合生素在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

李運(yùn)虎 李美君

（1湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410127；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙 410127）

合生素在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

李運(yùn)虎1李美君2

（1湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410127；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙 410127）

抗生素在飼料中應(yīng)用多年，給畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也伴隨著一系列的負(fù)面效應(yīng)。即由于病原微生物產(chǎn)生耐藥性，對(duì)動(dòng)物身體機(jī)能、疾病的預(yù)防治療造成不利影響；由于藥物在動(dòng)物產(chǎn)品中殘留，對(duì)人類(lèi)食品及環(huán)境安全等有長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響，其負(fù)面效應(yīng)已經(jīng)引起消費(fèi)者的關(guān)注。因此，抗生素在飼料中的應(yīng)用受到人們的質(zhì)疑，尋求和開(kāi)發(fā)綠色、無(wú)污染、低殘留的飼料添加劑替代品已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。20世紀(jì)90年代，Gibson等人經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)將有益微生物與能促進(jìn)有益微生物生長(zhǎng)繁殖的非消化性化學(xué)物質(zhì)結(jié)合使用，替代抗生素飼喂動(dòng)物，率先提出合生元（Synbiotics）的概念 （也稱(chēng)合生素），使用效果相當(dāng)于或優(yōu)于抗生素，而其成本低于抗生素等抗菌藥，并且不存在藥物殘留的問(wèn)題[1]。2003年我國(guó)國(guó)家飼料工程技術(shù)研究中心實(shí)驗(yàn)室成功研制出飼用合生素，并將其添加到仔豬日糧中進(jìn)行一系列試驗(yàn)研究，研究表明，仔豬日糧中添加合生素能不同程度促進(jìn)仔豬的生產(chǎn)性能，增強(qiáng)仔豬的免疫力，使用戶(hù)得到較好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，是非常有前途的抗生素替代產(chǎn)品[2]。本文主要對(duì)合生素的概念、作用機(jī)理及在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行論述。

1 合生素的概念

合生素又稱(chēng)合生元，是益生素與益生元結(jié)合的生物制劑[3]。益生素 （Probiotics）又稱(chēng)益生菌、促生素、利生素、生菌素、益康素、活菌制劑等[4]，是選用動(dòng)物正常菌群中的優(yōu)勢(shì)種群，經(jīng)系列人工培養(yǎng)制成活菌制劑，再回歸自然環(huán)境，發(fā)揮其固有的生理作用。目前應(yīng)用較多的有乳酸桿菌制劑、雙歧桿菌制劑、芽孢桿菌制劑等。益生元 （Prebiotics）又稱(chēng)化學(xué)益生素、前生素等，多為非消化性食物成分，目前最具開(kāi)發(fā)前景的益生元是多功能性低聚糖、酸化劑及中草藥制劑等[5]。多功能性低聚糖是由2～10個(gè)單糖通過(guò)糖苷鍵連接形成的低度聚合糖，主要包括甘露寡糖（MOS）、低聚果糖 （FOS）、寡乳糖（GOS）、大豆低聚糖 （SOS）、異麥芽寡糖 （IOS）、低聚乳果糖 （LDL）、低聚焦糖 （STOC）和寡木糖 （XOS）等。飼用酸化劑有單一品種的有機(jī)酸和復(fù)合酸兩大類(lèi)，其中有機(jī)酸主要是檸檬酸、延胡索酸，復(fù)合酸是利用幾種特定的單一酸復(fù)合而成[7]。中草藥有效成分極為復(fù)雜，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體免疫功能的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，中草藥含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、油脂、樹(shù)脂、糖類(lèi)、植物色素、常量元素和微量元素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并含有大量的有機(jī)酸類(lèi)、生物堿、多糖、揮發(fā)油、蠟、甙、鞣質(zhì)等物質(zhì)，還含有多種免疫活性物質(zhì)及一些未知的促生長(zhǎng)活性物質(zhì)。

2003年國(guó)家飼料工程技術(shù)研究中心首次采用微生物學(xué)鑒定、微量快速生化反應(yīng)和離子色譜分析法等實(shí)驗(yàn)手段，將有益微生物與中草藥活性成分結(jié)合起來(lái)，從78種植物中篩選出7種目標(biāo)植物，采用大罐液體培養(yǎng)法生產(chǎn)有益芽孢桿菌菌種，然后利用空氣壓縮凈化系統(tǒng)及氣流干燥系統(tǒng)生產(chǎn)飼用芽孢桿菌添加劑，采用水提、醇提、脂提等定向提取技術(shù)提取植物多糖，然后將芽孢桿菌添加劑與植物多糖優(yōu)化組合而成飼用合生素添加劑。

2 合生素的作用機(jī)理

益生素通過(guò)與有害菌競(jìng)爭(zhēng)氧、營(yíng)養(yǎng)或定植位點(diǎn)，抑制有害菌增殖，從而改善腸內(nèi)菌群的平衡，使腸內(nèi)環(huán)境得到凈化；通過(guò)抗氧化作用、抗變異作用、生理活性作用、免疫刺激等方式對(duì)宿主發(fā)揮機(jī)體調(diào)節(jié)、機(jī)體防御、治療疾病等功效；在生產(chǎn)中，益生素具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、提高飼料轉(zhuǎn)化率、改善動(dòng)物的健康水平和分解抗?fàn)I養(yǎng)因子等作用。機(jī)體胃腸道缺乏水解益生元的酶系統(tǒng)，益生元一般在胃腸道，既不能被水解，也不能被動(dòng)物吸收，可順利通過(guò)胃和小腸而不被降解利用，但能夠選擇性地刺激腸有益菌 （雙歧桿菌等）生長(zhǎng)、繁殖或激活其代謝功能，有害菌對(duì)其利用率極低或不能利用，從而使有益菌大量生長(zhǎng)繁殖，調(diào)節(jié)腸內(nèi)有益于健康的優(yōu)勢(shì)菌群的構(gòu)成和數(shù)量，從而起到改善宿主機(jī)體健康水平的作用[8]。另外，邵良平發(fā)現(xiàn)，低聚糖能使腸道pH值下降，即還原電勢(shì)降低，具有調(diào)節(jié)腸道正常蠕動(dòng)的作用，間接阻止病原菌在腸道中的定植，從而起到有益菌增殖因子的作用。Newman[9]發(fā)現(xiàn)，某些寡糖的結(jié)構(gòu)與腸上皮寡糖結(jié)構(gòu)受體相似，可與病原菌的外源凝集素特異性結(jié)合，使病原菌不能在腸壁上粘附，而隨寡糖通過(guò)消化道排出體外。苗曉微等[10]報(bào)道，低聚糖由于其分子間結(jié)合位置及結(jié)合類(lèi)型特殊，飼喂后本身不能被單胃動(dòng)物自身分泌的消化酶分解，但單胃動(dòng)物消化道后部寄生著大量微生物可產(chǎn)生切斷多聚糖或低聚糖末端糖苷鍵的酶，并產(chǎn)生水解聚合鏈中間各種糖苷鍵的酶，以非消化性寡糖（NDOS）—單糖—乳酸和丙酮酸—揮發(fā)性脂肪酸—二氧化碳和水的消化過(guò)程把寡聚糖消化，從而促進(jìn)低聚糖消化，為有益微生物及機(jī)體利用。

益生素和益生元均可提高機(jī)體對(duì)病原性物質(zhì)的抵抗力，雖然益生元和益生素的組成和代謝方式不同，但對(duì)內(nèi)源菌群具有相同的調(diào)節(jié)機(jī)制；益生元和益生素均能促進(jìn)畜禽的生長(zhǎng)，降低生長(zhǎng)早期由于感染而產(chǎn)生的死淘率。兩種物質(zhì)的混合使用可提高穿過(guò)胃腸道益生素的存活率，可以增加益生素在大腸中的作用，這兩種物質(zhì)可能具有可加性或者是協(xié)同作用。合生素是將益生素和益生元結(jié)合制成的生物制劑，通過(guò)促進(jìn)外源性活菌在動(dòng)物腸道中定植，選擇性刺激一種或有限幾種有益菌生長(zhǎng)和繁殖，發(fā)揮益生素的生理活性和益生元的促生長(zhǎng)的雙重作用，可最大限度發(fā)揮益生素和益生元的相似作用，更好地維持動(dòng)物健康和促進(jìn)生長(zhǎng)。

3 合生素在仔豬生產(chǎn)中應(yīng)用

3.1 合生素對(duì)斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響

3.1.1對(duì)平均日增重的影響

呂利軍等[11]研究了乳酸菌微膠囊及其合生素 （配伍菊粉）對(duì)仔豬生產(chǎn)性能影響，發(fā)現(xiàn)乳酸菌組和合生素組平均日增重比對(duì)照組分別提高19.63% （P＜0.01）、24.85% （P＜0.01），合生素組比乳酸菌組平均日增重提高4.36% （P＞0.05），合生素的影響更為明顯。陳永剛等[12]研究了益生素及其與合生素組合 （配伍中草藥）對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在斷奶仔豬日糧中添加不同組合和不同劑量合生素 （配伍中草藥），日增重比對(duì)照組分別提高 15.16%、23.54%、34.09%、24.42%、41.59%、37.94%，且差異顯著。該實(shí)驗(yàn)分別飼喂添加益生素 （0.5%）與2個(gè)中藥配方、不同比例 （0.1%、0.3%、0.5%）組成的合生元日糧 （共6組）。 （試驗(yàn)中與益生素混合的中藥為中藥組方提取物，組方1：黃芪、黨參、麥芽、桅子、山楂、白術(shù)；組方2：黃芪、枳實(shí)、麥芽、陳皮、山楂、山茱萸的提取物。）

3.1.2對(duì)腹瀉率的影響

孫鳴等[13]研究合生素與抗生素配伍對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響，發(fā)現(xiàn)合生素組斷奶仔豬生長(zhǎng)性能比對(duì)照組和金霉素組有顯著改善，腹瀉率也明顯降低，日糧中添加合生素改善了仔豬胃腸道的微生態(tài)環(huán)境，促使仔豬盡快從斷奶應(yīng)激中恢復(fù)，明顯提高了仔豬的生產(chǎn)性能。林勇等研究了益生菌和益生元對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響，發(fā)現(xiàn)兩者混合飼喂仔豬其日增重比單一益生元提高4.03%， 飼料利用率有所提高 （P＞0.05），腹瀉率是實(shí)驗(yàn)組中最低的。邊傳周等在仔豬上的實(shí)驗(yàn)表明，芽孢桿菌與植物多糖二者有機(jī)結(jié)合使用，可提高免疫功能、抑制大腸桿菌生長(zhǎng)，明顯降低腹瀉率。潘寶海等[14]研究合生素替代抗生素對(duì)仔豬腹瀉率的影響，發(fā)現(xiàn)對(duì)照組腹瀉發(fā)生的頭數(shù)、次數(shù)最高，合生素組最低，合生素具有較好的防腹瀉效果。

3.1.3對(duì)料肉比的影響

宋青龍等[15]研究斷奶仔豬日糧中合生素替代抗生素的效果，發(fā)現(xiàn)合生素組仔豬的料肉比分別比抗生素組和對(duì)照組低3.01%和4.40% （P＞0.05）。

3.1.4對(duì)仔豬成活率及抗應(yīng)激能力的影響

宋青龍等在斷奶仔豬日糧中合生素替代抗生素的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，合生素組和抗生素組仔豬成活率比對(duì)照組高出4.3%。孫鳴等研究報(bào)道，通過(guò)向斷奶仔豬日糧中添加抗生素和微生態(tài)制劑均可不同程度減輕斷奶仔豬應(yīng)激。

3.2 合生素對(duì)斷奶仔豬血液生理生化指標(biāo)的影響

3.2.1合生素對(duì)ALT、AST和ALP的影響

谷丙轉(zhuǎn)氨酶 （ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）是目前在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的活力較強(qiáng)的2種轉(zhuǎn)氨酶，在動(dòng)物氨基酸代謝中占有重要地位。堿性磷酸酶 （ALP）是一類(lèi)廣泛分布于機(jī)體內(nèi)、在堿性條件下具有一定活性的酶，能催化水解磷酸單酯，在機(jī)體代謝中有重要作用。宋凡等[16]報(bào)道，斷奶仔豬飼糧中添加復(fù)合益生素，飼養(yǎng)60天后，仔豬血清中ALT降低4.5%，AST降低24%，ALP提高25.9%，血清總蛋白 （TP）無(wú)明顯變化。王龍昌等報(bào)道，飼料中添加0.05%和0.10%的合生素使仔豬血清中ALT分別提高28.6% （P＞0.05）和63.3% （P＜0.01），而 AST和 ALP均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。孫鳴等報(bào)道，與對(duì)照組相比合生素組仔豬血清中ALT提高63.2%（P＜0.01），AST降低11.4% （P＞0.05），ALP提高11.2% （P＞0.05）。

3.2.2 合生素對(duì)總蛋白、白蛋白、球蛋白和葡萄糖的影響

血清總蛋白 （TP）、白蛋白 （ALB）和球蛋白 （GLB）的含量反映了機(jī)體蛋白質(zhì)的吸收和代謝狀況。宋凡等報(bào)道，斷奶仔豬飼糧中添加復(fù)合益生素，對(duì)仔豬血清中TP無(wú)明顯影響。結(jié)果表明，添加0.05%和0.10%的合生素，對(duì)仔豬血清中的TP、ALB、GLB均無(wú)顯著影響 （P＞0.05）。在家畜體內(nèi)的血糖（GLU）是機(jī)體內(nèi)糖代謝的細(xì)胞外代謝池，機(jī)體的所有細(xì)胞都從這個(gè)代謝池中攝取GLU作為能源，或者作為細(xì)胞內(nèi)糖類(lèi)轉(zhuǎn)化的原料。王龍昌等[17]報(bào)道，添加0.05%和0.10%的合生素，血清中GLU分別提高3.8%和6.4%，但無(wú)顯著差異 （P＞0.05）。

3.2.3 合生素對(duì) TC、TG、HDL-C和LDL-C的影響

血清中總膽固醇 （TC）、甘油三酯（TG）等水平的高低反映了脂類(lèi)物質(zhì)代謝的狀況。研究表明，血清膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇 （HDL-C）和甘油三酯含量可分別反映出體內(nèi)膽固醇合成、清除及日糧中脂類(lèi)在機(jī)體內(nèi)的吸收利用狀況。孫鳴等報(bào)道，與對(duì)照組相比，合生素組總膽固醇提高69.6% （P＜0.01），高密度脂蛋白膽固醇提高60% （P＜0.01）。遲玉杰等[18]報(bào)道，豬在不同日齡時(shí)血脂含量不同，1月齡時(shí)甘油三酯、總膽固醇和高密度脂蛋白含量最高，之后血脂含量明顯降低。王恬等[19]報(bào)道仔豬出生 1周后，血漿總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇 （LDL-C）和高密度脂蛋白膽固醇濃度極顯著提高。以上研究結(jié)果說(shuō)明，仔豬的脂類(lèi)代謝比較活躍，較高的血脂水平是1月齡仔豬生長(zhǎng)發(fā)育所必需的，對(duì)仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育起促進(jìn)作用。王龍昌等報(bào)道，添加0.05%合生素的試驗(yàn)組仔豬血清中的TC、TG、HDL-C分別提高 5.6%、31.3%和6.7%，但無(wú)顯著差異 （P＞0.05），LDL-C也無(wú)顯著差異；添加0.10%合生素的試驗(yàn)組仔豬血清中的TC提高58.4% （P＜0.01），TG提高56.3% （P＞0.05），HDL-C提高45.3% （P＜0.01），LDL-C提高 77.8% （P＜0.05）。添加0.1%合生素的試驗(yàn)組仔豬血脂水平明顯提高，反映出其脂類(lèi)代謝的水平提高，可以促進(jìn)脂肪的沉積。

3.2.4對(duì)IgG、IgA和IgM的影響

血清中免疫球蛋白 IgG、IgA和IgM的含量能反映出機(jī)體的免疫機(jī)能狀況。王繼成等[20]研究表明，添加低木聚糖對(duì)杜×長(zhǎng)×大三元雜交斷奶仔豬血清中IgA及IgM含量無(wú)顯著影響，但能顯著提高血清 IgG的含量。陳代文等[21]研究表明，單獨(dú)添加益生素和寡糖都能明顯提高長(zhǎng)白×長(zhǎng)白×太湖三元雜交斷奶仔豬血液IgG水平，前者對(duì)IgA無(wú)顯著影響，后者對(duì)IgA有極顯著提高作用；聯(lián)合添加益生素和寡糖能顯著提高血液IgG和IgA水平，對(duì)血液IgM水平無(wú)顯著影響。王龍昌等報(bào)道，添加0.05%和0.10%合生素的試驗(yàn)組仔豬血清IgG、I-gA、IgM無(wú)顯著差異 （P＞0.05）。

3.2.5 合生素對(duì)血液其它常規(guī)指標(biāo)的影響

血液中白細(xì)胞、血紅蛋白的減少都可看作抗體抵抗力與反應(yīng)性下降的標(biāo)志；在血細(xì)胞分類(lèi)計(jì)數(shù)中，嗜酸性白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的減少及嗜中性細(xì)胞增加，既可作為抵抗力下降的標(biāo)志，又是應(yīng)激反應(yīng)的典型變化，可作早期斷奶應(yīng)激診斷的依據(jù)。王龍昌等報(bào)道，添加0.05%和0.10%合生素，仔豬血清中的白細(xì)胞計(jì)數(shù)和淋巴細(xì)胞、中間細(xì)胞、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)及比值均無(wú)顯著差異 （P＞0.05）；血紅蛋白、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞壓積、平均紅細(xì)胞體積均無(wú)顯著差異（P＞0.05），但都有不同程度的提高。

3.3 合生素對(duì)斷奶仔豬免疫力的影響

合生素能影響仔豬血清中免疫球蛋白IgG、IgA和IgM的含量，促其升高，而血清中免疫球蛋白IgG、IgA和IgM的含量反映了機(jī)體的免疫機(jī)能狀況 （前已述）。另外，在T淋巴細(xì)胞亞群中，CD8+細(xì)胞主要是細(xì)胞毒性T細(xì)胞，其檢測(cè)結(jié)果代表著整個(gè)機(jī)體細(xì)胞免疫功能狀態(tài)，CD8+細(xì)胞數(shù)量和功能的低下是動(dòng)物發(fā)病的重要因素。CD4+細(xì)胞與CD8+細(xì)胞的合適比例是維持機(jī)體健康的重要因素，其中CD4+細(xì)胞/CD8+細(xì)胞比值的減少是免疫缺陷的重要表征。單核-巨噬細(xì)胞可吞噬消滅入侵的病原體、有害異物，清除損傷、衰老、死亡和突變細(xì)胞及代謝廢物，能加工、遞呈抗原給淋巴細(xì)胞，其數(shù)量的多少是反映機(jī)體非特異性免疫功能強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。呂利軍等試驗(yàn)研究結(jié)果表明：乳酸菌組CD4+細(xì)胞、CD4+細(xì)胞/CD8+細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞顯著高于對(duì)照組 （P＜0.05）；合生素組CD4+細(xì)胞、CD4+細(xì)胞/CD8+細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞也顯著高于對(duì)照組 （P＜0.05），但是與乳酸菌組相比差異不顯著，這可能與斷奶仔豬本身免疫系統(tǒng)發(fā)育逐步完善有關(guān)。該試驗(yàn)證實(shí)了乳酸菌微膠囊及其合生素具有增強(qiáng)仔豬免疫功能的作用。

4 前景展望

目前，合生素在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用效果表明，合生素作為飼料添加劑，綠色、無(wú)污染、無(wú)殘留，能不同程度影響仔豬的血液生理生化指標(biāo)，增強(qiáng)仔豬的免疫功能，提高平均日增重和消化率，降低料肉比，減少腹瀉率和死亡率，減輕斷奶應(yīng)激反應(yīng)，可顯著提高仔豬的生產(chǎn)性能，具有非常大的潛在價(jià)值和較好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用前景非常廣闊。但是合生素的研究和發(fā)展主要停留在使用效果上，對(duì)其作用機(jī)理了解得還不十分清楚，關(guān)于益生素和益生元相互協(xié)同作用機(jī)理的研究也很少，仍需廣大科研工作者共同努力探索，以期最大限度地發(fā)揮合生素在仔豬生產(chǎn)中的作用。

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