寵物食品添加劑的作用及應(yīng)用研究,食品安全論文

寵物食品添加劑的作用及應(yīng)用研究,食品安全論文內(nèi)容摘要：隨著寵物食品產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展,寵物食品添加劑的作用越來越遭到重視。寵物食品添加劑固然不能知足基本的蛋白質(zhì)、能量等營養(yǎng)需要,但是對于維持寵物健康,尤其是在皮毛護理、口腔護理、免疫加強、風(fēng)味加強及抗氧化特性等方面具有重要作用。本文主要從以上幾個機理方面展開描繪敘述,同時介紹市面上幾類重要的寵物食品添加劑。本文關(guān)鍵詞語：寵物食品,添加劑,護理,免疫當(dāng)前,我們國家已經(jīng)成為僅次于美國、日本的世界第三大寵物市場國家。2021年寵物行業(yè)的消費規(guī)模超過1708億元。隨著人們生活水平的不斷提高,居民擁有寵物的數(shù)量逐年遞增。人們對于犬貓為主的伴侶動物的依靠越來越高[1]。在人們注重飲食營養(yǎng)與健康的同時,寵物的營養(yǎng)健康也越來越遭到廣泛關(guān)注。當(dāng)前市場上售賣的全價犬貓食品中,既包括動物源成分如雞肉粉、雞骨粉、牛肉粉、魚肉等,也包括植物源成分如小麥、玉米、豆粕等,這些動植物源營養(yǎng)物質(zhì)的添加知足了寵物對蛋白質(zhì)、脂肪、能量及礦物質(zhì)、維生素的需求。與此同時,還添加了一些對寵物健康具有特別重要意義的食品原料,而這部分添加成分不一定能提供基本的蛋白質(zhì)、能量等營養(yǎng)需求,但對維護寵物機體健康、促進新陳代謝、提高免疫功能及觀賞屬性具有重要意義。寵物食品添加劑是指在全價寵物食品中添加比例在1%～5%左右,不提供基本蛋白質(zhì)、能量需要,但是對促進寵物身體健康、維持正常基本新陳代謝和功能具有重要作用的一類食品添加劑。這些添加組分或者通過化學(xué)合成的形式,或者從動植物體中分離、提取,有效提高了寵物的消化功能、健康水平及觀賞特性。根據(jù)寵物食品添加劑的作用成效類型,能夠?qū)櫸锸称诽砑觿┑淖饔梅譃槠っo理、口腔護理、免疫加強、口味加強及抗氧化特性等。值得注意的是,某些食品添加劑的成效并不是專一的,可能對促進寵物整體健康都具有一定的成效。1寵物食品添加劑的作用成效1.1皮毛護理對于貓而言,皮膚加被毛的總重量大約占體重的12%;對于犬而言,皮毛生長所消耗的營養(yǎng)素占所有營養(yǎng)素的30%[2]。一方面皮毛的存在能夠使寵物免受傷害,另一方面,作為具有重要觀賞屬性的伴侶動物而言,鮮亮的毛色、健康的皮膚能夠提高寵物的觀賞性。如山東臨清獅貓具有長毛拖地、色白如雪的特點,具有重要的觀賞價值[3]。因而在寵物食品中添加促進皮毛健康和生長的物質(zhì)尤其重要。影響皮毛生長的營養(yǎng)素包括蛋白質(zhì)、脂肪、礦物及維生素等,華而不實蛋白質(zhì)及氨基酸是構(gòu)成皮毛角質(zhì)蛋白的構(gòu)造性物質(zhì),蛋白質(zhì)缺乏直接影響皮毛生長[3,4]。作為蛋白質(zhì)的構(gòu)造單體氨基酸的構(gòu)造組成也具有重要意義,華而不實含硫氨基酸(蛋氨酸+胱氨酸)的組成比例直接影響了動物毛纖維的角質(zhì)蛋白。有文獻報道,日糧中添加含硫氨基酸能夠有效促進水貂、獺兔及絨毛用羊的皮毛產(chǎn)量[5]。精氨酸、色氨酸等非含硫氨基酸對皮毛的生長和代謝也具有重要作用。在毛皮動物日糧中合理添加這些營養(yǎng)元素能夠促進毛纖維生長、加強毛纖維強度、提高被毛密度[6]。1.2口腔護理寵物的口腔及牙齒健康經(jīng)常遭到寵物食品、零食或者其他物質(zhì)的損害,進而罹患牙齦炎、牙周炎、牙結(jié)石等,進而導(dǎo)致口臭、牙齦充血紅腫,甚至引發(fā)腎臟疾病[7];寵物不良的口氣也會影響寵物主人的飼養(yǎng)體驗,因而對寵物口腔的護理具有重要意義。犬貓的口腔保健除了需日常定期刷牙和檢測之外,在營養(yǎng)層面上對口腔的保健也具有重要意義。鈣、磷、鎂、氟等礦物元素是構(gòu)成牙齒的重要物質(zhì),對于牙齒的鈣化和構(gòu)成具有重要作用,因而,適量的礦物元素補充劑是保衛(wèi)牙齒的關(guān)鍵。寵物食品中碳水化合物(蔗糖、葡萄糖等)是導(dǎo)致齲齒和口腔疾病的根本源頭,這些糖類會促進口腔細菌微生物的滋長而侵蝕牙齒[8]。木糖醇、山梨糖醇等多元醇糖不能提供口腔微生物利用的碳水化合物來源,進而能夠保衛(wèi)口腔健康。木糖醇等功能性糖具有取代葡萄糖、蔗糖、促進寵物牙齒健康、降低血糖和保衛(wèi)肝臟的作用[9,10]。纖維類物質(zhì)是寵物天然的牙刷,寵物咀嚼高纖維物質(zhì),包括牧草、蔬菜、水果等能夠有效去除附著在牙齒外表的微生物,因而適量的纖維類食品能夠作為寵物口腔的護理素[11]。植物中的有效成分也具有保衛(wèi)牙齒的作用,綠茶多酚是當(dāng)前使用比擬廣泛的一類提取物,具有抑制微生物生長、保持口氣清新的作用[12]。1.3免疫加強劑免疫營養(yǎng)學(xué)及免疫營養(yǎng)療法是非常有效的寵物臨床治療措施。寵物食品中的某些營養(yǎng)素具有免疫藥理的作用,包括精氨酸、谷氨酰胺、n-3多不飽和脂肪酸、核苷酸、益生菌制劑等。免疫營養(yǎng)素主要發(fā)揮作用的機制可能包括:(1)促進腸道健康和腸道黏膜免疫屏障的構(gòu)建,維持腸道正常菌群和益生菌,使其有秩序定植于黏膜和皮膚等外表或細胞間構(gòu)成生物屏障,進而恢復(fù)優(yōu)勢菌群平衡[13,14]。腸道內(nèi)細菌對病原菌的定植具有阻抗作用,有試驗表示清楚,乳酸桿菌表現(xiàn)出了很強的定植阻抗作用,能夠?qū)⒔^大多數(shù)的豬霍亂沙門氏菌從定植部位移除[15]。(2)促進免疫器官、免疫細胞的生長。適宜蛋白質(zhì)和能量能夠促進免疫器官、組織的構(gòu)造發(fā)育和功能穩(wěn)定,適宜的營養(yǎng)水平可促進動物的胸腺、脾臟和淋巴系統(tǒng)的正常發(fā)育。(3)促進和加強寵物的免疫力,刺激非特異性免疫和特異性免疫,加強單核巨噬細胞、嗜中性粒細胞和自然殺傷細胞(NK細胞)的活力,促進淋巴B細胞產(chǎn)生抗體,進而提高機體免疫力。當(dāng)前應(yīng)用于促進免疫器官指數(shù)的添加劑種類很多,包括氨基酸及多肽類[16,17]、中藥提取物[18,19]、益生菌及微生態(tài)制劑[20]等,但是更多應(yīng)用于傳統(tǒng)家禽、水產(chǎn)中。與經(jīng)濟動物追求生長性能相比,寵物更注重健康、長壽,免于疾病的困擾,所以免疫加強型寵物食品添加劑具有更廣闊的市場。1.4誘食劑寵物犬貓采食行為會動用嗅覺、味覺、觸覺等多種感悟器官同時進行。犬貓對于寵物食品的氣味和風(fēng)味特別敏感,對新的、不熟悉的食物或者食譜容易產(chǎn)生排擠及厭惡,進而使寵物采食量降低。犬偏好甜味的食品,貓偏好酸味的食物[21]。當(dāng)前在動物飼料或者寵物食品中使用比擬廣泛的誘食劑有香味素、甜味劑、酸味劑、鮮味劑、辣味劑、咸味劑等。根據(jù)其形態(tài)可分為粉末狀和膏狀,粉末狀誘食劑一般以動植物脂肪(牛油、豬油、雞脂、豆油、玉米油等)為原料,通過皂化等處理后,參加固型劑使其構(gòu)成乳化液,制成粉末狀誘食劑,適用于噴涂食品的外表[22]。油脂類經(jīng)過高溫加熱構(gòu)成揮發(fā)性風(fēng)味有機組分,根據(jù)其化學(xué)構(gòu)造能夠分為醛類、醇類、酮類、酯類等。不同類型的揮發(fā)性物質(zhì)能夠產(chǎn)生不同的風(fēng)味組合,如脂香味、肉香味、蘑菇味、奶油味等。詳細而言,貓對于涂有牛油和雞油的食物更喜歡,厭惡豬油等飽和脂肪酸太多的風(fēng)味食物;犬更喜歡油脂較多的、風(fēng)味較為濃郁的食品。另外一類誘食劑是熱反響產(chǎn)物,主要是美拉德反響及其他熱聚合等反響的產(chǎn)物,這些帶有風(fēng)味的熱反響產(chǎn)物能夠帶來焦香、肉味等。當(dāng)前一般以氨基酸、肽類、蛋白質(zhì)以及復(fù)原糖和脂類為原料,在特定條件下加熱產(chǎn)生肉類風(fēng)味。國際上對于適口性及風(fēng)味偏愛性的研究方式方法包括雙盆比照試驗、第一口偏好試驗及消費者感官評價試驗[23],國內(nèi)急需建立對于寵物食品的適口性評價體系。1.5抗氧化劑寵物犬貓等動物在斷奶、運輸、更換日糧等環(huán)境下容易產(chǎn)生氧化應(yīng)激,氧化應(yīng)激可造成動物細胞呼吸經(jīng)過中線粒體代謝出現(xiàn)電子漏,引發(fā)大量的活性氧,這些活性氧會攻擊動物正常細胞組織,毀壞動物細胞正常功能,進而引發(fā)疾病、炎癥甚至癌癥[24,25]。大部分抗氧化劑的作用是與自由基結(jié)合,使之穩(wěn)定而終止反響。因而無論是人類食品、寵物食品還是動物飼料,抗氧化劑的存在必不可少。當(dāng)前市面上使用比擬廣泛的抗氧化劑包括特丁基對苯二酚(TBHQ)、沒食子酸(PG)、L-抗壞血酸、維生素E、焦磷酸鈉、-硫代巴比妥酸等,也包含藥用植物中提取的各類生物活性物質(zhì),如多酚類、黃酮類及皂苷類等[26]。這些抗氧化劑的添加能夠顯著提高動物的抗氧化水平、免疫水平,提高寵物的健康狀態(tài),具有廣譜性保健品的成效。另外,寵物食品在加工、儲藏經(jīng)過中會伴隨油脂氧化、蛋白質(zhì)氧化及酸敗等問題,進而降低寵物食品的貨架期。怎樣緩解加工儲藏經(jīng)過的氧化問題也是需要亟待解決的。牛油是寵物食品中常見的油脂,通過添加抗氧化劑的方式能夠顯著延緩牛油的脂肪氧化,延長食品的貨架期。趙巧等[25]研究發(fā)現(xiàn),添加TBHQ對寵物食品中牛油具有良好的抗氧化效果,維生素E在添加量為0.05%時的抗氧化效果與添加量為0.02%的TBHQ相當(dāng)。魚肉寵物食品中富含多不飽和脂肪酸,更容易發(fā)生脂肪氧化。謝榮輝[24]研究發(fā)現(xiàn)TBHQ是優(yōu)良的抗氧化劑,高濃度的維生素E是鯊魚肉罐頭的抗氧化劑。馮敏等[26]研究發(fā)現(xiàn),在犬糧中添加復(fù)合抗氧化劑組分并加以輻照處理,能夠顯著降低犬糧的丙二醛含量,提高儲藏穩(wěn)定性。2主要寵物食品添加劑2.1功能性氨基酸2.1.1?；撬嵩诓溉閯游矬w內(nèi),?；撬嶂饕傻鞍彼岷桶腚装彼岽x的中間產(chǎn)物半胱亞磺酸合成,在半胱亞磺酸脫羧酶(CSAD)的作用下脫羧成亞牛磺酸。貓由于機體內(nèi)CSAD活性非常低,體內(nèi)合成量遠遠不能夠知足生理需要。因而,貓必須從食物中獲取足夠的牛磺酸[27]。?；撬崮軌虼龠M脂肪和脂類物質(zhì)的消化吸收,也是維持視力的主要物質(zhì),主要通過維持視網(wǎng)膜感光細胞內(nèi)鈉、鉀和鈣離子的濃度平衡發(fā)揮作用,同時能加速神經(jīng)元的增生以及延長,亦有利于細胞在腦內(nèi)移動及增長神經(jīng)軸突。另外?；撬徇€具有維持細胞膜電位平衡的作用[28]。Ochota等[29]研究發(fā)現(xiàn)日糧添加超氧化物歧化酶(SOD)及?；撬崮軌蝻@著促進貓卵母細胞的成熟,構(gòu)成更多、質(zhì)量更好的胚泡,進而提高繁衍性能。某些寵物食品中的谷物成分不但不能夠提供必要的牛磺酸,可能會阻礙貓體內(nèi)?；撬岬奈?。試驗證明,在日糧中添加1.5g/kg的牛磺酸和260g/kg全脂米糠能降低寵物貓血漿中和全血的?；撬釢舛萚28];大豆中的抗營養(yǎng)因子會促使?；悄懰岱置?使牛磺酸損失。因而對于貓食品的谷物添加成分要慎重。2.1.2精氨酸精氨酸是含有2個堿性基團即氨基和胍基的氨基酸,在動物機體內(nèi)有生理功能的是L-精氨酸。精氨酸不僅介入寵物機體內(nèi)多種營養(yǎng)物質(zhì)的合成和分解代謝,還作為一種免疫調(diào)節(jié)劑通過精氨酸酶和一氧化氮兩條代謝途徑介入體內(nèi)的免疫調(diào)節(jié)。精氨酸不是必需氨基酸,但在劇烈的應(yīng)激條件下(如發(fā)生疾病或受傷等)能維持氮平衡以及正常的生理功能[30],在機體內(nèi)介入組織細胞蛋白質(zhì)、尿素、肌酸、肌酐、一氧化氮、谷氨酰胺、嘧啶等的合成。犬日糧中蛋白質(zhì)含量每升高1%,精氨酸的量需增加0.01g,貓糧中則需升高0.02g[31]。研究發(fā)現(xiàn),犬顱腦受槍彈損傷后早期出現(xiàn)腦部微循環(huán)障礙,導(dǎo)致腦缺血缺氧,引起神經(jīng)功能障礙,注射精氨酸后能夠使微血管的管徑和血流量增加,減輕顱腦損傷引起的腦微循環(huán)障礙和病理損害[32]。L-精氨酸預(yù)處理能降低腦組織代謝水平,有助于腦保衛(wèi)[33]。因而精氨酸當(dāng)前更多的是用于手術(shù)經(jīng)過中組織修復(fù),作為寵物食品添加劑能夠用于手術(shù)后和愈合期的功能性寵物糧的添加成分。2.2植物(中藥)提取物中藥提取物作為一類寵物食品添加劑,由于來源廣、成本低,具有防病保健、提高免疫力等成效,且無有害殘留、不易產(chǎn)生抗藥性,逐步成為寵物飼料添加劑研究和開發(fā)的熱門[34]。中藥提取物具有提高免疫力、改善腸道菌群、抑菌及提高動物抗氧化水平的成效,能夠是單一植物可以以是復(fù)合植物提取物成分。茶多酚是一類具有抗氧化生物活性的重要物質(zhì),在犬糧中添加0.5%的茶多酚能較好地降低高油脂犬糧的氧化程度,對1,1-二苯基-2-苦肼基(自由基)去除率顯著提高[35]。0.5%的茶多酚還能夠顯著提高犬血清中SOD、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和總抗氧化能力,同時顯著降低丙二醛含量[36]。顏澤清等[37]將紅參、生地黃、天冬、麥冬、茯苓等中草藥添加到犬糧中并飼喂老年犬,結(jié)果發(fā)現(xiàn)可提高老年犬的免疫力。2.3功能性低聚糖低聚糖又稱寡聚糖,是由2～10個一樣或不同的單糖經(jīng)脫水縮合由糖苷鏈連接構(gòu)成的具有直鏈或支鏈的低聚合糖類的總稱,主要包括甘露低聚糖、果低聚糖、低聚葡萄糖、低聚乳糖、低聚木糖、異麥芽糖等。功能性低聚糖能夠激活特異性和非特異性免疫應(yīng)答,進而提高動物的免疫能力。研究發(fā)現(xiàn),在寵物飼料中添加半乳甘露寡糖可對犬營養(yǎng)消化率和腸道菌群產(chǎn)生影響,隨著添加量的增加,干物質(zhì)及有機物的消化率呈線性增加。添加半乳甘露寡糖還可有效促進大腸內(nèi)容物的發(fā)酵[38]。對成年狗飼喂0.45%的低聚果糖,糞便變形菌減少,葡萄球菌增加[39]。當(dāng)前,低聚糖的開發(fā)與利用已遭到很多國家重視,近年來我們國家一些學(xué)者和飼料生產(chǎn)廠家也開場了這方面的研究和應(yīng)用[40]。2.4益生菌益生菌是一類對機體有益的活性微生物,定植于宿主腸道,可改善腸道微生態(tài)平衡[41]。益生菌主要通過競爭繁衍、代謝產(chǎn)物抑制、pH環(huán)境調(diào)節(jié)、免疫激活等機制抑制病原菌的生長并提高宿主免疫力,進而發(fā)揮對胃腸道疾病的防治作用[42]。當(dāng)前在犬貓等寵物中使用比擬廣泛的有植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌、屎腸球菌、雙歧桿菌和枯草芽孢菌等。現(xiàn)有的研究表示清楚益生菌對寵物的健康有重要作用。研究發(fā)現(xiàn),有3種人源菌株約氏乳桿菌、干酪乳桿菌和乳雙歧桿菌能夠較好地定殖于犬類腸道[43]。