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丁酸钠在饲料生产中的应用再认识

2014/12/1 9:59:34 0人评论 3582次浏览 分类:饲料与营养

   受全球范围内金融危机的影响,我国的畜牧产业也受到很大冲击。消费信心下滑,畜产品价格面临下行压力,加之第一季度疾病频发,种苗(鸡苗)价格居高不下等不利因素的影响,养殖业效益降低,导致了部分地区肉禽饲料、水产饲料需求缩减。在这样的大环境下,饲料企业之间的竞争必然加剧,为了不出现亏损和破产现象,企业必须在饲料质量和成本控制上下功夫,提高自己的核心竞争力,争夺更多的客户来保证利润。因此,一些新技术,新原料及新的添加剂必然会引起各位配方师的注意。

  丁酸钠自2003年被农业部列入《饲料添加剂品种目录》中以后,其为肠道快速供能、酸化剂、电解质平衡调节剂、胃肠道微生态平衡调节剂等的作用逐渐得到证实。另外,其较好的诱食、减少腹泻、抑制肠炎等的作用在实践中逐渐被认可。

1.丁酸钠与采食量

 丁酸钠具有酸败奶酪样气味,也被称为脂臭味。很多初次接触丁酸钠的配方师会担心对畜禽采食量会造成影响。其实,恰恰相反,丁酸钠的特征性气味对幼畜具有诱食的作用。因为,乳脂中的锻炼脂肪(SCFA)含量很高,比如奶油中的丁酸含量达3%~4%[1],猪奶干物质中含有超过3.8%的丁酸盐。而幼年动物都有恋母情结,断奶后幼畜对日粮中母源性物质仍然保留依赖性。因此,丁酸钠具有显著的诱食效果,这也是很多诱食剂中都有微量的丁酸钠成份,在仔猪教槽料和反刍动物代乳料中的诱食作用尤为明显。

 国内很多研究表明证实了丁酸钠的诱食效果。安东亚[2]2007)研究表明,饲料中单独添加丁酸钠可显著提高仔猪日采食量5.9%P<0.05)。匈牙利学者Galfi

P.[3]1990)等开展了猪饲喂正丁酸钠日粮的试验。结果表明,试验组日粮提高猪日增重达23.5%,日采食增加了8.9%。意大利学者PivaA[4]2002)对每吨含酸化剂日粮添加0.8公斤丁酸钠作为试验组饲喂断奶仔猪两周,丁酸钠提高日增重达20%P<0.05),提高日采食量达16%P<0.05)。在紧接其后的两周内,实验组日采食量提高达10%,但料肉比减14%,分别为差异显著水平(P<0.05)。

 丁酸钠在实际生产过程中,98%以上含量的产品在禽料中的添加量在300g~500g/吨,由于添加量有限不会有异味的出现。在乳仔猪料中添加量在1000g~1500g/吨,因为乳仔猪料中配方师都会使用相应的香味剂,其实,味道也不明显。但也不排除,由于配方不同和添加量相对较大的情况下,出现稍微明显的味道,可能会引起经销商的抱怨的情况。大部分情况下,经销商是因为不了解情况,怀疑用了低质的肉骨粉或非常规原料等。只要给予正确引导和正面宣传是没有问题的。生产中也会出现影响工人情绪的问题,主要是一些低质滥造的产品会对工人皮肤灼伤。因此,在生产中建议使用正规厂家的合格产品。

2 丁酸钠与肠道健康

 幼龄动物的肠黏膜发育不够完全,外界应激容易造成其肠道功能紊乱,诱发疾病或生产性能下降。因此健康的肠道对幼龄动物维持正常的生产性能和健康状况有至关重要的意义。

2.1 丁酸钠与肠道能量

 随着动物营养理论研究的深入,Jim Groom[5]等(1997)研究表明,由于跨膜转运做功和较高的代谢率,肠黏膜所需能量占整个身体所需能量的20%。目前有研究表明小肠黏膜细胞主要获能方式为氧化谷氨酰胺和葡萄糖,或者短链挥发性脂肪酸直接供能。

 短链挥发性脂肪酸是肠细胞偏爱的能量,极易从肠腔内吸收,无需经过肝胆吸收和复杂的三羧酸循环系统,可以直接为肠上皮细胞提供能量。短链挥发性脂肪酸中由以丁酸的功能效率最高;谷氨酰胺主要代谢为谷氨酸和CO2,在有氧代谢和线粒体功能完好的条件下,谷氨酰胺能进入三羧酸循环,产生A T P供肠上皮细胞利用(Fleming[6]1997);而葡萄糖则代谢成乳酸,丙氨酸和CO2。仔猪小肠黏膜细胞摄取的葡萄糖,大多用于糖原的合成,少量才用于肠黏膜的分解。

 由此可见,肠黏膜细胞的主要能量源是丁酸。如Cumming andMachfarlane[7]1997)研究表明,葡萄糖、酮体和谷氨酰胺等作为呼吸能源时,结肠黏膜上皮首选丁酸。但也有研究显示谷氨酰胺的供能效率比较高。Fleming[6]将空肠细胞分别和谷氨酰胺,葡萄糖,丁酸盐,丙酸盐及乙酸盐放在一起培养发现,空肠细胞对谷氨酰胺的氧化速度最快。

 至于丁酸盐和谷氨酰胺对肠道细胞的供能效率需要进一步研究来确定。但我们可以明确的是在给肠道供能方面丁酸盐和谷氨酰胺都扮演了重要的角色。因此,在配方制作过程中可以根据配方空间选择相应的添加剂提升饲料品质。

2.2 丁酸钠与肠道组织形态

 肠道绒毛长度、宽度及腺窝深度是评价肠道健康的重要标志。突然的换料、冷热应激和疾病等因素容易造成绒毛损伤,损伤的肠绒毛完全恢复可能需要高达40%~50%的可利用能,这些能量不能供应增重和生产所需,导致饲料转化效率降低,生长受阻。丁酸对上皮细胞的发育,不论在体内还是体外,都有最显著的影响[7-8]

 与上文所述丁酸是一种快速分化细胞的能量源,可以通过更新中间细胞而刺激肠绒毛膜的修复,能促进肠绒毛增殖,使猪肠绒毛长度增加达30%,使肠吸收面积增加。Bartholome[9](1990)等在3日龄仔猪进行组织学检验时结果表明,在处理4h时,与对照组相比,丁酸处理组都增加了十二指肠及空场的绒毛高度及表面积。在整个试验期,9mmol&#8226;L-160mmol&#8226;L-1丁酸组都增加了回肠的绒毛高度及表面积。

2.3 丁酸钠与肠道微生态平衡

 丁酸钠作为有机酸盐的一种,与丙酸钙等类似。其在体内的能迅速代谢成短链脂肪酸-丁酸。丁酸钠的类似抗生素的抑菌作用有两个方面的机理:一方面,丁酸钠具有一定的酸化作用,改善胃肠道pH,刺激消化酶的分泌,促进有益菌(如乳酸杆菌)生长繁殖,抑制有害菌(如大肠杆菌和沙门氏菌)滋生;另一方面,丁酸钠的有效成份丁酸进入细菌胞内后分解为丁酸根离子(阴离子)和氢离子( 阳离子),随着胞内氢离子浓度提升,对氢离子耐受性差的细菌如沙门氏杆菌、大肠杆菌和梭状芽孢杆菌等大量消亡,而对氢离子耐受性强的细菌如乳酸杆菌和粪链球菌则存活下来,并且大量繁殖,使整个肠道趋于健康, 动物腹泻减少。

2.4 丁酸钠与肠道炎症

 饲料生产中选择丁酸钠的一个重要原因就是其对肠道炎症的抑制和疗效。关于丁酸钠对于肠道炎症性疾病的人类医学上的研究较多,尤其是对人结肠癌的治疗有大量试验数据。研究表明,丁酸能通过影响白细胞粘附份子的表达而起到抗炎作用。MenzelT[10]等发现丁酸能显著抑制VCAM-1ICAM-1的表达,从而减少了单核细胞度内皮细胞的粘附。丁酸在治疗溃疡性结肠炎中的抗炎作用很有可能就和这个过程相关。另外丁酸减轻局部炎症的作用还能通过抑制NF-kB(核因子kB)的作用来实现。因为,NF-kB的活化是内皮细胞活化及炎症反应中重要的细胞信号转导过程。另外,研究表明,丁酸不仅能阻止IL-8的分泌,而且可阻止许多其他的炎症反应,说明丁酸可作为肠道的抗炎因子。丁酸钠这些作用有利于结肠炎的愈合,减少细菌或食物抗原跨粘膜迁移,减轻腹泻。

 关于丁酸钠抑制肠炎的作用在动物实验和实际生产中也得到了证实。实际生产中丁酸钠具有与恩拉丁相类似的减少稀粪、促进生长和提高饲料转化效率的作用。郭小华等(2005)研究表明,仔猪日粮中添加丁酸钠比添加60ppm盐霉素更能提高营养物质的表观消化力。

3. 丁酸钠与腹泻

 丁酸钠对于减少仔猪腹泻及减少家禽稀粪方面的机理,从丁酸钠对肠道能量的快速供应,维护肠道组织学正常形态,维护正常微生态菌群和抑制肠道炎症方面都有明显体现。但除了那些作用外,丁酸钠还有独特的减少腹泻和稀粪的作用。

 结肠对纳的主动吸收是健康机体贮存水分所必需的,并且在由于体液过度流失而造成的病理状态方面变得非常重要。研究表明短链挥发性脂肪酸盐(SCFAs)可有效刺激结肠中纳和水的吸收[11-12],其中丁酸是最有效的[13]Vidyasagar[14](2002)报道在有或没有基本Na+-H+交换的情况下,丁酸都会刺激结肠上皮对Na+的吸收,而且丁酸抑制由cAMP诱导的CL-的分泌。大肠中水和Na+能显著降低腹泻和稀粪的发生。安亚东[2]等(2007)研究显示,日粮添加丁酸钠后能显著降低仔猪腹泻达32.5%

4. 结语

 丁酸钠作为一种新型饲料添加剂在国外和中国台湾的饲料中使用已经非常普遍。前些年丁酸钠被推广厂家定 

 义成防治仔猪腹泻的添加剂。因为,丁酸钠作为新型饲料添加剂在前期推广中价格昂贵,而且当时在肉禽的研究相对较少,使用量借鉴仔猪上的研究较多。因此,在肉禽饲料中添加成本就很难接受。因此,在广大配方师眼中丁酸钠只适合在乳仔猪料中使用。但是,随着研究的深入和丁酸钠工业化水平的提高以及实践证明其不仅对只对仔猪腹泻有效果,在肉禽、蛋禽及一些特种动物上都有很好效果,而且添加量不需要那么高,成本到了可以接受的程度。又因为其在抑制肠道炎症、减少腹泻,提高饲料利用率及促进生长方面展现出比抗生素更优的效果,丁酸钠正逐渐被越来越多的配方师所接受。丁酸钠作为一种绿色饲料添加剂在今后的饲料工业中必定因其安全性、高效性和廉价性得到广泛应用。

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