乳酸菌等微生物增加劑的效果機(jī)理及其在豬日糧中的運用

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微生物增加劑（Microbial Supplements）是指直接飼喂給動物的微生物，由活的天然微生物如乳酸桿菌、鏈球菌、酵母菌等組成，從前被稱為“益生素”，也有人稱為“活菌制劑”、“微生態(tài)制劑”、或“生菌劑”。NRC（1998）稱這類增加劑為“微生物增加劑”。這些增加劑被以為能夠改進(jìn)宿主動物腸道內(nèi)的微生物平衡。微生物增加劑是在六、七十年代大家發(fā)如今動物養(yǎng)殖業(yè)中運用抗生素的種種壞處之后逐步發(fā)展起來的。因為抗生素作為飼料增加劑的廣泛運用，致使動物胃腸道正常菌群失調(diào)，發(fā)生耐藥性和藥物殘留等副效果，給動物和作為動物商品消費者的人類的安康都有帶來了損害。所以大家注重和尋覓能夠戰(zhàn)勝上述壞處的抗生素代替物，微生物增加劑即是其間一種重要的替物。


1 豬消化道微生物群落


初生仔豬的胃腸道是無菌的，但不久今后就有數(shù)種微生物進(jìn)入胃腸道內(nèi)，經(jīng)過各種微生物的成長和增殖，逐步構(gòu)成一個微生物群落。仔豬出世后3小時以內(nèi)即能夠檢測出腸道的小型微生物群落（Maxwell和Stewart，1995）。仔豬在出世后24h以內(nèi)，空腸、回腸、盲腸和直腸就定植了雙歧桿菌、大腸桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、類桿菌、小梭菌、優(yōu)桿菌和酵母菌等，到8～22日齡到達(dá)頂峰并逐步構(gòu)成一個定型的菌群，今后隨日齡增加各菌群菌數(shù)略下降。仔豬消化道微生物的首要來歷是母體的糞便微生物。Fewins等(1959)發(fā)現(xiàn)豬腸道的嗜酸乳酸桿菌（Lactobacillus  acidophilus)和發(fā)酵乳酸桿菌(Lactobacillus  fermentum)是首要的乳酸桿菌，乳酸桿菌在正常狀況下是優(yōu)勢菌群。而在病態(tài)狀況下，特別是消化道疾病時（如下?。﹦t以大腸桿菌變成優(yōu)勢菌群。腸道內(nèi)的天然菌群至少有400多種紛歧樣類型的細(xì)菌，胃、十二指腸、回腸、盲腸和直腸都有乳酸桿菌和大腸桿菌，但芽孢桿菌和腸球菌則不呈現(xiàn)于胃和十二指腸。


大大都單胃動物的腸道微生物群落是類似的，例如豬的消化道微生物區(qū)系和數(shù)量類似于人的狀況，消化道前段首要是耐氧的格蘭氏陽性細(xì)菌，后段是厭氧菌，成年豬消化道各部位的微生物，乳酸桿菌為優(yōu)勢菌。構(gòu)成安康動物腸內(nèi)菌叢的菌種中，既有與宿主閱歷長時刻進(jìn)化，取得高度習(xí)慣、馴化，有利于宿主安康效果的有利菌，也有當(dāng)宿主不安康或反抗力削弱時許多增殖，具有致病傾向的有害菌。


仔豬斷奶前以乳酸桿菌、雙歧桿菌等為優(yōu)勢菌群，兩月齡后紛歧樣年紀(jì)豬則以乳酸桿菌為優(yōu)勢菌群。斷奶進(jìn)程，不只動物自身有必要敏捷調(diào)理并習(xí)慣日糧的改動，腸道里的微生物也有必要敏捷調(diào)整并習(xí)慣日糧底物的紛歧樣，這一進(jìn)程通常因為仔豬下痢而逝世率很高(Jonsson 和Conway，1992)。這個時分，仔豬小腸發(fā)現(xiàn)許多的溶血性大腸桿菌和輪狀病毒。仔豬斷奶時胃腸道pH上升，使乳酸桿菌數(shù)量削減，大腸桿菌數(shù)量增加，微生物區(qū)系平衡遭到損壞。一起，胃腸道內(nèi)產(chǎn)酸的乳酸桿菌數(shù)量削減，又進(jìn)一步致使消化道內(nèi)環(huán)境pH的升高。仔豬斷奶3d內(nèi)胃腸道內(nèi)的乳酸桿菌數(shù)量最少，并于斷奶后第7d升高至最高點。一起，大腸桿菌在第3d及第7d時數(shù)量最多。這種表象也反映出斷奶1周內(nèi)簡單下痢的緣由。斷奶后由本來的動物性養(yǎng)分改動為植物性質(zhì)料為主的日糧時，仔豬腸道內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸的濃度下降，一起伴隨著乳酸桿菌群削減和出血性大腸桿菌份額升高的表象。


有關(guān)豬，特別是仔豬消化道微生物群菌及其生態(tài)特點在Maxwell 和Stewart（1995）的總述中有具體的評論。為了進(jìn)一步闡明微生物菌群的平衡對豬安康的重要性，表1列出了在安康和發(fā)病兩種狀況下，兩種首要細(xì)菌數(shù)的比照。
  表1 安康豬和發(fā)病豬消化道中兩類細(xì)菌對數(shù)的比照
2 微生物增加劑效果機(jī)制


微生物增加劑的效果與消化道的微生態(tài)平衡有關(guān)。影響細(xì)菌在腸道內(nèi)殖居和持續(xù)存在的要素有：胃酸、膽鹽、活動、消化酶免疫反響、內(nèi)源的微生物及其發(fā)生的抗菌物質(zhì)等。對微生物區(qū)系組成的研討首要對于數(shù)量大的微生物如乳酸桿菌，乳酸桿菌的首要菌株或品種是能夠改動的。在正常狀況下，各種菌群作為一個全體存在，彼此之間彼此依存，彼此制約，一方面起著各種養(yǎng)分生理學(xué)的效果，一起還擔(dān)負(fù)著按捺病菌增殖，避免感染的使命。但當(dāng)動物遭到斷奶、飼料改動、轉(zhuǎn)群、運送或疾病等應(yīng)激效果時，會致使腸道微生物菌群的改動。當(dāng)這些應(yīng)激超越必定的生理規(guī)模時，致使消化道菌群失調(diào)，進(jìn)而表現(xiàn)出病理狀況，或許影響?zhàn)B分運用，出產(chǎn)功用下降。而運用微生物增加劑則能夠調(diào)理消化道微生物平衡。


2.1 堅持消化道菌群正?；?/font>


在微生態(tài)系統(tǒng)中，優(yōu)勢菌群對整個菌群起決定效果，一旦失掉優(yōu)勢種群，則該微生態(tài)平衡失調(diào)。運用微生物增加劑則經(jīng)過彌補某一特定微生物，堅持有利細(xì)菌菌群的優(yōu)勢位置，堅持菌群的正常。飼猜中增加微生物增加劑是經(jīng)過以下4種辦法堅持有利細(xì)菌的優(yōu)勢的：（1）直接充分有利的優(yōu)勢菌群，并使之在腸道內(nèi)定植；（2）與有害菌競賽養(yǎng)分或競賽附著部位；（3）耗費消化道內(nèi)的氧氣，構(gòu)成晦氣有害菌的環(huán)境（通常的有害菌是需氧菌）；（4）發(fā)生晦氣有害菌的商品，例如發(fā)生乳酸、過氧化氫、溶菌酶和抗菌物質(zhì)等。


2.2 調(diào)理養(yǎng)分物質(zhì)的消化吸收


有利微生物可發(fā)生各種消化酶。例如酵母菌和芽孢桿菌能發(fā)生脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶。直接消化飼料養(yǎng)分成分，有些微生物還能發(fā)生分化雜亂碳水化合物的酶或植酸酶，改進(jìn)消化道食糜的物理特性或消除日糧中的抗養(yǎng)分因子，直接進(jìn)步飼料的轉(zhuǎn)化率，推進(jìn)動物的成長和出產(chǎn)。


2.3 發(fā)生非特異性免疫調(diào)理因子


Fuller(1989)指出，微生物增加劑可進(jìn)步動物體內(nèi)抗體水平或進(jìn)步巨噬細(xì)胞的活性，增強機(jī)體免疫功用。乳酸桿菌以某種免疫調(diào)理因子的方式起效果，影響腸道某種部分型免疫反響。


2.4 有利微生物可發(fā)生B族維生素和維生素K


有利細(xì)菌可發(fā)生B族維生素例如生物素等。然后加強動物體的養(yǎng)分代謝。但這些維生素有多少能夠被吸收仍是疑問。在傳統(tǒng)非漏縫地板式豬出產(chǎn)中，這些微生物發(fā)生的維生素是豬維生素來歷的一種彌補。


2.5 避免發(fā)生有害商品


腸內(nèi)大腸桿菌活動增強，致使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨和胺，兩者都具有影響性和毒性。飼喂微生物增加劑可使腸道、糞便及門靜脈血液中的氨量下降，阻礙腸道內(nèi)細(xì)菌發(fā)生胺及中和腸內(nèi)毒素等。


以上包含了多種益生效果，很可能是以一種機(jī)制為主，多種機(jī)制一起合作發(fā)揚效果的。


3 微生物增加劑商品類型


美國FDA及飼料公定協(xié)會（1989）列出了42種能夠直接飼喂且以為是安全的微生物品種，但作為飼用微生物增加劑的首要有乳酸菌屬、糞鏈球菌、芽孢桿菌、仙人山屬菌等。在歐洲，僅法國上市出售的微生物品種不少于50種。中國正式同意出產(chǎn)運用的菌株，首要有枯草芽孢桿菌、乳酸桿菌、乳酸球菌、蠟樣芽孢桿菌、糞鏈球菌、雙歧桿菌和酵母菌等。


直接飼喂微生物增加劑作為一種有用的調(diào)控動物消化道微生態(tài)環(huán)境的重要手法，越來越受注重，商品開發(fā)和運用也日益廣泛。通常把這類增加劑商品界說為：有助于安穩(wěn)宿主固定菌群，對宿主能發(fā)生有利影響的活菌制劑（Fuller，1992）。這種微生物能維護(hù)宿主免遭病原體的侵略，一起有助于正常有利菌發(fā)揚功用和推進(jìn)有利菌株的成長。Stewart 等（1993）,Maxwell和Stewart(1995)都有具體的評論。當(dāng)前作飼料增加劑已運用的微生物菌種有：發(fā)酵乳酸桿菌、嗜酸乳酸桿菌、再生乳酸桿菌、酵母乳酸桿菌、糞腸球菌、糞素腸球菌、地衣芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌、變形通明菌、分枝雙歧桿菌、假雙歧桿菌、耐熱雙歧桿菌、丁酸梭狀芽胞桿菌等。以上這些菌種中研討最多的是嗜酸乳酸桿菌和糞素腸球菌。用于微生物增加劑出產(chǎn)的菌種有必要具有必定的條件：細(xì)菌有必要對錯致病性的和無毒的，最佳是革蘭氏陽性菌；應(yīng)能在腸道環(huán)境中成活并進(jìn)行代謝，能反抗低pH和有機(jī)酸，并有較高的成長率和較強的抑菌才干，應(yīng)對宿主動物有利，并可長時刻堅持安穩(wěn)和成活。菌種的挑選的基本需求：（1）高安全性，有必要證實無致病、無致畸、無耐藥性、無藥物殘留等；（2）有必要在加工處置后仍有高存活率；（3）可避免防霉劑、抗氧化劑等的影響；（4）在上皮細(xì)胞定植才干強，不與原菌發(fā)生雜交種；（5）活菌數(shù)需求含量高。


微生物增加劑的分類有紛歧樣辦法。依據(jù)商品用處及效果機(jī)制分為微生物成長推進(jìn)劑和微生物生態(tài)醫(yī)治劑；依據(jù)商品的組成分為單一微生物增加劑和復(fù)合微生物增加劑；而實踐運用運用最多的分類辦法是依照菌品種型來分，首要有如下3種：


3.1 乳酸菌制劑


此類微生物增加劑運用最早、最廣泛，品種也繁復(fù)。乳酸菌是能夠分化糖類以發(fā)生乳酸為首要代謝商品的無芽孢的革蘭氏陽性菌，厭氧或兼性厭氧條件成長，在pH 3.0～4.5酸性條件下仍能夠生計。它包含乳酸桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬和球菌屬。當(dāng)前首要用于增加劑出產(chǎn)的有嗜酸乳酸桿菌、雙歧桿菌和糞鏈球菌等。這類商品的微生物的首要特點：（1）是多種動物消化道首要的共生菌，能構(gòu)成正常菌群；（2）在微需氧或厭氧條件下發(fā)生乳酸；（3）有較強耐酸性；（4）不耐熱，在溫度為65℃～75℃條件下逝世；（5）發(fā)生1種特別的抗生素——酸菌素，能有用按捺大腸桿菌、沙門氏菌的成長。


3.2 芽孢桿菌制劑


歸于需氧芽孢桿菌中的不致病菌，是以內(nèi)孢子的方式零散存在于動物腸道的微生物群落中。首要用于飼料增加劑的包含地衣桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽孢桿菌和東瀛桿菌等，多制成休眠狀況的活菌制劑，或與乳酸菌混合運用。這類制劑的首要特點：（1）耐性好，能夠耐高溫（100℃）、耐酸、耐鹽及制粒進(jìn)程中耐揉捏等，具有極好的安穩(wěn)性；（2）發(fā)生消化酶，具有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性。


3.3 真菌及活酵母類制劑


作為飼料增加劑的真菌首要是絲狀菌，歸于真菌綱中的子囊菌綱。首要運用的是米曲霉及釀制酵母培育物，它們是包含真菌及其培育物的制劑，多用于反芻動物飼猜中。首要特點：（1）是需氧菌，在多糖偏酸環(huán)境中；（2）體內(nèi)富含蛋白質(zhì)和多種B族維生素；（3）不耐熱，溫度在60℃～70℃ 的條件下1h即可逝世。


微生物增加劑作為1種生物活性的生物制劑，1個重要的質(zhì)量指標(biāo)是寄存時刻（貨架壽數(shù)），影響寄存時刻的要素許多，首要包含菌品種別、水分、pH、溫度、氧氣等。pH＜4時，大大都微生物敏捷逝世，最適pH為6～7；貯存溫度超越30℃時，微生物存活率大幅度下降，通常在25℃以下寄存。


4 微生物增加劑在豬日糧中的運用


有關(guān)飼用微生物增加劑商品在豬日糧中運用效果的報導(dǎo)不少，但成果多不共同，總的來說是具有必定的進(jìn)步增重、改進(jìn)飼料轉(zhuǎn)化率、推進(jìn)機(jī)體免疫功用、避免仔豬下痢和下降逝世率等效果。這些商品在實踐出產(chǎn)中，通常在強應(yīng)激的狀況下，可進(jìn)步豬的成長功用（Pollmann，1986；Stavric和Kornegay，1995），但在實驗站所做的大都操控了條件的實驗中，微生物增加劑的運用未能表現(xiàn)出安穩(wěn)的有利效果（NRC，1998）。Van Belle等（1990）對這些商品進(jìn)行了總述。飼用微生物增加劑的運用能夠使畜禽日增重均勻進(jìn)步11%（2%～30%）飼料轉(zhuǎn)化率均勻進(jìn)步8%（3%～26%）；發(fā)病率均勻下降54%（23%～90%）；逝世率均勻下降17%（7%～37%）。運用效果紛歧的緣由許多，F(xiàn)uller(1989)指出，這與飼喂抗生素的運用有關(guān)。


影響微生物增加劑運用效果的要素首要有：（1）微生物增加劑的菌品種型或首要菌種的紛歧樣，紛歧樣菌種的對于性紛歧樣，乳酸菌型首要運用于調(diào)理消化道微生態(tài)平衡，按捺病原細(xì)菌，避免畜禽的病原，然后進(jìn)步動物出產(chǎn)功用。而芽孢桿菌型首要運用于進(jìn)步飼料養(yǎng)分的消化運用，然后進(jìn)步動物出產(chǎn)功用，因而，有必要有挑選地運用這類商品，特別有必要思考動物的生理和病理狀況及日糧的特性。（2）有用活菌的數(shù)量。微生物增加劑運用的根底是微生態(tài)平衡，有必要有滿足數(shù)量的活菌才干到達(dá)優(yōu)勢菌群樹立的意圖或顯著彌補消化酶及其它生物活性成分。而實踐商品中有許多并未到應(yīng)有規(guī)范。所以效果不顯著。（3）增加劑運用進(jìn)程中，飼猜中富含的礦藏鹽、預(yù)混料與不飽和脂肪酸對活菌有抗菌素微生物特性。（4）飼料加工中的各種要素，特別是高溫調(diào)質(zhì)和制粒時對微生物（首要是乳酸菌類）的損壞效果。（5）飼猜中一起運用抗生素，直接按捺了有利的活菌劑的活性。（6）動物要素。首要是動物的年紀(jì)和生理狀況。通常地，幼齡的仔豬因為自身消化道微生物菌群的樹立未徹底老練，彌補共生的有利微生物能夠加快這種生態(tài)平衡的樹立，并能避免有害細(xì)菌的影響。（7）環(huán)境要素等。環(huán)境衛(wèi)生條件差的狀況下，運用微生物增加劑大概非常好。在應(yīng)激的狀況下，例如，動物斷奶、轉(zhuǎn)群、疾病、氣候改動、高溫持續(xù)等應(yīng)激要素存在時，運用這類商品更顯著，這也是為何在條件操控較好的實驗場效果不太顯著的緣由之一。在實踐出產(chǎn)中，最值得注意的疑問也許是一起運用抗生素的疑問，很顯然，抗生素對微生物增加劑的效果有約束效果，可是，許多出產(chǎn)者通常兩者一起運用，一方面是運用抗生素的促成長效果，另一方面是某些嚴(yán)峻的疫?。ㄊ滓窍兰膊。┏尸F(xiàn)時，有必要依重于抗生素。因為中國對許多抗生素還未制止運用或已制止運用，但市場上仍有流轉(zhuǎn)，使出產(chǎn)者運用時仍很紊亂。通常以為，正常狀況下可直接運用微生物增加劑，而不宜與抗生素一起運用，但呈現(xiàn)嚴(yán)峻的消化道疾病時，可運用答應(yīng)的抗生素并停用微生物增加劑，當(dāng)動物康復(fù)后，可持續(xù)運用微生物增加劑而中止用抗生素。


微生物增加劑運用的條件是，腸道微生物平衡轉(zhuǎn)為有利于大腸桿菌（應(yīng)激或患病時），或是不存在乳酸桿菌時（剛出世或用抗生素醫(yī)治后）。這種狀況下，將滿足的產(chǎn)酸菌引入腸道，被打亂了的腸道微生態(tài)就可能康復(fù)正常。


假如豬顯著地處于非應(yīng)激狀況，而且腸道內(nèi)微生物群落已樹立極好，這種狀況下運用這類商品就沒有顯著效果。


Jesse(1990)研討了微生物增加劑與抗生素獨自或聯(lián)合運用的狀況，實驗豬體重23kg，抗生素從開端喂至28d，乳酸桿菌培育物喂至第42d。成果，獨自飼喂抗生平日增重最高，獨自飼喂微生物增加劑也能夠進(jìn)步豬的成長。但兩者一起運用則不能進(jìn)步增重，反而有所下降。這可能是豬在已具有了抗病屏障后，微生物增加劑失掉了益生效果，反而對豬的成長是一種擔(dān)負(fù)，這是不是與耗費更多養(yǎng)分，與宿主動物競賽養(yǎng)分有關(guān)，有待進(jìn)一步研討。


有一種微生物增加劑糞鏈球菌（Streptococcus faecalis）是能夠耐抗生素的，它能夠改動飼喂富含抗生平日糧的斷奶仔豬消化道的微生物菌群（Ozawa等，1983），它能夠使雙歧桿菌、鏈球菌和乳酸桿菌的群落更安穩(wěn)，所以，挑選一些不受抗生素影響的有利細(xì)菌菌株，也許是處理當(dāng)前兩者一起運用的一種辦法。