杨博:功能性脂肪酸在非洲猪瘟防控中的潜在价值
感染非洲猪瘟病毒的猪只的组织器官、体液、分泌物、排泄物中均含有高滴度的非洲猪瘟病毒,大部分被感染猪被淘汰,这给食品生产和饲料市场带来严重的影响。
受病毒污染的饲料是导致病毒性疾病传播的一种重要因素,因此人们越来越关注饲料安全和饲料成分的抗病毒作用。病毒可以通过饲料经口腔感染,这将导致相关病毒性疾病的暴发。因此,通过降低饲料的传染性来降低饲料带来的猪群感染风险,探索具有潜在抗病毒特性的饲料添加剂,具有广阔的应用前景。
脂肪酸是油脂的主要成分,功能性脂肪酸是指一类具有特殊生理功能的脂肪。与非洲猪瘟防控相关的功能性脂肪酸主要包括中链脂肪酸和ω-3脂肪酸。
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中链脂肪酸指的是碳原子数在6~12个的脂肪酸,主要包括C6:0、C8:0、C10:0和C12:0(月桂酸)。中链脂肪酸本身具有抗菌、抗病毒活性,当中链脂肪酸以单甘酯形式存在时,其活性增强20倍左右。其作用机理是:单甘酯是以表面活性剂的方式作用于膜,而游离脂肪酸是以酸的方式发挥作用,二者作用机理完全不同。在中链脂肪酸单甘酯中,月桂酸单甘酯容易规模化生产和应用。
其实早在几十年前就有关于月桂酸单甘酯抗病毒的报道,只是未引起足够重视。2009年,《Nature》报道了月桂酸单甘酯具有抗艾滋病病毒的作用,从而促进了人们对月桂酸单甘酯的进一步研发与应用。月桂酸单甘酯对多种病毒如艾滋病病毒、麻疹病毒、疱疹病毒、流感病毒等均具有抑制作用。这为我们开发新型抗病毒类添加剂提供了新的思路。
2020年,Joshua等报道(详见Journal of Animal Science and Biotechnology,2020,11:114),中链脂肪酸和月桂酸单甘酯在体外对非洲猪瘟病毒的抑制效果,测试表明,中链脂肪酸和月桂酸单甘脂在高浓度(5mmol/L)下均可有效抑制非洲猪瘟病毒,更详细的研究表明,月桂酸单甘脂可以在低浓度(0.25mmol/L)下发挥抑制非洲猪瘟的作用,而中链脂肪酸则不具有如此高活性。这也验证了中链脂肪酸单甘脂的活性要远远高于游离中链脂肪酸,提示,单甘脂结构是一种理想化的结构。在饲料中添加月桂酸单甘酯,能够降低猪经饲料被感染的风险。
在月桂酸单甘酯用于抗击非洲猪瘟的实践中,大家见解不同、褒贬不一。我们认为,月桂酸单甘酯有确切的抗病毒效果,但要注意其适用范围。月桂酸单甘酯发挥抗病毒作用,需要和病毒接触。月桂酸单甘酯可以阻断病毒经消化道传播,但是,病毒的传播途径还有很多,不能以为用上月桂酸单甘酯就万事大吉了。根据实践经验,月桂酸单甘酯可以提高感染阈值、降低感染概率。另外,不少人用月桂酸单甘酯治疗非洲猪瘟,这是不对的。月桂酸单甘酯在体内代谢快,很难将其输送到病毒感染靶点。简言之,月桂酸单甘酯用于非洲猪瘟的预防具有积极意义,用于治疗是不太现实的。
病毒的混合感染临床症状表现更加剧烈。在临床中,猪蓝耳病和非洲猪瘟的混合感染很常见,猪蓝耳病导致免疫抑制,会提高非洲猪瘟病毒的烈性程度。月桂酸单甘酯具有广谱抗病毒功能,长期使用,会降低猪只的病毒感染率,避免混合感染问题。大数据表明,长期添加月桂酸单甘酯的猪场,可以降低药费,没有基础病,非洲猪瘟防控也就相对容易一些。非洲猪瘟防控,不能有懒汉思维,加强生物安全仍然是首要工作。
在临床应用方面,月桂酸单甘酯的使用剂量应该如何掌握呢?月桂酸单甘酯是食品乳化剂兼防腐剂,在食品工业上,是GRAS(Generally Recognized as Safe)级别,添加量不受限制。月桂酸单甘酯易溶于热水,但在冷水中溶解度约为20 ppm,体外抑菌试验表明,其在很低的剂量下就可以发挥抑菌作用(表1)。
表1的数据为体外抑菌试验得来的数据,因为月桂酸单甘酯在体内容易被吸收代谢,实际用量要比理论值大很多。在养猪上,笔者根据行业经验,推荐每吨饲料添加1~1.5 kg月桂酸单甘酯,最低有效添加量为500 g/t左右。另外,可以饮水中添加,每吨饮水添加250 g,由于月桂酸单甘酯几乎不溶于冷水,可以先用5倍热水将月桂酸配成母液,再按比例添加于水源中,可以降低非洲猪瘟感染风险。
另外,月桂酸单甘酯还有其他一系列有益于动物健康的功能,是特别值得行业重视的功能性脂肪酸类产品。辛癸酸也是具有应用潜力的中链脂肪酸,目前行业推广的辛癸酸产品是甘油三酯方式存在,笔者认为辛癸酸的单甘酯会具有更优的临床效果。
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肠道不仅是动物的消化吸收器官,也是动物体内最大的一个免疫器官。肠道功能的发挥要依赖肠粘膜,肠粘膜有4大屏障功能,包括免疫屏障、生物屏障、化学屏障和机械屏障。健康的肠粘膜是动物健康的基础。有趣的是,肠粘膜的能量利用方式非常特殊,肠粘膜几乎不利用葡萄糖。在小肠段,肠粘膜主要是依赖氨基酸供能,到了后肠段,主要依赖以丁酸为主的短链脂肪酸。通常,丁酸为结肠黏膜提供了70%左右的能量。当肠粘膜能量缺乏时,就会发生肠粘膜萎缩变薄的现象,进而是影响到肠粘膜的一系列屏障功能,动物也就变得更加易感。肠道内源性丁酸的来源于膳食纤维的肠道发酵,我们知道,目前的玉米豆粕型日粮纤维不足,而且,动物的肠道菌群也经常失衡,从而导致了动物大概率缺乏丁酸。实践中,给动物补充丁酸也收到了确切的提升健康度的功能。不难理解,猪只拥有了健康的肠粘膜,对非洲猪瘟病毒的感染阈值也可以提高。
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图1 脂肪酸平衡和激素代谢的关系
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ω-3脂肪酸和繁殖性能
关于ω-3的用量,已发表的论文中可能存在很大误区。文献中的添加量往往是过剩的,由于ω-3存在易氧化、不稳定的问题,过量添加带来很大风险。笔者的推荐值是:以EPA/DHA方式补充,每吨饲料补充400 g(折合纯EPA+DHA);以亚麻酸方式补充,每吨饲料补充4 kg(折合纯亚麻酸)。
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理想脂肪酸模式的思考
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非洲猪瘟是我国“百年一遇”的灾难,给养猪业带来巨大的损失和惨痛的教训,给摧残着猪的免疫力、过度依赖疫苗或药物的养猪人上了一课,也给养猪人一次沉痛的警告和提醒。
防控非洲猪瘟是一项系统工程,生物安全和营养调控同等重要。挖掘功能性脂肪酸的营养价值及功能作用,在非洲猪瘟防控及营养保健方面,具有重要的作用。加强猪只所需营养的研发、饲料配方的优化、饲料添加剂的合理选择,仍是养猪人需要重视的问题之一,也是保障猪群营养亟需完成的重要任务。
专家点评
动物是遗传和环境条件相互作用的产物,人类养殖动物的最大目标乃是以最小的投入获取最大的收入,主要受外界自然环境条件和动物的机体结构与功能综合影响。为此,首先必须在优良品种的基础上,达到遗传性确定的生产性能与饲养它的目标一致,此乃动物育种系统的任务;其次是充分发挥该猪品种机体结构及功能优势,并以最小投入获取最大收益;此乃动物营养系统之任务;第三则要尽量杜绝或降低疾病发生率和死亡率,此乃养猪必不可缺少的三大体系。
非洲猪瘟的肆虐更是对猪的营养研究提出了新的挑战。营养研究者也从全方位、多角度对抗病营养进行了研究。脂肪酸的研究和应用并不是新课题,只是在这个非洲猪瘟常态化的时代,更加重视脂肪酸的营养平衡和功能性。脂肪酸不仅仅能量,很多脂肪酸还具有特殊功能。功能性脂肪酸是一类有助于抗菌、抗病毒、快速供能和激素前体供能的脂肪酸,主要包括中短链脂肪酸和ω-3/6脂肪酸。作者系统地阐述了功能性脂肪酸在非洲猪瘟防控中的潜在价值,为行业提供了一条新思路。特别指出,月桂酸单甘酯具有明确的广谱抗病毒功能,同时,还具备提升动物健康度的效果。将其用于饲料和饮水,预期可对非洲猪瘟防控发挥积极作用。由于月桂酸单甘酯几乎没有刺激性和腐蚀性,可长期饮水添加。文章还阐述了ω-3脂肪酸在控制炎症风暴和提升繁殖性能方面的潜在价值,对提升非洲猪瘟威胁下的养殖效益具有积极的意义。
往期回顾
【2】余旭平:非洲猪瘟可防可控,生物安全:让非洲猪瘟病毒遇不到猪
【1】郭廷俊:养猪实战派:巧妙解决冬季北方猪场保温与通风矛盾!
【3】仇华吉:格局决定结局、态度决定高度——猪场如何打赢抗非战争?
【7】李金龙:十六字箴言 论非洲猪瘟防控策略之精准清除方案成败
【10】吴荣杰:非洲猪瘟凭眼观超早期识别与预防性淘汰技术探讨
【11】曹松嵘:用消毒池替代猪舍门口的消毒盆——细节决定成败
【1】杨耀智:从技术角度看集团化养猪企业在非洲猪瘟背景下的机遇、挑战与对策
【5】王长年 赵俊娜:非瘟防控,岂容“烽火戏诸侯”?——浅谈PCR实验室环境污染的监控措施及规范化操作流程
【9】余旭平:生物安全是一种态度、一种意识、一种意志!再谈非洲猪瘟的生物安全防控
【12】王帅彪:非洲猪瘟下猪场的生存哲学——巴西净化非洲猪瘟给我们的启示
【1】赵同刚 韩春光:猪场复养失败原因浅析
【2】吴家强:非洲猪瘟监测的误区和盲点
【3】赵宝凯 耿健:非洲猪瘟定点清除的战术应用
【4】王珂:非洲猪瘟定点清除中的关键举措
【5】仇华吉:新冠肺炎阻击战对非洲猪瘟防控的镜鉴
【6】仇华吉:防非复产十大要略--尊重事实,科学施策;着眼整体,系统思维
【8】王直夫:系统思维,把握重点,精准防控非洲猪瘟
【9】吕广骅:体内外生物阻断的理论与实践 —— 以天津猪世纪种猪公司为例
【10】黄如渠:筑牢防线,多级阻断,系统防控非洲猪瘟
【12】赵和平:非洲猪瘟荧光定量PCR检测常见假阳性结果分析
【13】尚海广:非洲猪瘟防控实践与探索
【14】陈家锃:当前的非洲猪瘟检测技术亟待升级
【15】高远飞:防非“护城河”的理念与实践
【16】唐朝:从新冠肺炎到非洲猪瘟(下)——疫苗那些不得不说的事
【2】仇华吉:老虎苍蝇同时打、鬼子伪军一起防——如何应对非洲猪瘟“野疫苗毒”?
【3】张军:当前形势下非洲猪瘟防控决不能忽视场内生物安全
【4】区伟波:集约化养猪的疾病管理思路
【5】李莉:维护猪群黏膜的完整性有益于非洲猪瘟防控
【6】王直夫 董海军:非洲猪瘟常态化背景下,如何做好有效隔离?
【7】杨博:功能性脂肪酸在非洲猪瘟防控中的潜在价值王直夫