噴霧干燥雞血漿蛋白粉的免疫營養功效及應用研究進展

摘 要：噴霧干燥雞血漿蛋白粉是一種廣泛用于仔豬教保料的優質蛋白原料。安全的噴霧干燥雞血漿蛋白粉可以作為仔豬促生長抗生素的有效替代品。本文通過討論噴霧干燥雞血漿蛋白粉免疫營養功效以及在動物生產中的應用，為其在生產實踐應用中提供理論和科學依據。

關鍵詞：噴霧干燥雞血漿蛋白粉；營養價值；免疫調控；腸道屏障；細胞因子；超級蒸汽魚粉

中圖分類號：S816.79 文獻標識碼：A 文章編號：1001-0769（2016）08-0056-04

噴霧干燥雞血漿蛋白粉（SDCP）采集經檢疫合格的雞新鮮血液，經抗凝、冷卻、過濾、分離、納濾、高壓均質、噴霧干燥、包裝等工藝流程生產的高品質蛋白質飼料原料。具有適口性好，蛋白質含量高、氨基酸平衡且利用率高等優點，尤其是加工過程中保留了原血漿中各種功能性成份的活性，能有效防止仔豬的腸道感染，降低免疫刺激，是有效防止仔豬斷奶后生長停滯和腹瀉的乳豬功能性蛋白質飼料。其粗蛋白中特異性免疫球蛋白IgG含量高達14 %以上，能達到交叉保護功能，克服了常規豬血漿蛋白粉蛋氨酸含量較低的缺點，氨基酸平衡更佳。安全的噴霧干燥雞血漿蛋白粉可以作為仔豬促生長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）是國內首家推出噴霧干燥雞血漿蛋白粉的公司，為更加全面的闡明SDCP的營養功效，這幾年做了許多SDCP基礎性研究。2014年杰隆生物獲得SDCP國際PCT專利，該專利覆蓋了全球80 %的人口。2014年杰隆生物作為SDCP農業行業標準起草單位，起草了SDCP的行業標準。并與四川農業大學陳代文教授的研發團隊合作，對SDCP在斷奶仔豬中的營養價值評定、免疫營養作用機理方面進行了全面的研究，并從分子營養和腸道免疫上闡明SDCP的營養價值。2015至2016年先后在美國動物營養的權威雜志《American Journal of AnimalScience》發表了《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]，在國內核心期刊《畜牧獸醫學報》發表了《噴霧干燥雞血漿蛋白粉在仔豬上的營養價值評定》[4]。

本文主要綜述了最近幾年杰隆生物利用SDCP所做的斷奶仔豬腸道免疫營養基礎性研究以及在斷奶仔豬上應用，并將SDCP與豬血漿蛋白粉（SDPP）、超級蒸汽魚粉進行營養成分比較，為實際生產中合理利用這種新型功能性動物蛋白原料提供參考。

1 噴霧干燥雞血漿蛋白粉的營養價值

噴霧干燥雞血漿蛋白粉作為一種優質的蛋白原料，其粗蛋白高達70 %以上，賴氨酸∶蛋氨酸∶色氨酸∶蘇氨酸=100∶36∶30∶91，與豬的理想蛋白質氨基酸模式較接近；SDCP的表觀消化能為16.02 MJ/kg，表觀代謝能為15.39 MJ/kg，粗蛋白質的表觀消化率和真消化率分別為87.58 %和91.11 %；除了甘氨酸外，所有氨基酸的標準回腸消化率（SID）都高于80 %。因此，SDCP屬于優質且易消化的動物性蛋白質原料。

2 噴霧干燥雞血漿蛋白粉免疫調控機理

2.1 噴霧干燥雞血漿蛋白粉改善養分的吸收

噴霧干燥雞血漿蛋白粉含有多種營養物質且含量很高，其消化率高、適口性較好，因而能整體上提高仔豬飼料營養的全價性和平衡性。通過對飼喂SDCP仔豬的血清生化指標研究發現，SDCP能降低仔豬血清中尿素氮的水平，而血清尿素氮濃度是飼料蛋白質利用率的指標，表明較多的飼料蛋白質被機體利用，體內蛋白質的沉積增加。飼喂SDCP 試驗發現對料肉比沒有顯著影響，但在飼喂期間免疫系統活性較低，這樣被用于免疫應答的營養物就更少，這說明有降低料肉比的趨勢，因此飼料轉化率更高。此外，我們的研究還表明，飼喂SDCP的豬群在空腸中淀粉酶、胰蛋白酶、麥芽糖酶活性更高。因此，通過SDCP增加消化酶活性可能為提高養分消化率作出了貢獻。

2.2 噴霧干燥雞血漿蛋白粉對腸道菌群的影響

在胃腸道中微生物的種類影響營養物質的消化率和腸道健康狀況[5]。大腸桿菌通常被認為是有害的腸道細菌并引起腸道如腹瀉等健康問題。噴霧干燥動物血漿蛋白粉（SDAP）已被報道具有降低腹瀉率和改善豬腸道健康的作用[6]。我們的研究結果表明，SDCP能顯著減少在回腸和盲腸食糜中大腸桿菌的數量，增加乳酸桿菌的數量，這可能是斷奶仔豬飼喂SDCP后降低腹瀉率的原因之一。SDCP可以通過其部分免疫球蛋白的抗微生物效果或通過防止致病細菌粘附到胃腸道黏膜上而達到這一目的[7]。

2.3 噴霧干燥雞血漿蛋白粉對血清生化和免疫狀態的影響

當肝細胞受損或細胞膜的通透性增加，存在于肝細胞中谷丙轉氨酶（ALT）和天冬氨酸轉氨酶（AST）會釋放進入血液循環，從而導致血清中ALT和AST的活動的增加，這反映了肝代謝狀況和細胞的健康狀況[8]。作為解毒防御屏障的主要場所，肝容易出現斷奶應激損傷。仔豬飼喂SDCP血清ALT的活性較低表明血漿蛋白可以對肝提供健康保護，這與血清中總蛋白增加相吻合。

杰隆生物的SDCP中IgG含量在14 %以上，這可能是血漿蛋白粉提高自主生產性能和健康狀況的原因之一。然而，由于腸道閉合和腸道成熟，3～4周齡的豬通過小腸吸收IgG是不太可能的[9]。相反，有可能是IgG與該管腔腸道菌群相互作用來調節宿主的免疫反應。

分泌型免疫球蛋白A（sIgA），由存在于腸固有層漿細胞分泌的。它是形成腸的局部免疫屏障的主要成分，并發揮著對腸保護不可或缺的作用[10]。腸道中sIgA的含量被用來作為評估與早期斷奶仔豬腸道黏膜免疫的一個指標。早期斷奶仔豬的研究報道，飼喂血漿蛋白會降低固有層細胞密度[11，12]，由此表明在腸道中的sIgA含量降低。這與飼喂SDCP的結果一致。

近期免疫營養研究發現，細胞因子在免疫和炎癥反應中起著關鍵作用，并且它們的平衡對于防止感染有著很重要的作用[13]。仔豬腸道斷奶時腸道炎性相關的細胞因子的水平上調，這可能導致腸上皮通透性的增加[14]。飼喂SDCP可降低空腸和回腸內黏膜的TNF-α濃度。抗炎性細胞因子，如IL-10和IL-4，防止過度活化免疫應答和抑制促炎細胞因子以維持免疫穩態[15]。我們觀察到飼喂SDCP降低了粘膜中IL-10的含量。在斷奶仔豬中負責減少促炎癥的機制和抗炎細胞因子的可能是SDCP防止免疫系統激活的保護作用。另一方面，免疫系統的活性降低避免了不必要的能量消耗，從而有更多的能量用于動物的生長發育。

2.4 腸道屏障功能相關指標

腸道屏障主要由一層連接在一起的上皮細胞緊密連接形成。腸上皮是營養物質的主要消化和吸收部位。此外，它也可作為防御病原體和管腔抗原的關鍵點[16]。腸黏膜屏障損傷的特點是腸道通透性的增加，將促進腸道細菌移位及有毒或致敏物質從腸道進入機體[17]。因此，一個完整的腸黏膜屏障是營養物質的吸收和腸道健康的關鍵。斷奶應激對引起腸屏障功能有著顯著的干擾[18]。目前，我們使用血清D-乳酸濃度和二胺氧化酶的活性這兩個已確定的指標來評價腸通透性[19，20]。當腸上皮細胞受傷，白細胞和損壞的腸內皮細胞的粘附會增加D-乳酸的活性和濃度[19，20]。在我們的試驗中，斷奶仔豬飼喂SDCP會降低血清中D-乳酸的濃度和二胺氧化酶的酶活性，表明SDCP對腸道黏膜完整性具有有益的效果。

緊密連接蛋白，如ZO-1、Z0-2、CLDN1、和OCLN等，在兩個相鄰單元的邊界形成一個結構，作為上皮細胞可選擇性滲透的屏障[21]。然而，早期斷奶通過減少緊密連接蛋白誘發腸黏膜屏障持續受損[22]。我們目前的研究表明，斷奶仔豬飼喂SDCP能夠增加緊密連接蛋白的mRNA的表達。此外，腸道微生物群落還影響腸緊密連接蛋白的表達，大腸桿菌被報道能使ZO-1、OCLN和CLDN1緊密連接復合物解離并變得不穩定[23]。因此，飼喂SDCP緊密連接蛋白表達的增加與大腸桿菌數量的減少是一致的。Mucin2（MUC2）是腸的杯狀細胞主要分泌粘蛋白中的一個，也是腸的保護屏障。飼喂SDCP能夠增加MUC2在回腸的表達。同時，Balan等（2011）表明[24]，飼喂綿羊血清免疫球蛋白后增加了粘蛋白（MUC2，MUC3和MUC4）基因的表達和杯狀細胞的數量。因此，我們推測，SDCP誘導MUC2的表達增加可能取決于免疫球蛋白對杯狀細胞計數的調控。此外，促炎性細胞因子TNF-α、IL1-β和IL6也有報導過通過SAPK/ JNK或JAK / STAT途徑調節MUC2的表達[25]。TFF因子是上皮復原必不可少的，從而保持腸黏膜完整性[26]。因此，在目前的研究中TFF3的上調可能會有利于黏膜恢復和腸屏障功能。oll樣受體（TLR2）由特定的微生物啟動，據報道它可以保護腸上皮緊密連接相關的完整性，其中，如TLR2缺乏，小鼠遭受細菌病原體感染期間通過下調ZO-1和緊密連接蛋白3使上皮屏障功能受損[27]。因此，喂食SDCP的豬TLR2的表達增加與緊密連接蛋白基因表達的增加有關。

2.5 腸道發育相關基因表達

早期斷奶通常會因為斷奶應激而使腸道絨毛高度降低并增加隱窩深度，導致生長性能較差[28]。絨隱比是評估小腸的養分消化吸收能力的重要參數。豬飼糧添加SDCP在十二指腸和空腸中具有更大的絨毛長度和絨隱比并可以減少空腸中隱窩的深度。增加絨毛高度，降低隱窩深度可以提高絨毛的吸收表面積，這樣更加有利于小腸對營養物質的吸收利用。

仔豬的胃腸發育是由外部和內在因素調控[28]。內在因素調控主要參與腸上皮細胞增殖和分化的調解。胰島素樣生長因子-1（IGF-1）是腸細胞生長、分化和屏障功能的重要調節因子[29-31]。

飼喂SDCP在空腸增加了IGF-1的表達，這可能局部的促進腸道的增長和結構的完整。同時，大量的研究報道了GLP-2增加了黏膜厚度和質量[32]和促進腸道消化吸收功能[33，34]。這些證據表示，GLP-2是一種強效的腸道營養因子以及腸道生長和功能的度量。飼喂SDCP仔豬的空腸和回腸中GLP-2基因的表達水平更高。表皮生長因子（EGF）已證實在刺激腸上皮增殖、分化和成熟中發揮重要作用[35-37]。EGF也被發現可以減少腸道上皮的腸致病性菌定植，而豬飼喂SDCP顯示EGF在回腸具有較高的表達水平，這與檢測飼喂SDCP可以減少大腸桿菌群相一致。

3 噴霧干燥雞血漿蛋白粉（SDCP）與豬血漿蛋白粉（SDPP）的比較

杰隆生物與四川農業大學進行了較多的產學研合作，對SDCP在斷奶仔豬作用的機理上做了深層次的探究，根據我們對SDCP與SDPP的對比研究發現：

SDCP提高了仔豬消化酶（如胰蛋白酶、淀粉酶和麥芽糖酶等）的活性，改善了仔豬小腸對養分的消化吸收功能。SDCP提高了仔豬血清中免疫球蛋白IgG的水平，顯著降低了回腸和盲腸中大腸桿菌的含量。緩解肝臟的損傷，提高腸道屏障功能以及降低斷奶對免疫系統的過度激活，促進機體生長。斷奶后2周，SDPP組日增重提高26 %，采食量提高20 %。SDPP+SDCP組日增重提高18.08 %，采食量提高16.13 %。SDCP組日增重提高11.86 %，采食量提高8.96 %。如果以SDPP對仔豬生長性能的營養效價為100 %，則SDCP相對于SDPP對仔豬的生長性能的營養效價為88 %（表1）。SDCP與SDPP對仔豬生長的效價相差10 %左右。

SDPP中營養成分尤其是必需氨基酸和某些未知的促生長因子與仔豬的需求是同源的，并且SDPP的氨基酸比例與仔豬理想氨基酸模型接近，仔豬更愛吃，更利于吸收。這也是SDPP對仔豬生長性能優于SDCP的重要原因。

眾所周知，豬的第一限制性氨基酸是Lys，因此豬在生長期特別地需要Lys，生長速度越快需要的Lys量就越高。如果添加SDCP必須考慮在日糧中多添加合成的Lys。反之，相同比例的SDPP和SDCP的日糧中，含SDPP的日糧要添加更多的Met，而SDCP日糧因為含硫氨基酸比較多，可以節約一定成本。

因此，杰隆生物對SDAP在教槽料以及乳豬料配方中推薦試驗方法如下：

以原配方中SDPP添加量為3.5 %計。按照SDCP與SDPP效價比為1∶1.14的比例，用SDCP替代原配方中SDPP用量的一半而不影響仔豬生產性能。則總的SDAP添加比例提高為3.75 %，其中SDPP的比例為1.75 %，SDCP的比例為2 %，并根據仔豬生長需要適量添加Lys和Met。

為開發生物安全性產品，將SDCP推廣到大型豬場及種豬場的教槽料中，可以使用SDCP替代全部的SDPP，日糧添加建議比例為4 %（相當于添加3.5 %的SDPP），并根據需要適量調整配方中Lys和Met的用量。

4 噴霧干燥雞血漿蛋白粉與超級蒸汽魚粉的比較

魚粉作為一種優質的蛋白質原料也廣泛地應用在畜禽飼料中。相比與魚粉而言，SDCP的優勢主要體現在：SDCP的蛋白含量高于進口魚粉，高達70 %左右，超級蒸汽魚粉蛋白含量約為64 %。SDCP中富含免疫球蛋白IgG，可以提高機體免疫力，魚粉中不含有。SDCP中蛋氨酸為1.65 %高于SDPP（0.71 %），蛋氨酸+胱氨酸為3.74 %，明顯高于進口魚粉的2.29 %，更有利于動物健康生長；SDCP中精氨酸含量明顯高于進口魚粉，精氨酸可以提高肥育豬瘦肉率以及母豬的產子數和抗病能力。另外蘇氨酸和色氨酸等必需氨基酸含量都明顯優于進口魚粉。SDCP氨基酸SID都在80 %以上，有效磷含量高。血漿蛋白粉蛋白消化率高于魚粉的蛋白消化率。SDCP的適口性比進口魚粉/豆粕好。而且SDCP生物安全性高。

鑒于SDCP在營養成分上要明顯高于蒸汽魚粉，為探究SDCP與魚粉在實際飼喂效果上是否具有差異性，我們開展了以SDCP替換魚粉對斷奶仔豬生長性能影響的對比試驗[38]。試驗于2015年12月在上海某豬場開展，對照組日糧飼喂基礎日糧，其中魚粉添加5 %，SDCP組以SDCP替換基礎日糧中全部魚粉。試驗共2個處理，每個處理3個重復，每個重復11頭。教槽料從7日齡開始預飼喂，21日齡開始試驗，42日齡結束試驗，試驗期21 d。試驗結果詳見表2。

由表3可知，對照組與SDCP組比較，以SDCP組日增重為100 %計，各階段魚粉的營養效價： 21 d～31 d魚粉的營養效價為SDCP的95 %； 31 d～42 d魚粉的營養效價為SDCP的83.8 %；21 d～42 d魚粉的營養效價為SDCP的87.9 %。

由此可見，SDCP在營養價值和飼喂效果上要遠好于超級蒸汽魚粉，在教槽料、保育料中完全具有全部替換魚粉的可行性。

5 雞血漿蛋白粉應用展望

噴霧干燥雞血漿蛋白粉近期的相關研究表明，無論其與豬血漿蛋白粉相比還是與超級蒸汽魚粉相比其均有一定的優勢，可見噴霧干燥雞血漿蛋白粉是一種優質的功能性蛋白原料，可以作為優質蛋白原料緩解目前我國蛋白質資源尤其是動物源性功能蛋白匱乏的緊張局面。而目前豆粕、進口魚粉均處于較高價位區間，噴霧干燥雞血漿蛋白粉作為一種的新型優質功能性蛋白質原料在教保料降低配方成本上具有一定的價格優勢；同時它在水產飼料和寵物飼料上的應用也有廣闊前景。