利益生菌的營養(yǎng)和免疫特性及其應(yīng)用

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目前，益生菌劑在使用過程中還存在著一些問題，一是在完全替代抗生素過程中，其抗病原菌感染效果不明顯；二是在污染較為嚴(yán)重的養(yǎng)殖環(huán)境中使用，其促生長效果不理想。特別是在目前國內(nèi)以農(nóng)戶散養(yǎng)占重大比重的養(yǎng)殖模式中，養(yǎng)殖環(huán)境的控制非常困難，造成了養(yǎng)殖戶對抗生素的依賴，同時也為益生菌劑的推廣帶來了困難。為了提高益生菌劑的應(yīng)用效果，適應(yīng)當(dāng)前的養(yǎng)殖環(huán)境現(xiàn)狀，選用免疫特性強(qiáng)的菌株與產(chǎn)酶、產(chǎn)酸、產(chǎn)維生素等營養(yǎng)特性強(qiáng)的菌株聯(lián)合應(yīng)用，可以提高益生菌劑的抗感染、促生長的綜合使用效果，為其在更大程度上取代抗生素奠定了基礎(chǔ)。
1 益生菌的營養(yǎng)特性與作用
    目前，有營養(yǎng)特性的益生菌主要有芽孢桿菌，其次是雙歧桿菌、乳酸桿菌等。經(jīng)過選育的芽孢桿菌以其耐酸、耐堿、耐高溫的良好穩(wěn)定性和優(yōu)良的產(chǎn)酸、產(chǎn)酶、產(chǎn)維生素性能應(yīng)用最為廣泛。
1．1 芽孢桿菌在其生長繁殖過程中能夠產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，這些酸類能夠降低動物腸道的pH值，可有效抑制病原菌的生長，為乳酸菌的生長創(chuàng)造了條件，其中丙酸還能夠參與三羧酸循環(huán)，為動物新陳代謝提供能量。
1．2 芽孢桿菌在生長繁殖過程中還能夠產(chǎn)生很高的維生素B1、B2、B6等B族維生素和維生素C，為動物提供維生素營養(yǎng)，從而促進(jìn)動物生產(chǎn)性能的提高。
1．3 芽孢桿菌在生長繁殖過程中還能夠產(chǎn)生植酸酶，促進(jìn)動物對植酸磷的利用和對脂肪的消化吸收率；產(chǎn)生的氨基氧化酶及分解硫化氫的酶類，可將吲哚類氧化成無毒、無害的物質(zhì)，從而降低畜禽舍內(nèi)氨氣、硫化氫的濃度和臭味，減少環(huán)境污染。
1．4 雙歧桿菌不僅可以產(chǎn)生各種維生素如維生素B1、B2、B6、B12、煙酸和葉酸等以供機(jī)體所需，還能通過抑制某些維生素分解菌來保障維生素的供應(yīng)。
1．5 雙歧桿菌還可以降低血氨改善肝臟功能。腸道內(nèi)腐生菌產(chǎn)生的大量吲哚、硫化氫、胺等代謝產(chǎn)物需在肝臟中由酸解毒，隨后以葡萄糖醛酸鹽和硫酸鹽等形式排除，若不及時解毒將導(dǎo)致肝功能紊亂和循環(huán)系統(tǒng)失常。雙歧桿菌在腸道內(nèi)可吸收利用這些含氮有害物質(zhì)，抑制產(chǎn)膠的腐敗菌，降低腸道內(nèi)的pH值，使氨變?yōu)殡y于吸收的離子型，達(dá)到降低血氨的功效。
1．6 乳酸桿菌能合成動物體所需要的多種維生素，如維生素B1、B2、B6、B12、煙酸、泛酸、葉酸等，當(dāng)某些因素造成腸道菌群失調(diào)時，動物會表現(xiàn)出維生素缺乏癥。
2 益生菌的抗菌免疫特性及應(yīng)用
經(jīng)過選育的具有良好免疫特性的芽孢桿菌和乳酸桿菌共同作為抗感染的益生菌具有良好的抑制耐藥性病原菌和抗感染作用，并能迅速調(diào)整做生態(tài)平衡。另外，雙歧桿菌也具有良好的抗菌性并能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。
2．1 抑制耐藥性病原菌和抗感染特性
2．1．1 大部分芽孢桿菌、乳酸桿菌具有良好的免疫特性，它們能和腸道正常菌群共同對外襲菌、病原菌具有定植抵抗作用，即通過生物頡頏和免疫作用而使病原菌難以在動物腸道內(nèi)定植和繁殖。
2．1．2 這些芽孢桿菌、乳酸桿菌和腸道原核菌群本身具有較強(qiáng)的抗感染作用。潛在的病原菌大量繁殖，穿過腸道粘膜細(xì)胞，進(jìn)入結(jié)締組織和局部淋巴組織，這是對動物感染的過程，芽孢桿菌、乳酸桿菌首先抑制病原菌不再繁殖并逐漸減少，作用方式為芽孢桿菌產(chǎn)生蛋白多肽類物質(zhì)以頡頏病原性微生物，而乳酸桿菌的抗菌作用是其產(chǎn)生的酸、過氧化氫和乳酸菌素的聯(lián)合作用；其次兩菌株還可以迅速調(diào)整已經(jīng)嚴(yán)重失調(diào)的腸道微生物群系，恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡，共同參與對病原菌的競爭排斥和頡頏作用。最后，動物通過自身免疫機(jī)能的提高和微生態(tài)平衡的恢復(fù)而達(dá)到了抗感染效果。
2．1．3 這些芽孢桿菌和乳酸桿菌的抗感染作用不僅僅表現(xiàn)為定植抵抗作用，還對動物的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生積極的影響。為了抵抗腸道內(nèi)細(xì)菌及毒素對粘膜細(xì)胞的粘附和穿透，哺乳動物都有健全的腸道相關(guān)淋巴組織，在腸粘膜下層有許多潘氏結(jié)和免疫細(xì)胞，其中的槳細(xì)胞能夠分泌IgA至粘膜表面，對增強(qiáng)動物的抵抗力、限制病原微生物起著重要作用。IgA的作用主要表現(xiàn)為兩個方面：一是粘液中的IgA與免疫原性物質(zhì)相互作用，避免其粘附至腸粘膜細(xì)胞上，二是凝集細(xì)菌或封閉其鞭毛，使其失去粘附能力。使用芽孢桿菌、乳酸桿菌可使動物腸道粘膜底層細(xì)胞增加，出現(xiàn)淋巴細(xì)胞、組織細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和漿細(xì)胞浸潤，細(xì)胞吞噬功能增強(qiáng)，機(jī)體免疫特別是局部免疫功能提成分泌型IgA的分泌增加，從而抵御感染。同時乳酸桿菌對幼齡動物免疫能力的發(fā)揮起著重要作用，特別是針對抗原的保護(hù)引起炎癥反應(yīng)的時候。
2．1．4 雙歧桿菌對腐敗菌及病原菌、病原性埃希氏大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、痢疾志賀氏菌、傷寒沙門氏菌、變形菌、白假絲酵母等具有抑制作用。雙歧桿菌所顯現(xiàn)的抗菌作用除了其產(chǎn)生的多種有機(jī)酸導(dǎo)致腸道pH值下降而抑制腐生菌外，該菌在生長到一定階段還可以產(chǎn)生一種抗菌物質(zhì)（bifidin），對一些腐生菌（金黃色葡萄球菌、黃色微球菌）也有抑制作用。雙歧桿菌還可使偶聯(lián)型膽汁酸分解為游離型膽汁酸，這種酸對細(xì)菌抑制作用更強(qiáng)。腐生菌被抑制后，機(jī)體內(nèi)的吲哚、酚、氨和尸胺等有害物質(zhì)也明顯減少。
2.1．5 雙歧桿菌還可以在腸道內(nèi)通過誘導(dǎo)免疫原反應(yīng)增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能。其機(jī)理是雙歧桿菌對腸道免疫細(xì)胞產(chǎn)生刺激，通過提高腸道免疫球蛋白A漿細(xì)胞產(chǎn)生能力而起到防止疾病的效果。
2.2 調(diào)整動物腸道的菌群失調(diào)并維持平衡
2.2.1 這些芽孢桿菌和乳酸桿菌可很好地在動物腸道內(nèi)定植并迅速生長繁殖成一定數(shù)量，形成優(yōu)勢菌群。
2.2.2 這些芽孢桿菌和乳酸桿菌具有良好的調(diào)整微生物區(qū)系的能力，能在體外、體內(nèi)生物頡頏致病菌。
2．2.3 這些芽孢桿菌和乳酸桿菌安全性好，對人和動物無任何副作用。
2．3 益生菌免疫特性的應(yīng)用
2．3．1 在養(yǎng)豬業(yè)的應(yīng)用 可以通過母豬預(yù)防仔豬腹瀉，通過給母豬飼喂而調(diào)整母豬體內(nèi)微生物區(qū)系，凈化母豬體內(nèi)的微環(huán)境，減少大腸桿菌等有害菌和氨等有害物質(zhì)的排出改善外部環(huán)境，使仔豬減少了接觸病原微生物的機(jī)會，從而降低仔豬腹瀉等疾病的發(fā)生。對仔豬，這些芽孢桿菌和乳酸桿菌可以進(jìn)入其體內(nèi)生長繁殖，充分發(fā)揮調(diào)控微生物區(qū)系的能力，促進(jìn)有益微生物的增殖，限制大腸桿菌等有害細(xì)菌的繁殖，調(diào)整消化道的微生態(tài)失調(diào)狀態(tài)，使腸道內(nèi)微生物群系迅速恢復(fù)平衡狀態(tài)，從而達(dá)到防治仔豬腹瀉，提高其抵抗力的目的。
2．3．2 在養(yǎng)禽業(yè)的應(yīng)用 在雞的各種傳染病中，大腸桿菌、沙門氏菌引起的疾病最常見，人們往往使用大劑量抗生素來防治而無明顯的效果，強(qiáng)免疫特性芽孢桿菌、乳酸桿菌可以通過調(diào)整家禽腸道的微生物區(qū)系，競爭性排斥大腸桿菌、沙門氏菌等致病菌從而達(dá)到防治疾病的目的，同時避免了抗生素給人們帶來的副作用。
2．3．3 在反芻動物上的應(yīng)用 健康牛腸道以擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌、消化球菌為優(yōu)勢菌群。當(dāng)犢牛腹瀉時其腸道中的腸桿菌、梭桿菌數(shù)量顯著升高，而雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量明顯下降，出現(xiàn)明顯的菌群失調(diào)。這些芽孢桿菌和乳酸桿菌可以競爭性排斥腸桿菌和梭桿菌，使雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量迅速恢復(fù)，從而達(dá)到調(diào)整微生態(tài)平衡，防治腹瀉的目的。
3 益生菌的營養(yǎng)和免疫特性的應(yīng)用功能分析
3．l 提供胃腸道酸性環(huán)境
3．1．1 顯著降低胃和嗉囊的pH值；促進(jìn)酸對大腸桿菌、沙門氏菌的抑制和殺傷作用，減少其進(jìn)入腸道的機(jī)會。
3．1．2 增加胃、腸道pH值的穩(wěn)定性，減輕因進(jìn)食等因素導(dǎo)致的pH值波動。
3．1．3 降低腸道pH值，抑制腸道內(nèi)有害菌的定值、繁殖。
3．1．4 胃內(nèi)酸度降低，提高胃蛋白酶活性，反饋性促進(jìn)胰腺分泌，增加消化液的分泌量。
3．2 調(diào)整腸道菌群平衡
3．2．1 治理腸道菌群失調(diào)。菌群失調(diào)表現(xiàn)為一度失調(diào)、二度失調(diào)、血行感染、易位病灶這4種越來越嚴(yán)重的情形，根本而有效的方法，應(yīng)采取微生態(tài)制劑來調(diào)整菌群平衡。正所謂中醫(yī)理論"固本扶正"。
3．2．2 維持腸道菌群的高水平穩(wěn)定。使腸道中雙歧桿菌、乳酸桿菌等優(yōu)勢菌群保持高水平穩(wěn)定，條件性致病菌從而無法滋生。
3．3 促進(jìn)生長參與代謝
3．3.1 芽孢桿菌和乳酸桿菌在體內(nèi)生長代謝過程中可產(chǎn)生多種營養(yǎng)物質(zhì)，如活性酶、維生素、氨基酸、促生長因子等，并參與蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、微量元素在機(jī)體內(nèi)的代謝。
3．3．2 加快機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的同化速度，使細(xì)胞RNA、DNA及蛋白質(zhì)合成水平提高，肝糖元利用加快，可使動物生長速度加快。
3．3．3 能降低腸道的硝基還原酶、氮還原酶、β一葡萄糖苷酸酶等的活性，防止有害毒素的產(chǎn)生。
3．3.4 降低氨的產(chǎn)生和脲酶活性，避免氨損害腸粘膜表面細(xì)胞。
3．4 形成生物膜屏障
3．4.1 乳酸桿菌對腸粘膜細(xì)胞有很強(qiáng)的粘附性，可形成一層生物保護(hù)屏障。
3．4．2 促進(jìn)腸道原籍有益菌群的生長繁殖，對潛在性病原菌形成定植抵抗和競爭排斥。
3．4．3 芽孢桿菌迅速消耗腸內(nèi)氧氣，使形成的有益菌生物膜屏障更加牢固。
3．4．4 競爭性地排斥致病菌的著生位點，致使過路性致病菌無法定植。
3．5 產(chǎn)生抑菌活性物質(zhì)
3．5.1 芽孢桿菌在腸道發(fā)芽時產(chǎn)生活性很強(qiáng)的溶壁酶，可溶解大腸桿菌、沙門氏菌的細(xì)胞壁。
3．5．2 芽孢桿菌在動物體內(nèi)產(chǎn)生大量細(xì)菌素，包括桿菌肽、多粘菌素、線性環(huán)多肽復(fù)合物等，可有效地抑制和殺滅進(jìn)入體內(nèi)的病原菌。
3．5．3 芽孢桿菌由中生芽孢形成脫落芽孢時產(chǎn)生大量溶菌酶，都可對大腸桿菌和沙門氏菌等致病菌直接殺傷，抗感染芽孢桿菌的溶菌酶活性明顯高于普通芽孢桿菌。
3．5.4 嗜酸乳桿菌代謝產(chǎn)物中含有嗜酸乳桿菌素、親嗜酸菌素、乳殺菌素等，對金黃色葡萄球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、大腸桿菌和沙門氏菌等均具有較強(qiáng)抑制作用。
3．5．5 芽孢桿菌的芽孢在形成前后產(chǎn)生活性很強(qiáng)的淀粉酶和中性蛋白酶，這兩種酶不是誘導(dǎo)酶而是與芽孢形成有關(guān)，其中的淀粉酶能把淀粉水解成糊精，也能把葡萄糖聚合成多糖。兩種酶與芽孢在動物腸道內(nèi)代謝時產(chǎn)生的淀粉酶、中性蛋白酶不是一種酶，所用底物不同產(chǎn)物也不同，其中中性蛋白酶與多肽類物質(zhì)的出現(xiàn)密切相關(guān)，這些多肽類的合成與芽孢形成前后中性蛋白酶的出現(xiàn)同步。
3.6 促進(jìn)免疫
3．6.1 明顯刺激胸腺、脾臟和法氏囊等免疫器官的發(fā)育增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。
3．6．2 增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞對抗原刺激的反應(yīng)性，即能明顯增加機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫功能。
3．6．3 能顯著增加血清中總蛋白、球蛋白的含量，也能增加機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)的沉積。
3．6．4 顯著增加血清中特異性抗體的水平，增強(qiáng)特異性免疫應(yīng)答能力，當(dāng)機(jī)體遇到病原攻擊時，可以產(chǎn)生高水平的抗體以消滅入侵的病原微生物。
3．7 其他保健功能
3．7．l 芽孢桿菌在體內(nèi)能產(chǎn)生活性很強(qiáng)的過氧化氫酶，而該酶是在生物演化過程中建立起來的生物防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一，可以清除有害的大分子物質(zhì)及各種細(xì)胞器的過量自由基，保持動物自然健康的強(qiáng)健體質(zhì)。
3．7．2 可以明顯降低飼養(yǎng)環(huán)境中的氨氣、硫化氫、臭氣等有害氣體濃度，減少環(huán)境因素中的疫病誘因。
在實際生產(chǎn)中我們可以考慮選育或選用營養(yǎng)特性突出的益生菌株（種）和抗菌免疫特性強(qiáng)的益生菌株（種），并將它們聯(lián)合應(yīng)用到益生菌劑（微生態(tài)制劑）的生產(chǎn)中，使產(chǎn)品的營養(yǎng)功能和抗感染作用得以最大限度的發(fā)揮。

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學(xué)習(xí)了，謝謝