酵母细胞壁维护家禽肠道健康,迈向无抗时代

张浩 博士 | Phileo-乐斯福 中国区技术经理

“家禽养殖业需要切实可行的方案,在维持目前家禽高生产性能和经济效益的同时摆脱预防性抗生素的使用。

优质的酵母后生元(酵母细胞壁)在促进家禽肠道健康和减少病原菌压力方面的效果已得到广泛的认可,这无疑有益于我们向无抗时代的转型。”

从有抗到无抗的转变需要一整套全面的方案来落地,从优化农场管理和生物安全措施以最大限度地减少病原体渗透,到通过系统的免疫程序来刺激家免疫系统以提高抗感染耐力,再到高品质的营养方案以促进动物的健康生长,其目的是:提高肠道健康水平,提高肠道耐菌性,提高饲料转化效率。

西方医学之父希波克拉底曾说过“所有的疾病均始于肠道”。因此,毫无疑问,促进肠道健康是家禽养殖业放弃使用抗生素并成功过渡到后抗生素时代的关键一步。

在不依赖抗生素的情况下改善家禽的肠道健康和生产性能,需要做到以下几点:
1. 通过增加杯状细胞数量和调节粘液分泌来保护上皮细胞
2. 通过加强紧密连接结构来避免肠漏
3. 通过降低肠道内病原菌的压力来减少疾病的爆发

为了解决这些切实的问题,Phileo乐斯福动物营养与健康事业部开发了一种优质的酵母细胞壁赛福多糖Safmannan®,其特点是稳定地保持高含量的甘露聚糖和β-1,3-1,6-葡聚糖。它通过优化肠道菌群、降低病原菌压力、维持肠道功能和提高自然防御能力来改善家禽健康和生产性能。多次实证表明,该产品能够提高家禽生长效率和饲料转化率,无论是在各种应激条件如热应激或梭菌攻毒情况下,改善程度与抗生素促生长剂类似。

促进杯状细胞增殖和粘液分泌,增强肠道上皮细胞的屏障能力

禽料中添加赛福多糖Safmannan®可降低致病菌的负荷,预防由促炎症反应引起的疾病,调节肠道菌群组成。2020年Pascual等人的试验也证明了补充该产品的好处,发现在肉鸡料中添加赛福多糖Safmannan®可以改善肠道健康和免疫状态,以及促进相关肠道基因的表达。该试验使用了576只Ross308 公鸡,一半作为对照组,饲喂玉米-豆粕型基础日粮,另外一半作为试验组,在第1-14天,15-28天和29-44天三个阶段分别按250g/t、500g/t和250g/t添加赛福多糖Safmannan®。与对照组相比,试验组的料肉比显著降低(p<0.01,图1)。

试验组的料肉比显著降低

图1 D44时试验组的料肉比显著低于对照组。Pascual et al. (2020)

试验第21和42天,每组选择12只鸡采集肠道空肠样品进行切片染色,分析肠道健康情况。结果发现,试验组中产生黏蛋白的杯状细胞的数量和密度显著增加(p<0.001,图2),这有助于提高肠道对病原菌的抵抗力。

试验组中产生黏蛋白的杯状细胞的数量和密度显著增加

图2 与对照组(a)相比,试验组(b)杯状细胞密度显著(p≤0.001)提高(47.0 vs. 21.7个/500μm),同时细胞大小降低(14.4vs. 39.2μm)。图中参考线长度为50μm。Pascual et al. (2020)

此外,试验组肠道免疫细胞(上皮内白细胞CD45+和CD3+)的密度降低(分别为p<0.001,p=0.08,表1),这表明试验组的肠道炎症水平更低。42天时进行肠道基因表达分析,结果显示两组之间存在差异。对照组中与病毒感染反应相关的基因表达量上调,试验组中与营养吸收相关的基因表达量上调。

试验组肠道免疫细胞的密度降低

表1 42天时杯状细胞的数量和密度,以及CD45+和CD3细胞的密度

强化紧密连接结构,防止肠漏发生

肠道发生炎症时最先遭到破坏的便是紧密连接结构,紧密连接蛋白的缺失降低了上皮细胞的完整性。过多的液体进入内腔,病原体也会跟随转移,导致肠道渗漏,这对动物健康是非常有害的。最近在日本进行的一项试验表明,在家禽日粮中添加赛福多糖Safmannan®可以加固紧密连接,防止肠道渗漏。在整个21天的试验中,家禽受到急性热应激的挑战。与对照组相比,试验组家禽的两个关键的紧密连接蛋白,ZO-1和Claudin 5的合成数量显著增加(p<0.05,图3)。加强紧密连接使得家禽具有健壮的肠道完整性,从而避免病原体易位和肠道渗漏。

添加赛福多糖ZO-1和Claudin 5的合成数量显著增加

图3 经过21天的试验,与对照组相比,遭受热应激并添加赛福多糖Safmannan®的家禽的ZO-1和Claudin 5水平显著升高(p<0.05)

 

降低病原菌感染压力,减少疾病爆发

2017年美国的一项试验表明,在梭菌攻毒的情况下,赛福多糖Safmannan®提供的保护力要优于抗生素促生长剂。该试验分四组,组1饲喂基础日粮,组2在基础日粮中添加10%的水杨酸杆菌肽(BMD),组3和组4分别添加500g/t和250g/t的赛福多糖Safmannan®。第16-18天,每天灌胃109的产气荚膜梭菌(C. perfringens)进行攻毒。所有日粮中不添加酶,同时添加8-12%的DDGS,以提高梭菌攻毒的影响。42天时评价死亡率、料比和体重。结果显示,饲喂基础日粮的攻毒组的料肉比提高到2.1,而同样遭受梭菌攻毒的BMD组和添加赛福多糖Safmannan®的试验组的料肉比为1.91(p<0.01)。补充BMD和赛福多糖Safmannan®的两个组的体重没有显著差异(分别为1.89和1.90kg,对照组为1.92kg)。

结论是,赛福多糖Safmannan®减少了产气荚膜梭菌的负面影响,同时在攻毒情况下实现了与对照组相似的生产水平。另外,与攻毒对照组相比,补充赛福多糖Safmannan®可以降低死亡率(p<0.01),达到用抗生素治疗相同的水平。

向无抗时代的稳步过度

不同菌株的酵母和不同的发酵与后处理工艺都会对甘露聚糖和β-葡聚糖的结构产生影响,因此不同酵母细胞壁产品的效果差异非常大。赛福多糖Safmannan®使用单一菌株、固定工艺,甘露聚糖和β-葡聚糖比例理想而且批次间稳定一致,目的就是保证促进肠道健康的效果达到最佳。

多项研发和动物试验一致表明,赛福多糖Safmannan®可提高家禽的生长性能,调节肠道粘膜分泌,提高抗感染能力,并加强紧密连接,以避免肠道渗漏和病原体易位。结合观察到的肠道基因表达的变化,这些结果对于在无抗生素且集约化饲养条件下改善家禽的福利和健康至关重要。

此外,这种先进的酵母后生元产品酵母细胞壁赛福多糖Safmannan®,提高了家禽的饲料转化率和体重,并显著降低了受梭菌攻毒的家禽的死亡率,消除了对抗生素的依赖。在无抗方案中加入赛福多糖Safmannan®,能够在保持利润的同时,迅速过渡到无抗。

参考文章:

1. Pascual, A., et al., 2020. Effect of dietary supplementation with yeast cell wall extracts on performance and gut response in broiler chickens. J Anim Sci Biotechnol 11, 40. https://doi.org/10.1186/s40104-020-00448-z.
2. Sims, D.M., et al., USA, 2017. Performance of Broilers Fed Diets with BMD or Safmannan® in the Presence of a Moderate Clostridium perfringens Challenge in a 42-Day Floor Pen Trial. Internal Report.

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