乳酸菌在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用與研究進(jìn)展

湯 悅 ，謝智銀 ，許阿荔 ，汪 沐 ，謝 鵬

（1.淮陰師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，江蘇 淮安 223000；2.江蘇省淮安市農(nóng)業(yè)委員會，江蘇 淮安 223000）

隨著畜牧業(yè)的規(guī)?；焖匍_展，為防治畜禽患病、促進(jìn)生長，人們大量應(yīng)用抗生素等藥物，而隨之所引發(fā)的動物抗病力下降、獸藥殘存、產(chǎn)品質(zhì)量降低等問題也日益嚴(yán)重，這不僅使畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)，也影響了人類健康安全。因此，世界各國近年來非常注重益生菌在畜禽飼料中的研究與應(yīng)用，積極篩選具有耐加工、穩(wěn)定性好的益生菌株來替代抗生素藥物，且制定合理有效的使用方法也成為當(dāng)前動物營養(yǎng)學(xué)關(guān)注的熱點。筆者綜述了乳酸菌在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展，旨在對畜牧業(yè)發(fā)展提供一定的理論和實踐參考。

1 乳酸菌生物學(xué)特性

乳酸菌是一類發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的革蘭陽性菌，分屬于細(xì)菌界的5個門43個屬［1］。乳酸菌各種類形態(tài)各異，有長桿狀、短桿狀、圓形等，菌落一般為淺色，菌落直徑3 mm左右，不形成芽胞，運動性較差，過氧化氫酶陰性，廣泛存在于人、畜、禽的腸道中，其最佳生長繁殖溫度為30～35 ℃、pH 值約 6.5，厭氧或兼性厭氧生長［2］，發(fā)酵糖類物質(zhì)的能力強，較為耐鹽。乳酸菌在液體培養(yǎng)基中濃度較低，這主要是由其營養(yǎng)需求和代謝生理特性所決定。目前，植物乳桿菌、雙歧桿菌乳桿菌、嗜酸乳桿菌和糞鏈球菌等在飼料中的應(yīng)用較多［3-5］。

2 乳酸菌在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用

乳酸菌是自然界中普遍存在的微生物，常以微生物發(fā)酵飼料或者飼料添加劑的方式應(yīng)用于動物營養(yǎng)中。發(fā)酵就是利用微生物將有機物進(jìn)行分解獲得某種特定產(chǎn)物的生物化學(xué)過程［6］，其原料來源廣泛，包含各種糧食或食品工業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)物，如大豆、小麥、花生殼、果汁殘渣等。研究顯示，乳酸菌類飼料具備諸多益處，如可提高畜禽生產(chǎn)性能、提高動物產(chǎn)品質(zhì)量以及改善動物健康水平等，能夠從整體上提升動物生產(chǎn)水平和經(jīng)濟效益。

2.1 對動物生產(chǎn)性能的影響

動物飼料在添加或接種乳酸菌后，營養(yǎng)價值提高且易被消化。厭氧環(huán)境可促進(jìn)乳酸菌生長繁殖并產(chǎn)生淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等多種消化酶類及其他活性酶類，利于營養(yǎng)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，因此，乳酸菌類飼料可明顯促進(jìn)動物對飼料原料的消化，增強養(yǎng)分的吸收利用率，故而有利于飼料營養(yǎng)價值的發(fā)揮和畜禽生產(chǎn)性能的提高。王志祥等［7］試驗證實，加入了乳酸菌的豬飼料，可使仔豬胰臟以及腸道殘留飼糧中脂肪酶和淀粉酶活性明顯增強；陳靜等［8］試驗證明，乳酸菌類飼糧能夠使雞空腸蛋白酶和淀粉酶活性提高、肉雞平均日增重變大、料重比降低；吳亨進(jìn)等［9］研究指出，乳酸菌微生態(tài)制劑被加入到飼料中后，能顯著增加肉雞增重速度；Kalavathy等［10］的研究顯示，肉雞經(jīng)飼喂乳酸菌類飼料后，其日增重明顯提高。與乳酸菌以添加的方式制成的飼料相比，接種乳酸菌的發(fā)酵液體飼料具有類似作用［11］。根據(jù)乳酸菌發(fā)酵糖類生成乳酸的產(chǎn)率，可將乳酸菌分為2類，分別是同型發(fā)酵乳酸菌（Homo-fermentative lactic acid bacteria）和異型發(fā)酵乳酸菌（Hetero-fermentative lactic acid bacteria）［12］。同型發(fā)酵乳酸菌能夠以較少耗能且較大程度地充分利用飼料，經(jīng)發(fā)酵后飼料質(zhì)量得到改善，Weinberg 等［13］研究表明，家畜采食乳酸菌制劑飼料后，其日增重和產(chǎn)奶量明顯提升；金樁等［14］將不同接種量的乳酸菌發(fā)酵飼料分別加入生長豬飼料中，在不同水平上，生長豬的各方面生產(chǎn)性能得到不同水平的提高，料肉比也有不同程度的下降。這與乳酸菌及其復(fù)合制劑在仔豬飼料中的應(yīng)用研究結(jié)果一致［15-16］。

2.2 對動物產(chǎn)品品質(zhì)的影響

動物飼糧經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后富含多種醇類、酯類和糖類等風(fēng)味物質(zhì)，酸味香味濃烈，適合動物的喜好，極大地提高了動物的食欲，增加了畜禽的采食量，此時動物的增重速度自然加快、瘦肉率也相應(yīng)提高。其次，動物的肌紅蛋白經(jīng)氧化后形成高鐵血紅蛋白，能夠使肉色變暗，而乳酸菌恰恰能夠阻礙該類氧化進(jìn)程，還可以阻止細(xì)胞膜脂質(zhì)的過氧化發(fā)生，因而采食乳酸菌類飼料的畜禽，從外觀上看其肉的呈色更亮。不僅如此，乳酸菌還能夠干預(yù)脂肪酸代謝過程，致脂肪沉積更多、脂肪分布范圍擴大，肉的嫩度因而顯著提高。乳酸菌發(fā)酵液具有抗氧化活性，國內(nèi)外研究人員均有所證明：經(jīng)飼喂乳酸菌液后的母豬，體內(nèi)抗氧化酶和其他抗氧化物質(zhì)活性也有所提高［17-18］；謝全喜等［19］試驗結(jié)果顯示，飼料中加入乳酸菌可明顯提高雞禽總抗氧化水平；馬青竹［20］研究發(fā)現(xiàn)，飼喂含乳酸菌飼料的豬，其粗蛋白與脂肪含量明顯提高、肉色更鮮亮；李濤等［21］試驗結(jié)果也顯示，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵的飼料可以顯著改善豬肉亮度和嫩度。這些結(jié)果在一定程度上均證明了乳酸菌類飼料能夠顯著改善動物產(chǎn)品的品質(zhì)。

2.3 對動物腸道健康狀況的影響

糖類物質(zhì)能夠被乳酸菌利用，通過代謝生成乳酸等有機酸和多種活性酶類，乳酸菌還能分泌乳酸菌素等細(xì)菌素，具有抑制其他微生物生長的功能，生成的有機酸使動物腸道呈酸性，腸道內(nèi)有害細(xì)菌在該環(huán)境下其增殖亦受到抑制，消化道中大腸桿菌、沙門菌、胞內(nèi)勞森菌和短螺旋體等的數(shù)量因此大大降低［22-24］。 徐登峰等［25］的試驗表明，大腸桿菌的菌類活動受乳酸菌類飼料干預(yù)后均被抑制；Jin 等［26］研究顯示，乳酸桿菌存在的情況下，肉雞腸道內(nèi)大腸桿菌數(shù)量有所減少。乳酸菌不僅能夠降低有害微生物的數(shù)量，還能夠調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，使腸道環(huán)境得到大大改善［27］。 Muralidhara 等［28］研究表明，仔豬在采食乳酸菌類飼料后，其體內(nèi)有害菌的數(shù)量顯著降低，而益生菌菌群數(shù)量增加。該現(xiàn)象的出現(xiàn)，很好地證明了畜禽腸道微生物環(huán)境得到改善；除此之外，覃春富等［29］研究表明，提高飼料的活菌數(shù)或降低其pH值，可通過乳酸菌與乳酵素的搭配對飼料進(jìn)行發(fā)酵的方式而實現(xiàn)，與此同時，飼料也獲得了更長時間的食用期。乳酸因其具有酸性，故能夠很好地抑制有害微生物的異樣增長，有利于母豬產(chǎn)后子宮恢復(fù)，降低其生產(chǎn)應(yīng)激［30］。金樁等［31］試驗研究顯示，發(fā)生過流行性腹瀉的豬在采食了添加乳酸菌的基礎(chǔ)飼料后，其發(fā)病率顯著降低且病程短，有效地說明了乳酸菌能提高動物的抗病力；Otero等［32］研究表明，牛子宮炎癥能夠得到預(yù)防，主要是因為乳酸菌可以抑制子宮內(nèi)存在的有害菌繁殖。乳酸菌素可在病原微生物的細(xì)胞膜上生成親水孔道，導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)從胞內(nèi)向外流出，而水分子由胞外向內(nèi)流入，再加上乳酸等有機酸的抑菌活性，從而減少或殺死病原微生物［33］。

2.4 對動物免疫狀況的影響

禽類的免疫功能強弱與其免疫器官的發(fā)育情況密切相關(guān)［34］。禽類獨一無二的免疫器官是法氏囊，外周免疫器官中最大的、機能較強的器官是脾臟，二者均能夠產(chǎn)生抗體，是禽類最重要的兩大免疫器官［35］。禽類免疫加強時一般體現(xiàn)在免疫器官質(zhì)量的增加，免疫抑制將會減小免疫器官質(zhì)量［36］。有研究表明，乳酸菌類飼料利于畜禽免疫器官的發(fā)育，能夠加強畜禽免疫功效。張春楊等［37］研究顯示，乳酸菌菌劑能顯著提高肉雞脾臟、法氏囊的生長系數(shù)；陳靜等［8］的試驗結(jié)果表明，飼料中添加植物乳桿菌可明顯利于畜禽脾臟指數(shù)和法氏囊指數(shù)增長。此外，研究顯示乳酸菌能夠刺激動物產(chǎn)生免疫球蛋白，從而增強生物體的防病抗病能力。IgG、IgA是兩類重要的免疫球蛋白，在動物體內(nèi)的含量較高，其中，SIgA是主要效應(yīng)因子，在黏膜免疫中具有重要作用。楚青惠等［38］試驗研究表明，母豬經(jīng)飼喂乳酸菌后，其初乳中IgG含量明顯提高，乳中其他成分包括蛋白質(zhì)、脂肪含量也有所提升；王晶等［39］將乳酸菌液飼喂家禽后，發(fā)現(xiàn)肉雞體內(nèi)免疫球蛋白G和免疫球蛋白A含量均明顯升高；大量試驗證明，動物經(jīng)口服益生菌后，其消化道黏膜內(nèi)的一些淋巴組織能夠被激發(fā)分化，分泌型免疫球蛋白被刺激而分泌加速［40］；Huang 等［41］也有研究表明，肉仔雞的飼料中加入乳酸菌后其體內(nèi)IgA和IgG含量明顯升高。因此，免疫保護(hù)系統(tǒng)能夠使乳酸菌被活化，這就使得一系列免疫反應(yīng)，包括體液免疫和細(xì)胞免疫被激活，具有抗病毒作用的糖蛋白等細(xì)胞活性因子被誘導(dǎo)產(chǎn)生，動物腸道中能夠產(chǎn)生更多的黏膜抗體，因而機體免疫水平相應(yīng)提升，動物抗病力也相應(yīng)提高。

3 前景展望

綜上所述，乳酸菌不僅能夠提高飼料營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收率、降解天然原料中的毒素、減少抗生素等添加劑的使用，還能夠增強動物的生產(chǎn)性能、改善動物腸道健康和免疫水平，因此，動物產(chǎn)品的品質(zhì)和食用安全性得到保障，生產(chǎn)者的經(jīng)濟效益也獲得巨大提高。在我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；l(fā)展的今天，乳酸菌作為微生態(tài)制劑直接添加到動物飼料中已成為主流方法，但在生產(chǎn)實踐中如何規(guī)范益生菌的使用并發(fā)揮其最大效果仍需要研究者和生產(chǎn)者密切關(guān)注。生物發(fā)酵飼料是動物營養(yǎng)未來的發(fā)展方向之一，乳酸菌作為重要的發(fā)酵候選菌種，如何通過微生物選育、發(fā)酵設(shè)備及工藝完善、降低發(fā)酵產(chǎn)品的價格以擴大其使用范圍等問題仍需要研究人員的進(jìn)一步努力。

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