乳酸菌的生理功能及其在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

陳博

（黑龍江省獸藥飼料監(jiān)察所，哈爾濱 150069）

乳酸菌的生理功能及其在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

陳博

（黑龍江省獸藥飼料監(jiān)察所，哈爾濱 150069）

在畜禽養(yǎng)殖飼料中大量的使用抗生素帶來了諸多負(fù)面影響。因此，尋找一種高效、健康型抗生素替代物已成為當(dāng)務(wù)之急。乳酸菌作為目前替代抗生素的產(chǎn)品之一，受到廣大研究人員的關(guān)注。文章在介紹乳酸菌的生理功能的基礎(chǔ)上，綜述了乳酸菌在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

乳酸菌；生理功能；畜禽飼料；應(yīng)用

抗生素在預(yù)防動(dòng)物腹瀉，促進(jìn)動(dòng)物體生長方面具有顯著的作用，特別是在飼料中添加抗生素，對(duì)促進(jìn)動(dòng)物生長、預(yù)防動(dòng)物發(fā)病、提高畜禽產(chǎn)品產(chǎn)量等方面有著重要的作用[1]。但是，在畜牧生產(chǎn)中對(duì)抗生素的長期使用，抗生素帶來的負(fù)面影響也日益突出，許多國家和地區(qū)已經(jīng)對(duì)抗生素的使用進(jìn)行了限制和禁止。因此探尋一種高效、健康型動(dòng)物飼料迫在眉睫。近年來，抗生素抗性細(xì)菌的出現(xiàn)已經(jīng)激發(fā)了許多研究人員對(duì)開發(fā)促進(jìn)動(dòng)物生長飼料的興趣[2]。

乳酸菌是一類革蘭氏陽性細(xì)菌，其能夠代謝糖類物質(zhì)，發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。主要包括雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬、腸球菌屬、鏈球菌屬、芽孢乳桿菌屬、芽孢桿菌等微生物[3]。乳酸菌作為替代抗生素的新型飼料發(fā)酵劑，具有益生菌的效用，且無殘留、無毒害，并且不產(chǎn)生耐藥性，這樣既可以保證人類健康，又可確保生態(tài)環(huán)境安全。此外，作為一種功能性飼料，乳酸菌發(fā)酵型飼料不僅在氣味和適口性上具有良好的接受性，而且飼喂方法更簡便，畜禽體內(nèi)消化率更高，提高了其生產(chǎn)及應(yīng)用價(jià)值[4]。本文在介紹乳酸菌的生理功能的基礎(chǔ)上，綜述了乳酸菌在畜禽養(yǎng)殖飼料中的應(yīng)用，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，以期為乳酸菌在飼料研究中的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用提供借鑒。

1 乳酸菌的主要生理功能

許多試驗(yàn)研究表明，乳酸菌能夠促進(jìn)營養(yǎng)成分的分解和吸收；乳酸菌能夠調(diào)節(jié)胃腸菌群結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還能夠有效地維持微生態(tài)平衡；此外，乳酸菌能夠提高機(jī)體的免疫力，具有抗腫瘤等功效。因此，乳酸菌的生理功能與動(dòng)物機(jī)體的生命活動(dòng)密切相關(guān)。

1.1 促進(jìn)營養(yǎng)成分的分解和吸收

乳酸菌能夠促進(jìn)機(jī)體對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的充分吸收，這與乳酸菌可降解大分子物質(zhì)有關(guān)。在乳酸菌的作用下，飼料中的大分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)等會(huì)降解成肽段及游離氨基酸類物質(zhì)；此外，乳酸菌還可以將一分子的乳糖分解成一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖，這些小分子化合物在胃腸道內(nèi)較容易被機(jī)體吸收。此外，乳酸菌的代謝過程產(chǎn)生的有機(jī)酸會(huì)提高鈣、磷、鐵等元素的吸收性。這些礦物質(zhì)元素生物性提高了，為機(jī)體生長提供營養(yǎng)元素，動(dòng)物的營養(yǎng)代謝得到增強(qiáng)。乳酸菌可產(chǎn)生許多種類的消化酶，如蛋白酶、淀粉酶和葡萄糖苷酶等，這些酶類均可促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收。

1.2 改善胃腸道功能

乳酸菌是腸道中正常菌群的優(yōu)勢菌群[5]。畜禽服用乳酸菌后，能夠與有害菌競爭消化道上皮的附著位點(diǎn)，抑制有害菌的繁殖，抵抗病原菌的感染，調(diào)整胃腸道菌群平衡，與腸黏膜一同構(gòu)成腸道的生物屏障，從而恢復(fù)宿主的抵抗力，達(dá)到治療腸道疾病的作用。如果某些因素破壞了這種生物屏障，則外來菌會(huì)攻擊宿主細(xì)胞，喪失對(duì)其抵抗力，這時(shí)一些具有耐藥性的腸道寄生菌就會(huì)迅速繁殖，進(jìn)而成為優(yōu)勢菌群，打破腸道內(nèi)微生物菌群平衡。胡余明等將含乳酸菌和雙歧桿菌的酸奶及普通酸奶連續(xù)給予志愿者服用15 d，對(duì)人體腸道菌群的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，乳桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量在研究對(duì)象腸道內(nèi)發(fā)生了顯著增長，而產(chǎn)氣莢膜梭菌數(shù)量顯著降低，表明活性乳酸菌飲料能夠改變研究對(duì)象的腸道菌群，并起到改善機(jī)體胃腸功能的作用[6]。

1.3 改善免疫能力

乳酸菌是腸道中的主要菌群，維持腸道的正常生理功能，影響粘膜免疫系統(tǒng)。乳酸菌在腸道內(nèi)的免疫功能主要表現(xiàn)在除了可激活巨噬細(xì)胞的吞噬作用外，還能夠在腸道內(nèi)定植，自動(dòng)發(fā)揮和增強(qiáng)體液免疫和細(xì)胞免疫功能。體液免疫主要通過提高粘膜表面與血清中免疫球蛋白數(shù)量，細(xì)胞免疫主要通過T細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞數(shù)量增多產(chǎn)生大量的抗體[7]。特異性免疫和非特異性免疫都得到增強(qiáng)，機(jī)體抗病能力和免疫能力就會(huì)得到提高和改善。

1.4 抗菌作用

已有研究表明，部分腐敗菌和低溫細(xì)菌能夠被乳酸菌很好的抑制[8]。由于乳酸菌在發(fā)酵過程中，能夠產(chǎn)生大量的乳酸和乙酸，使發(fā)酵環(huán)境pH下降，形成一個(gè)酸性環(huán)境，當(dāng)pH達(dá)到一定酸度值時(shí)，會(huì)抑制李斯特菌、葡萄球菌和沙門氏菌等腐敗菌及其他一些有害菌的生長。同時(shí)，許多乳酸菌能夠產(chǎn)生細(xì)菌素，對(duì)大腸桿菌素和金黃色葡萄球菌素等有頡頏作用。因此，將乳酸菌用于保健食品中，可以增強(qiáng)機(jī)體對(duì)致病菌的抵抗力，防治腹瀉、腸炎、便秘等由于腸道功能紊亂引起的疾病。

1.5 其他功能

血液中的膽固醇含量過高可引起心血管系統(tǒng)疾病，而乳酸菌可以通過抑制膽固醇合成酶活性和同化膽固醇兩種途徑來減少膽固醇合成和降低血清膽固醇水平[9]。降低膽固醇的乳酸菌菌種篩選可以用CaCO3-MRS培養(yǎng)基從傳統(tǒng)食品中獲得，能夠通過菌落形態(tài)、過氧化氫酶試驗(yàn)、明膠液化試驗(yàn)和糖發(fā)酵試驗(yàn)進(jìn)行菌株鑒定。呂秀紅等從傳統(tǒng)泡菜中篩選出的乳酸菌具有較高的膽固醇降解率，分別達(dá)到49.11%和50.03%[10]。袁起偉等用結(jié)腸細(xì)胞研究乳酸菌抗腫瘤活性，將結(jié)腸癌移植到小白鼠體內(nèi)，研究發(fā)現(xiàn)飼喂添加乳酸菌飼料的白鼠體內(nèi)腫瘤細(xì)胞顯著低于對(duì)照組，因此認(rèn)為乳酸菌在生長代謝過程中產(chǎn)生了某種對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖有頡頏作用的物質(zhì)[11]。

2 乳酸菌在畜禽養(yǎng)殖飼料中的應(yīng)用

2.1 反芻動(dòng)物飼料

反芻動(dòng)物對(duì)飼料采食和消化過程與單胃動(dòng)物并不相同，其采食過程短，采食量大，飼料未經(jīng)充分咀嚼便進(jìn)入瘤胃，因此超過一半的飼料都是通過瘤胃微生物發(fā)酵被分解并被反芻動(dòng)物吸收利用的。益生菌制劑的使用能夠促進(jìn)瘤胃對(duì)飼料的分解吸收，目前用于反芻動(dòng)物飼料最多的是以乳酸菌屬為主的益生菌制劑。乳酸菌發(fā)酵飼料氣味酸甜，品質(zhì)穩(wěn)定，適口性好，提高了飼料的利用率，可達(dá)到增產(chǎn)的目的[12]。粗飼料中添加乳酸菌制劑，能夠有效提高牛對(duì)飼料的消化吸收率，并能顯著的提高牛體重和產(chǎn)奶量，給犢牛每天飼喂含有乳酸菌40 g的飼料，犢牛的體斜長、身高和胸圍最大[13]。岳壽松等以泌乳奶牛為研究對(duì)象，進(jìn)行添加芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌復(fù)合微生物制劑的飼喂試驗(yàn)，結(jié)果表明，飼喂復(fù)合微生物制劑后，奶牛平均日產(chǎn)奶量增加1.4 kg，提高7.26%[14]。乳酸菌制劑同樣可顯著提高公牛的生產(chǎn)性能，研究表明，給15～18月齡的公牛飼喂乳酸菌發(fā)酵的甘蔗青貯飼料，發(fā)現(xiàn)公牛對(duì)飼料的利用率顯著提高，公牛日增重提高，生產(chǎn)性能提高[15]。Keles等在羊羔飼料中添加了由乳酸菌發(fā)酵的野豌豆，攝入量為656 g（DM）·d-1，研究表明，飼喂乳酸菌發(fā)酵飼料的試驗(yàn)組羊羔日增重為84 g，明顯高于對(duì)照組，改善了羊羔的生產(chǎn)性能[16]。

研究人員發(fā)現(xiàn)，直接飼喂作為飼料添加劑的微生物（DFM）可以成為一種可行的替代抗生素的方法。DFM是活的天然存在的微生物原料，包括細(xì)菌和真菌。直接飼喂DFM主要是將有益微生物添加到動(dòng)物的飼料中直接飼喂，使有益生物在胃腸道中生長并防止病原體的形成，同時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生類似抗生素藥物殘留的問題。Krehbiel等利用乳酸菌作為一種特定類型的DFM，在牛中建立和維持“正?！钡哪c道微生物[17]。使用乳酸菌作為飼料添加劑不僅可以改善動(dòng)物的微生物生態(tài)系統(tǒng)，幫助其建立機(jī)體本身瘤胃微生物群體；還能維持瘤胃生態(tài)系統(tǒng)的各種微生物群之間的平衡[18]。

2.2 豬飼料

由于新生仔豬胃腸道未發(fā)育完全，免疫系統(tǒng)并不成熟，導(dǎo)致仔豬生長過程中容易受到病原菌侵害和飼料中抗原的危害，嚴(yán)重情況下會(huì)使仔豬致死[19-20]。如果將乳酸菌作為添加劑適量添加在仔豬日糧中，能改善仔豬腸道菌群，提高仔豬成活率，促進(jìn)仔豬健康生長[21]。在仔豬的養(yǎng)殖過程中，添加乳酸菌還能夠通過降低仔豬腸道pH，抑制大腸桿菌生長，有效的降低仔豬腹瀉病的發(fā)生。然而，為了提高生產(chǎn)效益，養(yǎng)殖戶們推行了早期斷奶技術(shù)，但是這又帶來了早期斷奶仔豬抵抗力下降等諸多新問題。仔豬在斷奶期間，由于攝入的營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生了變化，使仔豬的心理和生理上產(chǎn)生了不適，免疫力和抵抗力嚴(yán)重下降，容易引發(fā)疾病。而乳酸菌及其制劑的添加能提高仔豬免疫力和抵抗力，進(jìn)而提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。單一菌種如生芽孢乳酸桿菌，復(fù)合菌制劑如植物乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌和糞腸球菌復(fù)合，在仔豬日糧中添加后，大幅降低了仔豬的腹瀉病發(fā)生率，顯著提高了仔豬健康，日增重也顯著增加[22-23]。在育肥豬日糧飼料中添加乳酸菌制劑效果同樣明顯，主要表現(xiàn)在能有效降低其死亡率，顯著增加體重。研究表明，在肥育豬的飼料中添加保加利亞乳酸桿菌，發(fā)現(xiàn)豬腸道中乳酸桿菌數(shù)量顯著增多，豬生長速度顯著加快，肉色也得到明顯改善[24-25]。預(yù)產(chǎn)期和哺乳期母豬日糧飼料中添加乳酸菌制劑同樣能起到良好作用，添加約式乳桿菌后，仔豬出窩質(zhì)量、斷奶仔豬質(zhì)量都有顯著提高，仔豬死亡率顯著降低，仔豬增重顯著增加（P<0.05）[26]。Kantas等將植物乳酸桿菌、干酪乳桿菌、糞鏈球菌3種菌混合成復(fù)合菌制劑，添加到豬日糧中，發(fā)現(xiàn)復(fù)合菌制劑的添加，能顯著提高豬腸道中淀粉酶活性，豬日增重顯著提高（P<0.05）[27]。作為有益菌添加劑，乳酸菌可提高仔豬、斷奶仔豬、育肥豬、母豬的機(jī)體健康，提高生產(chǎn)性能，同時(shí)可代替抗生素使用，在豬的生產(chǎn)中得到普遍的應(yīng)用。

2.3 家禽飼料

家禽飼養(yǎng)在我國畜禽業(yè)的發(fā)展中占據(jù)重要地位，隨著人類對(duì)食品安全的重視程度越來越高，對(duì)畜禽產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高，隨著我國家禽飼養(yǎng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)畜禽產(chǎn)品的要求愈來愈高，但為了防治家禽飼養(yǎng)過程中疫病的發(fā)生，大量的抗菌素類藥物被長期使用，導(dǎo)致畜禽產(chǎn)品中藥物殘留超標(biāo)明顯。針對(duì)這一現(xiàn)象，眾多研究者去尋求可替代抗菌素類藥物的添加劑，在預(yù)防疫病的同時(shí)保證家禽健康和提高其生長性能。研究表明，植物性乳酸菌在肉鴨的飼養(yǎng)中能起到明顯改善效果，添加植物性乳酸菌能顯著提高飼料利用率，顯著降低發(fā)病率，出欄成活率顯著提高[28]。在日糧中添加乳酸菌制劑后，能提高動(dòng)物胃腸道內(nèi)消化酶活性，同時(shí)能改善小腸腸道的黏膜組織形態(tài)，增加小腸絨毛高度，這種變化能有利于飼料的消化吸收和利用，提高飼料利用率，進(jìn)而促進(jìn)了家禽的生長性能或產(chǎn)蛋性能的提高[29]。

國內(nèi)外眾多研究和生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，乳酸菌可以作為有益活性菌制劑在家禽生產(chǎn)中進(jìn)行利用，不僅無毒無害，還能夠提高家禽免疫功能，對(duì)生產(chǎn)健康有益的畜禽產(chǎn)品，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 小結(jié)

在反芻動(dòng)物營養(yǎng)和家禽養(yǎng)殖過程中，可篩選的菌種數(shù)量眾多，因此在菌種選擇時(shí)不僅要考慮菌種的效果，同時(shí)要注意菌種的其他功能作用和安全性，達(dá)到添加簡便，效果明顯的目的。乳酸菌素作為目前替代抗生素的產(chǎn)品之一，越來越受到研究工作者的關(guān)注，尤其是乳酸菌素制劑含有活乳酸菌、乳酸菌素、乳酸、細(xì)菌酶和代謝營養(yǎng)素等物質(zhì)。乳酸菌能夠促進(jìn)營養(yǎng)成分的分解和吸收，調(diào)節(jié)胃腸道正常菌群、維持微生態(tài)平衡和提高機(jī)體免疫力等生理功能，而且由乳酸菌發(fā)酵的飼料品質(zhì)穩(wěn)定、適口性好和飼料營養(yǎng)成分破壞較小、營養(yǎng)價(jià)值高，飼喂動(dòng)物后能夠改善機(jī)體營養(yǎng)狀況，提高飼料轉(zhuǎn)化率和動(dòng)物生長性能等[30-33]。通過乳酸菌素制劑生產(chǎn)出安全的畜產(chǎn)品，同時(shí)凈化環(huán)境，利用乳酸菌生產(chǎn)新型、綠色、功能性飼料具有廣闊的市場前景。在未來的研究中，可以利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)和基因工程技術(shù)，將乳酸菌廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)飼料中，使益生菌發(fā)酵飼料成為未來發(fā)展的方向。

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Physiological Function of Lactic Acid Bacteria and Its Application in Livestock and Poultry

CHEN Bo

（Heilongjiang Provincial Veterinary Medicine Feed Monitoring Institute,Harbin 150069,China）

In recent years,the negative effects of using antibiotic have become increasingly serious.Therefore, looking for an efficient and healthy replacement has become a priority.As one of the current alternative to antibiotics, lactic acid bacteria has been paid more and more attention by the majority of researchers.In this paper,based on the physiological function of lactic acid bacteria,the application of lactic acid bacteria in livestock and poultry breeding was reviewed,and its application prospect was prospected.

lactic acid bacteria;physiological function;livestock and poultry feed;application

S 814；Q939.11+7

A

1001-0084（2017）05-0013-04

2017-03-17

陳博（1983-），男，黑龍江哈爾濱人，畜牧師，主要從事實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量體系管理。