬初生重的分布也有所差異（卡方=0.026）。在MRF母豬中，低體重仔豬（＜1 000g）的比例更低，11.6%對比15.6%（=0.008）；高體重仔豬（＞1 600g）的比例更高，27.3%對比23.0%（=0.032。由此可以得出結論，妊娠母豬日糧中添加MOS可以提高仔豬初生重。

3 結語

動物生產性能研究表明，日糧中添加功能性碳水化合物，特別是富含甘露寡糖片段（MRF），已被證實具有廣泛的生理學效應，其通過調控動物胃腸道活性，可以影響動物機體的生理活性，包括能量和脂肪的代謝、內分泌功能以及免疫功能。

營養基因組學、蛋白質組學和代謝組學等領域的進一步發展將使研究人員探討有關日糧及其對機體功能影響的關鍵問題。通過專注于基因表達和功能基因組學，將使我們對日糧干預營養策略在疾病抵抗力和生產效率影響的重要性有更加明確的了解。

甘露寡糖（MOS）因其生產成本、提取工藝以及潛在的無限供應能力，在過去的20年里廣泛應用于斷奶仔豬日糧中，但現在MOS將要被新一代富含甘露寡糖組分（MRF）產品所取代。

S816.5

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1673-4645(2014)04-0051-04

2014-04-08