首页 > 分享 > 几种常见功能性宠物食品的健康作用

几种常见功能性宠物食品的健康作用

萌宠菠菠乐园
2025-05-07 13:25

摘要 随着宠物行业的不断发展，为满足动物营养、健康以及福利等方面的需求，人们对高质量宠物食品的需求不断增长。功能性宠物食品是宠物食品精准化、精细化的产物，具有调节肠道菌群、改善肠道健康、提高免疫力、抗炎、抗氧化、预防和治疗宠物肥胖等多种功能。回顾了犬、猫的营养需要以及肠道菌群特性，探讨了益生菌、益生元、合生元、后生元以及蛋白质水解物等功能性宠物食品在犬、猫应用领域的研究进展，以期更好地理解功能性宠物食品在调节宠物机体健康方面的作用，进而探寻改善宠物健康与福利的新途径。

关键词 犬；猫；宠物营养；肠道菌群；功能性宠物食品

随着“科学养宠”观念的提出，宠物主人对宠物食品的追求不再局限于吃饱，而是营养均衡、保健、改善健康，一系列有机、天然、含有益健康成分的功能性宠物食品应运而生。研究功能性宠物食品在犬、猫消化代谢中的调节机制，从而优化营养需求，促进宠物健康，实现宠物精准营养的成果已被相继报道。本文回顾了犬、猫营养需要及肠道菌群特性，概述了益生菌、益生元以及合生元等功能性宠物食品在犬、猫食品中的应用，以期为改善犬、猫健康和提高宠物福利提供理论依据。

1 犬、猫营养需要特性

犬在分类学上属于哺乳纲、食肉目、犬科动物，猫属于哺乳纲、食肉目、猫科动物。犬、猫均具有肉食性的采食特点，但犬在进化过程中有3个基因发生突变，可消化淀粉，具有一定程度的杂食性特征，而猫是严格肉食性动物。

犬和猫通过摄取食物中的营养物质，并经消化吸收来满足自身的营养需求以及维持机体的生命活动。在众多营养物质中，蛋白质对于宠物的生长发育和机体维持发挥重要作用，同时也是决定宠物食品成本的关键养分。

美国饲料管理协会（Association of American Feed Control Officials， AAFCO）将犬、猫的蛋白质需要分为生长和成年维持2个阶段，其中，犬、猫生长阶段最低需要量分别为22.5%和30.0%，成年维持阶段最低需要量分别为18.0%和26.0%，机体所需的蛋白质由22种氨基酸合成。Bosch等研究发现，犬消化道能够自身合成牛磺酸和精氨酸等必需氨基酸。Morris发现，猫将氨基酸分解代谢，作为糖异生的能量来源，然而，其自身无法合成牛磺酸和精氨酸等必需氨基酸，因此，猫饮食中需要特别注意添加牛磺酸与精氨酸。苯丙氨酸、酪氨酸以及色氨酸在犬、猫肠道中的分解代谢与相互转化能力有限，但这些氨基酸可在肝脏中降解，值得注意的是，犬的肠道具有分解代谢支链氨基酸的能力。

碳水化合物是犬、猫机体获取能量的主要来源。Axelsson等研究发现，犬在进化过程中有3个与淀粉消化相关的基因（AMY2B、MGAM和SGLT1）发生进化，可进行淀粉的消化以及葡萄糖的吸收，然而，猫缺乏分泌唾液淀粉酶的能力。Silvio等研究表明，纤维能够被犬肠道微生物发酵利用，增加肠道有益代谢产物。脂肪代谢能约是蛋白质或碳水化合物代谢能的2.25倍，能够为犬、猫机体储能，并提供更高的能量来源。其中，肠道中的胰脂肪酶是犬、猫消化吸收脂肪的关键。此外，脂肪代谢还具备为机体提供必需脂肪酸、作为脂溶性维生素的载体以及改善宠物食品适口性等功能。犬、猫食品中均需要添加亚油酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸等必需脂肪酸以满足其营养需要，维持健康状态。Barry等研究表明，在犬饮食中补充n-3多不饱和脂肪酸能够改善犬的皮肤和毛发健康。AAFCO推荐犬饮食中脂肪含量（干物质基础）在生长和繁育阶段≥8.5%，成年维持阶段≥5.5%；猫饮食中≥9.0%。矿物质及维生素作为机体代谢调控中不可或缺却不为机体直接供能的营养物质。犬、猫饮食中矿物质及维生素的缺乏和过量会产生相应的缺乏症状和中毒症状，比如，钙与维生素D缺乏可导致佝偻病，过量则导致血钙升高。Andreani等研究发现，猫摄取过量的铁会使肝脏产生大量活性氧，导致肝脏损伤。

Hewson-Hughes等以5个品种成年犬为研究对象，分别饲喂蛋白质、脂肪和碳水化合物配比不同的干粮和湿粮，结果表明，犬摄取的能量中常量营养素来源于蛋白质、脂肪、碳水化合物的比例分别为30%，63%，7%。而猫摄取能量来源于蛋白质、脂肪、碳水化合物的比例分别为52%，36%，12%。由此可以看出犬、猫能量摄取偏向存在差异。因此，需要细化物种甚至动物品种的营养需要才能精准、科学地配制宠物食品。

2 犬、猫肠道菌群特性

犬、猫体内均存在庞大而复杂的微生物系统，含有1010~1014个微生物，主要由细菌、真菌、原生生物以及病毒组成［15］。胃肠道不同部位优势菌群的种类和相对丰度存在差异。犬、猫胃中的优势菌是乳酸杆菌和幽门螺杆菌，十二指肠的优势菌是乳酸杆菌和梭状芽孢杆菌，空肠和回肠的优势菌是乳酸杆菌。犬、猫肠道菌群相对丰度沿着胃肠道逐渐增加，结肠远多于小肠。厚壁菌、拟杆菌、变形菌、梭杆菌、放线菌是犬、猫结肠中优势菌群，也是犬、猫整个胃肠道中的优势菌群。除细菌外，犬、猫胃肠道中也存在大量其他种类微生物；真菌、古细菌以及病毒共同构成胃肠道微生物的次要群落。

犬、猫胃肠道的菌群存在差异，犬肠道中已发现存在子囊菌、担子菌、球霉菌和接合菌等真菌，而猫肠道中仅发现子囊菌一类真菌。Johnston等研究表明，猫胃肠道中存在大量的专性厌氧菌，而犬胃肠道专性厌氧菌相对丰度少于猫。猫胃肠道中放线菌的相对丰度远高于犬，而梭杆菌的相对丰度远低于犬。Jha等研究发现，与犬相比，猫肠道菌群的Alpha多样性指数更高，且不同品种犬的肠道菌群存在明显的种内差异。由于犬、猫肠道菌群存在种间差异和个体差异，因此不能将犬、猫的肠道菌群一概而论，犬、猫饮食需要进行针对性的精准营养调控。

犬、猫肠道菌群的动态平衡受饮食、年龄以及个体差异等因素影响，肠道菌群可以影响宿主的新陈代谢和免疫功能，进而影响宿主健康。Ephraim等试验结果显示，与低、中水平蛋白质饮食相比，高蛋白饮食犬胃肠道中与糖代谢相关的普雷沃氏菌属和粪杆菌属OUT数显著降低，与蛋白代谢相关的梭状芽孢杆菌属和梭杆菌属OUT数有增加的趋势，且3种饮食犬粪便微生物组的Beta多样性指数存在显著差异。有研究也得出相似结论，高蛋白饮食会提高猫胃肠道微生物Alpha多样性指数。除蛋白质外，饮食中膳食纤维种类、组成以及比例也会影响犬、猫的肠道菌群。年龄与个体差异对犬、猫肠道菌群的影响已有相关研究，Bermingham等研究表明，随着猫年龄增长，胃肠道中乳酸杆菌属和双歧杆菌属的相对丰度显著降低。在关于年龄对犬肠道菌群影响的相关研究中发现，拟杆菌属在幼犬中相对丰度最高，梭杆菌属在成年犬中丰度显著增加，罗氏菌属在老龄犬中相对丰度最高。宠物营养与肠道菌群存在相互作用、相互影响的关联，随着微生物组学和代谢组学等组学技术的更新，关于益生菌、益生元以及后生元等微生物靶向调控宠物营养的研究将不断深入，以期能更好地改善犬、猫健康状况和福利水平。

3 功能性宠物食品

3.1 功能性宠物食品定义

20世纪80年代，日本首次使用“功能性食品”一词，但是没有被确切地定义。2017年，Granato等将功能性食品定义为“除基本营养之外，对健康具有潜在积极影响的食品，有助于促进最佳健康状况且能降低非传染性疾病的风险”。功能性宠物食品是宠物食品领域中一个新的分支，适用于不同年龄、品种以及各种生理条件下的宠物，更符合“精准营养”的标准，可满足不同生理状态的宠物对于选择合适宠物食品的需求。

3.2 益生菌

国际益生菌与益生元科学协会（ISAPP）将益生菌定义为“食用足够数量时，对宿主健康产生有益作用的活体微生物”。益生菌具有预防和治疗疾病、改善动物健康的功效，其在动物机体中的作用机制多样，主要通过增加有益菌的相对丰度来抑制病原菌的定植、竞争病原菌在胃肠道中的黏附位点，并产生短链脂肪酸（SCFAs），改善肠道环境，从而改善动物健康。目前已知的益生菌与宿主之间相互作用机制见图1。

图1 益生菌与宿主之间相互作用机制

Fig. 1 Mechanisms of probiotic-host interaction

IL-10. 白介素-10；TLR4. Toll样受体4；LPS. 脂多糖；ROS. 活性氧；IκB. 核因子κB的抑制蛋白；IκK. kappa B抑制因子激酶；NF-κB. 核因子-κB；TH1. 辅助性T淋巴细胞1；IL-2. 白介素-2；IFN-γ. 干扰素-γ；TNF-α. 肿瘤坏死因子-α；IL-13. 白介素-13；IL-5. 白介素-5；IL-4. 白介素-4；CD14. 白细胞分化抗原；TH2. 辅助性T淋巴细胞2；TH17. 辅助性T淋巴细胞17；IL-17. 白介素-17；TGF-β. 转化生长因子-β；Treg. 调节性T细胞；TNF-β. 肿瘤坏死因子-β；Vagus nerve. 迷走神经；Plasma cell. 浆细胞；DC. 树突状细胞；M-cell. 扁平细胞；Uromodulin. 尿调节素；IL-1α. 白介素-1α；Akt. 磷脂酰肌醇激酶；MUC2. 黏蛋白2；MUC3. 黏蛋白3；p40/p75. 分泌蛋白；HYA. 顺式-12羟基-十八烯酸；GPR40. G蛋白偶联受体；MOR. 阿片受体；slgA. 分泌型免疫球蛋白A；Pathogen dispiacement. 病原体移位；IL-8. 白介素-8；IL-1β. 白介素-1β；TLR2. Toll样受体2；LTA. 脂磷壁酸；Sortase-dependent pili. 分拣酶依赖性菌毛；SpaCBA. 免疫刺激细胞表面物质；Lactate. 乳酸；Acetate. 醋酸盐；Bacteriocins. 细菌素；QS molecules. 群体感知分子；β-gal. β-半乳糖苷酶；?‍.假定机制

宠物食品中常用的益生菌种类包括乳酸杆菌、双歧杆菌、肠球菌属等。益生菌具有调节免疫系统和血液平衡、减少肠道病原体感染、促进生长发育、降低过敏性疾病以及预防肥胖等功能。宠物益生菌产品受到普遍欢迎，饮食中添加益生菌也是改善宠物健康和福利的重要方法。益生菌对犬、猫健康的影响见表1、表2。

表1 益生菌对犬健康的影响

Table 1 Effects of probiotics on the health of dogs

表2 益生菌对猫健康的影响

Table 2 Effects of probiotics on the health of cats

益生菌作为功能性食品的重要前提是其在宠物胃肠道中具有良好的存活率与定植能力。益生菌在体内发挥作用面临的主要问题包括pH、胃蛋白酶以及胆盐等，因此益生菌需要具备较强的耐受胃肠道环境的能力。鉴于宿主特异性，益生菌食品中使用的菌株最佳来源应为宿主物种。

Jang等从犬粪便中分离出4株益生菌（双歧杆菌CACC517、乳酸芽孢杆菌CACC537、植物乳杆菌CACC558、副干酪乳杆菌CACC566）进行益生性评价，结果表明，筛选出的4株菌均对沙门氏菌、大肠杆菌以及假结核乳杆菌有抗菌活性，在pH 2.5条件下存活率较低，但是对0.3%和1.0%胆盐有很高耐受性，对HT-29细胞的黏附性达80.0%，除双歧杆菌CACC517外，其他测试菌株均对卡那霉素和万古霉素耐药。所筛选菌株具有良好的胆盐耐受性、细胞黏附性以及抑制病原菌的能力，因此被认为是商业宿主源益生菌的有力候选者。然而，目前多数市场销售的犬、猫益生菌并不是宿主源，也没有与宿主源益生菌进行功能比较。因此，益生菌作为一种功能性宠物食品，还需开展更多的基础研究与应用研究，以深入探索益生菌与宿主健康之间的作用机制及真实有效性。

3.3 益生元

2016年，ISAPP将益生元定义为“能够被宿主微生物选择性利用，对动物机体具有健康益处的物质”。根据定义，益生元需满足以下标准：其一，具备抵抗宿主消化的能力；其二，是由肠道微生物发酵；其三，对机体具有健康益处。宠物食品中常用的益生元主要有功能性低聚糖，其中包括低聚果糖（Fructo-oligosaccharides，FOS）、低聚木糖（Xylooligosaccharides，XOS）、甘露寡糖（Mannan oligosaccharide，MOS）以及低聚半乳糖（Galacto-oligosaccharides，GOS）；功能性多聚糖，如菊粉和抗性淀粉等；此外还有膳食纤维等。近年来，关于益生元对犬、猫健康影响的研究持续增多，相关内容见表3、表4。

表3 益生元对犬健康的影响

Table 3 Effects of prebiotics on the health of dogs

表4 益生元对猫健康的影响

Table 4 Effects of prebiotics on the health of cats

以上研究结果表明，不同种类的益生元能够通过增加有益菌相对丰度、降低有害菌相对丰度，进而提高营养物质的消化率和粪便质量评分；还可以通过提高免疫球蛋白含量来提高犬、猫的免疫力；同时，对肥胖症起到预防和治疗作用。然而，不同的益生元对犬、猫的健康益处不同，且益生元的添加量受动物品种、年龄以及饲养环境等因素影响，不恰当地使用益生元会影响犬、猫的健康。因此，应根据宠物的实际需求，科学合理地添加和使用益生元。

3.4 合生元

2020年，ISAPP将合生元定义为“由活微生物和宿主微生物选择性利用的基质组成的混合物，并对宿主有健康益处”。合生元分为两大类，一类是“协同合生元”，即益生菌与其能够特异性利用的益生元组合而成；另一类是“互补合生元”，由具有独立益生作用的益生菌与益生元组成，互补合生元的2种成分，需要满足现有益生菌和益生元的最低标准。

研究发现，合生元能够改善宠物健康。Rose等募集了773只犬进行随机双盲试验，试验分为安慰剂组（374只）和合生元组（399只），安慰剂组补饲180 g糊精制成的胶囊，合生元组补饲由2.0×109 CFU屎肠球菌（NCIMB 10415 4b1707）、46.6 g FOS和阿拉伯树胶制成的合生元胶囊，每只犬每天补饲1粒胶囊。结果表明，在整个试验期间，合生元组每只犬腹泻的平均天数为试验天数的2.0%，安慰剂组为3.2%，说明饲喂合生元能显著降低犬腹泻率。Tanprasertsuk等发现，饮食中补充合生元（50 mg/d菊粉和2.0×109 CFU/d罗伊氏乳杆菌、乳酸乳杆菌、屎肠杆菌、嗜酸乳杆菌、动物双歧杆菌、发酵乳杆菌、鼠李糖乳杆菌的复合制剂），持续4周，犬肠道乳酸杆菌的相对丰度增加，大肠杆菌的相对丰度降低，Beta多样性指数发生显著改变，腹泻率降低。Strompfová等将36只健康成年犬随机分为3组，对照组补充安慰剂，益生菌组补充1.0×108 CFU/mL发酵乳杆菌CCM 7421，添加量0.1 mL/kg，合生元组补充发酵乳杆菌CCM 7421和菊粉，添加量为饮食量的1%，试验持续7周，结果表明，与对照组相比，合生元组犬粪便中乳酸杆菌相对丰度增加，梭状芽孢杆菌相对丰度降低，犬粪便pH降低，但是，合生元组与益生菌组之间无显著差异，说明并不是所有的益生菌与益生元组合都能发挥更好的益生作用。特定的益生菌与益生元进行合理配伍才能形成具有良好益生作用的合生元，但目前关于益生菌与益生元组合的比例和配伍种类的研究较少，需要进行进一步探索。

3.5 后生元

2021年，ISAPP将后生元定义为“给予宿主健康益处的无生命的微生物和/或其成分制剂”。目前常用的后生元有无细胞上清液、胞外多糖、细胞壁碎片、细胞裂解物、SCFAs等，它们具有免疫调节、抗肿瘤、预防感染、加速伤口愈合等功能。

丁酸盐是肠道微生物发酵产生的一种SCFA，是肠道中一种重要的后生元。Jiminez等研究表明，给患有肠炎的小鼠补充丁酸盐后，变形杆菌和乳杆菌科的相对丰度增加，梭菌科物种的相对丰度降低，同时，上皮屏障修复基因Relmβ和免疫细胞因子的表达增强，患肠炎小鼠的采食量和体重也有所提高。Grześkowiak等分别以活菌、高温加热灭活以及紫外照射灭活3种形式评价了犬源发酵乳杆菌VET9A、植物乳杆菌VET14A和鼠李糖乳杆菌VET16A的黏附性，结果显示，紫外照射灭活的益生菌与活菌黏附性相似，但高温加热灭活的益生菌黏附性显著降低，说明预处理方式等加工处理会影响后生元的功能。

目前，后生元在宠物食品领域的研究相对较少。与益生菌相比，后生元具有不需要在胃肠道中定植即可发挥作用，受胃肠道pH、胆盐等环境因素影响较小，比益生菌稳定、易储存、易运输等优点。然而，目前关于后生元的研究，在预处理技术、产品组成成分、安全性评价及后生元与宿主健康之间的作用机制等方面仍存在诸多不明之处，未来还需要探究后生元的提取分离技术，结合代谢组学和蛋白质组学等研究方法，为后生元的研究与应用奠定基础，同时可以参考益生菌的评价方法，建立后生元产品的评价体系。

3.6 蛋白质水解物

蛋白质是宠物食品中重要的营养素之一，但是由于个体差异，许多宠物存在对蛋白质过敏的情况，因此低敏食品是宠物食品开发中不可忽视的一部分。蛋白质水解物是由完整蛋白质水解形成的游离氨基酸、小肽和多肽等。已有研究表明，蛋白质水解物不但可以改善宠物饮食过敏的情况，还具有其他健康益处。Tjernsbekk等评价了家禽粉（PM）、机械分离鸡肉（MSC）和鲑鱼蛋白水解物（SPH）3种蛋白质原料在膨化犬粮中氨基酸和蛋白质消化率，结果显示，以SPH作为蛋白质原料的膨化犬粮能够显著提高氨基酸和蛋白质的消化率。Pinto等以一种商业水解鸡肝粉（HCLP）作为成年犬饮食中动物蛋白的单一来源，用22只不同品种的犬和12只比格犬，分别进行适口性和消化率评估，结果显示，将26%的HCLP添加至成年犬粮中，在适口性、营养物质消化率以及粪便质量方面均有提升。Nchienzia等研究发现，低灰分家禽粉水解物可以改善宠物食品的风味。Weemhoff等研究发现，水解蛋白质可降低食物中过敏原物质，有效治疗犬、猫的食物过敏。Zóia等采用交叉试验设计评估了8只健康猫食用含有酶水解家禽副产品粉（HPM）和商业常规家禽副产品粉（CPM）的膨化猫粮后对体内血管紧张素转换酶（ACE）活性的影响，研究表明，喂食HPM饮食的猫血清ACE活性低于喂食CPM饮食的猫，说明HPM对猫的高血压有潜在的健康益处。Theysgeur等从罗非鱼副产物水解产物中鉴定出新的生物活性肽，研究发现，对犬胆囊收缩素（CCK）和胰高血糖素样肽1（GLP-1）的分泌具有调节作用，说明了罗非鱼副产品水解物或许能够对犬的饮食摄入以及葡萄糖代谢起到调节作用。Hu等对玉米蛋白粉（CGM）和玉米酒精糟（DDGS）进行水解处理，将水解物应用到宠物食品中，具有天然抗氧化的效果，可以提高宠物食品稳定性并延长保质期。

以上研究结果说明蛋白质水解物添加到宠物食品中具有提高蛋白质消化率、降低宠物食品过敏风险、预防和治疗宠物高血压和肥胖、改善宠物食品风味以及延长宠物食品保质期等功能。然而，目前对蛋白质水解物的具体结构、生物活性物质的提纯方法以及对动物健康产生影响的作用机制尚不明确，仍需进行更深入的探究，以期能够更好地在宠物食品中应用。

4 总结

随着养宠观念的改变，宠物食品行业迅速发展，宠物食品也在加速迭代更新。功能性宠物食品在为宠物带来诸多健康益处的同时，也存在一些问题，例如存在许多功能性成分与宠物健康益处之间的作用机制不明确、许多具有功能性的食品原料有待发掘等问题。未来，需要结合微生物组学、代谢组学以及蛋白质组学等科学技术，对功能性宠物食品进行更科学、精细的探索，以明确其作用机制，提高其应用价值。功能性宠物食品将会成为未来宠物食品的热点研究方向，为改善犬、猫的健康与福利提供新途径。

来源：动物经济学报