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ASAS动物营养研讨会

ASAS发展历史及其发展方向
Meghan Wulster-Radcliffe    ASAS执行总裁
美国动物科学学会成立于1908年,最初是由13个州的动物营养师于7月28日在康奈尔大学建立,正式成立于11月26日,会员人数为33名。成立初主要的目标是改善动物营养研究,促进更好的饲养研究,增加科研人员之间的交流和互动,这也是现在ASAS愿景的基础。在1909年我们建立的学会期刊,发表了第一篇学术论文,会员发展到100名。随后学术期刊从一年一期发展到每月一期。到2018年ASAS已经成为了一个国际性的机构,有着6000+的来自于世界各地的会员,涵盖从学生到退休人员。
ASAS的愿景是致力倡导和促进有关人类健康幸福的动物科学知识发现、共享及应用。包括以下几个方面:1)动物对人类生命和健康是至关重要的;2)动物福利和管理依照诚信和职业道德的最高标准来执行 3)研究和科学信息以公开、透明和动态的方式进行交流;4)动物科学家、教育工作者和生产者的职业发展对学会和畜牧业的发展至关重要;5)动物科学和动物源性食品的生产必须不断发展以满足社会的需要和价值。现在每年有5场分部会议,每年还在美国外举办1-2场会议,每年与其它协会(如EAAP、AAPA、CSAS等)交换25个演讲者做报告。除此之外我们还评选优秀奖项,为下至学生,上至退休科学家提供超过12.5万美元的奖金。现在ASAS总计有3份出版物,Journal of Animal Science是世界上动物科学领域最具知名度的学术期刊之一。Animal Frontier是季刊,每期都有一个热门话题,邀请世界范围内顶尖的专家教授对此主题进行不同角度的阐述。Translational animal science于两年前开始出版,想要达到两个目的,一是将应用型的研究发表,以期有助于饲料和养殖行业的发展,二是促进原发性的研究。
从2008年开始ASAS有着一个重大的改变,从服务于会员转变至服务于社会。我们举办了一系列的活动,出版一些杂志,计划从小开始培养孩子对动物科学的认识和兴趣。此外我们还加强学界、产业界与消费者的沟通,在沟通过程中,应该确保消费者能明白我们所做的内容,应该学习许多英雄类电影中的表述,有一个英雄,他遇到了一个难题,最终他通过一系列方案和行动解决了这个难题。通过将科学研究分为以上三个部分,就能使大众更加容易理解。
ASAS号召大家一起行动,通过发表文章、参加大型和小型国际会议、交换讲师、学生等促进国际交流。

美国养猪生产的创新
Todd Armstrong博士   ASAS主席
本课题给大家介绍了美国过去50年间在养猪生产方面的变化和改进。首先我们可以看到从1977年开始到现在,美国猪的平均屠宰体重有着显著的增加,而且这种趋势仍在继续,在饲喂更重的猪、屠宰更重的猪需要有饲料效率和屠宰效率的双重提升。除了屠宰重的增加,过去十年间,美国窝产仔数也有显著的提高。所以尽管美国种猪存栏在过去20年持续下降,但是生猪总存栏却在不断的提高。并且美国生猪的养殖场数量却在过去30年间不断下降,从32万家下降至约6.8万家。这种现象可能的一个解释是养殖的规模越来越大,养殖效率不断提高,不仅仅是养猪业,养禽业、奶业也是如此。这也可以从养殖规模企业占总存栏量的数据看出:在2012年,美国规模前9%的养殖企业占美国总存栏量的87.4%。
所以我们可以看到最近50年美国的养殖有着巨大的变化,是什么因素导致的呢?其最关键影响因素如下:
1)  营养与管理方面,包括分阶段饲喂、分性别饲喂、使用合成氨基酸和酶制剂、日粮养分平衡、饲料加工方式(颗粒料或粉料)、饲养设备改进(料槽设计及饮水器类型)、精准营养模式、饲料添加剂。营养指标计算改变的3个点:从总能到净能,从总磷到可消化磷,从粗蛋白到标准可消化氨基酸。
2)  除营养之外,人工授精也是非常关键的,它可以加快遗传进展,降低疾病风险,提高生产效率。
3)  遗传改进,在过去50年种猪数量减少39%,但是出栏生猪数增加了29%,每年每头母猪出栏胴体重增加了一倍,饲料效率提高了33%。养猪业单位猪肉产量对饲料、土地、水的需求分别降低了34%、78%、41%,而二氧化碳、粪污的产量降低了44%和35%。遗传改良也从目视评估一步一步走向了系谱关系、性能数据、性状遗传价值、基因标记。
4)  生物安全,全进全出、转移隔离、空气过滤、核心种群隔离、饲料安全、卡车消毒、工人淋浴等。
5)  抗生素、疫苗
总之,美国的养猪生产效率越来越高,这是由于饲养管理、营养、遗传、繁殖等多方面创新的结果,并提高了养猪业盈利率,并降低了对资源的需要。

0.20% L -谷氨酰胺替代饲粮中的抗生素在不同季节断奶和运输后对猪的健康和生产力的影响
Alan W. Duttlinger  普渡大学博士研究生
众所周知,断奶期间的将仔猪从分娩舍转移到保育舍可以显著影响仔猪健康和生长。在这个过程中有许多的应激源,包括母猪分离、日粮的改变、病原菌侵袭、环境温度的变化等等。这会导致仔猪生长性能的下降,肠道功能的紊乱,进一步提高死亡率和淘汰率。在众多的解决方案中日粮抗生素是非常重要的一种,可以减少病原体应激。因此移除日粮抗生素不仅会降低生产性能还会使动物福利降低。在替代抗生素中,L-谷氨酰胺是长细胞和淋巴细胞的主要来源,前阶段的研究发现日粮中添加0.2%可以提高采食量和日增重。所以本试验的目的在于研究不同季节情况下谷氨酰胺的使用效果。
本试验使用480头杂交断奶仔猪,断奶日龄18.4天,初始重为5.6kg左右,分别在夏季(16年7月)和春季(17年4月)进行运输,运输过程中限制采食和饮水,运输过程中每10分钟测量腹腔体温。运输后正对照组使用金霉素(441ppm)和泰妙菌素(38.6ppm)处理,负对照组无抗生素添加,谷氨酰胺组在前14天日粮中添加0.2%,后20天饲喂负对照组日粮。每周测量体重和采食量。
试验结果表明春季运输期间仔猪体温要低于夏季运输,并且夏季运输后段提问上升比较明显。春季断奶仔猪肉料比较夏季断奶仔猪高4.3%(试验全期)和7.9%(试验第15至34天)。与负对照组相比,正对照组和谷氨酰胺组的日增重显著提高14.9%(试验第1-14天)。采食量的试验结果与日增重的趋势基本一致。0.2%谷氨酰胺可以显著提高日粮饲料效率。谷氨酰胺组可以降低第13天血液中的肿瘤坏死因子水平38.5%,并与正对照组无显著差异。试验日粮处理对第13天和33天血液中皮质醇含量没有显著影响。谷氨酰胺组第33天绒毛高度:隐窝深度显著高于负对照组,这也说明了谷氨酰胺对肠道生长的促进作用。
总之,移除日粮抗生素会对仔猪的健康和生长产生负面影响,补充0.2%谷氨酰胺可以改善这种影响,日粮中添加0.2%谷氨酰胺可以降低抗生素使用成本18%。

猪肉产品中可消化必需氨基酸评分
Hannah Bailey  伊利诺伊大学博士研究生
2013年美国食品农业局将可消化必需氨基酸评分(DIAAS)作为蛋白质评分的最终标准。正如Armstrong博士演讲中提到的一样,人和猪需要的是氨基酸而不是蛋白质。并且生长猪是评估蛋白质量的更好的动物模型,然后才是小鼠。通过可消化必需氨基酸评分可以将高质量蛋白和低质量蛋白区别开来。
DIAAS的测定需要在猪上安装T型瘘管。安装后猪可以正常的进行大部分活动。我们通过收集瘘管流出的食糜来检测、计算DIAAS。通过氨基酸的SID和原料中氨基酸含量,计算可消化氨基酸与参考蛋白的氨基酸比例,各种氨基酸比例中,分数最低的必需氨基酸就是蛋白的DIAAS。DIAAS分数超过100表明蛋白质量非常优秀,得分在75-99之间的说明蛋白质量良好,得分低于75的说明蛋白质量不平衡。
前人研究了不同谷物原料、植物蛋白、乳蛋白的DIAAS。在植物蛋白中DIAAS最高的为燕麦(77),然后依次为大米、大麦、玉米、黑麦、小麦、高粱,他们的限制性氨基酸均为赖氨酸。对于6月至3岁儿童来说,大豆粉的蛋白质量最高(89),然后依次为大豆分离蛋白、豌豆浓缩蛋白、小麦,豆类蛋白的限制性氨基酸为含硫氨基酸;对于青少年和成年人来说,大豆粉、大豆分离蛋白、豌豆浓缩蛋白、小麦的蛋白质评分分别为105、98、73、54。对于6月至3岁儿童来说,浓缩乳蛋白、乳清浓缩蛋白、乳清分离蛋白、脱脂奶粉的评分均超过100,是非常优秀的蛋白来源。
猪肉是世界上消费最为广泛的肉类,所以本试验研究了猪肉加工后的氨基酸评分。试验表明未加工猪肉的氨基酸评分为78,而经过烧烤、煎炸后评分提高至100以上,他们的 限制性氨基酸为组氨酸和亮氨酸。在第二个试验中我们研究了不同部位猪肉(包括腹肌肉、去骨鲜腿肉、腰肉)不同加工方式的氨基酸评分,研究发现不同的加工方式对氨基酸评分的影响程度有所差异,限制性氨基酸为缬氨酸和色氨酸。
可消化氨基酸评分可以使不同质量的蛋白进行互补。比如说大米的赖氨酸缺乏,含硫氨基酸较高,而豌豆浓缩蛋白正好相反,可以通过这两种蛋白的互补来提高日粮蛋白的营养价值。另一个案例是火腿和小麦,也可以通过互补来提高日粮蛋白质量。
总之动物蛋白可以补充低质量蛋白的不足;此外,猪是研究人类氨基酸营养的重要明星;加工和中等程度的烹饪可以提高氨基酸评分。

肠毒素大肠杆菌通过磷酸化ERK-PPAR通路破坏FATP4依赖型长链脂肪酸摄取
李智  浙江大学博士研究生
肠毒素大肠杆菌(ETEC)对人类和猪的健康构成了严重的威胁。因此我们研究ETEC引发腹泻的内在机理,以及对断奶动物影响巨大的原因。ETEC通过两种机制引发腹泻,一是通过定位、粘附、释放毒素引发离子扩散紊乱,此外它还可以干扰肠道上皮细胞紧密连接蛋白引发腹泻。我们认为断奶期营养摄入的不足是仔猪易受大肠杆菌的攻击。研究表明断奶后一周内仔猪净能摄入降低30-40%,并且断奶对脂肪酸的摄入影响尤其严重,棕榈酸、油酸和亚油酸等的摄入量减少了70%。在人类营养研究中,我们发现了一篇非常有意思的综述,研究表明斯里兰卡城区婴儿的腹泻呕吐发病率尽然高于乡村地区婴儿,在婴儿饮食结构中我们发现乡村地区更多比例的婴儿摄入了鲱鱼、肉、油、椰子油、人造奶油等富含脂肪酸的物质。所以我们认为断奶期间脂肪摄入的不足会无法保证免疫功能的正常进行,导致动物更容易受ETEC的攻击,而ETEC的攻击会进一步导致脂肪酸摄入的下降。
试验研究表明ETEC攻毒导致了仔猪的腹泻,提高了血清中乳酸含量。血清中脂肪酸含量显著下降的有棕榈酸、油酸、花生三烯酸、二十二碳六烯酸,说明ETEC攻毒对长链脂肪酸摄取的影响更加显著,对中短链脂肪酸影响不大。进一步的体外组织培养试验发现ETEC能够干扰长链脂肪酸的吸收和甘油三酯的再合成。试验研究揭示,在断奶仔猪日粮中添加中链脂肪酸可以缓解仔猪脂肪酸摄入的不足。

25(OH)D3对猪流行性腹泻病毒攻毒仔猪生长性能、肠道结构和免疫功能的影响
杨继文 四川农业大学博士研究生
在河南、四川等十多个省份的研究表明,腹泻仔猪样品中PEDV的阳性率最高,可达88%以上。因此我们认为猪流行性腹泻病毒是导致仔猪腹泻的主要原因。通过营养免疫的手段可以抑制病毒的复制,仔猪的感染症状。在人上的研究发现,维生素D3可以明显抑制登革热病毒的复制。此外在夏季紫外线较高的情况下呼吸道感染比例显著下降。维生素D3还能抑制HIV病毒的复制。原有的研究主要集中于钙磷的吸收,但是其免疫调节功能越来越受到关注。因此本试验认为VD3通过抑制PEDV的复制,减低仔猪腹泻症状。
试验处理为VD3添加量为5.5、43、80.5、118、155.5 ug/kg,饲喂21天。在第21天,对仔猪进行PEDV攻毒,观察至第26天。试验结果表明随着添加量的增加,第1-21天料肉比有着明显的降低。在第1-26天,PEDV攻毒显著降低日增重和采食量。随添加量的增加,血清中VD3的浓度线性提高,仔猪腹泻率和腹泻指数都有明显线性下降。PEDV攻毒显著降低了绒毛高度,增加隐窝深度,但随着VD3的浓度提高,对绒毛的修复具有线性作用。 这个实验结果表明PEDV攻毒导致断奶仔猪肠道结构受损,通透性增加,而添加高剂量VD3能有有效缓解肠道损伤。进一步的研究发现高剂量VD3可以降低PEDV的拷贝数,降低病毒蛋白的表达。所以VD3可以抑制PEDV诱导的仔猪腹泻并维持肠道结构功能的完整。

动物营养理论与技术创新问题思考
陈代文 四川农业大学副校长
动物营养学从18世纪中叶开始发展至今取得了重大的成就,使我们基本了解动物的必需营养素及其消化代谢机理,并促进了饲料工业和养殖业的迅猛发展。但是仍然存在这很多的不足,比如说太过关注单个营养素的作用,只关心投入和产出,忽略了肠道微生物的作用,营养研究的前提处于静态且太过理想化(营养素可加性,营养素作用相互独立,以及营养素理想模式的存在),进而导致了现如今依然存在以下问题:同样指标不同原料的配方效果差异巨大,饲料利用效率的低下,日粮配方不够精准,迫切需要理论上(动物营养系统生物学)和技术上(精准营养技术)的突破
实际上现实条件下动物营养学需要解决的问题远不止于此。在宏观层面,动物营养学需要提高产业链的生产效率,以及推翻传统的以始至终的研究方法(通过试验处理研究其试验结果),转变为以终为始的研究思路(以人类需求为目标,研究解决办法和方案),才能达到我们想要的目的。从微观角度来说,需要解决的问题就更多了。其中最大的问题为养分、微生物、动物机体的作用以及三者之间的互作。微生物对肠道结构、免疫功能、营养利用均产生影响,然而其对动物营养的影响幅度还需要继续研究。营养对微生物、机体免疫功能也有显著影响,但是如何通过营养来调控微生物组成、机体免疫还处于初步阶段。所以营养、机体、微生物需做整体考虑。因此我们说的时空一体,不仅包括母子的时间一体,还包括了饲料、动物、微生物的空间一体化。除此之外,还需要研究饲料利用机制,控制最适pH、温度、代谢达到利用效率的最大化。在研究过程中,需要开发新型的研究方法,比如说基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学。传统的研究方法(消化、代谢、平衡、周转)仅仅评价投入与产出,局限较大。
最后陈代文教授指出动物营养学的最终目的是解决现在供给与需求的不平衡,基本思路是弄清饲料和确保供需平衡、改造营养源和完善数据库、从“肠”计议和实现健康高效。具体包括:1)营养源的改造应当进一步加强生物处理方式的研究,传统的物理化学、高温高压的处理方式并不能达到最终目标。2)在营养价值和营养需要方面,需要进一步开发代谢标志物,逐步舍弃传统的投入产出指标。3)传统的营养需要模型仅仅是指营养素的氨基酸平衡,需进一步研究各营养素、营养源及添加物和水平剂量营养结构的系统平衡。4)配制全价与全局饲料。全价饲料是指营养结构平衡、同时满足动物和微生物需求、保障动物健康和发挥生产潜力的饲料;全局饲料是指生产全程各饲料之间的系统平衡,包括若干全价饲料。5)使用流体(发酵)饲料。通过流体饲料增加采食量、提高消化率、降低腹泻、降低舍氨浓度;通过发酵饲料改造饲料化学结构,产生生物活性物质;用以提高其综合潜力。展望未来,通过设想的未来饲料工业主流工艺(营养源改造/创制、微生物和酶制剂的发酵或酶解、添加剂和活性物质的调制、液体饲喂)使动物生产性能做到100-120日龄100kg体重、料肉比1.3-1.5、1头母猪终身生产优质瘦肉10吨、粪污排放降低90%、排泄物无污染、猪肉品质安全健康营养美味。

我作为美国动物科学学会(ASAS)会员的经历
伍国耀教授  德克萨斯农工大学杰出教授
今天想和大家分享我为什么加入ASAS学会,以及学会对我有什么帮助。ASAS推进全球动物生物学和畜牧业的发展,作为动物科学工作者,我们有责任为改善人类生长和健康生产高质量的动物蛋白(包括牛奶,肉和蛋)。
我91年去美国得克萨斯州农工大学读书,那时候不认识人,92年加入ASAS会员,参加学会的年会,慢慢的认识了更多的人。我是在ASAS里成长起来的。
ASAS会员有很多的好处,可以通过国际性、国家的专业会议,建立自己的社交网络。我在ASAS会议上遇到的许多科学家已经成为了朋友和合作者。并且加入ASAS对科研和教学都非常重要,因为没有人会了解所有的知识。可以在JAS上发表文章,阅读量和引用量非常多。JAS是非常好的期刊。加入会员后还能获得ASAS奖励,比如说我在2004年获得了ASAS颁发的动物营养研究最高奖,这对于职业发展非常重要。此外ASAS有专人收集全球动物科学研究的最新进展发表出来,这样我们可以随时了解最新的情况。所以我希望大家都能加入这个团队。
改革开放40年来中国的畜牧业取得了显著的进步,猪、家禽、牛羊的养殖量均超过美国。中国畜牧业的发展使全国对谷物的消耗减少了43.1%,对动物产品的消耗增加了122%。1990年中国小孩生长受阻的占三分之一,到现在只有9%,动物生产的重要性不言而喻。全球来看,动物生产的效率仍然很低,肉鸡、蛋鸡的生产效率只有33.3%和31.3%,猪、奶牛、肉牛的生产效率甚至只有23.3%、17.9%、12.1%,仍然还有巨大的进步空间。所以我们的工作非常重要。在这种背景下,行业的进步也给我们提供了很好的机会。需要我们解决繁殖、生产过程中的许多难题,维持全球动物行业的可持续发展。ASAS可以帮助我们实现这一目标,在动物科学职业生涯中成长。

木聚糖酶水解产物对细胞增殖及肠道上皮细胞的作用机制
董涛  华南农业大学 博士生
小麦中含有大量的木聚糖,会增加食糜粘性,阻碍消化吸收,并导致有害菌过度增殖,损害肠道健康。木聚糖酶可以破坏植物细胞壁,提高养分利用率,降低食糜粘度,改善肠道菌群健康。并且其酶解产物低聚木糖在肠道中可以发挥益生作用。本试验研究不同来源木聚糖酶解产物的不同,以及其对细菌的作用效果差异,并探究其机理。
试验选用米曲霉或重组毕赤酵母来源的木聚糖酶,以及两者的不同比例。结果表明木聚糖酶可以显著降低小麦液粘度,并且不同来源的酶对粘度的影响也有差异,其中米曲霉来源的效果最好。水解产物中木二糖和木三糖的含量最高,可达85%以上。水解产物可以显著降低大肠杆菌的粘附作用,但各处理组之间没有显著差异。不同聚合度的低聚木糖抑制沙门石军的粘附效果有差异,以木糖最佳;低聚木糖下调炎症相关基因TNF-α、IL-6、IL-8 和P65的基因表达,木三糖效果最显著。此外不同聚合度的低聚木糖影响沙门氏菌的增殖,木糖的效果最佳;不同聚合度的低聚木糖均能降低沙门氏菌对肠道上皮细胞的黏附与侵袭。

成肪分化和脂肪代谢对母猪胎盘发育的影响与机制研究
杨阳  华中农业大学 博士生
母猪繁殖周期是一个整体,各阶段相互联系相互影响。妊娠阶段低采食量是哺乳期高采食量的保证。背膘是妊娠期繁殖性能的指标。母猪繁殖性能的的研究重点在胎盘,胎盘是妊娠期母体与胎儿的唯一联系场所。所以,母猪妊娠期背膘过厚是否增加胎盘脂质异位沉积,引起胎盘功能障碍,继而影响胎儿发育?
我们收集了846头母猪妊娠第109天的背膘厚度,研究其对繁殖性能的影响。试验结果发现适中的背膘厚可以提高仔猪初生重、断奶重和胎盘效率,并且胎盘中血管的密度、血管内皮生长因子的含量也较高。过高的背膘厚会增加弱仔猪比例。随着背膘厚的增加,母猪血浆中、脐带血和胎盘中高密度脂蛋白和游离脂肪酸的含量线性增加。母猪背膘过厚时,胎盘去甲基化酶FTO降低,胎盘 RNA m6A修饰水平显著升高,使胎盘发育、血管生成、脂质代谢相关基因显著下调,从而导致胎盘血管密度显著降低,是肥胖母猪弱仔增加的重要机制。试验进一步鉴定了KLF13、BCL6、E4BP4等一系列参与调控成脂分化的关键转录因子,丰富了转录调控网路,可以作为调控母猪背膘厚度的分子靶标。

不同纤维原料的发酵特性及其在断奶仔猪上的应用
赵金标  中国农业大学博士生
膳食纤维、肠道微生物和短链脂肪酸三者的关系受到了大家的广泛关注。膳食纤维有四大特征,它是来源于食物原料,不能被自身内源酶所消化,具有益生作用的碳水化合物。纤维的分类也有很多种,随着检测技术的进步,从粗纤维体系,到中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维,到现在人类营养学中提出的可溶性纤维和不可溶纤维,还有非淀粉多糖和木质素体系,总共四种。纤维主要来源于谷物或豆类加工副产品,以及其它的比如甜菜渣、柑橘皮渣等。纤维进入肠道被微生物分解产生短链脂肪酸,丁酸主要给肠道上皮细胞功能,乙酸和丙酸主要进入肝脏进行代谢,它们和乳酸都还可以作为信号分子起作用。在《细胞》杂志上发表的文章表明日粮纤维可以促进肠道粘膜屏障功能。在《科学》期刊上发表的文章表明日粮纤维可以选择性的改变肠道菌群,进而改善二型糖尿病。综合这些研究成果,我们发现日粮纤维具有重要的营养和免疫功能。
本试验研究了日粮中常用的11中纤维原料,从常规分析指标中选择玉米皮、麦麸、大豆皮、甜菜渣和燕麦麸这5中有代表性的原料进行下一步分析。甜菜渣和燕麦麸的可溶性纤维含量比较高,玉米皮和麦麸不可溶纤维含量比较高,大豆皮既有较高的可溶纤维,也有较高的不可溶纤维。从体外的发酵试验结果可以看到,麦麸和燕麦麸这两种原料发酵液pH下降速度远高于其他原料,这表明短链脂肪酸的生成速度较快。从发酵产生的短链脂肪酸组成来看,乳酸、丙酸和丁酸的浓度是比较低的,而且有一个先升高后降低的趋势,这表明产生到一定程度后,它们会被微生物所利用。
体内的试验结果表明,纤维原料在肠道发酵能力来说,大豆皮>甜菜渣>燕麦麸=麦麸=玉米皮,表明原料在小肠中的预处理对原料的发酵性能有显著影响。从纤维组分上来说,食糜中的乙酸和丙酸含量主要和酸性洗涤纤维和纤维素呈正相关,而总酸与不可溶纤维正相关但与木质素负相关,粪中乙酸、丙酸、丁酸和总短链脂肪酸主要和酸性洗涤纤维、纤维素以及不可溶纤维正相关。动物生长试验结果表明,断奶仔猪日粮中5%麦麸或玉米皮改善仔猪的生长性能。

菌酶协同发酵复合饲料最新工艺,理化特性及对猪营养价值评定的研究
王成  浙江大学 博士生
常见玉米豆粕型日粮中存在多种的抗营养因子,对仔猪的生产性能造成负面影响。消除抗营养因子的方法有高温高压及酸碱处理,但是会降低日粮的营养价值。微生物的处理方法可以减少抗营养因子,并且反应条件温和、处理成本低、环境友好,因此是值得大力发展和推广的。
我们通过筛选益生菌,通过最新发酵工艺,生产出具有多种益生菌和代谢产物的新型发酵复合饲料,提高其营养价值。从食品中分离得到的153株益生菌(枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌),通过抗原蛋白、木质素、植酸的平板初筛得到15株对抗营养因子有较好降解作用的益生菌,通过发酵复筛得到对抗营养因子降解最好的一株枯草芽孢杆菌,它对抗原蛋白、中性洗涤纤维、植酸的降解率分别为89%、25%和32%。发酵后粘度变高、感官性状降低、Ph较高。所以筛选了另一株粪肠球菌,高效产乳酸。进一步研究发现菌酶协同发酵可以再次降低中性洗涤纤维含量、抗营养因子含量,增加小肽含量。
通过菌酶协同发酵之后,日粮中粗蛋白和小肽含量显著升高,中洗纤维、棉子糖、水苏糖、植酸含量显著下降,粗蛋白、干物质、NDF的体外消化率有明显提升。从扫描电镜的结果来看,发酵前豆粕具有光滑的表面,经过发酵之后,豆粕表面出现很多空隙,结构得到破坏。同样的玉米中的淀粉显著减少,淀粉结构也有变化。近红外扫描结果发现,日粮中的纤维、多糖有降解,小分子蛋白含量增加。动物体内试验结果与体外实验结果比较一致,此外发现发酵后日粮中磷的消化率显著提高,日增重和采食量分别提高7.99%和6.39%,结肠乳酸菌数量显著提高。在哺乳母猪试验中,发酵复合饲料可以显著提高母猪采食量,降低背膘损失和断奶发情间隔,增加产奶量和乳中IgA含量,以及提高仔猪断奶重。

有机酸和精油对断奶仔猪生长性能和肠道完整性的影响
龙沈飞  中国农业大学 博士生
仔猪断奶是生产过程中的重要阶段,常常在第14-28日龄发生。在断奶时,受到采食固体饲料、应激、日粮抗原、环境病原菌的刺激,导致消化酶活性下降、绒毛微缩、吸收不良,最终导致仔猪生长性能下降。
上午Armstrong博士也提到早在1930年代就有在饲料中添加抗生素。它可以促进猪的生长,提高饲料转化效率,最重要的是降低发病率和死亡率。现在禁用抗生素非常热门。常用替代抗生素的主要产品有:植物精油和有机酸、益生素、酶制剂、短链脂肪酸等。植物精油的主要种类有百里香酚、香芹酚、肉桂醛和牛至等等,作用机理是其中的酚羟基具有很强的抗氧化作用,并且具有一定的疏水性可以直接进入细菌细胞膜,干扰细菌的正常功能,导致细菌的死亡。有机酸能迅速降低肠道pH,进入细菌也能杀死细菌。这是两种主要的替代品,所以我们研究了两种添加剂复合的效果。
我们选用了两种复合有机酸,第一种主要成分为甲酸,还含有一定量的乙酸、丙酸和中链脂肪酸,第二种主要为中链脂肪酸,短链脂肪酸中丁酸较多。动物实验结果表明第二种有机酸可有显著提高仔猪日增重,降低料肉比和腹泻率。这可能是由于它能显著降低粪便中大肠杆菌和总菌含量,增加短链脂肪酸含量。对营养物质消化率的检测,发现第二种有机酸能提高仔猪对总碳水化合物、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和总磷的消化率。此外有机酸还能提高血液中免疫球蛋白和生长激素水平,降低过氧化氢和羟自由基水平,这也说明其可以降低仔猪的氧化应激。
第二部分的试验研究了有机酸和精油复合的作用效果。试验结果表明有机酸和精油可通过增加营养物质消化率和消化酶活性,提高断奶仔猪生长性能。在肠道健康和生长性能方面,可以复合使用替代抗生素。第三个试验研究发现与5 g/kg 常规游离酸化剂相比,1 g/kg 微囊有机酸和精油的复合物缓解断奶仔猪ETEC F4 (K88)+ 攻毒反应,提高其生长性能的效果更佳。2 g/kg 微囊有机酸和精油的复合物可显著提高仔猪的免疫功能和肠道紧密连接蛋白的表达量。

猪β-defensin 114在调节肠道炎症和屏障功能上的作用
苏国旗  四川农业大学博士生
防御素的传统研究方向主要集中在克隆、表达、抗菌活性。最近抗生素的替代非常热门,那么防御素是什么?防御素是免疫系统中最原始的组成部分,具有6大生物学功能:抗菌、趋化性、促炎抗炎、细胞分化、适应性免疫、伤口愈合。四川农业大学在这方面有一些研究,防御素在不同品种间表达有差异,同一品种不同组织间也有差异。另外研究表明一些营养素如精氨酸、锌、维生素A可以促进防御素的表达。因此本试验研究不同品种猪的防御素表达是否有差异?病原菌的刺激是否改变防御素的表达,它的表达受那些因素调控?防御素在动物体内有哪些功能?
试验结果表明防御素114不管是藏猪还是杜长大杂交猪都有表达,并且在肠道组织中的表达都较高。藏猪的防御素在空肠、结肠和肺中的表达都显著高于杜长大猪。大肠杆菌K88攻毒可以诱导杜长大十二指肠、空肠、回肠防御素114的表达提高。第二个实验研究了防御素114的调控因子,发现转录因子RELA、JUN、FOS可以促进防御素的表达,其中RELA的效果最强,组合使用RELA和JUN可以进一步促进防御素的表达。第三个试验研究了注射重组防御素114对小鼠生长性能和生理生化指标的影响。首先注射防御素不会影响小鼠的生长性能。由丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、血清尿素氮和肌酐指标可以看出,防御素的注射可以减轻脂多糖对小鼠肝脏和肾脏的损伤。此外防御素处理还可以提高血液中IgM和IgG含量。总之防御素可以提高小鼠免疫力,降低免疫应激的危害,改善肠道健康。

酶制剂在降低动物免疫应激及代谢消耗中的作用
冯定远  华南农业大学教授
酶制剂受到了大家的广泛关注,从动物营养角度来看它有七大功能:营养利用功能、肠道健康、生理调控、免疫调控、脱毒解毒、抑菌杀菌、抗氧化等。营养利用功能是酶制剂最基础和最先被认识到的,其被广泛认识的是消化功能,是通过补充消化酶和消除抗营养因子而实现。肠道健康功能在其替抗、降抗方面具有重要的作用。中国农大的计成教授等人发现有些酶对霉菌毒素有脱毒作用,为什么反刍动物对霉菌毒素不敏感,就是因为其中的酶在作用。溶菌酶、葡萄糖氧化酶等都具有抑菌杀菌过程,现在发现果胶酶可以抑制大肠杆菌的繁殖。
我们使用酶制剂最重要的功能还是挖掘饲料的潜力,提高营养利用的作用,比如说蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶。原来我们认为单胃动物不需要补充蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,但是在现有阶段、养殖密度、养殖应激情况下,添加这些酶也能促进动物的生长表现。在外源酶制剂与内源分泌酶制剂的关系上,冯教授讲到非淀粉多糖酶通常可以促进内源酶的分泌,而适量的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶也会促进内源酶的分泌,但是过量的添加还是会对内源酶的生成产生抑制,所以适量最重要。
酶制剂可以降低动物对营养的代谢,这是通过消除抗营养因子、消除免疫应激而实现的。饲料中有两类免疫原性成分,一是蛋白类,如抗原蛋白、植物凝集素;而是聚糖类,典型的是β-甘露聚糖。抗原蛋白是具有刺激免疫系统产生过敏反应的因子,直到小肠绒毛萎缩脱落,仔猪腹泻。相对来说发酵和酶解是降解抗原蛋白的比较好的方式。幼龄哺乳动物的过敏性反应更加严重。蛋白酶处理大豆或豆粕可以降低蛋白类抗营养因子的含量。
最近几年引起关注的是β-半乳甘露聚糖,它是一种六碳的聚糖。一般的甘露聚糖不会造成免疫反应,但是其中的一种-β-半乳甘露聚糖可以引起像大肠杆菌、沙门氏菌类的免疫反应。所以水溶性的β-半乳甘露聚糖是一种抗原。动物受体(PRR)和甘露聚糖(具有抗原活性)结合引起免疫应激。瓜尔胶含有丰富的β-半乳甘露聚糖,豆粕也含有一定的β-半乳甘露聚糖。试验结果表明瓜尔胶引起肠系膜淋巴结IgA、IgG、IgM显著提高。β-甘露聚糖酶水解后β-半乳甘露聚糖可以消除这种负面影响。豆粕中的甘露聚糖也能引起相应的后果。酶制剂的降低营养代谢功能是通过降低免疫代谢(免疫反应)而实现的。免疫系统活化导致细胞因子的释放,通过对靶组织的直接作用或通过改变生长激素、胰岛素、胰高血糖素和皮质类固醇等激素的分泌。它是一种营养消耗的过程,过强的免疫反应将造成大量的消耗,有时需要动员体内的储备,影响生长和繁殖。对家雀研究发现植物凝集素能显著提高能量代谢率,测定能量消耗每天额外增加4.20 kJ,基础代谢率提高29%。β-甘露聚糖酶添加可以减少β-甘露聚糖造成的持久而高烈度的免疫反应,减少能量消耗,同时能够产生部分的甘露寡糖。
总之,饲料酶制剂的营养功能是基本功能、主要功能和最重要功能。饲料酶制剂的营养功能主要是消化功能,提高饲料的营养消化。与酶制剂的提高营养消化相反,酶制剂的代谢功能是降低营养代谢。这与某些抗营养因子造成的免疫反应、免疫消耗有关。

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