通过调节微生物群系选择性地促进动物福利的方法与流程

1.本发明涉及一种改善生产动物的健康的方法。具体地，本发明涉及用于改善生产动物的福利、减少生产动物的全身炎症、减少生产动物的局部炎症以及将光照方案减少到每日昼夜节律的方法。通过向动物饲喂可调节动物的肠道或血液中的色氨酸衍生代谢产物的食物来实现对生产动物的健康的改善。


背景技术：

2.生产动物(牲畜)的饲养已在很大程度上工业化。动物在密闭空间内以大群饲养。对动物的饲喂以及光照和气候控制经过高度调整以最大化动物肉的生长。借助于科学和现代技术，可以缩短生产动物的饲养时间段并与此同时最大限度地提高肉类产量。然而，这种加速生长确实会产生许多动物问题。据观察，在受限空间内饲养大群动物，如果操作不当，则可能会损害动物的社会福利。例如，例如鸡的动物可能会发展出社交障碍行为，例如啄其同伴的羽毛。在另一示例中，已经经受长时间光照的鸡具有社交障碍行为。已知光照是影响动物的昼夜节律的重要因素。长时间暴露于光周期可改变动物的昼夜节律系统并由此影响所述动物的繁殖、新陈代谢、免疫和神经系统的健康(wang等人，2002,peerj,doi 10.7717/peerj.9638)。因此，需要一种改善在受限空间中饲养的生产动物的健康的方法和一种加速生长的计划表。还需要通过不使用例如医学或基因工程的复杂和无机的解决方案，而是使用简单得多且低成本的解决方案来解决这个问题。
3.次级代谢是指参与生态相互作用的代谢的途径和小分子产物。与生物体生存所绝对必需的初级代谢不同，次级代谢在生物体适应其环境中发挥着重要作用。次级代谢主要发生在细菌的静止生长期期间并且伴随着能量和碳通量从生物质生产朝向小生物活性分子(次级代谢产物)生产的切换(ruiz等人，2010,critical reviews in microbiology,第36卷，第2期，第146-167页)。在生产动物的情境下，由宿主动物的消化系统中驻留的微生物群系产生的次级代谢产物对于微生物群系及其宿主两者的种间交流和行为非常重要。
4.传统上，用于改善生产动物的健康的方法聚焦于借助于药物直接干预动物的器官。鉴于关于次级代谢和代谢产物的了解不断增加，需要确定通过影响动物肠道中的微生物群系来增强生产动物健康的新颖方法。换句话说，需要确定影响由微生物群系产生并能够调节宿主动物的行为的次级代谢产物的产生的新颖方法。


技术实现要素：

5.本发明涉及一种用于改善在受限空间中饲养的生产动物组的健康的方法，所述方法包括通过向所述生产动物组饲喂以下饲料添加剂中的一种或多种饲料添加剂来增加所述动物组体内的犬尿氨酸:色氨酸的比率：寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸，其中所述动物组的消化系统中的所述犬尿氨酸:色氨酸的比率与除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物体内的所述犬尿氨酸:色氨酸的比率相比增加了至少10％。在一个实施方式中，测量所述动物的粪便或血液
中犬尿氨酸:色氨酸的比率。在一些实施方式中，健康的改善包括向生产动物提供以下益处中的一种或多种益处：改善生产动物的福利、减少生产动物的全身炎症、减少生产动物的局部炎症、以及恢复用于生产动物的每日昼夜节律的光照方案。改善福利的示例包括减少社交障碍和减少生产动物之间的啄羽。
6.本发明还涉及一种改善在受限空间中饲养的生产动物组的健康的方法，所述方法包括通过向所述生产动物组饲喂以下饲料添加剂中的一种或多种饲料添加剂来增加所述动物组的消化系统中外周血清素:色氨酸的比率：寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸，其中所述动物组的脑中外周血清素:色氨酸的比率相较于对照组的消化系统中的外周血清素:色氨酸的比率增加了至少20％。
7.本发明进一步涉及一种改善在受限空间中饲养的生产动物组的健康的方法，所述方法包括通过向所述生产动物组饲喂以下饲料添加剂的组中的一种或多种饲料添加剂来增加所述动物组的消化系统中褪黑激素:色氨酸的比率：寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸，其中所述动物组的消化系统中褪黑激素:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂组外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中褪黑激素:色氨酸的比率增加了至少10％。
8.在一种实施方式中，测量所述动物的粪便或血液中的褪黑激素:色氨酸或血清素:色氨酸的比率。在一些实施方式中，健康的改善包括向生产动物提供以下益处中的一种或多种益处：改善生产动物的福利、减少生产动物的全身炎症、减少生产动物的局部炎症、以及恢复用于生产动物的每日昼夜节律的光照方案。改善福利的示例包括减少社交障碍、减少生产动物之间的啄羽、以及恢复所述生产动物组的自然光周期。
9.本发明还涉及一种改善在受限空间中饲养的生产动物组的健康的方法，所述方法包括通过向所述生产动物组饲喂以下饲料添加剂中的一种或多种饲料添加剂来降低所述动物组的消化系统中色胺:色氨酸的比率：寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸，其中所述动物组的消化系统中的色胺:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的色胺:色氨酸的比率降低了至少20％。
10.在一个实施方式中，测量所述动物的粪便或血液中色胺:色氨酸的比率。在一些实施方式中，健康的改善包括向生产动物提供以下益处中的一种或多种益处：改善生产动物的福利、减少生产动物的全身炎症、减少生产动物的局部炎症、以及恢复用于生产动物的每日昼夜节律的光照方案。在一些实施方式中，改善所述生产动物组的性能包括向所述生产动物组提供以下益处中的一种或多种益处：改善营养吸收、降低肠蠕动能动性、改善维生素吸收和改善饲料酶促加工。改善福利的示例包括减少社交障碍和减少生产动物之间的啄羽。
附图说明
11.图1是示出动物中色氨酸代谢途径的图。它摘自liu等人，2020,trends in endocrinology and metabolsim 31:818-833。
具体实施方式
12.定义
13.生产动物(也称为牲畜)是指为提供供人类使用的肉、纤维、蛋白质、乳、蛋、毛料、皮毛或其他产品而饲养的任何动物，而不是主要为了人的陪伴、保护或娱乐饲养而饲料的伴侣动物。生产动物的饲养包括日常照料、选育和饲养动物。典型的生产动物是猪、牛、鱼、羊和家禽。
14.受限空间可以是被设计为限制并优选地防止动物自由移动到受限空间之外的区域的任何封闭或半封闭的区域，例如马厩、围场、带围栏的土地、容器、海围栏等。
15.动物福利意指动物如何应对其生活条件。如果动物健康、舒适、营养良好、安全、能够表达天生的行为，并且所述动物没有遭受例如疼痛、恐惧和痛苦的不愉快状态，则所述动物就处于良好的福利状态。可衡量动物福利的参数包括动物提供的总体印象、伤口的存在、动物自由移动的能力、动物附近死亡动物的数量、咬痕的存在、啄羽行为的存在等。
16.饲养动物意指生产动物，而无论目的如何。因此，“饲养动物”包括饲养用于肉和/或蛋生产的动物。选育用于肉类生产的鸡是肉鸡。
17.改善生产动物的健康的方法
18.在本发明中，示出了一种改善生产动物组的健康的方法。本发明的所述方法的优选实施方式涉及一种通过调节次级代谢产物的量来改善生产动物组的健康的方法。本发明的所述方法的另一优选实施方式涉及一种通过调节在相关代谢途径中产生的一种或多种次级代谢产物的量来改善生产动物组的健康的方法。在一个具体实施方式中，上述次级代谢产物是色氨酸衍生物。本发明的所述方法的另一优选实施方式涉及一种通过影响以下次级代谢产物对中的一个或多个对的比率来改善生产动物组的健康的方法：犬尿氨酸:色氨酸、血清素:色氨酸、褪黑激素:色氨酸、和色胺:色氨酸。
19.色氨酸(trp或tryp)是一种必需氨基酸，其参与血清素和随后的褪黑激素以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nad+)的代谢途径。色氨酸的命运如图1所示。据报道，在人类中，犬尿氨酸能(kynurenergic)途径和血清素能(serotonergic)途径的分割为色氨酸池的90％:10％。色氨酸还可产生神经调质色胺。色胺是一种微量胺神经调质(gao等人2018front cell infect microbiol 8:13)，类似于儿茶酚胺神经递质。微量胺不仅对中枢神经系统有影响(并且因此参与所谓的肠脑轴)，而且对肠腔也有影响，在肠腔处所述微量胺作用于肠上皮细胞。作为微量胺，色胺被认为充当微量胺相关受体taar1的激动剂，参与能量代谢和免疫调节，从而介导宿主-营养-微生物菌群对话(gainetdinov等人2018pharmacol rev 70(3):549-620)。
20.令人惊讶的是，本技术的发明人已发现一些选定的被称为摄生素(eubiotics)的营养干预(例如精油、维生素b5和b6以及色氨酸)可以导致宿主动物的肠道和血液中某些次级代谢产物(例如色氨酸衍生物)的存在增加。换句话说，色氨酸的重要分解代谢产物，例如色胺、邻氨基苯甲酸盐、犬尿氨酸、血清素和褪黑激素在本发明中已被认为与代谢组学研究中的营养干预呈正相关或负相关。选定的营养干预，例如在饲料中添加寡糖、精油、维生素b5和b6和/或色氨酸，会导致宿主动物的微生物群系调节(增加或减少)次生代谢产物(例如色氨酸衍生物)的量。这些衍生化合物随后调节宿主动物的生理和心理功能，并由此改善宿主动物的健康和福利。
21.在本发明中已经观察到宿主动物的健康在四个方面得到改善。第一，生产动物组的福利得到改善。在受限空间中饲养的单胃动物(例如鸡和鸭)的常见问题是发展出社交障碍行为，诸如啄羽或咬尾。如这种的社交障碍行为会导致生产动物的不良福利，并且因此已经是动物饲养户的持续问题。根据本发明的方法有助于改善动物的福利。
22.第二，可以通过减少宿主动物的全身炎症来改善所述动物的健康。全身炎症是从免疫相关细胞释放促炎细胞因子和先天免疫系统慢性活化的结果。它有助于动物的慢性疾病病症的发展。根据本发明的方法有助于减少动物的全身炎症。
23.第三，可以通过减少宿主动物的局部炎症来改善所述动物的健康。局部炎症发生在受有害刺激影响的区域内。急性局部炎症在有害刺激后几分钟或几小时内发展，具有短持续时间，并且主要涉及先天免疫系统。根据本发明的方法有助于减少动物的局部炎症。
24.第四，可以通过将光照方案/持续时间减少到所述动物的每日昼夜节律来改善宿主动物的健康(soliman和hassan 2019veterinary world 12(7):1052-1059)。与光相关的昼夜节律对生产动物的生长具有重要影响。在生产动物养殖业中，一种提高生长速率和肉类产量的方法是延长光照。在一些极端情况下，将家禽的光照延长至每天23小时，从而使家禽每天只有1小时处于黑暗中。尽管这种方法可以提高生产率，但它对动物的健康和福利有负面影响。已经观察到，在23小时光照和1小时黑暗期处理下的鸡的褪黑激素水平降低到小于在16小时光照和8小时黑暗期处理下的鸡的褪黑激素的量的一半。根据本发明的方法有助于增加褪黑激素及其前体血清素的量，并由此恢复经受长时间光照的动物体内的褪黑激素的水平。由于人为延长光周期会导致异常行为，例如家禽的攻击性相互作用(咬尾、啄羽、移动性/运动性问题等)，所以恢复此类动物的褪黑激素水平有助于改善动物的福利。
25.在本发明中已经观察到，上述健康益处可以通过增加生产动物体内的犬尿氨酸:色氨酸的比率来实现。犬尿氨酸被称为应力神经调质。birkl等人(2020,front vet sci 6:209)已经监测了与蛋鸡中的具体地啄羽，以及更普遍的社交障碍相关的犬尿氨酸/色氨酸比率。他们已经发现较低的kyn/trp比率与较高的社交障碍概况相关。本技术的发明人推断，犬尿氨酸/色氨酸比率的增加可以减少社交障碍行为，这对动物福利产生积极影响。令人惊讶的是，本技术的发明人鉴定出了许多选定的饲料添加剂，所述饲料添加剂可以增加生产动物体内的犬尿氨酸/色氨酸比率，并由此改善所述动物的健康和福利。
26.在根据本发明的方法的一个实施方式中，上述健康和福利益处可以通过将生产动物体内的犬尿氨酸:色氨酸的比率提高至比对照组动物体内的犬尿氨酸:色氨酸的比率高至少10％来实现。在一些实施方式中，犬尿氨酸:色氨酸比率增加了至少5％、至少6％、至少7％、至少8％、至少9％、至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少25％、至少30％、或至少40％。在一些实施方式中，向测试组动物饲喂一组饲料添加剂，所述一组饲料添加剂包含寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸中的一者或多者。
27.在本发明中已经观察到，上述健康和福利益处可以通过增加生产动物体内的外周血清素:色氨酸的比率来实现。在根据本发明的方法的一个实施方式中，上述健康益处可以通过将生产动物体内的血清素:色氨酸的比率提高到比对照组动物体内的血清素:色氨酸的比率高至少10％来实现。在一些实施方式中，血清素:色氨酸比率增加了至少5％、至少
6％、至少7％、至少8％、至少9％、至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少25％、至少30％、或至少40％。在一些实施方式中，向测试组动物饲喂一组饲料添加剂，所述一组饲料添加剂包含寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸中的一者或多者。
28.中枢神经系统内的血清素不能跨越血/脑屏障，但色氨酸可以。因此，肠道中较高的色氨酸意味着更多的色氨酸将跨越血/脑屏障并转化为中枢血清素。血清素是褪黑激素的前体。血清素水平的增加将导致褪黑激素水平的增加。
29.已知褪黑激素及其前体血清素可影响胰岛素和胰高血糖素的产生。褪黑激素浓度的增加可以提高动物体内胰岛素和胰高血糖素的水平。还已知增加的胰岛素和胰高血糖素水平会增强脂肪的合成。
30.胰岛素和褪黑激素都参与调节昼夜节律(wang等人，2020peerj 8:e9638)。光周期的变化会影响动物产生的胰岛素和褪黑激素的水平。动物体内变化的胰岛素和褪黑激素水平继而调节动物对光周期变化的生理反应。一般的家禽生产，以及肉鸡饲养过程现在转向每天多至23小时的长光照时间。
31.这种光照方案强烈影响生产性能，例如更快的脂肪增加，但不利于动物福利。本技术的发明人已经发现，通过如本文所述饲喂动物来补偿褪黑激素产生，更强的血清素能通量转向更多的褪黑激素，并且因此可以实现光照方案的减少和更好的动物福利。
32.在本发明中已经观察到，上述健康和福利益处可以通过增加生产动物体内褪黑激素:色氨酸的比率来实现。在根据本发明的方法的一个实施方式中，上述健康益处可以通过将生产动物体内的褪黑激素:色氨酸的比率提高到比对照组动物体内的褪黑激素:色氨酸的比率高至少10％来实现。在一些实施方式中，褪黑激素:色氨酸比率增加了至少5％、至少6％、至少7％、至少8％、至少9％、至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少25％、至少30％、或至少40％。在一些实施方式中，向测试组动物饲喂一组饲料添加剂，所述一组饲料添加剂包含寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸中的一者或多者。
33.在本发明中已经观察到，上述健康和福利益处可以通过降低生产动物体内色胺:色氨酸的比率来实现。在根据本发明的方法的一个实施方式中，上述健康益处可以通过将生产动物体内的色胺:色氨酸比率降低到比对照组动物体内的色胺:色氨酸比率低至少10％来实现。在一些实施方式中，色胺:色氨酸比率的降低为至少5％、至少6％、至少7％、至少8％、至少9％、至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少25％、至少30％、或至少40％。在一些实施方式中，向测试组动物饲喂一组饲料添加剂，所述一组饲料添加剂包含寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸中的一者或多者。
34.还已表明，肠道微生物产生的色胺能够加速整个肠道运输(bhattarai等人，2018)，因此能够影响营养吸收。因此，色胺的减少有利于提高动物性能。
35.在本发明中已经观察到，通过向生产动物的饲料中添加选定数量的饲料添加剂引起了犬尿氨酸:色氨酸、褪黑激素:色氨酸和外周血清素的比率的增加以及色胺:色氨酸比
率的降低。
36.在实施方式中，饲料添加剂是寡糖。在优选的实施方式中，寡糖包括但不限于聚糖和酵母细胞壁产物。为了产生本技术中所述的健康益处，根据动物的类型及其生长阶段需要合适量的寡糖。然而，为了获得健康益处，需要最少量的寡糖。在一种实施方式中，寡糖为至少200mg/l饲料。在另一实施方式中，寡糖为至少400mg/l饲料。在一个实施方式中，寡糖在200mg/l饲料与2000mg/l饲料之间。
37.在另一实施方式中，饲料添加剂是维生素b5和b6。为了产生本技术中所述的健康益处，根据动物的类型及其生长阶段需要合适量的维生素b5和b6。然而，为了获得健康益处，需要最少量的维生素b5和b6。在一个实施方式中，维生素b5和b6介于1mg/g饲料与20mg/g饲料之间。在另一实施方式中，维生素b6的浓度介于1-10mg/g饲料之间。在另一实施方式中，维生素b5的浓度介于10mg/g饲料与20mg/g饲料之间。
38.在另一实施方式中，饲料添加剂是色氨酸，优选是可消化的日粮色氨酸。为了产生本技术中所述的健康益处，根据动物的类型及其生长阶段需要合适量的色氨酸。然而，为了获得健康益处，需要最少量的色氨酸。在一个实施方式中，色氨酸为饲料的介于0.1％-0.3％之间。在另一实施方式中，色氨酸的浓度为饲料的介于0.1％-0.15％之间、0.15％-0.20％之间、或0.20％-0.25％之间。在另一实施方式中，色氨酸的浓度为饲料的约0.25％。
39.在本发明的另一实施方式中，饲料添加剂是精油。在具体实施方式中，精油选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组。在优选的实施方式中，精油是包含百里香酚、丁子香酚和/或胡椒碱的精油制备物。在特别优选的实施方式中，所述精油制备物包含选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的至少两种，优选至少三种精油。精油混合物的一个示例是可从dsm nutritional products(switzerland)商购获得的在一些实施方式中，所述精油制备物中的每种精油以0.1mg/kg饲料(ppm)至20mg/kg饲料(ppm)，优选在1mg/kg动物饲料至10mg/kg动物饲料的范围内的量提供。在一些实施方式中，所述精油制备物油中的精油在动物饲料中以以下范围彼此独立地提供：a)介于1ppm与20ppm之间，优选介于1ppm与10ppm之间的百里香酚；b)介于1ppm与5ppm之间，例如2ppm的丁子香酚；以及c)至多1ppm，优选介于0.3ppm与0.5ppm之间的胡椒碱。
40.在一些实施方式中，所述精油制备物可包含其他化学化合物，例如至少一种在植物中发现，并且选自按每kg动物饲料计的下组的化合物：a)至多约1mg的亚丙基、亚丁基、苯酞、姜辣素和/或薰衣草油；b)至多约2mg的癸内酯、十一内酯、十二内酯、紫罗酮、鸢尾酮、间苯二酚、桉叶油素、薄荷醇、胡椒薄荷油和/或α-蒎烯；c)至多约3mg的柠檬烯、愈创木酚、茴香脑、芳樟醇和/或二氢茉莉酮酸甲酯；d)至多约4mg的香芹酚、丙酸、乙酸或丁酸、迷迭香油、丁香油、香叶醇、松油醇和/或香茅醇；e)至多约5mg的戊基、水杨酸苄酯、肉桂醛和/或香草醛、植物多酚(单宁)；和/或f)至多约5mg的姜黄粉或姜黄提取物。所有这些附加化合物可以与乳化表面活性剂组合使用，所述乳化表面活性剂可以有利地选自具有相当大亲水性的乳化表面活性剂，例如聚甘油脂肪酸酯，例如酯化的蓖麻油酸或脂肪酸的丙二醇酯、蔗糖酯或糖甘油酯、聚乙二醇、卵磷脂等。
41.为了产生本技术中所述的健康益处，根据动物的类型及其生长阶段需要合适量的精油。在一些实施方式中，精油为饲料的至少200ppm、至少250ppm、至少300ppm、至少350ppm、至少400ppm、至少450ppm，或至少500ppm。在一些实施方式中，饲料中精油的浓度介
于100-1000ppm之间、介于100-800ppm之间、介于100-600ppm之间、介于200-500ppm之间、介于200-400ppm之间。
42.根据本发明的精油化合物是商购可得的，或者可以由本领域的技术人员使用现有技术中众所周知的工艺和方法容易地制备。精油化合物可以以高度纯化的混合物形式或以天然可得的植物提取物或提取物混合物的形式使用。如本文所用的术语“提取物”包括通过溶剂提取(其也称为“提取油”)、蒸汽蒸馏(其也称为“精油”)或本领域技术人员已知的其他方法获得的组合物。合适的提取溶剂包括醇，例如乙醇。在此上下文中，表述“天然”被理解为由天然存在的化合物组成并且从天然产物或通过合成获得的物质。天然物质可优选含有至少一种，优选至少两种如上所定义的化合物作为主要成分，以及另外的其他精油化合物，如例如辣椒素、单宁或香芹酚。
43.在一些实施方式中，本发明涉及寡糖、精油(特别是选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油)、维生素b5、维生素b6和/或色氨酸在用于饲喂动物组的日粮中用于以下的用途：a)改善在受限空间中饲料的所述生产动物组的健康，包括增加所述动物组体内的犬尿氨酸:色氨酸的比率，其中所述动物组的消化系统中的犬尿氨酸:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物体内的犬尿氨酸:色氨酸的比率增加了至少10％；b)改善在受限空间中饲料的所述生产动物组的健康，包括增加所述动物组的消化系统中的外周血清素:色氨酸的比率，其中所述动物组的脑中的外周血清素:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的外周血清素:色氨酸的比率增加了至少20％；c)改善在受限空间中饲料的所述生产动物组的健康，包括降低所述动物组的消化系统中的色胺:色氨酸的比率，其中所述动物组的消化系统中的色胺:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的色胺:色氨酸的比率降低了至少20％；和/或d)改善在受限空间中饲料的所述生产动物组的健康，包括增加所述动物组的消化系统中的褪黑激素:色氨酸的比率，其中所述动物组的消化系统中的褪黑激素:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂组外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的褪黑激素:色氨酸的比率增加了至少10％。
44.动物类型
45.本发明的方法一般适用于生产动物。在一个实施方式中，本发明的方法适用于家禽。
46.可以将上述饲料添加剂提供给任何合适的动物。在一些实施方式中，动物是单胃的。通常认为单胃动物具有单腔胃。在其他实施方式中，所述动物是反刍动物。通常认为，反刍动物具有多腔胃。在一些实施方式中，所述动物是处于反刍前阶段的反刍动物。这种处于反刍前阶段的反刍动物的示例包括保育期小牛(nursery calve)。
47.在一些实施方式中，所述动物是家禽(例如，雏鸡、火鸡)、海鲜(例如虾)、绵羊、奶牛、家牛、水牛、野牛、猪(例如，保育猪、生长猪/育肥猪)、猫、狗、兔子、山羊、豚鼠、驴、骆驼、马、鸽子、雪貂、沙鼠、仓鼠、小鼠、大鼠、禽类、或人类。
48.在一些实施方式中，所述动物是牲畜。在一些实施方式中，所述动物是伴侣动物。在一些实施方式中，所述动物是家禽。家禽的示例包括鸡、鸭、火鸡、鹅、鹌鹑或康沃尔游戏母鸡(cornish game hen)。在一种变型中，所述动物是雏鸡。在一些实施方式中，所述家禽是蛋鸡、肉鸡或火鸡。
49.在其他实施方式中，所述动物是哺乳动物，包括例如奶牛、猪、山羊、绵羊、鹿、野牛、兔子、羊驼、美洲驼、骡子、马、驯鹿、水牛、牦牛、豚鼠、大鼠、小鼠、羊驼、狗或猫。在一种变型中，所述动物是奶牛。在另一种变型中，所述动物是猪。在另一种变型中，所述动物是猪。
50.饲料添加剂的施用
51.在一些实施方式中，施用包括向动物提供本文所述的饲料添加剂，使得所述动物可以随意摄取饲料添加剂。在此类实施方式中，动物摄取饲料添加剂的某一部分。
52.可按任何合适的时间表向动物提供本文所述的饲料添加剂。在一些实施方式中，基于每天、基于每周、基于每月、基于每隔一天、每周至少三天、或每月至少七天向动物施用本文所述的饲料添加剂。
53.在一些实施方式中，一天内多次向动物施用本文所述的饲料添加剂。例如，在一些实施方式中，每天向动物施用本文所述的饲料添加剂至少1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次或10次。在一些实施方式中，每天向动物施用本文所述的营养组合物、饲料添加剂至多1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次或10次。
54.在一些实施方式中，一天内多次向动物施用本文所述的饲料添加剂。例如，在一些实施方式中，每周向动物施用本文所述的饲料添加剂至少1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次或10次。在一些实施方式中，每周向动物施用本文所述的营养组合物、饲料添加剂至多1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次或10次。在一些实施方式中，每天、每隔一天、每3天、每4天、每周、每隔一周或每月向动物施用本文所述的饲料添加剂。
55.在一些实施方式中，在某些日粮阶段期间向动物施用本文所述的饲料添加剂。例如，在0至14日龄之间向一些动物提供育雏日粮。在其他实施方式中，在15至28日龄之间、在15至35日龄之间、或在15至39日龄之间向动物提供生长日粮。在其他实施方式中，在29至35日龄之间、在36至42日龄之间或在40至46日龄之间向动物提供育肥日粮。
56.在某些实施方式中，在育雏日粮阶段、生长日粮阶段或育成日粮阶段或它们的任何组合期间向动物提供本文所述的饲料添加剂。在某些实施方式中，动物是家禽，并且向家禽提供在0至15日龄之间的育雏日粮、在16至28日龄之间的生长日粮、和在29至35日龄之间的育肥日粮。在其他实施方式中，动物是家禽，并且向家禽提供在0至14日龄之间的育雏日粮、在15至35日龄之间的生长日粮、和在36至42日龄之间的育肥日粮。在其他实施方式中，动物是家禽，并且向家禽提供在0至14日龄之间的育雏日粮、在15至39日龄之间的生长日粮、和在20至46日龄之间的育肥日粮。
57.在一些实施方式中，在育雏日粮阶段、生长日粮阶段或育成日粮阶段或它们的任何组合期间向家禽提供本文所述的饲料添加剂。
58.可将本文所述的饲料添加剂饲喂给个体动物或动物群体。例如，在动物是家禽的一种变型中，可将本文所述的饲料添加剂饲喂给个体家禽或家禽群体。
59.本文所述的饲料添加剂可以任何合适的形式提供给动物，包括例如固体形式、液体形式或它们的组合。在某些实施方式中，本文所述的饲料添加剂是液体，例如糖浆剂或溶液剂。在其他实施方式中，本文所述的饲料添加剂是固体，例如丸剂或粉末剂。在又其他实施方式中，本文所述的饲料添加剂可以以液体组分和固体组分两者，例如以糊状物形式饲喂给动物。
60.实施例
61.实施例1
62.使用富含寡糖的日粮(饲料中250ppm的酵母细胞壁产物)和对照日粮的试验，以及经处理的鸡的福利状况
63.对照饲料是商业美国玉米-大豆育雏家禽饲料。经处理的饲料是商业美国玉米-大豆育雏家禽饲料，含有250ppm的酵母细胞壁产物制备物。对于经处理的日粮，以粉末形式提供酵母细胞壁产物制备物，并在制粒之前使用微量成分平衡将所述粉末添加到混合器中。
64.对于对照日粮，在不添加任何酵母细胞壁产物的情况下使用相同的商业美国玉米-大豆育雏家禽饲料。
65.上述行业标准玉米-大豆家禽饲料是根据行业惯例制造的。在经处理的日粮中，向对照日粮中补充200ppm的酵母细胞壁产物。进行用对照日粮和经处理的日粮的三阶段饲喂程序。
66.将ross 308雄性肉鸡随机放入禽舍中构造的地板围栏中，其中每个围栏有40只禽类并且放养密度为每只禽类约1平方英尺。将围栏随机分配到处理组中，每个处理3个统计重复并且以围栏作为实验单位。
67.在第42天，从饲喂对照日粮的组中选出8只家禽，并且从饲喂经处理的日粮的组中选出8只家禽。记录每只取样的家禽的活体重量。然后通过颈椎脱臼对每只取样的禽类实施安乐死，之后使用标准兽医方法提取盲肠样本和血液样本。解剖后，将盲肠内容物转移至5ml的锥形管中，记录盲肠内容物的重量，并将所述内容物快速冷冻至-80℃。将血液样本转移至1ml的管中，并将内容物快速冷冻至-80℃。通过从肠壁切除收集一小块回肠组织样本，之后用rna聚合酶抑制剂迅速处理。
68.整个代谢组学工序在metabolon,inc.(north carolina,usa)执行。在强烈振荡下用甲醇提取样本以沉淀蛋白质并解离结合或捕获到蛋白质中的小分子，然后离心。将所得提取物分成五个级分。使用正离子模式电喷雾电离(electrospray ionization,esi)，通过两个独立的反相(rp)/uplc-ms/ms方法分析两个级分。一个级分使用负离子模式esi通过rp/uplc-ms/ms进行分析。一个级分使用负离子模式esi通过hilic/uplc-ms/ms进行分析。保留一个级分作为备用样本。所有五个样本均通过turbovap简略地去除有机溶剂。
69.测量粪便样本中色氨酸代谢产物与色氨酸的比率，例如褪黑激素:色氨酸、犬尿氨酸:色氨酸、血清素:色氨酸和色胺:色氨酸。据观察，当与未处理的对照组相比时，用酵母细胞壁产物处理的肉鸡中所有这些色氨酸代谢产物:色氨酸比率均有所增加。这个结果表明犬尿氨酸途径、血清素途径和色胺途径中的通量均增加。
70.粪便样本中色氨酸代谢产物:色氨酸比率的数值数据在表1中显示。据观察，经处理的组的代谢产物:色氨酸比率比未经处理的组高大于10％。
71.表1
[0072][0073]
测量血液样本中色氨酸代谢产物与色氨酸的比率，例如褪黑激素:色氨酸、犬尿氨酸:色氨酸、血清素:色氨酸和色胺:色氨酸。据观察，当与未处理的对照组相比时，用酵母细胞壁产物处理的肉鸡中所有这些色氨酸代谢产物:色氨酸比率均有所增加，不同之处在于色胺/色氨酸有所减少。这个结果表明犬尿氨酸途径、血清素途径中的通量均增加。
[0074]
血液中色氨酸代谢产物:色氨酸比率的数值数据在表2中显示。据观察，经处理的组的代谢产物:色氨酸比率比未经处理的组高大于10％。
[0075]
表2
[0076][0077]
减少社交障碍行为
[0078]
由五名独立观察员从研究第35天至第42天执行社交行为分析。据观察，富含酵母细胞壁的日粮组中每只鸡每10分钟啄羽的次数比未经处理的对照组低至少10％。
[0079]
实施例2
[0080]
使用经精油处理的日粮(300ppm)和对照日粮的试验，以及经处理的鸡的福利状况
[0081]
对照饲料是商业美国玉米-大豆育雏家禽饲料。经处理的饲料是商业美国玉米-大豆育雏家禽饲料，含有300ppm的精油制备物(商品名crina，dsm nutritional products llc的产品)。对于经处理的日粮，以粉末形式提供精油制备物，并在制粒之前使用微量成分平衡将所述粉末添加到混合器中。精油制备物crina包含百里香酚、丁子香酚和胡椒碱。
[0082]
对于对照日粮，在不添加任何精油制备物的情况下使用相同的商业美国玉米-大豆育雏家禽饲料。
[0083]
上述行业标准玉米-大豆家禽饲料是根据行业惯例制造的。在经处理的日粮中，向
对照日粮中补充200ppm的精油制备物。进行用对照日粮和经处理的日粮的三阶段饲喂程序。
[0084]
将ross 308雄性肉鸡随机放入禽舍中构造的地板围栏中，其中每个围栏有40只禽类并且放养密度为每只禽类约1平方英尺。将围栏随机分配到处理组中，每个处理3个统计重复并且以围栏作为实验单位。
[0085]
在第42天，从饲喂对照日粮的组中选出8只家禽，并且从饲喂经处理的日粮的组中选出8只家禽。记录每只取样的家禽的活体重量。然后通过颈椎脱臼对每只取样的禽类实施安乐死，之后使用标准兽医方法提取盲肠。解剖后，将盲肠内容物转移至5ml的锥形管中，记录盲肠内容物的重量，并将所述内容物快速冷冻至-80℃。通过从肠壁切除收集一小块回肠组织样本，之后用rna聚合酶抑制剂迅速处理。
[0086]
整个代谢组学工序在metabolon,inc.(north carolina,usa)执行。在强烈振荡下用甲醇提取样本以沉淀蛋白质并解离结合或捕获到蛋白质中的小分子，然后离心。将所得提取物分成五个级分。使用正离子模式电喷雾电离(electrospray ionization,esi)，通过两个独立的反相(rp)/uplc-ms/ms方法分析两个级分。一个级分使用负离子模式esi通过rp/uplc-ms/ms进行分析。一个级分使用负离子模式esi通过hilic/uplc-ms/ms进行分析。保留一个级分作为备用样本。所有五个样本均通过turbovap简略地去除有机溶剂。
[0087]
测量色氨酸代谢产物与色氨酸的比率，例如褪黑激素:色氨酸、犬尿氨酸:色氨酸、血清素:色氨酸和色胺:色氨酸。据观察，当与未处理的对照组相比时，用精油制备物处理的肉鸡中所有这些色氨酸代谢产物:色氨酸比率均有所增加。这个结果表明犬尿氨酸途径、血清素途径和色胺途径中的通量均增加。
[0088]
色氨酸代谢产物:色氨酸比率的数值数据在表3中显示。据观察，经处理的组的代谢产物:色氨酸比率比未经处理的组高大于10％。
[0089]
表3
[0090][0091]
减少社交障碍行为
[0092]
由五名独立观察员从研究第35天至第42天执行社交行为分析。据观察，经crina poultry plus处理的组中每只鸡每10分钟的啄羽事件比未经处理的对照组低至少10％。

技术特征：
1.一种用于改善在受限空间中饲养的生产动物组的健康的方法，所述方法包括通过向所述生产动物组饲喂以下饲料添加剂中的一种或多种饲料添加剂来增加所述动物组体内的犬尿氨酸:色氨酸的比率：寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸，其中所述动物组的消化系统中的所述犬尿氨酸:色氨酸的比率与除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物体内的所述犬尿氨酸:色氨酸的比率相比增加了至少10％。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述动物的粪便或血液中测量所述犬尿氨酸:色氨酸的比率。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述改善所述生产动物组的健康包括向所述生产动物组提供以下益处中的一种或多种益处：改善所述生产动物组的福利、减少所述生产动物组的全身炎症、减少所述生产动物组的局部炎症，和将光照方案减少到所述生产动物组的每日昼夜节律。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述福利的改善包括减少所述生产动物组中的社交障碍。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述福利的改善包括减少所述生产动物组中的啄羽行为。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述寡糖是：聚糖和/或酵母细胞壁。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述寡糖的浓度介于200mg/l待给予所述生产动物组的所述饲料与2000mg/l待给予所述生产动物组的所述饲料之间。8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述精油的浓度为待给予所述生产动物组的饲料的介于100ppm与500ppm之间。9.根据权利要求1-8所述的方法，其中所述生产动物是：肉鸡、火鸡、鸭、蛋鸡、仔猪、生长期肉猪、育肥猪和母猪。10.一种改善在受限空间中饲养的生产动物组的健康的方法，所述方法包括通过向所述生产动物组饲喂以下饲料添加剂中的一种或多种饲料添加剂来增加所述动物组的消化系统中外周血清素:色氨酸的比率：寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸，其中所述动物组的大脑中的所述外周血清素:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的外周血清素:色氨酸的比率增加了至少20％。11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述动物的粪便中测量所述外周血清素:色氨酸的比率。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述改善所述生产动物组的健康包括向所述生产动物组提供以下益处中的一种或多种益处：改善所述生产动物组的福利、减少所述生产动物组的全身炎症、减少所述生产动物组的局部炎症，和将光照方案减少到所述生产动物组的每日昼夜节律。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述福利的改善包括减少所述生产动物组中的社交障碍。14.根据权利要求11所述的方法，其中所述福利的改善包括减少所述生产动物组中的啄羽行为。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述福利的改善包括恢复所述生产动物组的自然光周期。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述自然光周期包括至少8小时的黑暗。17.根据权利要求10-16中任一项所述的方法，其中所述寡糖是：聚糖和/或酵母细胞壁。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述寡糖的浓度介于200mg/l待给予所述生产动物组的饲料与2000mg/l待给予所述生产动物组的饲料之间。19.根据权利要求10-16中任一项所述的方法，其中所述精油的浓度为待给予所述生产动物组的饲料的介于100ppm与500ppm之间。20.根据权利要求10-16中任一项所述的方法，其中所述维生素b6的浓度介于1mg/g所述饲料与10mg/g所述饲料之间。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述维生素b6的浓度为约5mg/g所述饲料。22.根据权利要求10-16中任一项所述的方法，其中所述维生素b5的浓度介于10mg/g所述饲料与20mg/g所述饲料之间。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述维生素b5的浓度为所述饲料的约15mg。24.根据权利要求10-16中任一项所述的方法，其中所述色氨酸的浓度介于所述饲料的0.1-0.3％之间。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述色氨酸的浓度介于所述饲料的0.2-0.25％之间。26.根据权利要求10-25所述的方法，其中所述生产动物是：肉鸡、火鸡、鸭、蛋鸡、仔猪、生长期肉猪、育肥猪和母猪。27.一种改善在受限空间中饲养的生产动物组的健康的方法，所述方法包括通过向所述生产动物组饲喂以下饲料添加剂中的一种或多种饲料添加剂来降低所述动物组的消化系统中色胺:色氨酸的比率：寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸，其中所述动物组的消化系统中的色胺:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的色胺:色氨酸的比率降低了至少20％。28.根据权利要求27所述的方法，其中在所述动物的粪便中测量所述色胺:色氨酸的比率。29.根据权利要求28所述的方法，其中所述改善所述生产动物组的健康包括向所述生产动物组提供以下益处中的一种或多种益处：改善所述生产动物组的性能、改善所述生产动物组的福利、减少所述生产动物组的全身炎症、减少所述生产动物组的局部炎症，和将光照方案减少到所述生产动物组的每日昼夜节律。30.根据权利要求29所述的方法，其中改善所述生产动物组的性能包括向所述生产动物组提供以下益处中的一种或多种益处：改善营养吸收、降低肠蠕动能动性、改善维生素吸收和改善饲料酶促加工。31.根据权利要求29所述的方法，其中所述福利的改善包括减少所述生产动物组中的社交障碍。32.根据权利要求29所述的方法，其中所述福利的改善包括减少所述生产动物组中的
啄羽行为。33.根据权利要求27-29中任一项所述的方法，其中所述寡糖是：聚糖和/或酵母细胞壁。34.根据权利要求33所述的方法，其中所述寡糖的浓度介于200mg/l待给予所述生产动物组的饲料与2000mg/l待给予所述生产动物组的饲料之间。35.根据权利要求27-29中任一项所述的方法，其中所述精油的浓度为待给予所述生产动物组的饲料的介于100ppm与500ppm之间。36.根据权利要求27-36所述的方法，其中所述生产动物是：肉鸡、火鸡、鸭、蛋鸡、仔猪、生长期肉猪、育肥猪和母猪。37.一种改善在受限空间中饲养的生产动物组的健康的方法，所述方法包括通过向所述生产动物组饲喂以下饲料添加剂的组中的一种或多种饲料添加剂来增加所述动物组的消化系统中褪黑激素:色氨酸的比率：寡糖、选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油、维生素b5、维生素b6和色氨酸，其中所述动物组的消化系统中褪黑激素:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂组外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中褪黑激素:色氨酸的比率增加了至少10％。38.根据权利要求37所述的方法，其中在所述动物的粪便或血液中测量所述褪黑激素:色氨酸的比率。39.根据权利要求38所述的方法，其中所述改善所述生产动物组的健康包括向所述生产动物组提供以下益处中的一种或多种益处：改善所述生产动物组的福利、减少所述生产动物组的全身炎症、减少所述生产动物组的局部炎症，和将光照方案减少到所述生产动物组的每日昼夜节律。40.根据权利要求39所述的方法，其中所述福利的改善包括减少所述生产动物组中的社交障碍。41.根据权利要求40所述的方法，其中所述福利的改善包括减少所述生产动物组中的啄羽行为。42.根据权利要求37-41中任一项所述的方法，其中所述寡糖是：聚糖和/或酵母细胞壁。43.根据权利要求42所述的方法，其中所述寡糖的浓度介于200mg/l待给予所述生产动物组的饲料与2000mg/l待给予所述生产动物组的饲料之间。44.根据权利要求37-41中任一项所述的方法，其中所述精油的浓度为待给予所述生产动物组的饲料的介于100ppm与500ppm之间。45.根据权利要求37-44所述的方法，其中所述生产动物是：肉鸡、火鸡、鸭、蛋鸡、仔猪、生长期肉猪、育肥猪和母猪。46.寡糖；精油，特别是选自由百里香酚、丁子香酚和胡椒碱组成的组的精油；维生素b5、维生素b6；和/或色氨酸在用于饲喂动物组的日粮中用于以下的用途：a)改善在受限空间中饲料的所述生产动物组的健康，包括增加所述动物组体内的犬尿氨酸:色氨酸的比率，其中所述动物组的消化系统中的所述犬尿氨酸:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物体内的所述犬尿氨酸:色氨酸的比率增加了至少10％；
b)改善在受限空间中饲料的所述生产动物组的健康，包括增加所述动物组的消化系统中的外周血清素:色氨酸的比率，其中所述动物组的脑中的所述外周血清素:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的所述外周血清素:色氨酸的比率增加了至少20％；c)改善在受限空间中饲料的所述生产动物组的健康，包括降低所述动物组的消化系统中的色胺:色氨酸的比率，其中所述动物组的消化系统中的所述色胺:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的所述色胺:色氨酸的比率降低了至少20％；和/或d)改善在受限空间中饲料的所述生产动物组的健康，包括增加所述动物组的消化系统中的褪黑激素:色氨酸的比率，其中所述动物组的消化系统中的所述褪黑激素:色氨酸的比率相较于除所述饲料添加剂组外用相同的日粮饲喂的对照组动物的消化系统中的所述褪黑激素:色氨酸的比率增加了至少10％。

技术总结
本公开涉及通过提供调节肠道微生物群系以改善动物的健康和福利的饲料添加剂来饲喂所述动物的方法。本公开进一步涉及调节动物的胃肠道中存在的次级代谢产物的水平的方法。这种调节包括例如调节色氨酸代谢衍生物的水平。种调节包括例如调节色氨酸代谢衍生物的水平。


技术研发人员：乔舒亚
受保护的技术使用者：帝斯曼知识产权资产管理有限公司
技术研发日：2022.02.15
技术公布日：2023/10/7