推動動物營養的三大營養素

推動動物營養的三大營養素

朱麗萍 譯自Gut Health，October(2016)：12～13

韓浩月 校 邵建忠 審

「

目前，營養策略對腸道健康和腸道微生物菌群組成的影響正日益受到人們的關注。了解碳水化合物、蛋白質、脂肪這日糧中的三大營養素對優化腸道健康至關重要。即使在這三大營養素已經充分取得平衡時，飼料添加劑仍然可以對確保腸道健康提供必要的支持。

」

隨著抗生素使用的減少，當今在動物管理上，腸道問題日益引發人們的擔憂。豬最常見的腸道致病菌有豬密螺旋體(B. hyodysenteriae)(引發豬痢疾)、大腸桿菌(E. coli)(造成斷奶後腹瀉)、沙門氏菌、梭菌和勞森氏菌(L. intracelluaris)(引起豬腸腺瘤)；在家禽中，梭菌(引發壞死性腸炎)、沙門氏菌、彎曲桿菌、大腸桿菌和端螺旋菌是引起腸道紊亂最常見的致病菌。儘管動物在感染致病菌後仍有可能被治癒，但是對動物腸道的損傷是不可逆的，並且會導致生產性能下降和大量的經濟損失。因此，通過營養手段來維護動物的腸道健康極其重要。

腸道健康是腸道、飼料和腸道內微生物之間複雜互作後的結果(圖1)。這三者中任何一個受到影響都會不可避免地對腸道健康產生積極或者消極的影響。最簡單的影響因子是飼料，並可以通過這種方式調控腸道健康。飼料主要由碳水化合物、蛋白質和脂肪組成。這三大營養素加上飼料添加劑，在調控動物腸道健康上有著很重要的作用。

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碳水化合物和纖維

碳水化合物可以分為糖、寡糖、多糖、澱粉、非澱粉多糖(Non-starch Polysaccharides，NSP)和木質素。而NSP和木質素又被稱為日糧纖維(Dietary Fibre，DF)。日糧中纖維的種類和水平都是影響動物腸道健康的重要因素。

纖維主要依據其在水中的溶解性和可發酵性進行分類。果膠和瓜爾豆膠是高度可溶性纖維源，可以增加日糧的黏性和水合作用，而不可溶性纖維則可以加快日糧在腸道中的排空速度。纖維可以被碳水化合物降解型微生物發酵，後者將多糖轉化為短鏈脂肪酸。這些脂肪酸可以為腸細胞提供能量。非常重要的是要根據纖維的可發酵性來選擇適宜的纖維源：一些纖維可以在腸道中正常發酵，但另一些則需要很長的時間才能發酵。通過正確組合纖維，則可以在整個後腸發酵，而不只是在後腸的前段或者後段進行發酵。這樣，日糧纖維就可以和腸黏膜、腸微生物發生相互作用，因此其在腸道健康上扮演了很重要的角色。

一方面，高水平的日糧纖維對腸道健康有積極的作用，可以提高動物的生產性能。另一方面，纖維僅含有很少的能量和蛋白質，而這兩種營養素都是動物生長必需的。此外，高水平的日糧纖維會增加動物的飽腹感，因此會降低採食量。在最大化生產性能和腸道健康之間找到平衡是動物營養中最大的挑戰之一。

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蛋白質轉化

在動物養殖中，首要目的是將植物蛋白質轉化為動物蛋白質。這種轉化效率體現在動物的生產性能上，而這很大程度上與飼料的蛋白質水平和某些特定蛋白質的消化率有關。由於胃中pH較低、酶分泌量低，特別是在幼齡動物中，因此日糧蛋白質的消化很成問題。未消化的日糧蛋白質在後腸被微生物當作底物利用，並被轉化為胺類和尿素。這將出現腸道菌群組成向有利大腸桿菌生長的方向轉變，最終引發大腸桿菌病。

降低日糧的蛋白質水平是降低蛋白質源性腹瀉風險的方式之一。理論上而言，較低的蛋白質攝入量(從日糧中)會導致較低的蛋白輸出量(肉產品)。添加合成必需氨基酸則可降低這種對生產性能的負面影響。賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸和纈氨酸是5種可利用的合成氨基酸。而必需氨基酸中的異亮氨酸和亮氨酸不能以合成氨基酸的形式添加。因此，這兩種氨基酸在日糧中的水平只能通過改變日糧蛋白質水平或者改變日糧蛋白質來源來調控。這就意味著降低日糧蛋白質水平有一定程度的限度，而這取決於日糧可利用的蛋白質原料。

第二種降低腹瀉風險的方式是提高蛋白質的消化率。這可以通過添加促消化劑(酶製劑)或者選擇消化率更高的蛋白質原料來實現。豆粕是全世界應用最普遍的蛋白質原料。由於豆粕含有抗營養因子，幼齡動物很難消化普通的豆粕。使用經過深加工處理的豆粕，同時結合使用高品質的蛋白質來源(動物或蔬菜)，可以提高蛋白質的消化率，且氨基酸的組成也更加合理。這一結論在一個用高品質混合蛋白質原料(Vitaprotein)替代豆粕的試驗中得到了證實(表1)。試驗表明平均日增重提高了14％，並且飼料轉化率改善了11％，這不光體現了科技的進步，同時成本效益也得到了提高。

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脂肪水平的作用

雖然纖維和蛋白質對腸道健康的影響有大量的文獻記錄，但日糧脂肪水平及其來源對腸道健康的影響少有文獻記載。但這並不意味著日糧脂肪水平及其來源對動物胃腸道沒有影響。有研究表明，高水平的日糧脂肪可能會提高結腸對腸道產物如內毒素(Lipopolysaccharides，LPS)的通透性，這將導致炎症的發生。這種炎症通常發生在結腸，甚至是系統性的，特別是在日糧纖維水平低時更容易發生。在日糧含有高水平脂肪並且有應激存在的情況下，應考慮在日糧中添加一種可以降低腸道氧化應激水平的天然抗氧化劑(Vitanox)，Vitanox可減輕腸道通透性和炎症。

高品質的脂肪可以在小腸內得到更充分的消化，進而給後腸微生物留下更少的基質。脂肪的品質可以從脂肪的飽和度、游離脂肪酸的數量以及過氧化物水平來考察。在濕熱的環境中，尤其應該儘快在脂肪中添加抗氧化劑。在腸道的高抗菌壓力下，某些致病菌可以將膽汁鹽轉化為膽汁酸，這會降低脂肪的消化率。這表明不僅脂肪的消化率會影響腸道的健康，腸道的健康同樣也會影響脂肪的消化率。當在日糧中添加了低品質的脂肪或者腸道中的膽汁鹽不足以充分乳化脂肪時，添加具有乳化特性的功能性飼料原料可以恢復脂肪的消化率。

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結語

總之，除了要檢測日糧中碳水化合物、蛋白質和脂肪的水平外，這三大營養素之間的平衡也應該考慮，以避免能量過剩造成負擔。即使這三大營養素得到了完美的平衡，飼料添加劑也可以對腸道健康提供必要的支撐。添加劑、中鏈脂肪酸和益生菌的聯合使用，可有效地保障腸道健康。

原題名：Helping the big 3 in animal nutrition(英文)

原作者：Kobe Lannoo(Nuscience公司產品經理)

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