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  • 乳酸菌在动物生产中的应用研究现状

    山东宝来利来生物工程股份有限公司 2019-01-16 14:59
  • 随着《饲料和饲料添加剂管理条例》(国务院令第609 号)的施行,以及新《新食品安全法》的即将实施,国家将进一步加大从政治层面规范企业生产的力度,尤其是对饲料添加剂、药物添加剂使用的监管。因此,如何在提高产品的安全性与品质的同时降低成本,成为畜禽养殖者及饲料加工企业在新形势面临的一大考验。这同时使饲料添加剂的选择和应用成为关键。以乳酸菌为代表的微生态制剂,具有保持动物肠道微生物平衡、防止疾病、促进生长、提高饲料转化率、改善畜禽饲养环境等功效,日益成为各大饲料加工企业和畜禽养殖业关注的焦点。本文主要阐述了乳酸菌的作用及其在畜禽生产中的应用研究现状,并对乳酸菌制剂的应用前景提出了展望。

    关键词:乳酸菌;作用;研究;前景

    在饲料中添加抗生素,对预防动物疾病、促进动物生长、提高饲料报酬、提高畜禽产品产量等方面发挥了积极的作用[1]。但抗生素的长期使用,会使病原菌产生耐药性, 导致抗生素用量增加,造成动物消化道微生态失去平衡, 引起内源性感染,而且抗生素在畜产品中残留会导致人类的免疫力发生变化而严重影响健康。所以, 早在1992 年瑞士就禁止使用饲用抗生素;欧盟1999 年起通过立法禁止抗生素作促生长剂使用。因此, 在畜禽饲料中用乳酸菌等微生态制剂部分替换抗生素作为饲料添加剂,有望解决抗生素残留和动物耐药等问题,对畜牧业发展有着不可估量的作用。

    1 乳酸菌及其作用

    乳酸菌是一类能够分解乳糖、葡萄糖等碳水化物, 生成乳酸、醋酸等有机酸的细菌。据不完全统计,乳酸菌现有43 个属,主要有乳酸杆菌属(Lactobacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、链球菌属(Streptococcus)、明串珠球菌属(Leuconostoc)、肠球菌属(Enterococcus)、乳球菌属(Lactococcus) 等。其中乳酸杆菌属在畜禽生产中允许使用的较多。我国农业部发布的《饲料添加剂品种目录(2013)》中公布可用于养殖动物的乳酸杆菌有5 种:嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、德式乳杆菌乳酸亚种(原名乳酸乳杆菌)、植物乳杆菌及德式乳杆菌保加利亚亚种(原名保加利亚乳杆菌)。作为益生菌的乳酸菌绝大多数不仅对动物和人无毒、无害、无副作用[2];而且具有促进和调控肠道健康的益生特性,同时具有增加营养、改善和促进免疫代谢的能力, 以及降血压、降血脂、抗肿瘤等功能。

    1.1 改善胃肠道功能,防治胃肠疾病

    健康动物消化道内存在着百种以上的微生物,它们作为一个整体彼此相互依存、相互制约,共同维持着消化道内的微生态平衡和动物的机体健康。微生物群的平衡对动物机体的健康非常重要,而乳酸菌能够调节这种微生态平衡,增加正常菌群数量,有效抑制病原菌的繁殖生长,使动物健康得到保障。试验证明,乳酸菌制剂对一些胃肠道疾病具有较好的疗效,如病毒性腹泻、细菌性腹泻、便秘、肠炎等。

    同时,乳酸菌在肠道内产生的乳酸和醋酸,可降低肠道pH 值,抑制肠道致病菌如痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌等的生长。乳酸菌还可产生细菌素、类细菌素样物质、有机酸等抑菌物质。细菌素是一类选择性作用于细菌靶细胞的抗菌物质,可有效阻止链球菌、葡萄球菌及梭状芽孢杆菌等腐败性细菌的增殖,抑制有害物质的产生,维持动物肠道健康。

    1.2 增强机体免疫力,提高抗病力

    乳酸菌以某种免疫调节因子来刺激肠道免疫应答反应,也可提高机体的抗体水平及巨噬细胞活性,增强免疫力。乳酸菌提高畜禽机体的免疫功能主要是通过促进机体的细胞免疫、体液免疫等方式来实现[3]。乳酸菌制剂能增强单核吞噬细胞及多形核白细胞的活力,这对提高宿主免疫力具有重要意义。

    大量的研究结果表明,乳酸菌能干预调节细胞免疫,乳酸菌、双歧杆菌能阻断许多微生物的入侵和黏附[4]。体液免疫是以特异性抗体起主要作用的免疫应答反应。乳酸菌同样具有激活淋巴细胞、刺激抗体产生等与体液免疫相关的功能[4]。冯少敏等人研究特异乳酸菌(Lb-f)剂量依赖性提高小鼠抗绵羊红细胞凝集素抗体滴度, 具有增强机体体液免疫功能的作用[5]。

    另外,乳酸菌可以有效地降低因大肠炎造成的肠道通透性的改变并促进肠菌群恢复平衡状态[6]。

    1.3 增加营养,促进生长

    乳酸菌在畜禽机体内可产生各种消化酶而有助于消化,也可降解饲料中的某些抗营养因子从而提高饲料转化率。乳酸菌通过发酵,利用消化道内未消化的碳水化合物,在小肠中产生短链脂肪酸;进入大肠后被大肠黏膜吸收,为宿主提供可利用的能量储备。

    1.4 抑制胆固醇吸收,降血脂血压

    适量服用乳酸菌制剂可有效降低血液胆固醇的含量,减少心血管疾病的发病率。Gilliland 等(1985)[7]用噬酸乳杆菌进行了降低体内和体外胆固醇的试验研究。结果,观察到培养液中的胆固醇含量明显降低,而乳酸菌体细胞内的胆固醇含量却增加了,证明嗜酸乳杆菌对胆固醇具有同化作用。体外试验证明,乳酸菌产生的胆盐水解酶可以把结合胆酸分解为游离胆酸,而游离胆酸可以和胆固醇形成复合物沉淀下来。乳酸菌在降低机体胆固醇的同时,也可降低甘油三脂,使高密度脂蛋白HDL 升高,从而起到降低血脂、血压的作用[8]。

    另外,乳酸菌本身及其代谢产物还能产生抗肿瘤活性。推测机理可能是:乳酸菌可以降解或吸附致癌物质;改善肠道微生物群落,阻止肠内致癌物的形成;增强宿主的免疫系统,产生抗突变的物质;改善肠道生理生化环境等[9]。如肠道内一些细菌分泌的酶类,如偶氮还原酶、β- 葡糖苷酸酶、硝基还原酶、β-葡糖酶等,可使致癌物前体转化为致癌物,肠道菌内的乳酸菌可抑制这些酶的活性,降低了肿瘤发病率。

    2 乳酸菌在动物生产中的应用研究现状

    近年来,人们对乳酸菌的营养价值和功能活性的认识和研究不断深入,随着生物技术的飞速发展,益生乳酸菌因其功能特性研究和开发,将会得到越来越广泛的应用。在动物生产中,作为生物菌添加剂乳酸菌具有提高饲料利用率,增加精肉含量;抑制肠道有害菌,预防动物疾病;改善畜禽饲养环境等特点。

    2.1 乳酸菌在家畜生产中的应用

    防止仔猪腹泻病的发生是养猪的关键。哺乳仔猪主要以吸吮母乳为主,母乳中含有大量乳糖。当其发生腹泻时,乳酸菌可将乳糖转化为乳酸,因而降低了肠道pH 值,抑制了大肠杆菌的生长。随着早期断奶技术的推行,生产效益得到明显提高的同时,又给养殖户带来了早期断奶仔猪抵抗力下降等诸多新问题。研究证实,乳酸菌制剂能明显提高断奶仔猪的生产性能。Etleva 等用植物乳杆菌、发酵乳杆菌和粪肠球菌组成的复合乳酸菌拌料饲喂断奶仔猪结果表明,复合乳酸菌显著增加了断奶仔猪的日增重和末重[10]。

    2.2 乳酸菌在家禽生产中的应用

    许多研究发现,乳酸菌制剂的添加可引起动物消化酶活性的提高,有利于营养物质的消化、吸收和转化,增强机体的物质代谢和营养转化,进而促进了家禽的生长性能或产蛋性能。乳酸菌对家禽生产性能的影响主要有提高家禽日增重,降低家禽料重比和提高家禽的成活率。谭善杰在植物性乳酸菌饲养肉鸭试验报告中指出,饲料中添加植物性乳酸菌,可有效地提高生产水平和饲料利用率,降低饲养成本,提高经济效益;可减少疾病的发生;出栏成活率也明显提高[11]。徐子涵等在乳酸菌对雏鸡生长性能和小肠黏膜组织形态的影响试验中,证明不同剂型乳酸菌可以提高雏鸡的平均日增重,并且对小肠肠道黏膜的组织形态有一定的改善,可以增加小肠绒毛高度,减少隐窝深度进而影响营养物质的吸收[12]。

    杭柏林等(2008)[13]添加植物乳杆菌和粪链球菌的各试验组肉鸡的胸腺指数、法氏囊指数、指数均大于对照组,且试验组各指数与对照组鸡相比,除个别组外均差异显著,表明植物乳杆菌和粪链球菌这2 株乳酸菌可促进肉鸡胸腺、和法氏囊的发育。

    2.3 乳酸菌在水产养殖中的应用

    乳酸菌代替抗生素在水产养殖中的应用主要体现在水质改良、治疗疾病以及对水产动物免疫等方面。抗生素作为抗菌促生长的药物在水产动物的频繁使用造成了水环境的污染,并且长此以往,还会对以这些水赖以生存的动物和人构成威胁。以饲料形式饲喂的乳酸菌一部分可以在肠道内定植,大部分则通过粪便排泄到水中,从而使水体中乳酸菌的数量升高成为优势菌。这样不仅可通过竞争性抑制作用明显抑制肠道和水体的弧菌,而且还可通过直接的化学作用和间接的促进微生物的反硝化作用消除水体中的亚硝酸盐,起到净化水质的效果。

    肠炎是水产养殖整个过程中都会随时爆发的疾病,其致病菌为肠型点状气单胞菌和温和单胞菌。此外,弧菌也是海水养殖动物的主要病原菌,存在于水体和肠道中,为条件致病菌。为了避免疾病爆发,养殖户会在饲料中添加抗生素,长期服用一方面会使肠道菌群失调加重肠炎,另一方面有可能产生耐药菌株使治疗更加艰难。有研究显示,乳酸菌对肠道细菌如气单胞菌引起的肠

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