摘要：中鏈脂肪酸(MCFAs)由含有單羧酸的脂肪酸組成，6~12個碳原子不等，包括己酸(C6)、辛酸(C8)、癸酸(C10)和月桂酸(C12)‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。MCFAs可以通過胃黏膜被吸收，中鏈脂肪酸甘油三酯(MCTs)可以被完整地吸收進入腸上皮細胞，然后被微粒體脂肪酶水解‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。MCFAs是一種很容易獲得的能量來源，不僅能夠改善腸上皮黏膜結(jié)構(gòu)，還因其能夠穿透細菌的半透膜并破壞細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)而具有很強的抗菌活性‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。因此，MCFAs可以作為斷奶仔豬飼料的良好補充劑，提高仔豬的生長性能，是一種潛在的飼料抗生素替代品。本文將從MCFAs對仔豬生長性能、腸道微生物平衡、腸道發(fā)育及免疫調(diào)節(jié)作用進行綜述，為MCFAs在養(yǎng)豬業(yè)中的科學應用提供參考。

　　關(guān)鍵詞：MCFAs;生長性能;抑菌;仔豬

　　畜牧方向論文范文：動物易感染疾病在畜牧養(yǎng)殖中的類型和防治

　　【摘要】隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，畜牧養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)階段已經(jīng)成為了我國的一項重要產(chǎn)業(yè);各地畜牧養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)殖規(guī)模與養(yǎng)殖動物的種類都得到了擴張，不但提高了畜牧養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟收益，同時也滿足了社會上對于各種動物了食品的需求。但在畜牧養(yǎng)殖的過程中，受到社會關(guān)注最為廣泛的便是動物疾病的防控問題。本文著重對畜牧養(yǎng)殖的動物感染疾病病因與防控對策展開了深入的分析與探討。

　　隨著歐盟禁止在農(nóng)場動物飼養(yǎng)中使用抗生素生長促進劑以來，抗生素在世界范圍內(nèi)慢慢禁用或限用，抗生素替代品己成為動物營養(yǎng)領(lǐng)域的研究熱點之一，各種預防仔豬胃腸疾病的抗生素替代品已被提出[1]。中鏈脂肪酸(Medium-ChainFattyAcids，MCFAs)能夠穿透細菌的半透膜并破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有很強的抗菌活性[2]，還能夠維持腸上皮黏膜結(jié)構(gòu)，改善斷奶仔豬腸道發(fā)育[3]，是一種潛在的抗生素替代品。本文綜述了MCFAs對仔豬生長性能的影響，并在此基礎(chǔ)上提出MCFAs影響生長性能的可能因素及機制，旨在為深入認識MCFAs功能及進一步揭示其對仔豬生長性能的影響機制提供參考。

　　1MCFAs的來源、代謝及應用

　　MCFAs由含有單羧酸的脂肪酸組成，碳鏈長度在6~12，包括己酸(C6)、辛酸(C8)、癸酸(C10)和月桂酸(C12)等[4]。MCFAs與甘油發(fā)生酯化反應后可生成相應的中鏈脂肪酸甘油三酯(MCTs)。MCTs存在于動物的乳脂及多種飼料原料中，其中椰子油、棕櫚油及萼距花種子油中含量較為豐富[5]。

　　相對于長鏈脂肪酸(LCFAs)來說，MCFAs是動物快速的供能物質(zhì)，在動物生長、繁殖、免疫、脂肪沉積及腸道菌群等方面有著重要的作用[6]。MCFAs分子量相對較小，乳化能力強，水解能力是LCFAs的6倍，同時還可以促進LCFAs的乳化[7]。研究發(fā)現(xiàn)，在沒有胰酶參與的情況下，MCFAs也可達到正常吸收水平的50%左右，說明MCFAs水解對胰酶的依賴性低[8]。初生仔豬的腸道及消化系統(tǒng)發(fā)育不夠完善，缺乏膽鹽或胰脂酶。

　　MCTs可以直接吸收進入仔豬小腸上皮細胞內(nèi)經(jīng)過脂肪酶完全水解成MCFAs和甘油，因此MCTs/MCFAs能夠被初生仔豬有效地消化、吸收和利用，迅速改善體內(nèi)能量狀況[9-10]。給大鼠飼喂放射性標記的MCFAs后，并沒有在淋巴管內(nèi)發(fā)現(xiàn)MCFAs的存在，說明MCFAs不經(jīng)過淋巴系統(tǒng)而直接由肝門靜脈入肝[11]。MCFAs與蛋白質(zhì)結(jié)合力低，直接由胰脂肪酶迅速水解后進入小腸上皮細胞，被快速吸收后在細胞內(nèi)不再合成甘油三酯，而是通過門靜脈直接送到肝臟，在體內(nèi)快速被清除并直接在肝臟代謝為能源[12-14]。

　　自19世紀50年代開始，MCFAs應用于人類脂肪吸收不良癥而進軍醫(yī)藥行業(yè)，對治療肥胖、胰島素抵抗、胃腸炎和心腦血管疾病具有重要的作用[15]。由于MCFAs還有乳化和抗微生物的作用，因而廣泛應用于食品和化妝品行業(yè)[15]。我國在1986年將辛葵酸甘油三酯列入國標并在1996年被衛(wèi)生部批準可用做食品添加劑。MCFAs的主要作用是快速供能，可作為新生幼崽的能量補充劑，特別是在早產(chǎn)嬰兒方面的應用，自20世紀80年代，MCFAs開始應用于新生仔豬中，為仔豬初生至斷奶前后階段提供足夠的能源來抵御來自各方面的應激，滿足自身生長發(fā)育的需要[16-17]。自2006年歐盟全面禁抗以來，在全球養(yǎng)殖業(yè)嚴格控制使用抗生素及其他化學藥品防止藥物殘留、尋找抗生素替代品的大環(huán)境下，MCFAs作為一種新型添加劑在飼料行業(yè)領(lǐng)域中的應用引起了廣泛關(guān)注[18]。

　　2MCFAs的生理調(diào)節(jié)作用

　　MCFAs是一種很容易獲得的能量來源，不僅可以為仔豬提供快速有效的能量，改善腸上皮黏膜結(jié)構(gòu)，提高生長性能，還具有很強的抗菌活性，可以調(diào)節(jié)仔豬消化道微生物組成，增強仔豬免疫力。因此，MCFAs對仔豬生理具有調(diào)節(jié)和控制作用。

　　2.1MCFAs對仔豬生長性能的影響

　　MCFAs對仔豬生長性能影響的研究結(jié)果不盡一致。張昊等[19]用不同劑型MCTs(液態(tài)和固態(tài)，添加量1.4%)替代斷奶仔豬飼糧中的大豆油，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2種劑型的MCTs均可提高仔豬斷奶后2周血液中總蛋白含量;固體MCTs顯著提高仔豬斷奶后2周平均日增重和血液中D-木糖含量，降低血液中尿素氮含量，說明MCTs可促進斷奶仔豬腸道吸收能力的恢復，改善蛋白質(zhì)代謝，進而促進生長，其中以固體MCTs效果更好。Hanczakowsk等[20]研究指出，斷奶仔豬飼糧中添加MCFAs(0.3%癸酸或0.3%辛酸)可提高斷奶后0~28d的平均日增重，改善生長性能。MCFAs/MCTs可刺激腸促胰酶肽的分泌，而腸促胰酶肽可促進胰蛋白酶、脂肪酶等消化酶活性的提高，進而提高養(yǎng)分消化率，提高仔豬生長性能[21]。

　　MCTs(0、0.7%、1.4%、2.1%)替代大豆油可提高斷奶后2周和全期的飼料轉(zhuǎn)化率，同時，中等劑量替代(0.7%和1.4%)可顯著改善仔豬斷奶后12~14d粗脂肪和干物質(zhì)的表觀消化率，增加血清中總蛋白含量，降低尿素氮水平，說明MTCs能改善養(yǎng)分利用率，進而提高斷奶仔豬生長性能，這可能與消化酶活性的增加有關(guān)[22]。Devi等[23]和湯文杰等[24]也得到了相似結(jié)果。在商業(yè)條件下，日糧補充有機酸和MCFAs混合物(甲酸鈣、乳酸鈣、檸檬酸和MCFAs，0.3%)相比于氧化鋅(ZnO)更加有利于斷奶仔豬的生長，說明MCFAs與酸化劑聯(lián)合使用具有協(xié)同促生長的作用，可替代氧化鋅在仔豬上的使用[25]。

　　Lan等[26]在哺乳仔豬上的研究得到了相似結(jié)果，母豬飼糧中同時添加MCFAs和有機酸可提高后代仔豬生長性能。但陳晨[27]研究表明，飼糧添加0.2%、0.4%或0.6%的MCFAs對斷奶仔豬的生長性能無顯著影響，但降低了斷奶仔豬胃和腸道前段的pH，起到酸化劑的作用，可提高小腸絨毛高度，促進營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，其中以0.2%的添加水平效果最好。陳少魁[28]同樣發(fā)現(xiàn)，4%的MCFAs對仔豬生長性能無顯著影響，但顯著改變腸道和肝臟脂肪酸組成發(fā)生，增加空腸蔗糖酶和麥芽糖酶以及回腸堿性磷酸酶活性，改善消化吸收功能。雖然MCFAs對生長性能的研究結(jié)果不一致，但其均可提高養(yǎng)分消化率及消化酶活性，而不一致的原因可能與MCFAs的添加形式、添加量、生產(chǎn)工藝、日糧中其他營養(yǎng)素的水平及環(huán)境因素有關(guān)。

　　關(guān)于MCFAs對仔豬生長性能的影響還可能與胃饑餓素(Ghrelin)的分泌有關(guān)[29]。Ghrelin的主要活性形式是一種由28個氨基酸構(gòu)成的肽，具有促進生長激素(GH)釋放、調(diào)節(jié)動物采食及能量平衡等功能。GH的主要生理功能是促進機體蛋白質(zhì)合成和組織生長，增強機體對礦物元素如鈣、磷、鉀、硫等的攝取，加速脂肪分解，影響蛋白質(zhì)和能量代謝[30]。研究表明，進食LCFAs可降低人血漿中總Ghrelin水平，而進食MCFAs(辛酸C8:0)或MCTs(辛酸甘油酯)可直接用于Ghrelin的酰化，酰化后的Ghrelin可促進GH的分泌，刺激動物采食及胃酸分泌，從而對動物生長性能產(chǎn)生積極的影響[29]。

　　Miller等[31]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加5%MCTs增加了斷奶仔豬血漿中GH和Ghrelin的濃度，減少仔豬腹瀉率，維持了其小腸絨毛高度進而提高仔豬日增重。Ghrelin的第3個氨基酸(絲氨酸)上含有辛酸(C8:0)脂肪酸，而MCTs具有高濃度辛酸，說明日糧中添加MCTs作為一種為機體提供活化Ghrelin的方式，通過刺激GH內(nèi)分泌途徑將斷奶相關(guān)病癥(例如生長遲緩和腹瀉)降到最低，并減少了斷奶后GH水平的下降，促進生長[31]。

　　2.2MCFAs對胃腸道微生物的調(diào)節(jié)

　　MCFAs是一種陰離子的表面活性劑，可破壞細菌膜，進入細菌細胞內(nèi)，抑制胞內(nèi)脂肪酶的活性，從而發(fā)揮抗菌作用[32]。體外研究發(fā)現(xiàn)，隨著pH的升高，MCFAs的抑菌效果下降[33]。在pH為3和5時，己酸和辛酸處理組的大腸桿菌均無生長，但在pH為5時，癸酸處理組大腸桿菌出現(xiàn)了生長[34]，說明MCFAs的抑菌效果受機體胃腸道的pH影響。祁姣姣等[35]研究表明，己酸、辛酸、癸酸對大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌3種指示菌均具有較強的抑制作用，且MCFAs與肉桂醛聯(lián)合使用具有協(xié)同或相加作用。辛酸和癸酸對革蘭式陽性菌的抑制作用較革蘭氏陰性菌強，月桂酸主要抑制革蘭氏陰性菌[36]，辛酸和癸酸同時使用具有協(xié)同抑菌效應[37]。同樣作為革蘭氏陰性菌，沙門氏菌比大腸桿菌對MCFAs更敏感[38]。可見，MCFAs的抑菌效果還與其鏈長密切相關(guān)。

　　仔豬上的研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加MCTs(0.5%、1.0%和1.5%)顯著降低空腸、回腸和結(jié)腸鏈球菌的比例，隨著日糧中MCTs添加量的增加，各腸段乳酸桿菌、雙歧桿菌占總細菌的比例提高，大腸桿菌比例降低[24]，當MCTs添加量達到3%時，仔豬結(jié)腸和直腸梭菌的數(shù)量顯著降低[39];飼糧添加MCFAs(0.2%、0.4%和0.6%)降低空腸大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量，增加雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量[27]‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。楊金堂[40]和Hanczakowska等[20]得到了類似結(jié)果，日糧添加0.3%的MCFAs提高仔豬糞便中乳桿菌數(shù)量，降低仔豬糞便中大腸桿菌、沙門氏菌和腸球菌數(shù)量。

　　以上研究均證實，MCFAs對腸道微生物菌群起著調(diào)節(jié)和改善作用，抑制有害菌增殖的同時提高有益菌數(shù)量，維持腸道微生物菌群間的平衡。MCFAs與有機酸在仔豬體內(nèi)聯(lián)合使用具有協(xié)同調(diào)節(jié)腸道菌群的作用。Zentek等[41]比較有機酸(0.416%富馬酸和0.328%乳酸)和/或MCFAs(0.15%辛酸和0.15%癸酸)對斷奶仔豬腸道微生態(tài)影響的研究中發(fā)現(xiàn)，飼糧添加0.15%MCFAs顯著降低胃、空腸和回腸食糜pH，增加空腸食糜Escherichia-Hafnia-Shigella和結(jié)腸食糜ClostridialclusterXIVa的數(shù)量，且有機酸和MCFAs同時添加效果更好。Han等[42]研究也表明，飼糧同時添加0.2%有機酸和0.6%MCFAs增加斷奶仔豬腸道食糜中厚壁菌門、變形菌門、乳酸桿菌屬和糞桿菌屬的數(shù)量。基于以上結(jié)果可知，MCFAs和有機酸聯(lián)合使用可降低腸道食糜pH，提高腸道有益菌的數(shù)量，進而調(diào)控腸道微生物的組成，有效預防斷奶仔豬腹瀉。

　　2.3MCFAs對仔豬免疫功能的調(diào)節(jié)

　　細胞膜中飽和脂肪酸含量的增加會降低細胞膜的流動性，進而影響免疫細胞的吞噬能力，因此，MCFAs作為飽和脂肪酸參與機體免疫功能的調(diào)控[43]。體外研究表明，辛酸及甘油一酯抑制了Caco-2細胞白介素8(IL-8)的分泌，而癸酸卻增強了IL-8產(chǎn)量[44]，說明MCFAs參與的免疫調(diào)節(jié)與其種類有關(guān)。體內(nèi)試驗發(fā)現(xiàn)，進食MCTs促進大腸桿菌脂多糖(LPS)攻毒后大鼠IgA的分泌，抑制促炎性細胞因子和趨化因子的表達[45]。豬上的研究表明，飼糧添加4%的MCFAs抑制腸道和肝臟Toll樣受體4(TLR4)和核苷酸結(jié)合寡聚域受體(NOD)信號通路，降低腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TRAF6)、核因子NF-κB和受體互作蛋白激酶2(RIPK2)等下游相關(guān)基因的mRNA表達水平，說明MCFAs具有良好的抗免疫應激效果，能夠緩解LPS誘導的斷奶仔豬腸道和肝臟損傷[28]。

　　Xiao等[46]同樣發(fā)現(xiàn)，飼糧添加4%MCTs降低仔豬血清TNF-α含量，下調(diào)空腸和回腸TLR4和NOD信號通路相關(guān)基因表達，可以推測MCFAs/MCTs通過下調(diào)TLR4和NOD信號通路緩解LPS誘導的腸道損傷。高溫應激情況，飼糧添加0.3%的MCFAs能提高仔豬血液和組織中熱休克蛋白70的mRNA水平，緩解熱應激對仔豬造成的不良反應[40]。此外，MCFAs可以作為過氧化物酶體增殖劑激活受體γ(PPARγ)的配體激活PPAR信號通路，而PPAR信號通路則與成脂分化以及免疫調(diào)節(jié)有關(guān)，因此，MCFAs的免疫調(diào)節(jié)功能可能與PPARγ的活化有關(guān)[47-48]。

　　2.4MCFAs對仔豬腸道完整性的調(diào)節(jié)小腸黏膜上皮是營養(yǎng)物質(zhì)降解和吸收的主要部位，小腸絨毛和隱窩影響?zhàn)つすδ鼙砻娣e。絨毛尖附近的上皮細胞最為成熟且擁有最大的消化和吸收能力，因此，仔豬體重增加與絨毛高度密切相關(guān)[49]。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加不同水平的MCFAs(0.2%、0.4%和0.6%)可提高斷奶仔豬小腸絨毛高度，促進營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收[27]。4%的MCFAs增加小腸絨毛高度、空腸蔗糖酶和麥芽糖酶以及回腸堿性磷酸酶的活性，改善消化吸收功能[28]。LPS攻毒降低仔豬腸道絨毛高度，破壞腸道結(jié)構(gòu)完整性，而飼糧添加0.175%MCTs可提高絨毛高度，增加空腸和回腸杯狀細胞和漿細胞的數(shù)量，緩解LPS攻毒對仔豬腸道造成的損傷，進而促進斷奶仔豬生長[34]。

　　因此，MCFAs對腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性的調(diào)節(jié)具有重要作用。進一步探索機理發(fā)現(xiàn)，添加MCFAs可上調(diào)IPEC-J2細胞Claudin-4基因的表達[38]，添加MCTs可上調(diào)仔豬腸道Claudin-1蛋白表達，同時下調(diào)激活素受體相互作用蛋白(RIP-3)和混合譜系激酶域樣蛋白(MLKL)的mRNA水平，推測MCFAs對腸道結(jié)構(gòu)完整性的維持作用與RIP-3和MLKL信號通路有關(guān)[46]。

　　3MCFAs在抗生素替代中的應用

　　MCFAs在抗生素替代中的應用研究非常有限。Yen等[39]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加40mg/kg硫酸粘桿菌素可減少仔豬盲腸、結(jié)腸和直腸梭菌的數(shù)量的同時還可抑制有益菌乳酸桿菌的生長，飼糧添加3%MCTs能有效改善仔豬飼料轉(zhuǎn)化率，減少結(jié)腸和直腸梭菌的數(shù)量，但MCTs和硫酸粘桿菌素二者無互作效應，說明兩者的作用模式和添加效應各不相同，MCTs可以作為硫酸粘桿菌素的替代品在斷奶仔豬上進行應用，提高飼料利用率，同時避免硫酸粘桿菌素對有益菌的破壞，有利于維持腸道健康。湯文杰等[24]研究發(fā)現(xiàn)，與50mg/kg金霉素相比，日糧添加不同劑量MCTs均可顯著增加川藏黑豬各腸段雙歧桿菌比例，當添加劑量為1.5%時可顯著提高平均日增重和平均日采食量，增加空腸、回腸和盲腸乳酸桿菌比例，降低盲腸和結(jié)腸鏈球菌比例。

　　因此，日糧中添加1.5%MCTs可提高川藏黑豬斷奶仔豬腸道中有益菌(乳酸桿菌和雙歧桿菌)比例并降低有害菌(鏈球菌和大腸桿菌)比例，改善腸道菌群結(jié)構(gòu)，進而降低腹瀉指數(shù)，提高生長性能，可在仔豬上替代50mg/kg金霉素。此外，MCFAs和有機酸聯(lián)合使用同樣可在斷奶仔豬上替代金霉素。飼糧添加75mg/kg金霉素顯著降低仔豬斷奶后1~14d腹瀉率，但聯(lián)合添加0.2%有機酸和0.6%MCFAs可增加斷奶后1~28d平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，提高血清IgG和IgA的含量，且以上指標與75mg/kg金霉素組差異不顯著;另外，有機酸和MCFAs聯(lián)合使用可提高血清總抗氧化能力，降低丙二醛含量，同時提高腸道食糜中厚壁菌門、變形菌門、乳酸桿菌屬和糞桿菌屬的數(shù)量，說明二者聯(lián)合使用可通過調(diào)節(jié)斷奶仔豬的微生物群，改善生長性能，降低腹瀉率，增強血清免疫力[42]。因此，MCFAs和有機酸組合可在斷奶仔豬上作為潛在的抗生素替代品。

　　4結(jié)語

　　總體來說，MCFAs或MCTs可以作為斷奶仔豬飼料的良好補充劑，是一種潛在的飼料抗生素替代品。MCFAs可以通過其短途徑的吸收和氧化、抗菌和免疫調(diào)節(jié)作用進而維持腸上皮結(jié)構(gòu)完整性，改善仔豬生長性能。值得注意的是，MCFAs對仔豬生長性能的研究結(jié)果不完全一致，還需進一步探討MCFAs在仔豬應用時的最佳投喂時間、添加形式、添加量、生產(chǎn)工藝及日糧中其他營養(yǎng)素的水平等問題。MCFAs沸點很低，容易揮發(fā)，在實際生產(chǎn)中的應用還需開發(fā)更加穩(wěn)定的劑型。MCFAs在動物生產(chǎn)中的應用仍不廣泛，基礎(chǔ)研究不足，需要進一步加強MCFAs與腸道發(fā)育及免疫功能的機理研究以更好地指導養(yǎng)豬生產(chǎn)。此外，MCFAs在脂肪代謝及提高動物應激能力的相關(guān)研究方面有待進一步深入。