寵物食品添加劑及其研究進展

劉策 林振國 陳雪梅 孫海濤

摘要：隨著寵物食品產品的蓬勃發展，寵物食品添加劑的作用越來越受到重視。寵物食品添加劑雖然不能滿足基本的蛋白質、能量等營養需要，但是對于維持寵物健康，尤其是在皮毛護理、口腔護理、免疫增強、風味增強及抗氧化特性等方面具有重要作用。本文主要從以上幾個機理方面展開描述，同時介紹市面上幾類重要的寵物食品添加劑。

關鍵詞：寵物食品;添加劑;護理;免疫

中圖分類號：S816.7 ?文獻標識號：A ?文章編號：1001-4942（2019）08-0155-05

Abstract With the vigorous development of pet food products， the function of pet food additives have received more attention broadly. Although pet food additives can not meet the basic nutritional needs， such as protein and energy， they play important roles in maintaining pet health， especially in fur care， oral care， immune enhancement， taste enhancement and antioxidant properties and so on. In this paper，we mainly described the above mechanisms of additives and introduced some important kinds of pet additives on market.

Keywords Pet food; Additive; Nursing; Immunization

目前，我國已經成為僅次于美國、日本的世界第三大寵物市場國家。2018年寵物行業的消費規模超過1 708億元。隨著人們生活水平的不斷提高，居民擁有寵物的數量逐年遞增。人們對于犬貓為主的伴侶動物的依賴越來越高[1]。在人們注重飲食營養與健康的同時，寵物的營養健康也越來越受到廣泛關注。目前市場上售賣的全價犬貓食品中，既包括動物源成分如雞肉粉、雞骨粉、牛肉粉、魚肉等，也包括植物源成分如小麥、玉米、豆粕等，這些動植物源營養物質的添加滿足了寵物對蛋白質、脂肪、能量及礦物質、維生素的需求。與此同時，還添加了一些對寵物健康具有十分重要意義的食品原料，而這部分添加成分不一定能提供基本的蛋白質、能量等營養需求，但對維護寵物機體健康、促進新陳代謝、提高免疫功能及觀賞屬性具有重要意義。

寵物食品添加劑是指在全價寵物食品中添加比例在1%～5%左右，不提供基本蛋白質、能量需要，但是對促進寵物身體健康、維持正常基本新陳代謝和功能具有重要作用的一類食品添加劑。這些添加組分或者通過化學合成的形式，或者從動植物體中分離、提取，有效提高了寵物的消化功能、健康水平及觀賞特性。

根據寵物食品添加劑的作用功效類型，可以將寵物食品添加劑的作用分為皮毛護理、口腔護理、免疫增強、口味增強及抗氧化特性等。值得注意的是，某些食品添加劑的功效并不是專一的，可能對促進寵物整體健康都具有一定的功效。

1 寵物食品添加劑的作用功效

1.1 皮毛護理

對于貓而言，皮膚加被毛的總重量大約占體重的12%;對于犬而言，皮毛生長所消耗的營養素占所有營養素的30%[2]。一方面皮毛的存在可以使寵物免受傷害，另一方面，作為具有重要觀賞屬性的伴侶動物而言，鮮亮的毛色、健康的皮膚能夠提高寵物的觀賞性。如山東臨清獅貓具有長毛拖地、色白如雪的特點，具有重要的觀賞價值[3]。因此在寵物食品中添加促進皮毛健康和生長的物質尤其重要。

影響皮毛生長的營養素包括蛋白質、脂肪、礦物及維生素等，其中蛋白質及氨基酸是構成皮毛角質蛋白的結構性物質，蛋白質不足直接影響皮毛生長[3， 4]。作為蛋白質的結構單體——氨基酸的結構組成也具有重要意義，其中含硫氨基酸（蛋氨酸 + 胱氨酸）的組成比例直接影響了動物毛纖維的角質蛋白。有文獻報道，日糧中添加含硫氨基酸可以有效促進水貂、獺兔及絨毛用羊的皮毛產量[5]。精氨酸、色氨酸等非含硫氨基酸對皮毛的生長和代謝也具有重要作用。在毛皮動物日糧中合理添加這些營養元素能夠促進毛纖維生長、增強毛纖維強度、提高被毛密度[6]。

1.2 口腔護理

寵物的口腔及牙齒健康經常受到寵物食品、零食或者其他物質的侵害，從而罹患牙齦炎、牙周炎、牙結石等，進而導致口臭、牙齦充血紅腫，甚至引發腎臟疾病[7];寵物不良的口氣也會影響寵物主人的飼養體驗，因此對寵物口腔的護理具有重要意義。犬貓的口腔保健除了需日常定期刷牙和檢測之外，在營養層面上對口腔的保健也具有重要意義。

鈣、磷、鎂、氟等礦物元素是構成牙齒的重要物質，對于牙齒的鈣化和形成具有重要作用，因此，適量的礦物元素補充劑是保護牙齒的關鍵。寵物食品中碳水化合物（蔗糖、葡萄糖等）是導致齲齒和口腔疾病的根源，這些糖類會促進口腔細菌微生物的滋長而侵蝕牙齒[8]。木糖醇、山梨糖醇等多元醇糖不能提供口腔微生物利用的碳水化合物來源，從而可以保護口腔健康。木糖醇等功能性糖具有取代葡萄糖、蔗糖、促進寵物牙齒健康、降低血糖和保護肝臟的作用[9， 10]。

纖維類物質是寵物天然的“牙刷”，寵物咀嚼高纖維物質，包括牧草、蔬菜、水果等可以有效清除附著在牙齒表面的微生物，因此適量的纖維類食品可以作為寵物口腔的護理素[11]。植物中的有效成分也具有保護牙齒的作用，綠茶多酚是目前使用比較廣泛的一類提取物，具有抑制微生物生長、保持口氣清新的作用[12]。

1.3 免疫增強劑

免疫營養學及免疫營養療法是非常有效的寵物臨床治療措施。寵物食品中的某些營養素具有免疫藥理的作用，包括精氨酸、谷氨酰胺、n-3多不飽和脂肪酸、核苷酸、益生菌制劑等。

免疫營養素主要發揮作用的機制可能包括：（1）促進腸道健康和腸道黏膜免疫屏障的構建，維持腸道正常菌群和益生菌，使其有秩序定植于黏膜和皮膚等表面或細胞間形成生物屏障，從而恢復優勢菌群平衡[13， 14]。腸道內細菌對病原菌的定植具有阻抗作用，有試驗表明，乳酸桿菌表現出了很強的定植阻抗作用，可以將絕大多數的豬霍亂沙門氏菌從定植部位移除[15]。（2）促進免疫器官、免疫細胞的生長。適宜蛋白質和能量能夠促進免疫器官、組織的結構發育和功能穩定，適宜的營養水平可促進動物的胸腺、脾臟和淋巴系統的正常發育。（3）促進和增強寵物的免疫力，刺激非特異性免疫和特異性免疫，增強單核巨噬細胞、嗜中性粒細胞和自然殺傷細胞（NK細胞）的活力，促進淋巴B細胞產生抗體，從而提高機體免疫力。目前應用于促進免疫器官指數的添加劑種類很多，包括氨基酸及多肽類[16， 17]、中藥提取物[18， 19]、益生菌及微生態制劑[20]等，但是更多應用于傳統家禽、水產中。與經濟動物追求生長性能相比，寵物更注重健康、長壽，免于疾病的困擾，所以免疫增強型寵物食品添加劑具有更廣闊的市場。

1.4 誘食劑

寵物犬貓采食行為會動用嗅覺、味覺、觸覺等多種感知器官同時進行。犬貓對于寵物食品的氣味和風味十分敏感，對新的、不熟悉的食物或者食譜容易產生排斥及厭惡，從而使寵物采食量降低。犬偏好甜味的食品，貓偏好酸味的食物[21]。目前在動物飼料或者寵物食品中使用比較廣泛的誘食劑有香味素、甜味劑、酸味劑、鮮味劑、辣味劑、咸味劑等。根據其形態可分為粉末狀和膏狀，粉末狀誘食劑一般以動植物脂肪（牛油、豬油、雞脂、豆油、玉米油等）為原料，通過皂化等處理后，加入固型劑使其形成乳化液，制成粉末狀誘食劑，適用于噴涂食品的表面[22]。

油脂類經過高溫加熱形成揮發性風味有機組分，根據其化學結構可以分為醛類、醇類、酮類、酯類等。不同類型的揮發性物質可以產生不同的風味組合，如脂香味、肉香味、蘑菇味、奶油味等。具體而言，貓對于涂有牛油和雞油的食物更喜愛，厭惡豬油等飽和脂肪酸過多的風味食物;犬更喜歡油脂較多的、風味較為濃郁的食品。另外一類誘食劑是熱反應產物，主要是美拉德反應及其他熱聚合等反應的產物，這些帶有風味的熱反應產物能夠帶來焦香、肉味等。目前一般以氨基酸、肽類、蛋白質以及還原糖和脂類為原料，在特定條件下加熱產生肉類風味。國際上對于適口性及風味偏愛性的研究方法包括雙盆對比試驗、第一口偏好試驗及消費者感官評價試驗[23]，國內急需建立對于寵物食品的適口性評價體系。

1.5 抗氧化劑

寵物犬貓等動物在斷奶、運輸、更換日糧等環境下容易產生氧化應激，氧化應激可造成動物細胞呼吸過程中線粒體代謝出現電子漏，引發大量的活性氧，這些活性氧會攻擊動物正常細胞組織，破壞動物細胞正常功能，從而引發疾病、炎癥甚至癌癥[24， 25]。大部分抗氧化劑的作用是與自由基結合，使之穩定而終止反應。因此無論是人類食品、寵物食品還是動物飼料，抗氧化劑的存在必不可少。

目前市面上使用比較廣泛的抗氧化劑包括特丁基對苯二酚 （TBHQ）、沒食子酸 （PG）、L -抗壞血酸、維生素E、焦磷酸鈉、α-硫代巴比妥酸等，也包含藥用植物中提取的各類生物活性物質，如多酚類、黃酮類及皂苷類等[26]。這些抗氧化劑的添加能夠顯著提高動物的抗氧化水平、免疫水平，提高寵物的健康狀態，具有廣譜性保健品的功效。

另外，寵物食品在加工、儲藏過程中會伴隨油脂氧化、蛋白質氧化及酸敗等問題，從而降低寵物食品的貨架期。如何緩解加工儲藏過程的氧化問題也是需要亟待解決的。牛油是寵物食品中常見的油脂，通過添加抗氧化劑的方式可以顯著延緩牛油的脂肪氧化，延長食品的貨架期。趙巧等[25]研究發現，添加TBHQ對寵物食品中牛油具有良好的抗氧化效果，維生素E在添加量為0.05%時的抗氧化效果與添加量為0.02%的TBHQ相當。魚肉寵物食品中富含多不飽和脂肪酸，更容易發生脂肪氧化。謝榮輝[24]研究發現 TBHQ是優良的抗氧化劑，高濃度的維生素E是鯊魚肉罐頭的抗氧化劑。馮敏等[26]研究發現，在犬糧中添加復合抗氧化劑組分并加以輻照處理，能夠顯著降低犬糧的丙二醛含量，提高儲藏穩定性。

2 主要寵物食品添加劑

2.1 功能性氨基酸

2.1.1 牛磺酸 在哺乳動物體內，牛磺酸主要由蛋氨酸和半胱氨酸代謝的中間產物半胱亞磺酸合成，在半胱亞磺酸脫羧酶（CSAD）的作用下脫羧成亞牛磺酸。貓由于機體內CSAD活性非常低，體內合成量遠遠不能夠滿足生理需要。因此，貓必須從食物中獲取足夠的牛磺酸[27]。

牛磺酸能夠促進脂肪和脂類物質的消化吸收，也是維持視力的主要物質，主要通過維持視網膜感光細胞內鈉、鉀和鈣離子的濃度平衡發揮作用，同時能加速神經元的增生以及延長，亦有利于細胞在腦內移動及增長神經軸突。另外牛磺酸還具有維持細胞膜電位平衡的作用[28]。Ochota等[29]研究發現日糧添加超氧化物歧化酶（SOD）及牛磺酸可以顯著促進貓卵母細胞的成熟，形成更多、質量更好的胚泡，從而提高繁殖性能。

某些寵物食品中的谷物成分不但不能夠提供必要的牛磺酸，可能會阻礙貓體內牛磺酸的吸收。試驗證明，在日糧中添加1.5 g/kg 的牛磺酸和260 g/kg全脂米糠能降低寵物貓血漿中和全血的牛磺酸濃度[28];大豆中的抗營養因子會促使牛磺膽酸分泌，使牛磺酸損失。因此對于貓食品的谷物添加成分要慎重。

2.1.2 精氨酸 精氨酸是含有2個堿性基團即氨基和胍基的氨基酸，在動物機體內有生理功能的是L-精氨酸。精氨酸不僅參與寵物機體內多種營養物質的合成和分解代謝，還作為一種免疫調節劑通過精氨酸酶和一氧化氮兩條代謝途徑參與體內的免疫調節。精氨酸不是必需氨基酸，但在劇烈的應激條件下（如發生疾病或受傷等）能維持氮平衡以及正常的生理功能[30]，在機體內參與組織細胞蛋白質、尿素、肌酸、肌酐、一氧化氮、谷氨酰胺、嘧啶等的合成。犬日糧中蛋白質含量每升高1%，精氨酸的量需增加0.01 g，貓糧中則需升高0.02 g[31]。

研究發現，犬顱腦受槍彈損傷后早期出現腦部微循環障礙，導致腦缺血缺氧，引起神經功能障礙，注射精氨酸后可以使微血管的管徑和血流量增加，減輕顱腦損傷引起的腦微循環障礙和病理損害[32]。L-精氨酸預處理能降低腦組織代謝水平，有助于腦保護[33]。因此精氨酸目前更多的是用于手術過程中組織修復，作為寵物食品添加劑可以用于手術后和愈合期的功能性寵物糧的添加成分。

2.2 植物（中藥）提取物

中藥提取物作為一類寵物食品添加劑，由于來源廣、成本低，具有防病保健、提高免疫力等功效，且無有害殘留、不易產生抗藥性，逐漸成為寵物飼料添加劑研究和開發的熱點[34]。中藥提取物具有提高免疫力、改善腸道菌群、抑菌及提高動物抗氧化水平的功效，可以是單一植物也可以是復合植物提取物成分。

茶多酚是一類具有抗氧化生物活性的重要物質，在犬糧中添加0.5%的茶多酚能較好地降低高油脂犬糧的氧化程度，對1， 1-二苯基-2-苦肼基（自由基）清除率顯著提高[35]。0.5%的茶多酚還可以顯著提高犬血清中SOD、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性和總抗氧化能力，同時顯著降低丙二醛含量[36]。顏澤清等[37]將紅參、生地黃、天冬、麥冬、茯苓等中草藥添加到犬糧中并飼喂老年犬，結果發現可提高老年犬的免疫力。

2.3 功能性低聚糖

低聚糖又稱寡聚糖，是由2 ～ 10個相同或不同的單糖經脫水縮合由糖苷鏈連接形成的具有直鏈或支鏈的低聚合糖類的總稱，主要包括甘露低聚糖、果低聚糖、低聚葡萄糖、低聚乳糖、低聚木糖、異麥芽糖等。功能性低聚糖能夠激活特異性和非特異性免疫應答，從而提高動物的免疫能力。

研究發現，在寵物飼料中添加半乳甘露寡糖可對犬營養消化率和腸道菌群產生影響，隨著添加量的增加，干物質及有機物的消化率呈線性增加。添加半乳甘露寡糖還可有效促進大腸內容物的發酵[38]。對成年狗飼喂0.45%的低聚果糖，糞便變形菌減少，葡萄球菌增多[39]。目前，低聚糖的開發與利用已受到許多國家重視，近年來我國一些學者和飼料生產廠家也開始了這方面的研究和應用[40]。

2.4 益生菌

益生菌是一類對機體有益的活性微生物，定植于宿主腸道，可改善腸道微生態平衡[41]。益生菌主要通過競爭繁殖、代謝產物抑制、pH 環境調節、免疫激活等機制抑制病原菌的生長并提高宿主免疫力，從而發揮對胃腸道疾病的防治作用[42]。目前在犬貓等寵物中使用比較廣泛的有植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌、屎腸球菌、雙歧桿菌和枯草芽孢菌等。

現有的研究表明益生菌對寵物的健康有重要作用。研究發現，有3 種人源菌株——約氏乳桿菌、干酪乳桿菌和乳雙歧桿菌能夠較好地定殖于犬類腸道[43]。對益生菌緩解炎癥反應的能力進行評估，發現嗜酸乳桿菌和約氏乳桿菌能夠降低促炎性細胞因子，達到降低炎癥的目的[44]。

3 總結與展望

隨著寵物食品行業的快速興起，全價商品寵物糧正向規模化、正規化發展，寵物的營養健康保健受到逐漸關注，寵物食品添加劑的作用也日益凸顯。食品添加劑今后可能的發展趨勢：（1）確立寵物專用食品添加劑生產的操作規范和標準。（2）規范寵物食品添加劑的最佳添加劑量和最大添加劑量。（3）開展寵物食品添加劑的科學研究，明確各種寵物食品添加劑的效果、劑量、生理學效應及對于健康的作用基礎。（4）合理利用我國傳統原料資源優勢與新型添加劑相結合開發寵物食品。

我國寵物食品研究、寵物食品添加劑的使用處于空白階段，有待于廣大科研人員廣開思路，并結合本地區實際情況開發出更多、更好、更益于生產的寵物食品添加劑。

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