猪日粮中的非抗生素饲料添加剂（二）

（1.加州大学戴维斯分校，动物科技学院；2.伊利诺伊大学，动物科技学院；3.创荷美营养国际，博克斯梅尔，荷兰）

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5 酵母

酵母的添加形式包括活酵母、热处理的酵母细胞、粉碎的酵母细胞、纯化的酵母细胞培养物和酵母提取物。酵母的效果根据添加形式而有不同，因此，每种酵母产品都有其相应的用途。研究表明，酵母或酵母产品可以提高平均日采食量和猪生长性能，增强粘膜免疫力，促进肠道发育，吸附真菌毒素，减少断奶后腹泻，调节肠道微生物群（Jiang 等 ，2015；Sauer 等 ，2011a；Shen 等 ，2009；Kogan 和 Kocher，2007）。

5.1 酵母细胞的组成 在寻找抗生素生长促进剂替代物的研究中，已经越来越多地研究了可以增强主动免疫功能并抑制病原性细菌生长的化合物，并且由于这方面的功能，酵母细胞被用作抗生素生长促进剂的潜在替代品。酵母在肠中不容易失活，并且可有效调节宿主肠道中细菌的定植（Bontempo等，2006）。酵母细胞的组成是产生效果的原因。形成大部分酵母细胞壁的特定糖类，特别是β-D-葡聚糖和α-D-甘露聚糖，是造成酵母产品作用效果的原因之一 （Shen等，2009；Kogan和Kocher，2007）。另外，酵母提取物含有核苷酸，尽管核苷酸存在于几乎所有的饲料成分中，且通常通过内源性合成来满足对核苷酸的需求（Sauer等，2011），但是有一些证据表明，在某些条件下，例如疾病，高应激或快速生长期间 （Waititu等，2016；Carver和 Walker，1995），对核苷酸的需求将会增加。如果猪的生命的某段期间存在这些条件，并且因此诱导潜在的核苷酸缺失，在断奶后的时期间，酵母细胞可能是有益的。

5.2 形态效应 减轻断奶猪的应激包括使胃肠道适应饮食形式的改变。断奶可导致绒毛萎缩，肠细胞的更新减少，这两者均抑制营养吸收（Jiang等，2015）。然而，补充活酵母和精细粉碎的活酵母可提高绒毛高度和绒毛-隐窝比率 （Jiang等，2015B；ontempo 等，2006）。 酵母发酵产物有着类似的效果（Shen等，2009）。 此外，有研究表明，活酵母补充可增加肠细胞增殖并增加猪黏蛋白中糖蛋白的浓度，从而提高它们抵抗疾病微生物的能力（Bontempo等，2006）。然而，也有研究表明补充甘露聚糖寡糖的酵母培养物对肠形态没有效果（van de Peet-Schwering 等，2007）。

5.3 免疫反应和腹泻 酵母产品的许多有益效果是免疫强化的结果 （Molist等，2014；Kogan和Kocher，2007），并且有研究表明，酵母和酵母产品可刺激免疫系统，酵母细胞壁中的β-D-葡聚糖通过与其受体结合来增强巨噬细胞和嗜中性粒细胞的功能，引起级联细胞因子和增加抗体的产生（Kogan和 Kocher，2007）。饲喂活酵母和精细研磨的活酵母还可增加IgA、IL-2和IL-6的血清浓度（Jiang等，2015）。 酵母中的 α-D-甘露聚糖可能具有抗氧化作用 （Kogan 和 Kocher，2007）。 α-D-甘露聚糖可与许多细菌如大肠杆菌和沙门氏菌上的甘露糖特异性受体结合，从而防止这些病原体黏附到肠腔内的富含甘露糖的糖蛋白上 （Kogan和Kocher，2007）。据报道，补充活酵母可减少产肠毒素大肠杆菌攻毒对猪产生的相关应激，也可减少腹泻比例、腹泻持续时间和大肠杆菌的脱落（Trckova等，2014）。然而，其他研究的结果不太乐观（Weedman 等，2011）。

5.4 生长性能和营养物消化率 酵母产品对猪的生长性能的结果是不一致的，但是已有报道指出，喂养抗生素生长促进剂的猪和饲喂添加酵母的日粮的猪在生长性能，营养物消化率和肠形态是没有差异的，表明酵母产品可能是抗生素生长促进剂的有效替代品（Shen等，2009）。研究也证明了基于酵母补充剂的免疫增强成本对猪生长性能没有负面影响（Molist等，2014）。然而，据报道，酵母培养物对猪的生长性能或干物质、粗蛋白质、酸性洗涤剂纤维和中性洗涤剂纤维的全肠道表观消化率没有影响（Kornegay等，1995）。

总之，酵母产品在猪日粮的效果还没有完全研究清楚，但是酵母产品具有许多积极的效果，并且有一些证据表明基于酵母的产品可部分或完全替代抗生素生长促进剂。酵母细胞的肠健康益处和免疫调节效应是显著的，并且这可能是猪日粮中添加酵母的最大益处。

6 核苷酸

核苷酸是具有相当多结构多样性的普遍存在的分子。其是由戊糖连接的含氮碱基，至少一个磷酸基团连接在戊糖上组成。戊糖可以是核糖核酸（RNA）或2'-脱氧核糖核酸（DNA）的核糖。含氮碱可以是嘌呤或嘧啶。嘧啶碱基由六元环组成并包含尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶。嘌呤碱基具有另外的五元环并且包含腺嘌呤，鸟嘌呤和次黄嘌呤。磷酸基团可以是单磷酸、二磷酸酯或三磷酸基团形式，并且通常与戊糖的C-5'羟基酯化（Rudolph，1994）。当磷酸基团不存在时，该化合物被称为核苷。通过相邻核糖单元的3'和5'位置处的磷酸二酯键连接在一起的核苷酸链称为多核苷酸或核酸。

动物核苷酸通过从头合成途径或补救途径合成，但从头合成需要谷氨酰胺，并且是十分耗能的代谢过程，因为其需要以三磷酸腺苷形式提供能量。补救途径通过使用核苷酸分解代谢产物或来自日粮来源合成核苷酸。

核苷酸除了是核酸（DNA和RNA）的结构单元之外，在体内还具有生理作用，例如作为能量来源，氧化和还原反应中的辅因子，用作生理调节剂，并携带活化的中间体（即，尿苷二磷酸葡萄糖，磷酸胞苷唾液酸和胞苷二磷酸胆碱）和酰基（即辅酶A）。此外，核苷酸可以影响免疫系统的发育，肠道的微生物群和小肠的完整性。

日粮中添加核苷酸与体液和细胞免疫相关，但确切的机制尚未阐明。日粮核苷酸增加可用核苷的储备，进而刺激白细胞产生（Carver和Walker，1995；Kulkarni等，1994）。 因此，在免疫应激期间对核苷酸的需求增加。补充日粮核苷酸可以增加仔猪回肠上皮内淋巴细胞和巨噬细胞的数量（∨S peranda 等，2008；Domeneghini等，2004）， 减少血液淋巴细胞DNA的损伤（Salobir等，2005），在大肠杆菌注射液后2～4小时降低血清中TNF-α和 IL-6 的浓度（Hung，2015），并增加猪血浆和血清中免疫球蛋白A的浓度 （Sauer等，2012；Lee等，2007）。

日粮核苷酸可促进铁在肠道的吸收，影响脂蛋白和长链多不饱和脂肪酸代谢，给肠黏膜和肝提供营养物质，并且减少腹泻的发生率（Schlimme等，2000；Cosgrove，1998）。 添加核苷酸的商业配方奶粉喂养的婴儿粪便中双歧杆菌具有优势，而对照组婴儿粪便菌群则以肠道杆菌为主（Uauy，1994）。这些数据表明，补充核苷酸可对胃肠道中的微生物群产生正面影响，降低胃pH，并阻止病原性细菌物种的增殖（Yu，1998）。与饲喂缺乏核苷酸日粮的猪相比，断奶仔猪饲喂添加了核苷酸的日粮可以提高益生菌的量，降低Cl的浓度（Mateo等，2004）。饲喂补充4%酵母提取物作为核苷酸来源日粮的大肠杆菌感染的猪具有日增重和料肉比，并且降低了腹泻的发生率（Maribo，2003）。然而，还有报道称补充核苷酸对仔猪的小肠和大肠中的微生物群的组成没有影响（Sauer等，2012）。

日粮核苷酸可以增强肠上皮细胞的生长和成熟，如增加黏膜蛋白质、DNA、小肠中较高绒毛的形成、增加麦芽糖酶与乳糖酶比例（Carver，1994；Uauy等，1990）。日粮核苷酸也可以刺激肠细胞分化（Sanderson 和 Youping，1994）。 肠外补充核酸可以增加黏膜湿重、蛋白质和DNA含量、绒毛高度和空肠黏膜紧密连接更窄，证明其可增强黏膜细胞的增殖和功能 （Tsujinaka等，1999；Kishibuchi等，1997）。

添 加 核 苷 酸 （Weaver 和 Kim，2014；Zomborszky-Kovacs等，2000）或富含核苷酸的酵母提取物（Carlson等，2005），都可改善猪生长性能。然而，也有研究结果表明，用核苷酸补充猪日粮对生长性能没有影响 （Waititu，2016； Sauer等，2012；Moore等，2011；∨S peranda等，2008；Lee等，2007；Martinez-Puig 等，2007；Domeneghini等，2004；Di Giancamillo等，2003）。这些补充核苷酸的不一致反应可能与所提供的核苷酸的量和类型以及现有环 境 条 件 差 异 有 关 （Waititu，2016；Hung，2015；Sauer等，2011b；Grimble 和 Westwood，2001）。

7 植物提取物

植物提取物是植物次生代谢产物，可以从植物材料天然获得。他们有两种不同的形式，液体油或固体粉末。大多数油形成的植物提取物是不溶于水的，通常被称为精油。植物提取物由于其潜在的生物学功能，例如抗病毒，抗微生物，抗氧化和抗炎作用，已经大量应用于人类营养和改善人类健康 （Liu 等，2012；Dundar等，2008；Baydar等，2004；S..okmen等，2004）。植物提取物对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌表现出广谱的抗菌活性（Wong 等，2008 ；Dorman 和 Deans，2000；Hammer等，1999）。植物提取物可以由于其疏水性而直接杀死病原体，这使得它们能够渗透到细菌细胞膜和线粒体的脂质中，导致细胞内关键物质的渗漏（Xu 等，2008 ；Burt，2004；Carson 等，2002）。 植物提取物含有高浓度的酚类化合物，具有很强的抗菌 性 能 （Lambert 等 ，2001；Dorman 和 Deans，2000；Farag等，1989）。植物提取物中的活性成分可以扰乱细菌的酶系统，然后降低微生物的毒性（Ankri和 Mirelman，1999）。 植物提取液中的某些生物活性成分可防止细菌的毒力结构形成，如鞭毛是细菌黏附的关键（Burt等，2007）。

植物提取物的抗炎作用已经在体外细胞培养模型中被广泛报道。来自丁香、茶、大蒜、肉桂和其他精油具有潜在的抗炎活性，因为它们可抑制来自脂多糖（LPS）诱导的小鼠巨噬细胞产生TNF-α、IL-1β 和 一 氧 化 氮 （Tung 等 ，2008；Lee 等 ，2005；Lang等，2004）。 Lang等（2004） 报道了大蒜提取物也可以抑制几种肠上皮细胞分泌的趋化因子，例如IL-8、IP-10和MIG，通过将各种循环白细胞募集到炎症组织中来介导炎症反应。还证明了几种植物提取物（香芹酚，辣椒油树脂，肉桂醛，大蒜，丁子香酚，茴香脑和姜黄油树脂）与猪肺泡巨噬细胞的体外抗炎活性，植物提取物可抑制LPS刺激的巨噬细胞中促炎细胞因子 （TNF-α和IL-1β）的产生（Liu 等，2012），这表明这些植物提取物具有抗炎作用。植物提取物的抗炎活性的作用方式尚不清楚，但可能是通过阻断NF-κB激活通路介导 （Choi等，2007；Lee 等，2005；Jobin 等，1999）。研究表明，姜黄素可以阻断细胞因子诱导的 NF-κBDNA 结合活性，RelA 核易位，IκBα 降解，IκB 丝氨酸 32磷酸化和 IκB 激酶活性（Jobin等，1999）。

新生断奶仔猪受多种应激，而易腹泻，这可能对猪的存活产生不利影响 （Moeser和Blikslager，2007）。 Manzanilla 等 （2004） 和 Nofrarías等（2006）发现植物提取物可以改善肠道健康。其报道表明5%（重量/重量）香芹酚、3%肉桂醛、2%辣椒油树脂（牛至，肉桂和墨西哥胡椒）植物提取物混合物标，可使胃内容物和干物质的比例增加。此外，植物提取物可降低回肠微生物总质量，增加乳酸杆菌：肠杆菌的比例。Michiels等（2010）也表明，饲料中添加500 mg/kg的香芹酚和百里香酚可使远端小肠上皮内淋巴细胞的数目减少，绒毛高度与隐窝深度增加。

由于死亡率，发病率，生长性能降低，药物成本增加，大肠杆菌引起的断奶后腹泻往往会导致经济损失 （Fairbrother等，2005，Nagy 和 Fekete，2005）。肠毒性大肠杆菌是在断奶前和断奶后引起腹泻仔猪的最主要致病性大肠杆菌类型（Nagy和Fekete，1999；Hampson，1994）。 使用体内致病性大肠杆菌攻击来测试三种植物提取物（辣椒油树脂，大蒜和姜黄油树脂），以确定单个植物提取物对断奶仔猪的腹泻和肠道健康的影响 （Liu等，2013b）。结果表明，补充单个植物提取物可降低猪腹泻的总频率。补充植物提取物还可改善回肠绒毛高度和上调黏蛋白2（MUC-2）基因的mRNA表达，这表明腹泻比例的减少可能是由于改善了肠屏障功能和完整性（Liu等，2013b）。感染大肠杆菌的猪白细胞、血清促炎细胞因子（TNF-α）和急性期蛋白（触珠蛋白）的数量增加，并使回肠巨噬细胞和嗜中性粒细胞增加。与对照组相比，日粮中添加植物提取物可以降低回肠中的白细胞、中性粒细胞、血清TNFα和结合珠蛋白、部分巨噬细胞和中性粒细胞的数量。这些结果表明，低剂量的植物提取物减少了由大肠杆菌感染引起的全身性和局部炎症。微阵列结果表明，饲喂植物提取物可增强膜的完整性，特别是几个紧密连接的蛋白。植物提取物可下调与抗原加工和呈递以及其他免疫应答相关基因的表达，表明这些植物提取物可减弱由大肠杆菌感染引起的免疫应答 （Liu等，2014）。在对猪呼吸道疾病攻击的断奶猪的饮食中添加辣椒油树脂，大蒜素和姜黄油树脂可以减轻感染的负面影响，这可能是通过降低病毒载量和炎症介质的血清浓度，并且缩短PRRSV感染猪的发热时间（Liu等，2013a）。因此，日粮中添加植物提取物有助于改善断奶仔猪的健康。