ไมโครเอนแคปซูเลชันช่วยส่งเสริมสุขภาพทางเดินอาหาร และการใช้อาหาร

อุตสาหกรรมสัตว์ปีกกำลังวิวัฒนาการไปตามความต้องการด้านการผลิตอย่างยั่งยืน และผลิตภัณฑ์ปลอดยาปฏิชีวนะ เทคโนโลยีเอนแคปซูเลชันเป็นความหวังใหม่สำหรับการนำส่งผลิตภัณฑ์ทางเลือกที่ช่วยส่งเสริมสุขภาพทางเดินอาหาร และประสิทธิภาพการใช้อาหารสัตว์

ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ ๒๐ เป็นต้นมา อุตสาหกรรมการผลิตสัตว์ปีกได้พัฒนาอย่างมากทั้งด้านโภชนาการ พันธุกรรม สัตวแพทย์ และการจัดการ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนอาหาร การเจริญเติบโต และปริมาณเนื้อดีขึ้นกว่าในอดีตมาก ล่าสุดมีข้อกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และความปลอดภัยอาหารจากการเลี้ยงสัตว์ ผู้บริโภคก็ต้องการ “ฉลากสะอาด (clean labels)” และยินดีจ่ายเงินเพิ่มสำหรับเนื้อสัตว์ที่ปลอดจากยาปฏิชีวนะตกค้าง และเลี้ยงสัตว์ในสิ่งแวดล้อมที่ปลอดโรค

ดังนั้น อุตสาหกรรมสัตว์ปีก และพันธมิตร จึงลดหรือเลิกใช้ยาผสมอาหาร ผลิตภัณฑ์ททางเลือกที่มีคุณสมบัติยับยั้งเชื้อจุลชีพ เช่น กรดอินทรีย์ แร่ธาตุ สมุนไพร และน้ำมันหอมระเหย จึงถูกนำเสนอออกมาเพื่อทดแทนในอาหารสัตว์ปีก เพื่อลดปริมาณเชื้อจุลชีพในลำไส้

การนำส่งผลิตภัณฑ์ทางเลือกแบบมุ่งเป้าหมาย 

ผลิตภัณฑ์ทางเลือกใหม่ส่วนใหญ่ เช่น กรดอินทรีย์ แร่ธาตุ สมุนไพร และน้ำมันหอมระเหย ทั้งเดี่ยว และรวม ไม่สามารถลดปริมาณเชื้อจุลชีพโดยรวมได้โดยตรงในลำไส้เหมือนกับยาปฏิชีวนะ แต่เป็นการปรับสมดุลของจุลชีพในทางเดินอาหารโดยยับยั้งแบคทีเรียที่ก่อโรค ขณะที่ สนับสนุนการหมักของเชื้อที่เป็นประโยชน์ จึงเป็นการส่งเสริมสุขภาพทางเดินอาหารผ่านกลไกอื่นๆ เช่น การเปลี่ยนพีเอชในลำไส้ รักษาสารมิวซินที่ปกป้องทางเดินอาหาร คัดเลือกจุลชีพที่เป็นประโยชน์ ช่วยให้กรดสำหรับการหมักทำงานได้ดีขึ้น เพิ่มการดูดซึมสารอาหาร และกระตุ้นการตอบสนองภูมิคุ้มกันในกระแสเลือด

น้ำมันหอมระเหย เป็นที่ยอมรับกันมานานสำหรับการต่อต้านเชื้อจุลชีพ และได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก หลังจากปรากฏเชื้อดื้อยาปฏิชีวนะ หนึ่งในสารเมตาโบไลต์ที่เกิดขึ้นจากส่วนต่างๆของพืชนั้น น้ำมันหอมระเหยเป็นทางเลือกที่เป็นความหวังสำหรับการผลิตปศุสัตว์ ผลการวิจัย แสดงให้เห็นว่า ประสิทธิภาพในการลดเชื้อก่อโรคอาหารเป็นพิษ และกลไกการออกฤทธิ์ได้ทำให้น้ำมันหอมระเหยเป็นที่สนใจของนักวิชาการอย่างมากสำหรับความสามารถในการต่อต้านเชื้อจุลชีพดื้อยา และเชื้อก่อโรค กลยุทธ์ที่ใช้กับน้ำมันหอมระเหยสามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตได้ เมื่อถูกใช้อย่างเหมาะสม

กรดอินทรีย์ใช้ลดระดับพีเอชในลำไส้เล็กของสัตว์กระเพาะเดี่ยว เช่น สุกร และสัตว์ปีก นอกจากนั้น ยังช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการติดเชื้อแบคทีเรียก่อโรค นอกเหนือจากการทำหน้าที่ต่อต้านเชื้อจุลชีพแล้ว กรดอินทรีย์ และเกลือ ยังส่งผลบวกต่อความสามารถในการย่อยได้ การดูดซึมสารอาหาร และผลผลิตของลูกสุกรหย่านม และสุกรขุน

กลไกการออกฤทธิ์

              การต่อต้านเชื้อจุลชีพสามารถอธิบายได้ด้วยสองกลไก เริ่มจากระดับพีเอชที่ลดลงต่ำกว่า ๖ ในกระเพาะ ที่ช่วยยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อก่อโรค เช่น โคลิฟอร์ม ถัดมา กรดอินทรีย์ยังสามารถแทรกเข้าไปในรูปที่ไม่แตกตัวผ่านผนังเซลล์แบคทีเรียแล้วทำลายเชื้อจุลชีพบางชนิดได้

               การออกฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย หรือยับยั้งเชื้อแบคทีเรียของกรดอินทรีย์ เป็นผลมาจากการทำงานโดยตรงของไอออนประจุลบบนผนังเซลล์ สำหรับการทำงานของกรดอินทรีย์โดยการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียอย่างมีประสิทธิภาพ ต้องถูกนำส่ง แล้วแตกตัวในลำไส้ใหญ่ ซึ่งแบคทีเรียที่เป็นอันตรายส่วนใหญ่ เช่น อี. โคไล อาศัยอยู่ แทนที่จะเป็นลำไส้เล็ก

               ประโยชน์ของการใช้สารปรับสภาวะความเป็นกรด และกรดอินทรีย์สำหรับสัตว์ปีก อาจได้ผลดีในอาหารลูกสุกรระยะแรก เนื่องจาก ยังสร้างกรดเกลือได้น้อยกว่าในลูกไก่ นอกเหนือจากนั้น กรดอินทรีย์ยังถูกทำให้เป็นกลางได้อย่างรวดเร็วในลำไส้เล็ก ยกเว้น ถูกนำส่งไปยังลำไส้เล็กส่วนท้ายลงไป

               การเตรียมผลิตภัณฑ์กรดอินทรีย์ในรูปไมโครเอนแคปซูเลชัน และส่วนประกอบของแร่ธาตุค่อยๆปล่อยอย่างช้าๆ เพื่อนำส่งสารเติมอาหารสัตว์ไปยังลำไส้เล็กส่วนต้น และถัดๆมา กำลังนำมาใช้ในการปรับปรุงสุขภาพทางเดินอาหารในสัตว์ปีก และช่วยลดการใช้ยาปฏิชีวนะในอาหารสัตว์

ไมโครเอนแคปซูเลชัน: วิธีนำส่งสารไปยังเป้าหมาย 

               ในปี พ.ศ.๒๕๕๐ นักวิจัยได้ทดลองกับลูกสุกรที่ได้รับอาหารที่ประกอบด้วยกรดอินทรีย์ในรูปไมโครเอนแคปซูเลชันที่ระดับต่ำกว่าอัตราปรกติ ๑๐ เท่า พบว่า ให้ผลการตอบสนองต่อการลดอัตราลูกสุกรท้องเสียลงได้ใกล้เคียงกัน นั่นหมายความว่า การใช้กรดอินทรีย์ในรูปไมโครเอนแคปซูเลชันที่ระดับต่ำลง มีประสิทธิภาพ และคุ้มค่าต่อการลดจำนวนลูกสุกรท้องเสียได้

               ในการศึกษาในสัตว์ที่ใช้เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันของแม็กซ์เพอร์ฟอร์แมนซ์ เพื่อให้การปล่อยสารกรดอินทรีย์ไปยังเป้าหมายได้อย่างแม่นยำโดยการเติมลงในอาหารลูกสุกร ช่วยเพิ่มความสูงของวิลไล ลดอาการท้องเสียในลูกสุกร และการแลกเปลี่ยนอาหารดีขึ้น หมายความว่า อัตราการเพิ่มน้ำหนัก และระยะเวลาการเลี้ยงส่งตลาดเร็วขึ้นกว่าเดิม ไมโครเอนแคปซูเลชันกำลังถูกใช้ในการนำส่งสารที่ออกฤทธิ์ยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย โดยผลิตภัณฑ์ประกอบด้วย กรดอินทรีย์ ซิงค์ออกไซด์ ทองแดง และอื่นๆที่มีการจำหน่ายเชิงพาณิชย์

               นอกจากนั้น เทคโนโลยีนี้ยังประสานกับเทคโนโลยีการเคลือบผิวผลิตภัณฑ์เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการรั่วซึมของสารออกฤทธิ์ โดยเคลือบด้วยขนาดและรูปร่างแตกต่างกันไป เช่น ภาพภายใต้กล้องจุลทรรศน์จะสังเกตเห็นการเคลือบสารล้อมรอบอนุภาคสารออกฤทธิ์ที่เป็นกลุ่มสมุนไพร และน้ำมันหอมระเหย เมื่อเคลือบอนุภาคของผลิตภัณฑ์เป็นอย่างดีแล้ว การรั่วซึมของสารออกฤทธิ์ก็จะได้รับการป้องกัน เพื่อให้การทำงานของสารกลุ่มสมุนไพรยังมีประสิทธิภาพสามารถนำส่งไปยังลำไส้ใหญ่ เพื่อส่งเสริมสุขภาพทางเดินอาหาร หรือเปลี่ยนแปลง หรือส่งเสริมการเจริญเติบโตของเชื้อจุลชีพที่เป็นประโยชน์ในลำไส้ได้

กรณีศึกษา: การส่งเสริมการแลกเปลี่ยนอาหารและการเจริญเติบโต

               ส่วนผสมของกรดอินทรีย์ แร่ธาตุ กับสารที่มีคุณสมบัติยับยั้งการเจริญเติบโตแบคทีเรียอย่างวิตามิน ซี (กรดแอสโคบิก) สารต่อต้านอนุมูลอิสระ และน้ำมันหอมระเหย ในรูปไมโครเอนแคปซูเลชัน ในอาหารไก่เนื้อ อัตราการผสม ๕๐ กรัมต่อตันอาหารสัตว์          

               วัตถุประสงค์ก็เพิ่มการออกฤทธิ์ของสารต้านอนุมูลอิสระ กระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน และลดปริมาณเชื้อจุลชีพในลำไส้ ดังนั้น จึงช่วยเพิ่มการแลกเปลี่ยนอาหารและการเจริญเติบโตต่อวัน

               การแลกเปลี่ยนอาหารดีขึ้นร้อยละ ๑๘ ขณะที่ อัตราการเจริญเติบโตเพิ่มขึ้นร้อยละ ๓๓ ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่า ไมโครเอนแคปซูเลชันเป็นระบบนำส่งตรงสู่เป้าหมายที่สามารถนำส่งกรดอินทรีย์ แร่ธาตุ สารต้านอนุมูลอิสระ และน้ำมันหอมระเหยไปยังลำไส้เล็ก และช่วยให้สุขภาพทางเดินอาหารดีขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพการใช้อาหาร และอัตราการเจริญเติบโตในสัตว์ปีก จึงช่วยลดการใช้ยาปฏิชีวนะที่ต่ำกว่าระดับการรักษาในอาหารสัตว์ได้

เอกสารอ้างอิง

Maxx Performance. 2024. Using microencapsulation to improve gut health and feed efficiencya. [Internet]. [Cited 2024 Aug 2]. Available from: https://www.poultryworld.net/health-nutrition/health/using-microencapsulation-to-improve-gut-health-and-feed-efficiency/

ภาพที่ ๑ ไมโครเอนแคปซูเลชันช่วยส่งเสริมสุขภาพทางเดินอาหาร และการใช้อาหาร (แหล่งภาพ Anne van der Woude)