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摘 要:广泛分布在各种饲料成分中的β-甘露聚糖会引起饲料诱导型免疫应答反应,从而影响肉鸡的生产性能和均匀度。本文通过试验表明,饲料中添加β-甘露聚糖酶可以降低血清AGP的水平,降低使用可引起免疫应答反应的不必要饲料的成本,进而提高生产性能。
关键词:饲料诱导型免疫应答反应;β-甘露聚糖酶;生产性能
作为对半乳甘露聚糖一种反应的饲料诱导型免疫应答反应(Feed Induced Immune Response,FIIR),会对肉鸡生产性能和均匀度产生潜在的威胁。β-甘露聚糖被认为是一种重要的分子,广泛分布在包括豆粕、葵籽粕、棕榈籽粕、椰子粕和芝麻粕在内的各种饲料成分中(图1)。
自从豆粕(Soybean meal,SBM)成为世界各地所产饲料中的一种主要蛋白质来源,β-甘露聚糖就出现在大多数的饲料中。
豆粕中的β-甘露聚糖属于一类线性多糖,由循环的β-(1,4)甘露糖、β-(1,6)半乳糖和/或与β-甘露聚糖碳架相连的葡萄糖单元组成。
它们是一类具有高黏性、抗高温的水溶性化合物,在豆粕加工的干燥/烘烤阶段中能保持活性。β-甘露聚糖可以被先天性免疫系统识别,并会被肠黏膜的多种模式识别受体(Pattern Recognition Receptors,PRR)识别为病原体相关分子模式(Pathogen Associated Molecular Patterns,PAMP),包括血清蛋白甘露糖结合凝集素(Mannose Binding Lectin,MBL)以及在重要免疫细胞中的多种细胞表面受体,如甘露糖受体(Mannose receptor,MR)和在重要免疫细胞中的其它受体。因此,它们会引发肠道微细胞免疫反应,进而消耗并浪费能量。
甘露聚糖可粘附在许多病原体的表面,可能会导致先天性免疫系统对其产生保护性识别。目前,MBL被认为参与了吞噬含有病原体的甘露糖以及回收坏死细胞,后者可以有效排列进行信号传导的细胞表面Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)构架。
先天性免疫系统由病原体中的分子模式激活,豆科饲料如大豆中的大分子甘露聚糖是其中的一种分子模式,这种分子模式能够诱导产生强烈且高成本的免疫反应。
急性期蛋白(Acute Phase Proteins,APP)是先天性免疫系统的一个组成部分,一些APP会在血液中富集到一个很高的水平,以此来响应各种形式的应激。
在家禽上,测定APP是监测应激的一种便利工具。附加研究的结果显示,测得的APP水平可以预测肉鸡和火鸡的生长性能。在家禽上,被称为β-1-酸性糖蛋白(β-1-acid glycoprotein,AGP)的APP非常敏感,且很容易通过放射免疫扩散法测定。
在鸡和火鸡试验中,通过测定该AGP水平来检测先天性免疫系统刺激已经成为很实用方便的方法,因为AGP水平与通过放射免疫扩散法测定的先天性免疫反应相关。
来自肉鸡的圈养试验结果表明,当β-甘露聚糖酶水解豆科饲料中的非淀粉多糖(半乳甘露聚糖)时,肉鸡的饲料转化率将显著提高,同时血液AGP水平还大幅度地下降,并可阻止由先天性免疫反应增强带来的该先天性免疫反应。
一旦β-甘露聚糖酶水解了半乳甘露聚糖,由此产生的甘露聚糖寡糖片段不再能被Toll样受体(toll like receptors,MBL)识别。因此,通过消除饲料中的FIIR,β-甘露聚糖酶会有助于节约宝贵的能源,该能源进而可用于促进动物的生长和生产性能。
1 材料与方法
在乔治亚大学进行的一系列研究表明,通过向饲料中添加富含半乳甘露聚糖的豆科饲料获得的甘露糖含量,与通过酸水解和气相色谱法测得的血液中AGP水平具有一定的相关性。
加入测试原料,并利用精心处理的成分,基础日粮可配制成对先天免疫系统“刺激较低”的日粮。
在试验肉鸡0~2周龄时,测得的血清中AGP(μg/mL)的水平可以作为先天性免疫应答反应的标准。该结果见图2。
此外,另一项肉鸡试验用来分析β-甘露聚糖酶对肉鸡上市时的生产性能和均匀度的影响(表1)。试验由阳性对照、阴性对照组和在阴性对照组基础日粮中添加酶制剂的低能量阴性对照组组成。
2 结果与讨论
结果表明,为应对日粮中半乳甘露聚糖水平的不断提高,血清AGP水平相应增加。添加纯的β-甘露聚糖酶可以降低血清AGP的水平,同时AGP水平的变化与饲料中甘露聚糖的含量成正比(根据用GC测得的甘露糖含量)。
测得的饲料甘露糖含量可以用作β-半乳甘露聚糖不断升高的浓度指示剂。研究表明,FIIR真实存在于饲料中,并会影响肉鸡的生产性能。β-甘露聚糖是一个能重现其影响的理想模型。β-甘露聚糖酶可能会限制它们的影响,降低使用可引起免疫反应的非必要饲料成本。生长肥育舍肉鸡活重均匀度的提高将会带来家禽加工产品一致性的提高。研究人员为评估β-甘露聚糖酶对肉鸡活重均匀度的影响,用该酶和肉鸡进行了多项圈养试验,并得到了可喜的结果。
目前的研究结果表明,按225 g/t和400 g/t的浓度添加β-甘露聚糖酶,可使肉鸡43日龄的体重分别显著增加4.6 %和8.7 %,变异系数(CV,%)减小1.4~2.7个单位(表1)。这些研究还证明,FIIR真实存在于饲料中,并会影响肉鸡的生产性能。β-甘露聚糖是重现其影响的理想模型。β-甘露聚糖酶能够限制其影响,并能降低使用可引起免疫应答反应的不必要饲料成本。
3 结论
β-甘露聚糖酶改善料/肉比和提高家禽体重均匀度的效果主要是源自内源性b-D-甘露聚糖酶能够降解目前饲料配方中所用半乳甘露聚糖的结果。
肉鸡在感染三种阿尔梅里亚(Almeria),同时日粮中无抗生素后,血清AGP的水平显著提高。 在21~42日龄的肉鸡实验和达到上市重的火鸡试验中,在玉米/大豆日粮中添加b-甘露聚糖酶,与根据体重调整的饲料转化率实验显示结果相同,都能显著降低血液AGP水平,但也能使生长性能显著提高。
这些作用也可能与酶对肠道内容物黏度的影响有关。β-半乳甘露聚糖是一种黏性多糖,会促进消化器官增生,引起胰液分泌增加,因此可提高肠道的能量需求。
β-甘露聚糖酶还可以通过减少小体重肉鸡的比例使体重的CV大约下降2 %。
这一改善的价值将最有很可能在加工厂中得到实现,但它可能会使肉鸡的全净膛重改善大约0.4 %。
原题名:Managing the impact of an unnecessary feed induced immune response (英文)
原作者:Marco A. Martinez-Cummer、Christophe Bostvironnois和Karl Poulsen(美国Elanco动物保健)
关键词:饲料诱导型免疫应答反应;β-甘露聚糖酶;生产性能
作为对半乳甘露聚糖一种反应的饲料诱导型免疫应答反应(Feed Induced Immune Response,FIIR),会对肉鸡生产性能和均匀度产生潜在的威胁。β-甘露聚糖被认为是一种重要的分子,广泛分布在包括豆粕、葵籽粕、棕榈籽粕、椰子粕和芝麻粕在内的各种饲料成分中(图1)。
自从豆粕(Soybean meal,SBM)成为世界各地所产饲料中的一种主要蛋白质来源,β-甘露聚糖就出现在大多数的饲料中。
豆粕中的β-甘露聚糖属于一类线性多糖,由循环的β-(1,4)甘露糖、β-(1,6)半乳糖和/或与β-甘露聚糖碳架相连的葡萄糖单元组成。
它们是一类具有高黏性、抗高温的水溶性化合物,在豆粕加工的干燥/烘烤阶段中能保持活性。β-甘露聚糖可以被先天性免疫系统识别,并会被肠黏膜的多种模式识别受体(Pattern Recognition Receptors,PRR)识别为病原体相关分子模式(Pathogen Associated Molecular Patterns,PAMP),包括血清蛋白甘露糖结合凝集素(Mannose Binding Lectin,MBL)以及在重要免疫细胞中的多种细胞表面受体,如甘露糖受体(Mannose receptor,MR)和在重要免疫细胞中的其它受体。因此,它们会引发肠道微细胞免疫反应,进而消耗并浪费能量。
甘露聚糖可粘附在许多病原体的表面,可能会导致先天性免疫系统对其产生保护性识别。目前,MBL被认为参与了吞噬含有病原体的甘露糖以及回收坏死细胞,后者可以有效排列进行信号传导的细胞表面Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)构架。
先天性免疫系统由病原体中的分子模式激活,豆科饲料如大豆中的大分子甘露聚糖是其中的一种分子模式,这种分子模式能够诱导产生强烈且高成本的免疫反应。
急性期蛋白(Acute Phase Proteins,APP)是先天性免疫系统的一个组成部分,一些APP会在血液中富集到一个很高的水平,以此来响应各种形式的应激。
在家禽上,测定APP是监测应激的一种便利工具。附加研究的结果显示,测得的APP水平可以预测肉鸡和火鸡的生长性能。在家禽上,被称为β-1-酸性糖蛋白(β-1-acid glycoprotein,AGP)的APP非常敏感,且很容易通过放射免疫扩散法测定。
在鸡和火鸡试验中,通过测定该AGP水平来检测先天性免疫系统刺激已经成为很实用方便的方法,因为AGP水平与通过放射免疫扩散法测定的先天性免疫反应相关。
来自肉鸡的圈养试验结果表明,当β-甘露聚糖酶水解豆科饲料中的非淀粉多糖(半乳甘露聚糖)时,肉鸡的饲料转化率将显著提高,同时血液AGP水平还大幅度地下降,并可阻止由先天性免疫反应增强带来的该先天性免疫反应。
一旦β-甘露聚糖酶水解了半乳甘露聚糖,由此产生的甘露聚糖寡糖片段不再能被Toll样受体(toll like receptors,MBL)识别。因此,通过消除饲料中的FIIR,β-甘露聚糖酶会有助于节约宝贵的能源,该能源进而可用于促进动物的生长和生产性能。
1 材料与方法
在乔治亚大学进行的一系列研究表明,通过向饲料中添加富含半乳甘露聚糖的豆科饲料获得的甘露糖含量,与通过酸水解和气相色谱法测得的血液中AGP水平具有一定的相关性。
加入测试原料,并利用精心处理的成分,基础日粮可配制成对先天免疫系统“刺激较低”的日粮。
在试验肉鸡0~2周龄时,测得的血清中AGP(μg/mL)的水平可以作为先天性免疫应答反应的标准。该结果见图2。
此外,另一项肉鸡试验用来分析β-甘露聚糖酶对肉鸡上市时的生产性能和均匀度的影响(表1)。试验由阳性对照、阴性对照组和在阴性对照组基础日粮中添加酶制剂的低能量阴性对照组组成。
2 结果与讨论
结果表明,为应对日粮中半乳甘露聚糖水平的不断提高,血清AGP水平相应增加。添加纯的β-甘露聚糖酶可以降低血清AGP的水平,同时AGP水平的变化与饲料中甘露聚糖的含量成正比(根据用GC测得的甘露糖含量)。
测得的饲料甘露糖含量可以用作β-半乳甘露聚糖不断升高的浓度指示剂。研究表明,FIIR真实存在于饲料中,并会影响肉鸡的生产性能。β-甘露聚糖是一个能重现其影响的理想模型。β-甘露聚糖酶可能会限制它们的影响,降低使用可引起免疫反应的非必要饲料成本。生长肥育舍肉鸡活重均匀度的提高将会带来家禽加工产品一致性的提高。研究人员为评估β-甘露聚糖酶对肉鸡活重均匀度的影响,用该酶和肉鸡进行了多项圈养试验,并得到了可喜的结果。
目前的研究结果表明,按225 g/t和400 g/t的浓度添加β-甘露聚糖酶,可使肉鸡43日龄的体重分别显著增加4.6 %和8.7 %,变异系数(CV,%)减小1.4~2.7个单位(表1)。这些研究还证明,FIIR真实存在于饲料中,并会影响肉鸡的生产性能。β-甘露聚糖是重现其影响的理想模型。β-甘露聚糖酶能够限制其影响,并能降低使用可引起免疫应答反应的不必要饲料成本。
3 结论
β-甘露聚糖酶改善料/肉比和提高家禽体重均匀度的效果主要是源自内源性b-D-甘露聚糖酶能够降解目前饲料配方中所用半乳甘露聚糖的结果。
肉鸡在感染三种阿尔梅里亚(Almeria),同时日粮中无抗生素后,血清AGP的水平显著提高。 在21~42日龄的肉鸡实验和达到上市重的火鸡试验中,在玉米/大豆日粮中添加b-甘露聚糖酶,与根据体重调整的饲料转化率实验显示结果相同,都能显著降低血液AGP水平,但也能使生长性能显著提高。
这些作用也可能与酶对肠道内容物黏度的影响有关。β-半乳甘露聚糖是一种黏性多糖,会促进消化器官增生,引起胰液分泌增加,因此可提高肠道的能量需求。
β-甘露聚糖酶还可以通过减少小体重肉鸡的比例使体重的CV大约下降2 %。
这一改善的价值将最有很可能在加工厂中得到实现,但它可能会使肉鸡的全净膛重改善大约0.4 %。
原题名:Managing the impact of an unnecessary feed induced immune response (英文)
原作者:Marco A. Martinez-Cummer、Christophe Bostvironnois和Karl Poulsen(美国Elanco动物保健)