益生素的研究進(jìn)展及其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

王 秀 山東省無(wú)棣縣畜牧獸醫(yī)局 251900

王繼忠 山東省無(wú)棣縣農(nóng)業(yè)局 251900

1 益生素的發(fā)展歷史

益生素(Probiotic)，又稱(chēng)促生素、生菌劑、活菌制劑、微生態(tài)調(diào)節(jié)劑，其中文名稱(chēng)尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定，對(duì)其定義的解釋也不盡一致。首先Lilley和Still well于1965年使用益生素一詞 (Probiotic)，與抗生素(antibiotic)相對(duì)，兩者的作用矛盾?？股厥侵苯託缁蛞种朴泻L(zhǎng)。1974年美國(guó)RE Parker認(rèn)為“益生素是維持腸道菌群平衡的微生物或物質(zhì)”。1989年Fuller重新定義為“一種可通過(guò)改變腸道微生物平衡而對(duì)動(dòng)物施加有利影響的活的微生物飼料添加劑”。1990年H.Sossard給益生素的定義是“攝入動(dòng)物體內(nèi)參與腸內(nèi)微生物群落的阻礙作用，或者通過(guò)增強(qiáng)非特異性免疫功能來(lái)預(yù)防疾病而間接地起促進(jìn)作用和提高飼料效率的活的微生物培養(yǎng)物”。1991年我國(guó)學(xué)者又提出了一個(gè)較通俗的概念—“飼用微生物添加劑”。

2 益生素的種類(lèi)

可用作益生素的微生物種類(lèi)很多，美國(guó)FDA(1989)規(guī)定允許飼喂的微生物有42種。我國(guó)1999年經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)使用的微生物品種有12種，包括蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、糞鏈球菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌和乳酸鏈球菌等。生產(chǎn)上使用的益生素有兩種：一種為單一菌屬組成的單一型菌制劑，另一種為多種不同菌屬組成的復(fù)合型菌制劑。一般來(lái)說(shuō)，后者比前者更能促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)及提高飼料利用率。

若按照益生素所用的菌種類(lèi)型，則可劃分為以下3類(lèi)：

2.1 乳酸菌類(lèi)

乳酸菌類(lèi)是一類(lèi)可分解糖類(lèi)產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌的總稱(chēng)，其中有益菌以乳酸桿菌、雙歧桿菌和糞鏈球菌屬為代表。乳酸菌類(lèi)可以在腸道內(nèi)合成B族維生素、維生素K、維生素D和氨基酸等物質(zhì)，可提高礦物質(zhì)元素的生物學(xué)活性、改善礦物質(zhì)的吸收功能，進(jìn)而為宿主提供必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以增強(qiáng)動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)代謝、促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)。乳酸菌還能產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物，使腸道環(huán)境偏酸性；同時(shí)，乳酸菌類(lèi)還能產(chǎn)生溶菌素和過(guò)氧化氫等，可抑制幾種潛在病原微生物的生長(zhǎng)。

這類(lèi)微生物的主要特點(diǎn)有∶

是多種動(dòng)物消化道主要的共生菌，能形成正常菌群。

(2)在微氧或厭氧條件下產(chǎn)生乳酸，降低腸道pH值，促進(jìn)維生素D、鈣、磷和鐵等礦物質(zhì)元素的吸收。

(3)有較強(qiáng)的耐酸性，在pH值3.0-4.5時(shí)仍可生長(zhǎng)，對(duì)胃中的酸性環(huán)境有一定耐受性。

(4)不耐高溫，經(jīng)80℃處理5 min，損失70%-80%。

(5)生產(chǎn)一種特殊的抗生素-酸菌素，能有效抑制大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的生長(zhǎng)。

2.2 芽孢桿菌類(lèi)

芽孢桿菌是好氣性菌，可形成內(nèi)生孢子，在所有菌屬中芽孢桿菌是最理想的微生物添加劑。它具有較高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，對(duì)植物性碳水化合物具有較強(qiáng)的降解能力，它進(jìn)入腸道后能迅速?gòu)?fù)活，可消耗腸道內(nèi)大量的氧，保持腸道厭氧環(huán)境，抑制致病菌的生長(zhǎng)、維持腸道正常生態(tài)平衡。

這類(lèi)制劑的主要特點(diǎn)是：

耐性好，可耐高溫(100℃)、耐酸、耐鹽及制粒過(guò)程中耐擠壓，具有很好的穩(wěn)定性。

(2)產(chǎn)生消化酶，具有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。

(3)在腸道環(huán)境不增殖，在腸道定植后可消耗大量的氧氣，維持腸道厭氧環(huán)境，增加腸道對(duì)需氧菌的定植能力。

2.3 酵母菌

酵母菌僅零星存在于動(dòng)物胃腸道的微生物群落中，其細(xì)胞壁的主要成分是甘露聚糖和葡萄糖，甘露聚糖可增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的活性。飼用酵母的種類(lèi)主要有熱帶假絲酵母、產(chǎn)阮假絲酵母、啤酒酵母、紅色酵母等。主要特點(diǎn)是：

（1）需氧菌，存在于多糖偏酸環(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℃條件下，1h即可死亡。

3 益生素的作用機(jī)理

益生素的作用機(jī)理，在理論上的研究進(jìn)展還很小，目前主要有3種學(xué)說(shuō)：

(1)優(yōu)勢(shì)菌群學(xué)說(shuō)；

(2)菌群屏障學(xué)說(shuō)；

(3)微生物奪氧學(xué)說(shuō)。

益生素主要是通過(guò)下述途徑在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮其作用的：

補(bǔ)充有益菌群，改善消化道菌群平衡，預(yù)防和治療菌群失調(diào)癥。畜禽消化道內(nèi)存在大量的微生物菌群，其中有些菌群能有效地促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)和飼料消化，稱(chēng)有益菌群；有些菌群具有抑制生長(zhǎng)和致病作用，稱(chēng)為有害菌群。正常情況下，畜禽消化道內(nèi)的這些菌群都保持著良好的平衡，維持著畜禽的正常生長(zhǎng)和生產(chǎn)，這些菌群一旦失去了平衡，則引起消化機(jī)能紊亂、抑制生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重的則可致病。

刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，提高機(jī)體免疫能力。益生素中的有益菌均是良好的免疫應(yīng)激活劑，能有效地提高巨噬細(xì)胞的活性，通過(guò)產(chǎn)生抗體和提高噬菌作用活性等刺激免疫，激發(fā)機(jī)體體液免疫和細(xì)胞免疫，導(dǎo)致機(jī)體免疫力和抗病能力的增強(qiáng)。

參與菌群生存競(jìng)爭(zhēng)，協(xié)助機(jī)體消除毒素和代謝產(chǎn)物。益生素參與消化道有益菌群與致病菌之間的生存和繁殖空間競(jìng)爭(zhēng)、時(shí)間競(jìng)爭(zhēng)、定居部位競(jìng)爭(zhēng)以及營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)，限制致病菌群的生存、繁殖。有益菌在消化道內(nèi)生成致密的膜菌群，形成微生物屏障，一方面抑制消化道黏附病原菌，中和毒性產(chǎn)物，另一方面防止對(duì)毒素或廢物的吸收。

改善機(jī)體代謝，補(bǔ)充機(jī)體營(yíng)養(yǎng)成分，促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)。益生素的有益菌群能在消化道內(nèi)繁衍，能促進(jìn)消化道內(nèi)多種氨基酸、維生素等一系列營(yíng)養(yǎng)成分的有效合成和吸收利用，從而促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)發(fā)育和增重。

4 益生素在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 在防止仔豬腹瀉中的應(yīng)用

仔豬腹瀉是困擾仔豬飼養(yǎng)的最主要的疾病之一。據(jù)報(bào)道，一般情況下，發(fā)病情況較輕的在10%-20%，嚴(yán)重的可達(dá)40%-50%，有的甚至達(dá)到100%。同時(shí)該病所造成的仔豬死亡率也相當(dāng)高，一般在10%-30%，嚴(yán)重的可達(dá)50%以上。趙京揚(yáng)(2001)研究液態(tài)益生素和加酶益生素對(duì)哺乳豬日增重、腹瀉率和存活率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加0.75%加酶益生素的試驗(yàn)組，哺乳仔豬日增重比對(duì)照組提高15.94%(P＞0.01)，而腹瀉率比對(duì)照組降低了8.92%(P＜0.05)。試驗(yàn)結(jié)果表明，哺乳仔豬早期接種益生素和以含加酶益生素的飼料補(bǔ)食可明顯提高哺乳仔豬的日增重、降低哺乳仔豬腹瀉率、提高哺乳仔豬存活率。劉濤等(2003)研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加適量的Gln可促進(jìn)斷奶仔豬腸道發(fā)育、緩解斷奶應(yīng)激性、降低腹瀉率、提高斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和免疫能力。黃冠慶等(2008)研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬斷奶 (21d斷奶)后1-10d內(nèi)的日糧中添加0.1%的Ala-Gln；或者在斷奶后10-20 d內(nèi)的日糧添加0.3%的Ala-Gln均可顯著提高仔豬日增重，提示早期斷奶仔豬補(bǔ)充外源Ala-Gln可促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育。

4.2 在仔豬生產(chǎn)性能上的應(yīng)用

益生素可以改善仔豬胃腸道的微生態(tài)環(huán)境，從而保證動(dòng)物對(duì)飼料具有良好的消化率和利用率，進(jìn)而獲得良好的飼養(yǎng)效果。尹召華(2008)研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，斷奶仔豬在35-50日齡階段，添加固體EM和液態(tài)EM平均日增重分別提高了25%和36%，且試驗(yàn)組與對(duì)照組間的日增重存在顯著性差異；料重比分別降低了13%和19%，各組間差異不顯著。斷奶仔豬在51-68日齡階段，試驗(yàn)組和對(duì)照組間的生產(chǎn)性能差異不顯著。梁明振(2002)研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬日糧中添加0.2%的益生素，可使仔豬日增重提高4.6%、飼料利用率提高5.7%。趙京揚(yáng)(2001)還證明，益生素可使哺乳仔豬日增重提高15.94(P＜0.01)、斷奶仔豬日增重提高8.75%。

4.3 在母豬生產(chǎn)性能上的應(yīng)用

研究結(jié)果表明，在長(zhǎng)大和大長(zhǎng)經(jīng)產(chǎn)3胎次母豬日糧中添加3 mg/kg的活性葉酸，母豬產(chǎn)仔數(shù)能夠提高7.43%、產(chǎn)活仔率提高了8.5%、仔豬初生重提高10.61%。姚遠(yuǎn)等(2008)研究發(fā)現(xiàn)，在母豬日糧中添加酵母菌培養(yǎng)物可顯著提高仔豬的平均斷奶個(gè)體重量(P＜0.05)。Inteross等報(bào)道，在母豬日糧中添加益生素，可使斷奶仔豬數(shù)和仔豬斷奶體重顯著地高于不添加組。Podson等給20頭母豬日糧中添加枯草菌制劑，平均斷奶仔豬數(shù)為9.05頭，斷奶仔豬重為5.48kg，比對(duì)照組分別提高了5.85%和3.40%。Williams指出在母豬日糧中添加益生素能刺激母豬小腸及大腸后端發(fā)酵，從而增加揮發(fā)性脂肪酸和細(xì)菌發(fā)酵終產(chǎn)物的產(chǎn)量，為母豬提供了更多的能量，有利于母豬的養(yǎng)分利用和產(chǎn)奶量，并由此提高仔豬的斷奶體重和縮短仔豬達(dá)到斷奶體重的年齡。

5 益生素存在的問(wèn)題和研究方向

(1)目前已確認(rèn)適宜作益生素的菌種尚少，需要開(kāi)發(fā)新的菌種，也可以采用分子生物學(xué)的手段，改造現(xiàn)有的菌株，使之具有需要的性能。

(2)鑒于目前對(duì)益生素作用機(jī)理的研究進(jìn)展緩慢，急需加強(qiáng)力量對(duì)益生素的作用機(jī)理進(jìn)行更加深入的研究，以指導(dǎo)益生素的研制、生產(chǎn)及使用。

(3)今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)益生素劑型的研究，以提高活菌濃度，提高菌劑對(duì)不良環(huán)境的耐受力，延長(zhǎng)產(chǎn)品保存期。

(4)仍有部分益生素產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)處于復(fù)配、仿制階段，檢測(cè)手段不完善，產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法尚顯混亂，造成市場(chǎng)上的益生素產(chǎn)品良莠難辨。因此必須建立完善的行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，制定有關(guān)法律法規(guī)的實(shí)施細(xì)則，使生產(chǎn)與宣傳規(guī)范化。

(5)使用不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象仍然存在，一定程度上影響了益生素的使用效果及發(fā)展，對(duì)益生素科學(xué)使用方法研究的要求也就日益迫切。

（略）