益生素在豬飼料中的應(yīng)用研究

黃 薇周建川何 健

(1.四川鐵騎力士實(shí)業(yè)有限公司馮光德實(shí)驗(yàn)室，四川綿陽(yáng)621006；2.西南科技大學(xué)，四川綿陽(yáng)621000)

動(dòng)物腸道是養(yǎng)分吸收利用的關(guān)鍵部位。腸道內(nèi)寄生著大量的微生物，正常情況下，腸道內(nèi)有益菌處于優(yōu)勢(shì)地位，動(dòng)物表現(xiàn)出健康狀況。當(dāng)受某些內(nèi)外界因素不良影響時(shí)，腸道內(nèi)有害菌大量繁殖，導(dǎo)致宿主疾病，破壞腸黏膜，使養(yǎng)分消化吸收率下降，從而導(dǎo)致動(dòng)物生產(chǎn)性能的下降。因此，維持腸道內(nèi)有益菌的優(yōu)勢(shì)地位，即微生態(tài)平衡，對(duì)動(dòng)物的健康及最佳生產(chǎn)性能的發(fā)揮是非常重要的。由于抗生素存在很多弊端，如在殺死有害菌的同時(shí)，也殺滅有益菌，易導(dǎo)致二重感染等。營(yíng)養(yǎng)學(xué)家和微生態(tài)學(xué)家一直在尋找研究微生態(tài)制劑，研究和應(yīng)用較成功的活菌制劑（又稱益生素）、寡糖、酸化劑和酶制劑。在此對(duì)益生素作一綜述。

1 益生素的分類及作用機(jī)理

1.1 益生素的概念與分類

益生素又名促生素、競(jìng)生素、生菌素、活菌劑、微生態(tài)制劑等，是活的微生物飼料添加劑，在希臘語(yǔ)中意為“有利于生命”（Gibson等，2000）。益生素作為飼料添加劑始于Metehnikoff(1907)用牛奶調(diào)治幼畜腹瀉出現(xiàn)的菌群失調(diào)。而益生素(Probiotics)一詞首次出現(xiàn)于1965年，Lilly等將其定義為“由一種微生物分泌，刺激另一種微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)”。隨著對(duì)益生素的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，Sogaard(1990)將其定義為被攝入動(dòng)物體內(nèi)后，參與腸內(nèi)微生物平衡，抑制腸內(nèi)有害微生物群落生長(zhǎng)，或者通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫功能來(lái)預(yù)防疾病，從而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、提高飼料轉(zhuǎn)化率的活的微生物。

益生素按照所用的菌種類型可以分為乳酸菌類、芽孢桿菌類、酵母菌類。

目前允許使用的安全的微生物品種見(jiàn)表1、表2。

1.2 益生素的作用機(jī)理

益生素中的菌株種類很多，在畜牧生產(chǎn)中效果差異較大，但其主要作用機(jī)理如下：①產(chǎn)生抑菌物質(zhì)；②生物屏障作用；③提高機(jī)體免疫機(jī)能；④與病原菌競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；⑤提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

1.2.1 乳酸菌類的作用機(jī)理

①乳酸鏈球菌可產(chǎn)生細(xì)菌素及過(guò)氧化氫，Biota等研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)氧化氫可使Fe2+、Fe3+與乳酸桿菌表面胰蛋白酶結(jié)合，致使病原菌不能從體內(nèi)得到Fe2+，有效地抑制了腸道內(nèi)大腸桿菌、沙門氏菌、梭狀芽孢桿菌的繁殖，消除有毒代謝產(chǎn)物，減少腸道疾病的發(fā)病率。

表2 美國(guó)允許使用的安全微生物品種

②乳酸菌通過(guò)糖蛋白或糖脂質(zhì)的糖鏈彼此結(jié)合，在黏膜表面形成一層菌膜，與致病菌競(jìng)爭(zhēng)消化腸道黏膜附著點(diǎn)，從而對(duì)宿主起到占位保護(hù)作用。乳酸菌有加強(qiáng)腸道定植抗力、抵擋外來(lái)致病菌、抑制革蘭氏陰性菌過(guò)度繁殖和維持腸道內(nèi)生態(tài)平衡的作用。

③乳酸桿菌和雙歧桿菌所產(chǎn)生的乳酸、乙酸等有機(jī)酸不僅是動(dòng)物的能量來(lái)源，還可降低腸道pH值，為不解離脂肪酸分子傳遞斷裂電化學(xué)，引起蛋白質(zhì)斷裂，從而抑制痢疾桿菌、傷寒沙門氏菌、副傷寒沙門氏菌、彎曲桿菌、葡萄球菌等致病菌在腸道內(nèi)的定植。

④乳酸菌能夠促進(jìn)免疫器官的發(fā)育成熟、刺激宿主建立完備的免疫系統(tǒng)。另外，其可刺激宿主產(chǎn)生免疫及清除功能，如通過(guò)活菌體內(nèi)或代謝產(chǎn)物中含的較高超氧化物歧化酶(SOD)，增加黏膜表面和血清中I－gA、IgM、IgG水平，加強(qiáng)體液免疫，促進(jìn)T、B淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生，活化自然殺傷細(xì)胞并產(chǎn)生免疫球蛋白。

1.2.2 芽孢桿菌類的作用機(jī)理

①芽孢桿菌在腸道主要通過(guò)生物奪氧維持腸道生態(tài)平衡，這是因?yàn)槟c道原籍優(yōu)勢(shì)菌大多屬厭氧菌，而有害菌和外來(lái)菌多為需氧菌。

②拮抗病原微生物。

③產(chǎn)生多種有益代謝產(chǎn)物，可分泌多種酶類，參與動(dòng)物消化道“酶池”，促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。Sogaard（1990）報(bào)道，枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌具有較強(qiáng)的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。

1.2.3 酵母菌類的作用機(jī)理

活酵母所產(chǎn)生的作用可以認(rèn)為是一種屏蔽效應(yīng)，該效應(yīng)可改善消化道微生態(tài)環(huán)境，保護(hù)動(dòng)物消化道。活酵母通過(guò)3個(gè)已得到科學(xué)證明的作用機(jī)制發(fā)揮其作用：

①通過(guò)產(chǎn)生可破壞梭狀芽孢桿菌（Clostridium）在腸道黏膜上所產(chǎn)毒素（A和B）的蛋白酶，減少由此造成的損傷，從而有助于減少腹瀉的發(fā)生。

②通過(guò)與有鞭毛的致病性細(xì)菌（如大腸埃希氏桿菌、沙門氏菌）結(jié)合形成復(fù)合物，并通過(guò)糞便將復(fù)合物排出體外，使有助于消化的菌群腸道中處于正態(tài)平衡狀態(tài)。

③通過(guò)刺激酶的活性、提高腸道上皮細(xì)胞的成熟程度、增強(qiáng)腸黏膜和腸壁的完整性，從而增強(qiáng)動(dòng)物免疫應(yīng)答能力，提高飼料利用率。

2 益生素在豬營(yíng)養(yǎng)中的作用效果

2.1 乳酸菌類在豬營(yíng)養(yǎng)中的作用效果

Mallo(2010)報(bào)道，飼料中添加糞腸球菌CECT4515 106CFU/g，112頭豬，每圈7頭，2個(gè)處理，每個(gè)處理8個(gè)重復(fù)，飼養(yǎng)期28～56 d，試驗(yàn)結(jié)束，添加糞鏈球菌處理組末重增加7.7%(18.1vs19.5 kg,P＜0.05)，并且提高了豬的日增重 (392vs443 g/d，P＜0.05)和飼料轉(zhuǎn)化率(1.74vs1.60)。提高了豬回腸、盲腸、糞便中乳酸菌的數(shù)量（7.9×106vs5.9×105，P＜0.05；5.0×107vs.3.1×107，P＜0.01；3.9×107vs.5.0×106，P＜0.05），并且降低了回腸大腸桿菌的數(shù)量(1.2×105vs.1.3×106，P＜0.01)。

Bon（2010）報(bào)道，4周齡仔豬，斷奶后飼喂6周2×109CFU/kg活酵母S.boulardii CNCM I-1079，接著飼喂3周1×109CFU/kg乳酸片球菌MA18/15M。益生素處理組顯著提高了飼料的轉(zhuǎn)化率（P＜0.05）。降低了斷奶后4周腸道大腸桿菌數(shù)（3 log），降低了大腸菌群數(shù)(2 log)，差異極顯著(P＜0.01)。其中小腸絨毛高度、隱窩深度、杯狀細(xì)胞處理與對(duì)照組差異均不顯著(P＞0.05)。

Hoang（2010）試驗(yàn)，使用 96 頭 21～23 日齡斷奶仔豬 ，處理1：空白組；處理 2：LAB1[屎腸球菌Enterococcus faecium 6H2（3×108CFU/g）+ 嗜酸性乳桿菌Lactobacillus acidophilus C3（4×106CFU/g）+戊糖片球菌 Pediococcus pentosaceus D7（3×106CFU/g）]；處理3：LAB2[屎腸球菌 E.faecium 6H2（3×108CFU/g）+嗜酸性乳桿菌L.acidophilus C3(4×106CFU/g)+植物乳桿菌 L..plantarum 1K8(2×106CFU/g)(1K8分離于結(jié)腸)]；處理 4：LAB3[植物乳桿菌 L..plantarum 1K8(2×106CFU/g)+嗜酸性乳桿菌 L.acidophilus C3（4×106CFU/g）+植物乳桿菌 L..plantarum 1K8（2×106CFU/g）]，試驗(yàn)結(jié)果在斷奶后的頭2周各益生素處理組仔豬的采食量、日增重、飼料轉(zhuǎn)化率均與對(duì)照組差異顯著（P＜0.05），各處理間差異不顯著（P＞0.05），斷奶后的3～5周各益生素處理組仔豬的采食量、日增重、飼料轉(zhuǎn)化率與對(duì)照組及各處理組間差異均不顯著（P＞0.05）。益生素添加組在斷奶后14 d和35 d，小腸和盲腸乳酸和乙酸含量均較對(duì)照組提高，差異顯著（P＜0.05），丙酸僅35 d差異顯著（P＜0.05），14 d差異不顯著。丁酸在小腸和盲腸14 d和35 d差異均不顯著。斷奶后前2周處理組和對(duì)照組間飼料的OM、CP、CF的回腸表觀消化率(CIAD)顯著提高（P＜0.05），各處理間差異不顯著（P＞0.05）。處理組和對(duì)照組飼料CP和CF的全消化道表觀消化率(CTTAD)也顯著提高(P＜0.05)，而OM的CTTAD差異不顯著。斷奶后3～5周各處理和對(duì)照組間OM、CP、CF的CIAD和CTTAD差異均不顯著 (P＞0.05)。在試驗(yàn)的第一周處理組和對(duì)照組間的腹瀉率和腹瀉指數(shù)沒(méi)有顯著的差異(P＞0.05)。然而第2周益生素處理組顯著降低了仔豬的腹瀉率和腹瀉指數(shù)(P＜0.05)。

Hoang等（2010）報(bào)道，復(fù)合乳酸桿菌制劑對(duì)大腸桿菌攻毒仔豬腹瀉影響，復(fù)合乳酸菌組顯著降低腹瀉指數(shù)（81%vs15%）。

也有報(bào)道稱，添加益生菌對(duì)仔豬的生產(chǎn)性能沒(méi)有影響。Strompfová等（2006）研究表明，添加屎腸球菌（EK13）對(duì)斷奶仔豬的生產(chǎn)性能無(wú)顯著影響，但有提高14日齡仔豬體重和日增重的趨勢(shì)。Broom等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加1.4×109CFU/kg劑量的屎腸球菌SF68，對(duì)仔豬的生產(chǎn)性能和胃腸道內(nèi)的菌群數(shù)量無(wú)影響，但是在斷奶后20 d，血液IgG的水平有降低的趨勢(shì)。Taras等（2007）也發(fā)現(xiàn)，添加屎腸球菌（NCIMB 10415）對(duì)斷奶仔豬的生產(chǎn)性能無(wú)顯著影響，但使飼料轉(zhuǎn)化率有所改善。

Nousiainen等（1993）報(bào)道26個(gè)使用乳酸菌產(chǎn)品的試驗(yàn)結(jié)果:16個(gè)試驗(yàn)結(jié)果豬的生長(zhǎng)性能得到改善，9個(gè)試驗(yàn)結(jié)果豬的生長(zhǎng)性能反而下降，8個(gè)試驗(yàn)結(jié)果豬的飼料轉(zhuǎn)化率得到提高，9個(gè)試驗(yàn)結(jié)果豬飼料轉(zhuǎn)化率卻降低了，乳酸菌制劑在豬上的作用及其機(jī)制尚需更多研究。

2.2 芽孢桿菌類在豬營(yíng)養(yǎng)中的作用效果

劉影等（2010）報(bào)道，日糧添加枯草芽孢桿菌可以減少哺乳仔豬的腹瀉，提高斷奶活仔數(shù)和斷奶體重，減少斷奶后的生長(zhǎng)抑制，促進(jìn)斷奶仔豬的生長(zhǎng)。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)潘康成教授（2006）的研究證明，在仔豬基礎(chǔ)日糧中添加的枯草芽孢桿菌制劑，使試驗(yàn)組比對(duì)照組的頭均日增重提高3.92%，飼料轉(zhuǎn)化率提高了5.96%,腹瀉率降低了5%，凈增重耗料成本降低了4.61%。蔡一鳴（1995）、曹國(guó)文（1997）用無(wú)毒芽孢桿菌治療仔豬黃痢、白痢，取得了較好療效，仔豬黃痢治愈率分別達(dá)96.18%、94.29%，仔豬白痢治愈率分別為96.94%、94.02%。張國(guó)龍等（1994）報(bào)道，35日齡斷奶仔豬日糧中添加0.2%～0.4%活菌制劑(主成分是蠟樣芽孢桿菌)可使糞中大腸桿菌總數(shù)明顯降低，同時(shí)血清中超氧化物歧化酶(SOD)的活性高于對(duì)照組35%（P＜0.05）。曾東等（1995）研究了芽孢桿菌微生物飼料添加劑“8701”在不同營(yíng)養(yǎng)條件下對(duì)30～90 kg豬的生產(chǎn)性能的影響。結(jié)果表明，單獨(dú)添加“8701”在高營(yíng)養(yǎng)水平下可提高日增重7.6%，在低營(yíng)養(yǎng)水平下可提高日增重3.5%。

Chen等（2006）報(bào)道，日糧添加芽孢桿菌對(duì)育肥豬生產(chǎn)性能的影響(益生菌組：枯草芽孢桿菌1×107CFU/kg+凝固芽孢桿菌2×106CFU/kg+嗜酸乳桿菌5×106CFU/kg)，48頭豬，起始體重90 kg，分別添加0.1%益生素、0.2%益生素，ADG均較對(duì)照組提高5.29%和11.44%，ADFI均較對(duì)照組提高1.60%和6.02%。DM消化率也較對(duì)照組提高1.15%和1.66%，N消化率也較對(duì)照組提高0.79%和3.88%。

2.3 酵母菌類在豬營(yíng)養(yǎng)中的作用效果

胡友軍等（2003）報(bào)道，添加耐高溫活性酵母組的斷奶仔豬飼糧的生產(chǎn)性能（試驗(yàn)?zāi)┲亍⑷赵鲋睾惋暳限D(zhuǎn)化率）極顯著(P＜0.01)優(yōu)于添加金霉素組，采食量有提高的趨勢(shì)（P=0.07）；與金霉素聯(lián)合使用后飼料轉(zhuǎn)化率無(wú)顯著影響（P=0.13），且顯著降低了采食量（P＜0.05）。添加耐高溫活性酵母組的斷奶仔豬腹瀉率極顯著(P＜0.01)低于添加金霉素組，嚴(yán)重腹瀉率顯著(P＜0.01)低于添加金霉素組；與金霉素聯(lián)合使用后斷奶仔豬腹瀉率無(wú)顯著差異。王玲等(2008)報(bào)道，早期斷奶仔豬口服活性酵母培養(yǎng)物有助于提高其生產(chǎn)性能，降低腹瀉率，提高機(jī)體細(xì)胞免疫水平。

應(yīng)用試驗(yàn)證實(shí)，酵母菌能通過(guò)調(diào)整母豬消化道的微生態(tài)平衡，很好地解決其便秘問(wèn)題，并提高母豬哺乳期的采食量和仔豬的斷奶成績(jī)。蔡銳芳等(2011)報(bào)道活酵母菌對(duì)哺乳母豬生產(chǎn)性能的影響表明，活酵母菌提高了哺乳母豬的采食量(P＞0.05)和仔豬的窩增重(P＜0.05)。2003年INZO公司在法國(guó)進(jìn)行的試驗(yàn)是選用60頭哺乳母豬，從母豬分娩前3周起至哺乳期結(jié)束，母豬日糧按1×109CFU/kg添加布拉酵母I-1079株，結(jié)果表明，在日糧中添加了布拉酵母I-1079株后，哺乳母豬的平均采食量從7.40 kg增加到8.48 kg，仔豬斷奶時(shí)的窩重較大，平均增加了7.12 kg。李彪等（2009）報(bào)道，添加活性酵母組母豬所產(chǎn)仔豬，21日齡斷奶前的平均日增重和斷奶重都顯著高于對(duì)照組，同時(shí)，添加活性酵母具有提高哺乳母豬采食量、提高斷奶率及改善母豬胃內(nèi)菌群結(jié)構(gòu)的作用，其中母豬胃內(nèi)雙歧桿菌和厭氧菌的增加達(dá)到極顯著水平。

3 結(jié)語(yǔ)

益生素已逐漸被認(rèn)為是最有潛力取代抗生素的產(chǎn)品之一，其中乳酸菌類、芽孢桿菌類、酵母菌類在豬的飼料中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，其中以乳仔豬應(yīng)用效果較為明顯。新益生素的研究也將是未來(lái)的發(fā)展方向，選育穩(wěn)定性好、安全性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)的益生菌菌種是今后益生素產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵，并需要改進(jìn)研究手段，進(jìn)一步弄清益生素的作用機(jī)制應(yīng)是推進(jìn)益生素科學(xué)應(yīng)用的重要前提。

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