包被丁酸钠对断奶仔猪肠道健康的调控

2016-01-31 08:38朱宇旌
猪业科学 2016年6期
关键词:包被微囊丁酸

孟 玲,朱宇旌,张 勇

(1.沈阳农业大学畜牧兽医学院,沈阳  110866;2.辽宁艾德蒙种猪繁育有限公司,沈阳   110171)

包被丁酸钠对断奶仔猪肠道健康的调控

孟 玲1,2,朱宇旌1*,张 勇1

(1.沈阳农业大学畜牧兽医学院,沈阳  110866;2.辽宁艾德蒙种猪繁育有限公司,沈阳   110171)

包被丁酸钠作为一种无污染、无残留可代替抗生素的新型绿色添加剂被广泛地应用到断奶仔猪生产中,对断奶仔猪的生长性能以及肠道微生态平衡有重要作用。该文通过阐述包被丁酸钠的生物学作用以及作用机理进行研究探讨,为其在生产实践中应用提供理论参考。

包被丁酸钠;断奶仔猪;生物学功能;肠道

仔猪断奶后,幼龄仔猪的消化道处于未成熟阶段,此时消化酶的分泌量较少,使仔猪对营养物质的吸收消化以及利用率都较差。而早期断奶使肠黏膜淋巴细胞增生,隐窝变深,加剧了隐窝细胞有丝分裂的速度,减缓抗体的合成[1],进而导致断奶仔猪机体免疫力降低,易发生流行性腹泻、应激等一系列不良影响。

1 丁酸钠在生产中存在的问题

丁酸具有挥发性、游离性等不稳定的理化特性,所以在饲料生产中用钠离子(Na+)与丁酸根(C4H7O2-)离子结合后制成相对稳定的钠盐,即丁酸钠[2]。丁酸钠(正丁酸钠,C4H7O2Na),呈白色粉末状,具有水脂两亲性,但其具有奶酪酸败味、流动性差、易吸潮,易结块,刺激性较强,在饲料生产加工、储存、

运输与应用等环节产生不便,同时易与饲料中维生素、碱性物质发生化学反应,影响饲料的整体品质[3]。

2 包被丁酸钠的包被技术与优点

包被丁酸钠采用智能微囊包被技术,使用纯度为30%丁酸钠进行二次包被,包层的主要材料为巴西棕榈蜡、棕榈油脂肪、聚乙二醇。包被丁酸钠的生产工艺是将载体为羟丙基甲基纤维素、壳聚糖、二氧化硅这3种物质混合后,在230 ℃的流床机高温沸腾膨胀,将丁酸钠溶于水后喷涂在混合物上,使丁酸钠嵌入到骨架材料中,再在120~140℃恒温箱干燥,然后在-5 ℃的低温环境固化冷却,使丁酸钠固化成粒,将巴西棕榈蜡、棕榈油脂肪、聚乙二醇溶于有机溶剂中,在流床包衣机里将包层材料喷涂在丁酸钠颗粒的表面,形成包被丁酸钠新产品,粒度85%以上过20目分析筛。

包层的主要成分是脂肪,脂肪在胃中不易分解,进入肠道后,肠黏膜上皮细胞脂酶使脂肪分解,缓慢释放丁酸,最终有效作用到小肠后端,尤其结肠部位作用效果最明显。包被丁酸钠的包被技术,使丁酸钠在肠道内不易被氧化,减少饲料中水分的损失率,不会与饲料中其他物质产生配伍禁忌。与此同时包被技术在促进仔猪进食方面功不可没,不仅能够掩盖丁酸钠的气味,而且还能维持肠道健康。短链脂肪酸-丁酸是包被丁酸钠的有效成分,同时也是肠道细胞的主要能量来源,它有修复肠道黏膜受损上皮细胞的功效,对维持小肠形态,调节肠道微生物菌群平衡,抑制小肠炎症反应都具有正面效应。包被丁酸钠作为一种新型添加剂发展前景广泛,针对不同动物的需求,已制成不同粒度的产品,用于动物生产实践中。

3 包被丁酸钠的生理功能

3.1作为肠道能量来源

短链脂肪酸包括3种物质,分别是乙酸、丙酸和丁酸,其中丁酸可为结肠上皮细胞提供能量源超过70%[4]。大部分被小肠黏膜上皮细胞吸收作为主要能量来源,另一部分转运到肝脏进行进一步的代谢用于糖异生作用。通过β-氧化生成丁酰辅酶A,并生成酮体用于合成ATP,无需进行复杂的三羧酸循环以及肝胆吸收。丁酸可促进上皮细胞成熟增殖分化,可作为结肠盲肠的直接能量来源。

3.2维持肠道微生物菌群平衡

刚出生的仔猪胃肠道环境呈理想状态,胃肠道内有益菌群占主导作用,当外界细菌进入肠道内部,会使胃肠道内菌群失衡,导致疾病发生。包被丁酸钠在这种刺激下代谢生成丁酸,丁酸作为一种酸化剂会顺势进入胃肠道内,在仔猪体内会大量分解成丁酸根(C4H7O2-)离子和氢离子(H+),高浓度的氢离子(H+),使胃肠道内pH降低,抑制大量有害细菌如大肠杆菌、沙门氏菌、芽孢杆菌的繁殖,同时促进乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌的生长[5]。除此之外,丁酸根(C4H7O2-)还能集中在肠道细胞内,调节细胞内渗透压,造成细菌中毒,使细胞内pH降低,破坏大分子代谢过程以及病原菌的细胞膜结构,从而产生抗菌作用。

3.3提高机体免疫力

幼龄动物机体发育未完全,易受到病原体的侵害。肠黏膜是动物体内与外界环境之间最大的接触面,是机体免疫系统的第一道防线[6]。肠道的第一道屏障为机械屏障是由肠上皮细胞和肠黏液组成,这些细胞能够分泌黏液,形成天然保护层。肠上皮细胞作为一种选择性屏障,营养物质通过肠上皮细胞进入细胞内并吸收,同时可阻碍有害细菌与毒素的进入。当细菌入侵肠道后,肠道黏膜上皮细胞激活相邻的肥大细胞,使肥大细胞发挥免疫功能。同时促进杯状细胞主要分泌一种糖蛋白——黏蛋白,在肠腔内释放起到润滑作用,并在肠上皮形成一层保护层,具有保护肠上皮的功效,增强机体抵抗力。

3.4抑制肠道炎症反应与抗癌作用

丁酸通过抑制蛋白激酶(IkBα)降解,使核因子(NF-kB)和蛋白激酶的复合物中不能分离NF-kB,从而进入细胞核,使白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)等促炎因子的mRNA不能转录及表达,有效抑制炎症反应[7]。与此同时,促进黏膜组织还原性谷胱甘肽(GXH)含量增多,并抑制黄嘌呤氧化酶(XDO)的活性,从而减少并有限地清除氧自由基,减轻损伤组织。可通过2种途径抑制大肠癌细胞的生长,一是通过表皮生长因子(EGF)反应,二是通过组蛋白的超乙酰化,使癌细胞凋亡。

4 包被丁酸钠在动物生产中的应用

4.1断奶仔猪

包被丁酸钠广泛应用在仔猪的饲粮中,在粉剂丁酸钠与包被丁酸钠的对比试验中[8],分别在基础日粮中添加粉剂丁酸钠1 000 mg/kg、1 500 mg/ kg、2 000 mg/kg、2 500 mg/kg; 基础日粮添加包被丁酸钠250 mg/kg、500 mg/kg、750 mg/kg、1 000 mg/ kg、1 500 mg/kg,结果显示:2种不同类型的丁酸钠对断奶仔猪的日增重都有显著的影响(P<0.05),同一剂量下,包被丁酸钠的作用效果更显著。在断奶香猪的试验中[9],添加300 mg/kg的包被丁酸钠在香猪的饲粮中,香猪的体重明显提高,并且有效地减少了香猪腹泻疾病的发生。

4.2母猪

包被丁酸钠也被普遍用于繁殖母猪的生产实践中,研究报道[10],在繁殖母猪的饲料中添加1 kg/t的微囊包被丁酸钠,结果显示,微囊包被丁酸钠可缩短母猪产程,较少因助产导致母猪阴道炎和子宫炎的发生。在微囊丁酸钠对母猪的生长试验中[11],繁殖母猪分娩后期的采食量以及仔猪初生重与断奶重都有显著的提高(P<0.05)。此外,包被丁酸钠可促进繁殖母猪对钙的吸收能力,使平滑肌收缩,促进母猪顺产防止难产发生。由于包被丁酸钠自身具有奶酪味,可诱导母猪采食,提高采食量,使母猪泌乳量增多,促进仔猪生长。

5 小结

包被丁酸钠做为一种新型绿色无污染的饲料添加剂被广泛应用到动物生产实践中,尤其是在断奶仔猪的饲粮应用中较为常见,包被丁酸钠主要作用成分是丁酸,可保护幼龄仔猪肠道健康,采用智能微囊包被技术,有效避免丁酸钠固有缺点,使丁酸钠在肠道中缓慢释放,发挥作用。

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2016-03-18)

孟玲(1989-),女,辽宁省沈阳人,硕士研究生,主要从事动物营养与饲料科学研究*通讯作者:朱宇旌,副教授,硕士生导师

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