多年来，集约化养猪生产系统一直使用饲料中抗生素和治疗性氧化锌水平来支持胃肠道健康和动物性能。随着养殖业逐渐摆脱这种做法，很明显，喂养有效的益生元纤维可以对微生物组产生积极影响，从而改善营养可用性并维持胃肠道的正常生理状态。独特的海藻混合物的益生元效应已在试验中得到证明……
技术总监
海洋收获技术
在饲料中没有抗生素和氧化锌的治疗水平的情况下，可以通过饲喂有效的益生元纤维来维持胃肠道健康和生理性能。独特的海藻混合物的益生元效应已在一些动物物种的试验中得到证实，证实了对微生物多样性和有益的、产生丁酸盐的胃肠道微生物群的丰度的积极影响。
肠道健康和微生物群
健康的胃肠道对有效的营养代谢、动物健康和生产效率至关重要。肠道菌群是肠道健康的关键组成部分，有助于营养吸收，调节肠道屏障功能和肠道免疫功能，从而有利于生产和饲料效率(Gardiner等人，2020年)。微生物组对肠道健康的影响既通过与粘膜上皮细胞的直接相互作用介导，也通过短链脂肪酸(SCFAs)、次生胆汁酸、多胺和酚等代谢物的产生间接介导(Vasquez等人，2022年)。
健康的胃肠道微生物群是多样的、稳定的和相对有弹性的。然而，严重的压力会对肠道的微生物状况产生不利影响，导致一种被称为生态失调的状况，即正常胃肠道微生物状况的干扰。这些压力源包括营养缺乏、疾病和感染以及环境挑战。生态失调与免疫功能抑制和疾病风险增加有关(DeGruttola et al, 2016)，是仔猪断奶后腹泻的主要原因(Gresse et al, 2017)。
DNA测序技术和强大的生物信息学分析的最新进展促进了对胃肠道微生物群的组成及其对宿主动物的影响的更好理解。猪盲肠的优势门是厚壁菌门和拟杆菌门，占已鉴定的细菌序列的80%以上。根据Tröscher-Mußotter等人(2019)的报道，猪盲肠和结肠中最丰富的细菌家族是Prevotellaceae(22.3%)、lactobacillus aceae(17.9%)、Lachnospiraceae(8.9%)、Clostridiaceae(5.8%)、Bacteroidaceae(5.4%)、veillellaceae(5.4%)和Ruminococcaceae(3.7%)。
益生元
益生元被定义为“一种选择性发酵的成分，导致胃肠道微生物群的组成和/或活性发生特定变化，从而对宿主健康有益”(Gibson等人，2010年)。益生元食物成分必须能抵抗胃酸和哺乳动物酶水解以及随后的胃肠道吸收，由肠道菌群发酵，并选择性刺激有助于宿主健康和福祉的肠道细菌的生长和/或活性(Gibson和Roberfroid, 2017)。随着监管和社会压力导致世界各地动物营养行业从饲料中去除饲料内抗生素和治疗性氧化锌水平，使用益生元通过调节肠道微生物群对胃肠道健康产生积极影响，为农民提供了可持续地提高动物健康和生产效率的宝贵机会。
海藻
海藻，或海洋大型藻类，长期以来一直是人类和动物营养的兴趣，因为它们含有一系列生物活性成分，如矿物质、维生素、多糖、蛋白质、脂质、色素、类胡萝卜素和多酚(Kumar et al.， 2008)。大型藻类根据其色素可分为3个主要类群:
•褐藻(棕色);例如子叶门，海带
绿兰(绿色);比如乌尔瓦，克拉多霍拉
•红蕨(红色);比如球虫，江蓠
总的来说，有超过10,000种已知的大型藻类，尽管这些物种中只有不到300种通常被商业使用(White和Wilson, 2015)。
海藻中存在的化合物具有许多对人类和动物健康有益的生物特性，包括抗菌、抗氧化、抗病毒和抗炎(Lomartire和Gonçalves, 2022)。由于海藻多糖对胃肠道微生物群的影响以及随后的健康和营养益处，其益生元效应可能是最大的兴趣(Sardari和Karlsson, 2018;Cherry等人，2019年;Shannon et al.， 2021)。
海带多糖
海藻的多糖含量一般在干物质的30-75%左右。海藻多糖(纤维)的一个重要方面是它们的高可溶性性质，在绿色和红色海藻中，总多糖的55-65%以可溶性纤维的形式存在，在棕色海藻的Ascophyllum和Laminaria物种中发现的含量更高(Lahaye 1991)。这些可溶性多糖在结构上与陆生植物不同，因为它们往往被高度取代，更复杂，更少木质化。它们抵抗胃酸、消化酶和胃肠道吸收，使它们成为动物后肠中具有吸引力的功能性益生元(O 'Sullivan等人，2010年，Hentati等人，2020年)。一些海藻多糖与陆生植物中发现的多糖的另一个特征是它们的硫酸盐性质;这些硫酸多糖已被证明具有额外的生物活性，如抑制致病菌(De Jesus Raposo等，2015,McDonnell等，2010)和免疫调节作用(Wany等，2014)。
海藻多糖的生物活性取决于分子量、电荷密度、硫酸盐含量以及结构和构象特征等因素(Hentati et al.， 2020)。一些感兴趣的生物活性特性包括抗致病、抗凝血、抗氧化、抗血栓和抗病毒活性。就动物营养领域的研究现状而言，有证据表明，益生元效应是动物饲料中添加的巨藻多糖影响胃肠道微生物特征的主要作用模式，随后对肠道健康、生长速度和饲料效率产生有益影响。海藻多糖功能特性的高度多样性为结合不同种类的海藻提供了机会，与使用单一的海藻或陆生植物多糖作为益生元纤维来源相比，创造了更多样化的益生元纤维来源。
应用海藻混合物对仔猪肠道菌群有积极的影响
在一项为期35天的美国研究中，仔猪最初体重约为5公斤，在低氧化锌(ZnO，第1和第2阶段)和铜(Cu，第3阶段)的日粮中添加了一种棕色、绿色和红色海藻的专利混合物OceanFeed™Swine，影响了粪便中细菌家族的相对丰度分布(图1)。这包括增加了重要的纤维降解、产生丁酸盐的瘤胃球菌科和Lachnospiraceae的相对丰度(Vital等，2017) 14% ~ 24% (P<0.05)。
在存在OceanFeed™时，微生物群的多样性(以香农熵衡量)从4.43增加到6.48 (P<0.01)(图2)，而厚壁菌门:拟杆菌门比率也从1.08增加到3.62 (P<0.05)，表明肠道更健康(Mohammadigheisar et al, 2020)。当喂食合适的海藻混合物时，鸡和马的微生物组也观察到类似的变化(Sands等人，2022)。
在本试验中，对仔猪胃肠道微生物群的有益影响体现在生理性能的改善上，尽管饲料中的ZnO和Cu含量降低，但食用海藻的仔猪的采食量有所提高，体重也有所增加(图2)。
在亚太地区一所大学进行的一项试验观察了在28日龄断奶仔猪(约10公斤重)的标准日粮中添加亚治疗性抗生素生长促进剂或OceanFeed™猪海藻混合物对性能的影响。在24天的试验中，抗生素生长促进剂和OceanFeed™都提高了日增重(P<0.05)，从而提高了最终活重(表1)。两者也都改善了视觉腹泻指数(P<0.05)，这表明海藻混合物通过影响肠道微生物群，可以改善肠道健康和仔猪生产性能。
在随后的北美商业试验中，近1000头仔猪(21日龄，体重约6公斤)分别饲喂含抗生素和氧化锌的对照饲粮，或不含抗生素和氧化锌但添加了OceanFeed™猪海藻混合物的试验饲粮。在为期7周的试验中，尽管饲料中缺乏抗生素和氧化锌，但添加了OceanFeed™的饲粮的采食量和日增重均提高了(P<0.05)(表2)，最终体重提高了近700 g (P<0.05)。
在同一家北美商业公司的后续试验中，大约1000头仔猪(21日龄，初始重约7公斤)再次饲喂含有饲料中抗生素和氧化锌的对照饲粮，或不含抗生素和氧化锌但添加了OceanFeed™猪海藻混合物的试验饲粮。在为期7周的试验中，饲粮抗生素和氧化锌的去除对采食量和日增重都没有影响(图3)。然而，使用OceanFeed™后，目视腹泻评分从4.9提高到3.6，死亡率和去除率从2.2%降低到1.3%。这两项试验都表明，在商业化生产条件下，适当的海藻混合物可以积极地影响肠道稳定性，并有助于在不影响仔猪性能的情况下替代抗生素生长促进剂。
结论
多年来，集约化养猪生产系统利用饲料中抗生素和治疗性氧化锌水平来支持胃肠道健康和动物性能。随着养殖业逐渐摆脱这种做法，很明显，喂食有效的益生元纤维可以对微生物组产生积极影响，从而改善营养可用性，维持胃肠道的正常生理状态。独特的海藻混合物的益生元效应已在试验中得到证实，证实了对有益的、产生丁酸盐的GI微生物群的积极影响。丁酸盐在为肠上皮细胞提供能量、调节免疫反应方面起着关键作用，并影响体内的几个关键代谢途径。本文报道的试验，包括两项商业条件下的试验，证实了海藻补充剂提高仔猪生产性能的能力，并有助于替代抗生素生长促进剂。
关于伊恩·哈钦森
Ian Hutchinson博士是Ocean Harvest Technology的技术总监，此前在饲料添加剂和预混料行业工作了9年。ayx爱游戏官网app作为技术总监，Ian负责开发和推动Ocean Harvest Technology的研发议程，以及客户技术支持和产品试验。
