益生菌作用機(jī)制及在鹿科動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用

劉建博，鄭 雪，馬麗娟

益生菌也叫益生素、促生素、生菌劑、活菌制劑，是由微生物產(chǎn)生的能夠加速其他微生物增殖的一種物質(zhì)，能夠?qū)?dòng)物產(chǎn)生有益作用的微生態(tài)制劑，是由Lilly和Stillwell于1965年首先引入并定義的[1]。之后被Fuller(1989)[2]修正完善，將益生菌定義為能夠促進(jìn)平衡腸道內(nèi)的菌群生態(tài)，對(duì)動(dòng)物機(jī)體發(fā)揮有益作用的活的微生物制劑。同時(shí)，還具有無(wú)毒無(wú)害，無(wú)殘留，無(wú)不良反應(yīng)，能夠替代抗生素以及成本低、使用方便等特點(diǎn)[3]。能夠滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)綠色動(dòng)物性產(chǎn)品的需要，是目前公認(rèn)的綠色添加劑之一，已被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)中。本文簡(jiǎn)要對(duì)益生菌的種類，功能，作用機(jī)制，以及在鹿科動(dòng)物上的研究進(jìn)展和應(yīng)用前景作一綜述。

1 益生菌的種類

1.1 根據(jù)微生物種類分類

根據(jù)益生菌的微生物種類可分為乳酸菌類益生菌、芽孢桿菌類益生菌、酵母菌類益生菌及光合細(xì)菌類益生菌等。

1.1.1 乳酸菌類益生菌 乳酸菌為厭氧或兼性厭氧菌，能夠分解糖類生成乳酸，使腸道中 pH 值降低，有效阻止腐敗菌增殖；生成細(xì)菌素，抑制病原菌，維持腸道菌群的動(dòng)態(tài)平衡；與此同時(shí)，乳酸菌還能合成或分泌一些物質(zhì)，如維生素和消化酶類，促進(jìn)腸道消化食物，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收率，降低宿主血液中膽固醇含量[4]，是動(dòng)物腸道中的優(yōu)勢(shì)菌群。目前，乳酸桿菌、鏈球菌、腸球菌和片球菌等是主要應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn)的益生菌。

1.1.2 芽孢桿菌類益生菌 芽孢桿菌是一種非治病的需氧芽孢桿菌，動(dòng)物腸道中以內(nèi)孢子形式少量寄居，在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中能夠產(chǎn)生多種有效的酶促反應(yīng)。當(dāng)前，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、短小芽孢桿菌等主要被用于實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)[5-6]。

1.1.3 酵母菌類益生菌 酵母菌類益生菌一般是先培養(yǎng)特定的酵母菌株，然后干燥酵母細(xì)胞并與培養(yǎng)基混合。酵母菌也是零星存在于動(dòng)物腸道的微生物群落，能夠?yàn)閯?dòng)物提供蛋白質(zhì)，刺激有益菌的生長(zhǎng)，提高機(jī)體免疫力。目前可用于生產(chǎn)益生菌的酵母菌有假絲酵母、釀酒酵母、紅油酵母等。

1.1.4 光合細(xì)菌類益生菌 光合細(xì)菌是地球上最早出現(xiàn)、普遍存在的原核生物，能夠在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用。其菌體營(yíng)養(yǎng)豐富，氨基酸組成較齊全，同時(shí)還含有多種維生素、類胡蘿卜素、輔酶 Q 等生理活性物質(zhì)。光合細(xì)菌能夠刺激腸道蠕動(dòng)，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收和毒物廢物的排泄，對(duì)腸道原菌具有拮抗作用。目前可用于生產(chǎn)益生菌的光合細(xì)菌有沼澤紅假單胞菌等。

1.2 根據(jù)菌種組成分類

根據(jù)益生菌的菌種組成可分為單一益生菌和復(fù)合益生菌。

復(fù)合益生菌是由多種益生菌復(fù)合配制而成，具有調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，提高飼料轉(zhuǎn)化率，增強(qiáng)機(jī)體免疫力和促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。研究表明，給斷奶仔豬飼喂復(fù)合益生菌能夠顯著提高仔豬的平均日增重[7-8]。

1.3 根據(jù)益生菌的功能分類

根據(jù)益生菌的功能可分為生長(zhǎng)促進(jìn)劑型益生菌和微生態(tài)治療劑型益生菌。生長(zhǎng)促進(jìn)劑型益生菌也稱為添加劑型益生菌，主要添加于幼齡動(dòng)物飼料中，加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)，提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)其生長(zhǎng)。微生態(tài)治療劑型益生菌也稱獸用藥品型益生菌,主要針對(duì)于治療動(dòng)物的消化道疾病[9]。

2 益生菌的功能作用機(jī)制

2.1 維持動(dòng)物體內(nèi)微生態(tài)平衡

根據(jù)相關(guān)研究報(bào)道[10]，正常動(dòng)物體內(nèi)的微生物區(qū)系處于平衡狀態(tài)，益生菌是起主導(dǎo)作用的優(yōu)勢(shì)菌群，但是當(dāng)動(dòng)物機(jī)體受到疾病等因素干擾時(shí)，體內(nèi)的微生物區(qū)系失去平衡狀態(tài)，當(dāng)致病菌數(shù)量占優(yōu)勢(shì)時(shí)，有害產(chǎn)物大量生成，毒素累積，導(dǎo)致動(dòng)物發(fā)病。在正常狀態(tài)下，動(dòng)物腸道內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌群絕大多數(shù)是厭氧菌，占 99%以上。動(dòng)物體內(nèi)的厭氧菌種類主要包括消化桿菌、雙歧桿菌、擬桿菌、乳酸乳桿菌和真桿菌等。此優(yōu)勢(shì)菌群若發(fā)生變化，專性厭氧菌數(shù)量明顯降低，而兼性、需氧菌數(shù)量顯著增加，腸道微生態(tài)失去平衡，輕則擾亂消化機(jī)能和干擾生長(zhǎng)發(fā)育，使生產(chǎn)性能下降，重則誘發(fā)疾病。此時(shí)適當(dāng)補(bǔ)充益生菌，使其在數(shù)量和作用強(qiáng)度占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這些有益菌通過(guò)增殖和代謝，與有害菌群競(jìng)爭(zhēng)氧氣或創(chuàng)造厭氧環(huán)境，使需氧性致病菌群的生長(zhǎng)繁殖受到限制，防止動(dòng)物機(jī)體發(fā)生菌群失調(diào)性疾病。乳酸菌在腸道內(nèi)可產(chǎn)生抑菌物質(zhì)，發(fā)掘宿主生長(zhǎng)潛力，并使機(jī)體膽固醇含量和腹瀉率降低[11]?；A(chǔ)日糧中添加乳酸菌能夠使腸道中致病性腸桿菌數(shù)量顯著減少[12]。

2.2 促進(jìn)消化吸收，提高生產(chǎn)性能

益生菌在動(dòng)物消化道內(nèi)能夠分泌一定數(shù)量有益的代謝產(chǎn)物，包括有機(jī)酸、酶類、抑菌物質(zhì)和H2O2等[13]。相關(guān)研究證明[14]，乳酸、乙酸、丙酸等揮發(fā)性脂肪酸通過(guò)降低腸道pH，促進(jìn)礦物質(zhì)吸收，形成有活力的胃蛋白酶來(lái)促進(jìn)蛋白質(zhì)類飼料消化；刺激腸道蠕動(dòng)，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高生產(chǎn)性能。乳酸菌能夠促進(jìn)鈣、鐵、鋅等常量或微量元素吸收，分解木質(zhì)素。能夠講解飼料中脂肪和蛋白質(zhì)等化合物的消化酶和水解酶等，促進(jìn)動(dòng)物的消化吸收，提高飼料轉(zhuǎn)化率。芽孢桿菌在動(dòng)物消化道內(nèi)產(chǎn)生脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶，能消解飼糧中的某些抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高飼料轉(zhuǎn)化率[15]。仔豬通過(guò)采食含有雙歧桿菌的日糧，可提高腸道內(nèi)的乳糖酶、三肽酶和蔗糖酶的活性[14]。

2.3 抑制病原微生物生長(zhǎng)

益生菌在動(dòng)物體內(nèi)能夠一定程度上拮抗病原微生物，協(xié)同消化道內(nèi)的天然菌群形成生物防御屏障，抑制或防止生疏菌、侵?jǐn)_菌在消化道內(nèi)生長(zhǎng)繁殖。益生菌能夠競(jìng)爭(zhēng)性抑制病原微生物附著于腸粘膜上皮細(xì)胞，與病原微生物爭(zhēng)奪有限的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物靶點(diǎn)，阻止病原微生物生長(zhǎng)繁殖。飼喂含芽孢桿菌的日糧，其在動(dòng)物消化道內(nèi)消耗大量氧氣，使胃腸道單位體積內(nèi)氧數(shù)量降低，有利于動(dòng)物消化道內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌群(厭氧菌)生長(zhǎng)繁殖，從而使菌群恢復(fù)平衡，達(dá)到治病抑菌促進(jìn)生長(zhǎng)的目的[16]。乳酸菌能拮抗產(chǎn)氣莢膜梭菌，并能夠抑制沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和霍亂弧菌等致病菌的生長(zhǎng)繁殖，其作用與新霉素、四環(huán)素及土霉素等抗生素一樣[17]。

2.4 提高機(jī)體免疫力

益生菌是一類能夠激活動(dòng)物機(jī)體免疫活性的菌群，其產(chǎn)生的非特異性免疫調(diào)節(jié)因子，提高動(dòng)物的免疫力。大量試驗(yàn)證明，飼喂含有益生菌的飼料，產(chǎn)生的有機(jī)酸及其代謝產(chǎn)物對(duì)一些病原菌有抑制作用，并能提高動(dòng)物機(jī)體內(nèi)抗體水平和巨噬細(xì)胞的活性[18], 增強(qiáng)機(jī)體抵抗力[19]。試驗(yàn)結(jié)果表明，小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的Ca 離子濃度能夠被雙歧桿菌的全肽聚糖提高，使巨噬細(xì)胞活性增強(qiáng)并吞噬細(xì)胞毒素和分泌活性因子[20]。在一定條件下，雙歧桿菌細(xì)胞壁肽聚糖具有免疫原性，體液免疫應(yīng)答反應(yīng)被激活，進(jìn)而克制腫瘤細(xì)胞的增殖和致癌物質(zhì)的生成[21]。給小白鼠灌胃乳酸桿菌，可增加其SIgA漿細(xì)胞數(shù)量，激活腸道淋巴細(xì)胞免疫活性[22]。給仔豬飼喂乳酸桿菌后，顯著提高其血液中的白細(xì)胞和嗜中性細(xì)胞數(shù)量[23]。研究表明，具有免疫調(diào)劑作用的益生菌包括嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、雙歧桿菌[24]。

3 益生菌在鹿科動(dòng)物中的應(yīng)用

王全凱等[25]研究表明，益生菌通過(guò)調(diào)節(jié)鹿瘤胃內(nèi)微生物菌群區(qū)系，改善母鹿機(jī)體營(yíng)養(yǎng)代謝能力，提高母鹿泌乳量，促進(jìn)初生仔鹿生長(zhǎng)，并且在消化道內(nèi)形成微生物屏障，降解毒性物質(zhì)，提高鹿的機(jī)體免疫力。金立明等[26]通過(guò)對(duì)梅花鹿飼喂乳酸菌的試驗(yàn)證明，可提高鹿的采食量，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育和發(fā)揮生產(chǎn)性能；乳酸菌過(guò)真胃后在盲腸和結(jié)腸大量增殖，形成優(yōu)勢(shì)菌群進(jìn)而抑制有害菌增殖。張曉勇[27]研究表明，在 6月齡梅花鹿飼養(yǎng)中添加適量的乳酸菌飼料添加劑能提高梅花鹿的采食量、氮沉積和小腸微生物氮流量。

4 展 望

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的高速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們的安全和環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，作為綠色飼料添加劑的益生菌克服了抗生素所帶來(lái)的負(fù)面影響，研究人員對(duì)其重視程度越來(lái)越高。近年來(lái)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼頒布法律禁止動(dòng)物飼喂抗生素，而作為抗生素替代品之一的益生菌，其可發(fā)掘的潛力很大。鹿是我國(guó)具有悠久歷史的肉食來(lái)源，藥食兼顧，深受我國(guó)人民的喜愛，消費(fèi)潛力極大。益生菌的開發(fā)和應(yīng)用可促進(jìn)我國(guó)養(yǎng)鹿業(yè)的發(fā)展，但益生菌在鹿科動(dòng)物上的應(yīng)用尚屬起步階段，部分作用機(jī)制尚不明確，但其能夠促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和提高動(dòng)物機(jī)體免疫能力已經(jīng)得到驗(yàn)證。隨著益生菌作為飼料添加劑的研究進(jìn)一步深入，在鹿飼料中添加益生菌比例逐漸增加，在養(yǎng)鹿生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用越來(lái)越多。

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