菊粉,有待被开发的功能性饲料添加剂
时间:2018-05-17
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关键词:菊粉、饲料添加剂

抗生素自1945年问世以来,拯救了无数的生命,但是近些年却因为肆意滥用成为人们口中的“众矢之的”,养殖行业就是其中一个。 抗生素在养殖业中需求的上升,主要是人们将其作为饲料添加剂促生长,而非用于疾病治疗。养殖业抗生素超量使用的行为趋于大众化,这种养殖模式也逐渐凸显出弊端性,比如耐药细菌疯狂增长、人用产品中抗生素残留等。消费者市场的健康需求和养殖业可持续发展的模式告诉我们,养殖过程中抗生素的部分替代已经势在必行,而如何更好的减抗和替抗成为行业关注的焦点。

 

作为一种微生态制剂,益生元(Prebiotics)能够选择性地刺激肠道内一种或几种有益菌生长定殖,而不被宿主消化,具有改善胃肠道微生物区系并进行免疫调节的功能,主要包括低聚果糖(FOS)、菊粉、低聚半乳糖(GOS)等,其作为一种功能性饲料添加剂正成为动物营养研究的新方向。国外养殖业如日本和欧美等国,益生元饲料添加剂比较普遍,主要用于替代部分抗生素的使用和动物机体抗病能力的增加,国内养殖业市场相对而言比较小众化,但是已经迎来了发展的春天。

 

益生元饲料市场持续增加

Transparency Market公司市场报告显示,全球益生元饲料市场需求2011为39千吨,预计2018年将达73.4千吨,市场复合年增长率为9.4%,其中家禽、猪、牛是主要的应用方向。1980年,欧洲部分国家已经意识到养殖业过度依赖抗生素会产生负面的影响,瑞典在1986年宣布全面禁止抗生物用于饲料添加剂,成为欧洲第一个吃螃蟹的人,自此许多国家禁止抗生素用于促生长使用,主要是缓解消费者对肉制品药物残留和耐药性细菌产生的恐惧心理。

 

欧美国家对功能性饲料添加剂的市场需求很大,市场数据显示全球益生元饲料市场规模在2011年达1.95亿美元,预计2018年将达4.29亿美元,期间市场复合年增长率为11.9%。相比食品饮料行业,益生元在动物饲料领域的应用还有待被开发,尤其是中国市场。作为一种功能性饲料添加剂,益生元主要通过肠道菌群的方式去提高动物的免疫力,而肠道健康也是动物替抗的关键因素。肠道中寄居着大量的微生物,其对肠道菌群的平衡、肠道炎症、饲料的消化吸收等具有不可替代的作用,抗生素的滥用会引起肠道微生态的失调,进而影响动物的生长性能。

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图1:2011-2018全球益生元饲料市场规模   (单位:亿美元)     

数据来源:Transparency Market

 

菊粉,有待开发的功能性饲料添加剂

从目前全球益生元市场份额占比来看,菊粉占据最大的市场份额,预计2018年将达41.9%。作为一种功能性饲料添加剂,菊粉具有提取工艺简便、安全系数高、功效明确等优势,其主要提取自菊苣和菊苣的根部。菊粉可通过多种方式提高动物的生长性能,比如调节肠道微生物;提高机体的免疫力;促进矿物质的吸收等。在动物体内代谢方面,菊粉不被胃酸水解和消化,可在结肠中被肠道中有益微生物发酵,产生短链脂肪酸(SCFA,包括乙酸、丁酸和丙酸),降低肠道pH,抑制某些腐败菌的生长。SCFA被证明还可提高动物肠道抵御病原微生物的能力,增加肠道上皮的屏障功能,还可帮助维持动物肠道粘膜的屏障作用,有效预防肠道炎症的出现。

 

和其它益生元不同的是,菊粉还可增加动物胃肠道的矿物质吸收,提高骨骼的矿化作用。多项研究显示,菊粉能够提高动物对矿物质的吸收,主要在于菊粉纤维在消化的过程中能与金属离子相结合,形成菊粉矿物质复合物,在肠道微生物发酵的过程中可释放出金属离子。Freitas等研究显示,在患有缺铁性贫血的大鼠饲粮中添加菊粉,发现其可增加肠道对铁的吸收。[1]此外,植酸具有抑制机体吸收矿物质的作用,而菊粉能够促进大肠中的细菌分泌植酸酶,有效分解植酸,从而减弱其对矿物质吸收的影响。[2]

 

目前,菊粉主要应用在家禽和猪的生长方面,相关的科研也趋于成熟化。印度2015年的一项研究显示,饲料中添加菊粉和生姜混合物可改善猪的肠道菌群状况,明显增加肠道中有益菌的生长和定殖,主要的机理在于益生元菊粉通过和肠上皮、黏蛋白层、免疫系统和微生物群之间产生相互作用,同时生姜可有效抑制病菌的生长。李海英等研究表明,在商品白羽肉鸡基础日粮中添加不同水平的菊粉,其生产性能指标和免疫器官指数等均与添加抗生素组相近。综合考虑,在基础日粮中添加1.0%的菊粉,可替代抗生素在商品白羽肉鸡日粮中添加使用。[3]

 

合生元成为替抗趋势

在动物替抗方面,任何单一的功能原料都无法实现完全替抗,因为抗生素的替代需要全方位的解决方案。

 

合生元是一种将益生菌和益生元相结合的生物制剂,可发挥原料的协同作用,主要取决于选择的益生菌菌株和益生元种类。益生菌的耐热性、稳定性都不太稳定,尤其是在胃酸、胆汁酸等环境中的存活率比较低,其在益生元的作用改善下能够更好的生长和定殖。作为益生菌的食物,益生元能够刺激有益菌的生长,抑制有害细菌的生长,其中菊粉纤维的效果比较明显。

 

研究显示,单一使用益生菌或菊粉纤维都能有效改善肠道微生态环境,促进肠道对营养物质的吸收,提高动物机体的免疫作用。合生元在动物生长过程中具有重要的作用,其可改善动物的生长性能;降低断奶猪仔的腹泻率;提高宿主的免疫能力;缓解氧化应激等。随着国内养殖业的转型升级,以菊粉为代表的益生元饲料市场将会被完全开发,同时合生元概念的提出也为菊粉的应用提供了新的发展方式。

 

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