畜禽营养-褐藻糖胶对猪肠道生理功能的影响及其在猪生产上的应用

褐藻糖胶对猪肠道生理功能的影响及其在猪生产上的应用

◆作者：罗彤怡，黄艳，许韵琪，郭孟妍，王琤韦华*

◆单位：江西科技师范大学生命科学学院

摘要：肠道是机体重要的免疫器官，肠道微生态失衡容易导致机体出现免疫力下降、代谢紊乱等状况。褐藻糖胶有多种生物活性功能，具有调节肠道菌群、维持肠道稳定状态等作用。因此，本文主要从肠道菌群、紧密连接以及营养物质代谢等方面探究了褐藻糖胶对肠道生理功能的影响，并总结出褐藻糖胶对不同生长阶段猪的影响，以期为褐藻糖胶的应用提供理论参考。

关键词：褐藻糖胶；猪；肠道

滥用抗生素存在污染自然环境、危害人体健康等诸多问题（王恬等，2023），随着国家“禁抗”政策的颁布，无抗养殖成为必然趋势。因此，寻找一种绿色、安全的饲料添加剂替代抗生素对于维护猪的健康至关重要。目前制约肉猪养殖发展的重要因素是肠道类疾病，褐藻糖胶作为一种天然的、无毒副作用的生物活性物质，具有抗癌、抗氧化、维护猪的肠道健康等多种功效和应用价值（Mak等，2013；Han等，2016）。基于褐藻糖胶当前已有的研究成果，本文综述了褐藻糖胶对肠道生理功能的影响，并探讨了其相关作用机制，以期为褐藻糖胶作为饲料添加剂在养猪生产中的应用提供理论参考。

1 褐藻糖胶概况

褐藻糖胶（狭义上的海带多糖）是一种含硫酸基的水溶性多糖（李盛楠等，2023），主要来源于海洋中的褐藻类植物。广义上的海带多糖则是由褐藻胶、褐藻糖胶和海带淀粉组成（尹宗美等，2020）。褐藻糖胶以α-L-岩藻糖-4-硫酸酯的多聚物为主要成分，同时含有不同比例的糖单元、葡糖醛酸和少量结合蛋白质（钱风云等，2003）。褐藻糖胶常见于海藻类植物的细胞壁中，在动物体内也可以检测出不同形式的褐藻糖胶，不同因素的影响导致褐藻糖胶化学结构不同。因其特殊的化学结构，褐藻糖胶具有多种生物活性功能，结构的完整性是影响其功能的关键因素。褐藻糖胶能够调节菌群结构，修复肠黏膜损伤，为肠道内菌群提供良好碳源，实现对肠道微生物群紊乱的矫正，维护动物肠道健康（孙妍华等，2023）。褐藻糖胶具有生物功能活性高、来源广泛、无毒无害等优点，其作为绿色饲料添加剂的功能和应用日渐成为研究热点。

2 褐藻糖胶对肠道生理功能的影响

2.1 影响肠道菌群平衡

肠道中菌群占据了重要地位，这些菌群是由数量庞大的细菌组成的群落，其中包括厚壁菌群、拟杆菌门、放线菌门等多种菌群，参与肠道的营养物质代谢过程。褐藻糖胶酵解后产生的短链脂肪酸（SCFAs）可通过调节肠道pH使肠道内环境平衡。SCFAs可以与受体结合，从而参与肠道物理、化学、微生物和免疫屏障的调控，促进机体非特异性防御屏障的构建（王海波等，2023），进而维持肠道屏障功能。大量细菌和内毒素在肠道内积聚，其中有益菌能维持肠道健康，有害菌则会破坏肠道菌群平衡，还可能会诱发肠道一系列疾病。郑娟霞等（2021）研究发现，褐藻糖胶使肠道微生物处于稳态，其作用机理就是通过促进有益菌群的生长，形成有益的代谢产物，从而实现肠道健康（Cires等，2019）。Shimazi等（2019）也通过研究发现，在猪日粮中添加海藻粉，使有益菌乳酸杆菌增加，有害菌大肠杆菌减少，从而实现对肠道菌群的调节。此外，高膳食纤维饮食可以增加肠道中SCFAs的释放，重塑肠道菌群，增强肠道屏障完整性，从而调控机体肠道免疫（Tan等，2016）。

2.2 调控肠道紧密连接

褐藻糖胶可以通过促进SCFAs生成，提高紧密连接蛋白的丰度，实现对紧密连接的调控。邵青玲等（2020）研究发现，日粮中添加一定量的褐藻糖胶可提高断奶仔猪盲肠、结肠中挥发性脂肪酸的含量。Gabor等（2022）研究发现，肠道中紧密连接蛋白丰富度的提高是由于受到了丁酸盐的作用。SCFAs会影响机体内AMP/ATP的比例，AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）被激活，将会促进肠上皮细胞中紧密连接蛋白的表达（董霞等，2022）。褐藻糖胶具有使肠道pH值降低的生理功能，对乳酸杆菌的增殖有显著促进作用，同时对大肠杆菌增殖有抑制作用（徐云等，2021）。作为益生菌的乳酸杆菌可以直接促进紧密连接蛋白的表达，实现对肠道上皮细胞紧密连接的调控（邢爽等，2019）。刘艳春等（2023）发现，仔猪感染产肠毒素大肠杆菌后，仔猪肠道上皮结构受到破坏，肠道的通透性随之提升，从而抑制紧密连接蛋白的表达。由大量相关研究结果可以得出褐藻糖胶能够通过调控肠道菌群种类及数量，使得有益菌增加，从而促进部分紧密连接蛋白的mRNA表达，紧密连接蛋白表达量也随之增加，进而正向调控机体内的紧密连接，但有害菌对紧密连接作用结果则完全相反。

2.3调节营养物质代谢

营养物质的消化、吸收及代谢主要在机体肠道内进行，褐藻糖胶在肠道中被肠道菌群利用，产生大量SCFAs，导致肠道pH值降低，肠道蠕动加强，食欲增大，机体对营养物质的吸收率增大，从而调节机体对营养物质的代谢过程。江彦等（2019）研究发现将褐藻糖胶添加到仔猪的日粮中，仔猪血清中白蛋白含量有所降低，在一定程度上影响了机体的蛋白质代谢过程。褐藻糖胶能降低机体内甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）及低密度脂蛋白（LDL）水平，通过激活AMPK及增强肝脏内脂质代谢相关酶的活性，起到调节血脂的作用（徐新颖等，2011；郑娟霞等，2020）。褐藻糖胶能够抑制小肠对胆酸盐的重吸收，刺激TC不断转化为胆酸盐并将其排出体外，使体内TC含量减少，达到降脂效果（王智荣等，2016）。张进松等（2014）应用褐藻糖胶对高脂血症小鼠进行干预后，发现小鼠下丘脑瘦素受体（OBR）水平提高，明显改善瘦素抵抗，使血脂水平恢复正常。王美华等（2015）发现褐藻糖胶具有降血糖作用。其作用机理是通过改善机体的氧化应激反应，使机体对葡萄糖的调控显著增强，从而使血糖降低（Long等，2012；龙少华等，2013）。李文武等（2015）研究也发现褐藻糖胶会显著提高斜带石斑鱼消化酶活性，进而提高饲料利用率。邵青玲等（2020）实验结果表明，将纯化的褐藻糖胶添加到饲料中喂养断奶仔猪，仔猪的十二指肠绒毛高度以及V/C值在断奶第10天后显著增加，机体对营养物质的消化和吸收能力也随之增强。

3 褐藻糖胶在猪的不同生长阶段的应用

3.1 在仔猪阶段的应用

生猪养殖的一个关键时期是断奶期，处于该阶段的仔猪肠道菌群不稳定，在饲养环境发生变化的情况下容易受到刺激产生非特异性应激综合症（丁浩等，2022）。褐藻糖胶作为一种天然无毒的植物多糖，可以通过改善仔猪肠道形态、肠道菌群结构、免疫功能来促进断奶仔猪肠道结构和功能的发育，提高猪的采食量，在断奶仔猪的日粮中添加褐藻糖胶，能使仔猪的生产性能提高，维护其肠道健康（刘萍等，2019；毛欣雨等，2022）。O’doherty等（2010）研究发现，在饲料中添加高浓度的褐藻糖胶可以减少粪便中大肠杆菌的数量，提高断奶仔猪的生长性能。McDonnell等（2010）发现褐藻糖胶可以缓解断奶仔猪腹泻症状，改善断奶仔猪的肠道健康，提高生长性能。褐藻糖胶对肠道内益生菌的增殖有积极影响，对大肠杆菌等有害菌滋生产生负面影响，益生菌能够在仔猪体内形成物理屏障、分泌活性物质，提高消化系统和免疫系统机能，从而保护肠道健康，使仔猪腹泻率得到有效降低（李文星等，2023）。在仔猪生产中加入适量的褐藻糖胶，可以通过机体内益生菌增殖来提高仔猪血清免疫球蛋白的含量，降低促炎因子的含量，并促进抗炎因子的分泌，从而增强仔猪体液免疫和细胞免疫功能（陈永从等，2023）。此外，褐藻糖胶能够激活免疫细胞、促进细胞因子分泌、提高机体抗炎能力，保护白细胞不被吞噬，提高断奶仔猪的免疫能力（陈文宁等，2018）。

3.2 在肥育猪阶段的应用

褐藻糖胶通过调控肠道中有益菌与有害菌的丰度，促进紧密连接蛋白表达等途径维护动物肠道的健康，提高肠道对食物中营养物质的利用效率，使得饲料转化率和日增重得到有效增加，进而提高肥育猪的生产性能（Dillon等，2010；Walsh等，2012a；Walsh等，2012b）。褐藻糖胶被肠道微生物降解以后产生单糖和SCFAs，SCFAs能够使肠道内乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌数量增多，它们可以通过抑制肠道内变形杆菌、梭状芽孢等有害菌繁殖，促进营养物质代谢等途径提高猪的免疫能力和生产性能。Chen等（2005）研究结果证实益生菌对猪的生产性能有显著提高作用。陈丽艳（2007）的研究结果表明乳酸杆菌能明显降低机体DNA/RNA值，增强机体蛋白质的合成能力。褐藻糖胶酵解产物SCFAs可为肥育猪提供15%～24%的能量，其中丁酸能够为细胞生长与增殖提供60%～70%的能量（陆君岚等，2021）。肌内脂肪的含量会影响肥育猪的品质，SCFA可以参与调节体内脂肪组织的沉积，从而影响肌内脂肪含量并提高猪肉品质（李仲玄等，2017）。

3.3 在哺乳母猪阶段的应用

由于哺乳母猪容易受到外界环境刺激产生应激反应，可能会出现肠道菌群失调、采食量下降、便秘等一系列问题，进而降低母猪的繁殖、泌乳性能。大量研究表明，在母猪哺乳期间饲喂褐藻糖胶可以改善这种情况。SCFAs可以提高肠道对营养物质的吸收率，促进乳脂合成，防止母猪在哺乳期间掉膘，提高乳品质（邢媛媛等，2016；朱滔等，2022）。乳脂作为给仔猪供能的重要物质，有助于提高仔猪的生长性能。母乳中的糖类和蛋白质是刚出生的仔猪获取营养和被动免疫力的有效途径，褐藻糖胶能够通过调控菌群和免疫蛋白来改善初乳的营养结构。Liu等（2019）研究表明，母猪哺乳期间提高乳酸杆菌的丰度有助于仔猪消化和代谢母乳。Leonard等（2012）研究发现，喂食海藻提取物能提高母猪初乳中IgA、IgG和乳蛋白的浓度，仔猪食用母乳后免疫力得到显著提高。此外，用海藻提取物饲养的母猪血液中白细胞的数量显著增高，能够更好地抑制炎症的发生，保障母猪健康（Leonard等，2011）。

4 结论

综上所述，褐藻糖胶能有效改善猪肠道的生理功能，从而促进猪的繁殖、泌乳和生产性能。近年来，褐藻糖胶在畜牧业中得到广泛应用，是替代抗生素的良好候选物，可以解决抗生素饲喂出现的耐药性强、药物残留等问题。随着研究不断深入，褐藻糖胶作为新型饲料添加剂具有广阔应用前景。

参考文献：（略）