對話 |聊聊益生菌在動物營養中的應用,Where are we now and where are we going

2022-01-03 曦曦博士

周末好呀~

「曦曦說」開播了近一年了(哎喲,這麼快嗎?),從Swine it 到 Originals,內容慢慢豐富,而仍然還有好多好多東西值得去學習和分享。今天就來開始一個新的系列哇 --- 「曦曦說 · Mini播客」! 在這裡,每一個系列我會通過採訪,圍繞特定的技術主題為大家帶來不同視角和解讀。

在接下來的三個星期,我們的主題是「腸道菌群與動物營養」,請到三位來自歐洲不同國家的技術專家。今天這一期,我邀請到的嘉賓是來自拉曼動物營養(Lallemand Animal Nutrition)的豬營養產品經理 David Saornil博士,他將和大家聊一聊益生菌在動物營養中的應用。

音頻是我訪的英文採訪 + 中文翻譯。Enjoy~ 😊

~ 🎵 這裡是音頻 🎵~

How you got involved in livestock production

David 來自西班牙。他從小就希望能夠成為一名獸醫,在諸多獸醫方向中,他從一開始就很清楚自己喜歡畜牧動物方向;而在學校讀書時,又曾遇見了幾位特別棒的動物營養方面的教授,從此開啟了他的動物營養+獸醫的交叉學科職業生涯。在歐洲,西班牙是豬養殖的主要國家,因此畢業後,David自然而然地進入了養豬業。David畢業於西班牙萊安大學(University of León),也曾在義大利米蘭大學(University of Milan)就讀。畢業後他回到家鄉的一家仔豬飼料公司工作了15年,專注於仔豬配方和技術服務,也常到美國、亞洲、東歐各地出差,對不同地區的養殖業有所了解。2015年,David加入拉曼動物營養,擔任豬方向的產品經理。 

Definition of probiotics & different kinds of probiotics

David: 簡單地說,益生菌指的是被動物食用後,對動物宿主產生有益作用的一類活性微生物。

我們可以把益生菌分為3個大類:

1) 活性酵母(live yeast):活性酵母尺寸相對比較大,比一般的細菌益生菌要大10倍左右,代謝活性很強。

2)乳酸菌(lactic acid bacteria,lactobacillus):顧名思義,乳酸菌可產生乳酸,不過由於其穩定性限制,不容易耐受住飼料加工制粒過程。

3)芽孢桿菌(Bacillus probiotics):可產生「芽孢」(spore),因而能夠耐受制粒環節,屬於需氧菌,通常產酶能力較強。

在談到益生菌時,有一點非常重要:即使屬於同一類,不同的菌株也會有不同的功效 (It is  strain dependent).

The historic use and current status of probiotic application in animal nutrition

David: 益生菌在人醫上的運用已有悠久歷史(比如布拉氏酵母菌Saccharomyces Boulardii 就是由法國的微生物學家布拉德在十九世紀20年代發現並提取的)。很多在人醫、人的營養上的研究應用經驗,我們動物營養領域都可以拿來借鑑。

益生菌在動物營養上的應用大概可以追溯到20-25年之前,而在今天,其研究和應用可以說是爆炸式增長,特別是在歐洲,由於飼料全面禁抗、禁止超量添加氧化鋅、通過獸醫處方制規範養殖現場用藥等原因,益生菌在動物身上的應用越來越多了。

與20年前相比,現在的營養師對不同益生菌的作用機制(MOA, mode of action)有了更多的了解,在選用益生菌時需要特別關注菌株編號,兩種益生菌即使屬於同一亞種,但在特定基因上的不同,在某些特點上也存在較大的差異,因此要更關注於應用特定的益生菌菌株來達到特定的作用(比如促進腸道健康、保護腸道黏膜等)。

因此,整個益生菌市場在不斷增長,同時也越來越專業化,營養師對它有越來越特定的要求了。

益生菌在動物飼料市場上的應用:2018年市場達到35.6億美元,預計到2026年將達到62.4億美元,credit to Fortune Business Insights

🔗 https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/probiotics-in-animal-feed-market-101018 

How probiotics are used in Europe right now?

David: 主要說說在豬上的應用吧!目前在歐洲,益生菌的使用主要集中在母豬和仔豬階段。

在仔豬階段(斷奶前和斷奶後)使用益生菌,可以幫助促進仔豬腸道健康,緩解斷奶應激。而在母豬妊娠期和哺乳期使用益生菌,不僅可以緩解母豬圍產期的應激,還對新生仔豬甚至斷奶仔豬的腸道健康和生長性能產生積極的影響。

擴展閱讀:

🔗 營養快報#4 | 母豬補酵母,仔豬長得好?

How probiotics affect gut health in livestock animals, especially in piglets – mode of action?

David:我前面提到,了解不同益生菌菌株的MOA很重要,這裡主要講講我比較熟悉的布拉迪的作用機制吧,主要有幾點:

1)平衡腸道微生物菌群 (maintain better microbial profile)。怎麼做到呢?---不同於其他酵母菌株,布拉迪在37℃的活力是最高的,在動物腸道中,它能夠非常高效地消耗氧氣,為乳酸菌、雙歧桿菌和纖維分解菌等有益微生物創造適宜的厭氧環境,同時能夠抑制大腸桿菌和沙門氏菌等致病菌和機會性致病菌在腸道內的增殖速度。在應激情況下,有助於保持動物腸道微生物的平衡。

2)通過分泌兩種特異性的酶,分別可以中和艱難梭菌(Clostridium difficile)產生的毒素和大腸桿菌的內毒性。

3)在應激情況下,有利於腸道微絨毛保持比較理想的形態,保持正常的消化、吸收功能。同時布拉迪酵母能夠直接作用於腸道上皮細胞,強化細胞間的「緊密連接」(tight junctions),阻止致病菌和毒素通過細胞間的縫隙,進入血液。

緊密連接-Tight junction在腸道屏障中起到的重要作用🔗 DOI : 10.2174/1389203720666190125095122

4)調控炎症反應 (modulating inflammatory responses):在應激情況下(熱應激、病原菌入侵、斷奶等...),可以抑制炎症反應,有益於免疫系統正常地發揮作用。

除了酵母菌之外,我們知道,乳酸菌可以通過分泌乳酸、調節腸道酸鹼環境來作用;另外有一些益生菌的主要作用機制在於分泌消化酶、幫助營養消化。

所以,還是回到前面提到過的,不同益生菌有不同的作用機制,要根據目的來選擇性地使用。

釀酒酵母布拉迪在腸道中的作用方式 |MoA of Saccharomyces cerevisiae var. boulardii CNCM I-1079引自 Lallemand) 

How should nutritionists evaluate probiotics?

David: 我認為最重要的還是要從豬場的需求出發 --- 是想要減少仔豬腹瀉率?想提高飼料消化率?還是想總體提高生長數據?可根據不同的需求來評估及選擇益生菌。在仔豬階段,減少腹瀉、保證腸道健康是尤其重要的。

當然,從益生菌本身的角度出發,首先我們要保證益生菌在經歷制粒等一系列處理後,餵到動物的嘴裡的時候要還「活著」,能發揮作用,所以「活菌數」是一個需要關注的指標(在今天的技術下這一點一般都不是問題)。其二,我們需要評估一個菌株在建議的添加量範圍內是否的確對腸道菌群有調控能力。

what are the common myths about probiotic application in our field that you』ve seen?

David:第一個誤解是:在還未禁抗的時候,很多人認為將益生菌和抗生素一起添加會讓益生菌失效。其實不會,至少對於活性酵母來說這是一種誤解,兩者是可以兼容的。

第二種誤解是: 我已經添加了這個、那個添加劑,就沒有必要再加益生菌了。其實,我們應該關注的是每個產品不同的作用機制,益生菌的作用機制和酸化劑、精油、酶製劑都不一樣,所以我的觀點是配方的時候,要從產品的作用機制方面來考量。

Future directions in probiotics application.

David:未來有幾個方向需要我們繼續努力:

1)做配方時,根據不同的作用機制,組合使用不同益生菌以及其他添加劑,互補互助,達到最佳效果。

2)更深一步地理解不同益生菌的作用機制和應用場景,了解它們對付什麼情況最有效的;那麼,如果能將不同益生菌的作用機制和應用場景形成一個系統的、不斷更新的文檔,這樣營養師們便可以根據這些信息來更好地選擇合適的益生菌啦。

3)更全面地研究「母體微生物印記效應」(maternal microbial imprinting) --- 理解在母豬上使用益生菌對仔豬斷奶前後、乃至後期生長健康的影響。

複合添加益生菌對斷奶仔豬生長性能的作用(Liu & Ye et al. 2018)
擴展閱讀:🔗 Application of Complex Probiotics in Swine Nutrition – A ReviewDOI: 10.2478/aoas-2018-0005

Anything to add?

David:當前我們的行業面臨很多的壓力 --- 全面禁抗的壓力、動物福利的壓力、可持續發展的壓力...營養師的工作也已與以前有很大的不同,對跨學科的了解和理解越來越重要了。

回到益生菌上,正確有效地使用益生菌、更好地理解其作用機制,幫助豬兒們健康成長,應該是應對當前行業壓力一個不錯的工具。

專業書籍:Animal Nutrition 《動物營養學》(作者:Peter McDonald)

(一本含多物種動物營養學書籍,其中深入探討了動物腸道營養物質消化吸收過程,對我來說是一本非常重要的經典專業書籍,幫助了解動物生產消化,更好地實際應用各種不同的飼料原料。)

非專業書籍:

Seven habits of highly effective people《高效能人士的7個習慣》  (作者:Stephen Covey)

Culture Map:Breaking Through the Invisible Boundaries of Global Business 《文化地圖》(作者:Erin Meyer)(經濟全球化情況下,可以幫助更好地了解全球文化,消除誤解。搞懂文化差異,才能在全球企業談判中無往不利。)

David : 在這個時代,專業知識非常重要,不過知識總是可以不斷學習的,我認為最重要的其實不是知識本身,而是樂於助人、有同理心,能站在別人的角度理解問題、幫助他人的能力和心態。

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