王 虎
(遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心 110000)
在2020 年以前,低劑量的抗生素在畜禽養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中被廣泛應(yīng)用,抗生素不僅能夠提高畜禽的生產(chǎn)性能,還能預(yù)防大部分疾病,但隨著減抗、禁抗政策的頒布,尋找抗生素類(lèi)飼料添加劑的替代品成為今后養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。益生菌是對(duì)畜禽機(jī)體有一定益處的菌群,益生菌在進(jìn)入機(jī)體后能夠改善腸道菌群的平衡,這不僅可以在動(dòng)物的消化道內(nèi)增值,產(chǎn)生乳酸、乙酸,調(diào)節(jié)消化道的pH 值,還能產(chǎn)生溶菌酶、過(guò)氧化氫等,抑制有害菌在腸道內(nèi)的附著和繁殖,總的來(lái)說(shuō),益生菌是一種無(wú)毒、無(wú)副作用、無(wú)殘留的優(yōu)質(zhì)飼料添加劑。
丁酸梭菌自1880 年從豬的腸道中被分離得到后,各國(guó)的學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了廣泛地研究,這是一種革蘭氏陽(yáng)性厭氧菌,能夠產(chǎn)生芽孢,是環(huán)境、人體和動(dòng)物腸道的共生菌群[1]。丁酸梭菌作為飼料添加劑進(jìn)行肉雞養(yǎng)殖時(shí),可以很明顯地提升肉雞生長(zhǎng)性能,飼喂給仔豬時(shí)也能提升其生長(zhǎng)性能,提高采食量,提升飼料利用率,而且對(duì)斷奶仔豬常發(fā)生的腹瀉有一定的緩解作用。這主要是因?yàn)槎∷崴缶鷮?duì)高溫、高壓環(huán)境有一定的抵抗能力,能比較好的適應(yīng)動(dòng)物胃腸道中的環(huán)境,基于這樣的特點(diǎn),丁酸梭菌是一種能夠替代抗生素作為飼料添加劑的產(chǎn)品。
芽孢桿菌屬的細(xì)菌有很多種,常見(jiàn)的有多黏類(lèi)芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、短芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌等??莶菅挎邨U菌耐熱、耐酸,在小腸內(nèi)可以形成生物膜,這一特性保證了枯草芽孢桿菌的穩(wěn)定性,能夠被廣泛的使用??莶菅挎邨U菌沒(méi)有耐藥性、溶血性和細(xì)胞毒性[2],能夠通過(guò)保護(hù)消化道屏障,優(yōu)化腸道菌群幫助動(dòng)物吸收更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),尤其是對(duì)鈣、磷等礦物質(zhì)元素的吸收有著非常好的促進(jìn)作用,因此枯草芽孢桿菌能一定程度上預(yù)防骨質(zhì)疏松癥。凝結(jié)芽孢桿菌具有芽孢桿菌科和乳酸桿菌科的共同特征,最佳的生長(zhǎng)溫度為35℃~50℃,最適pH 值為5.5~6.5,凝結(jié)芽孢桿菌的孢子有一定的抗菌作用,性狀穩(wěn)定,可在酸性環(huán)境下被激活,進(jìn)入動(dòng)物消化道后,在胃酸的刺激下激活,在腸道內(nèi)附著、增值,而且其孢子能夠適應(yīng)低氧環(huán)境,可以長(zhǎng)時(shí)間在腸道中發(fā)揮與乳酸菌類(lèi)似的作用,且能分泌乳酸菌不具備的凝固素,對(duì)腸道微生物的抑制有很好的作用,但由于凝結(jié)芽孢桿菌很難粘附于腸道,想要維持這樣的作用需要長(zhǎng)期給藥。
乳酸菌作為動(dòng)物體內(nèi)的正常菌群之一,可以減少病原體炎癥反應(yīng),調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞因子的表達(dá)。乳酸菌包括乳桿菌類(lèi)、雙歧桿菌類(lèi)和革蘭氏陽(yáng)性球菌類(lèi),其中應(yīng)用較為廣泛的乳桿菌包括乳酸乳桿菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌等。植物乳桿菌對(duì)糖的發(fā)酵能力強(qiáng),發(fā)酵后能產(chǎn)生大量的乳酸,且沒(méi)有其他代謝產(chǎn)物,現(xiàn)證實(shí)植物乳酸桿菌能夠促進(jìn)動(dòng)物腸道中有益菌的增值,降低病原菌的數(shù)量,而腸道內(nèi)的微生物與腸道免疫功能有著密不可分的關(guān)系。嗜酸乳桿菌可以調(diào)節(jié)體內(nèi)外的免疫反應(yīng),它可以產(chǎn)生細(xì)菌素化合物,調(diào)節(jié)腸道內(nèi)pH 值,通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)排斥來(lái)調(diào)節(jié)腸道內(nèi)菌群,除此之外,嗜酸乳桿菌可以在腸道內(nèi)直接發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),產(chǎn)生促生長(zhǎng)因子,刺激小腸的蠕動(dòng),提升飼料利用率。
酵母菌是單細(xì)胞真菌,菌體內(nèi)含有較為豐富的酶、氨基酸和維生素,繁殖速度很快,生長(zhǎng)周期較短,是在食品加工過(guò)程中比較常用的添加劑。在飼料中添加酵母菌可以促進(jìn)飼料的發(fā)酵,發(fā)酵后的飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高,而且能夠作為生長(zhǎng)激素,促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。酵母菌不僅能夠單獨(dú)使用對(duì)飼料進(jìn)行發(fā)酵,也可以與其他益生菌協(xié)同制成復(fù)合益生菌制劑,這樣能夠提升飼料內(nèi)有益產(chǎn)物的種類(lèi)和數(shù)量,提升飼料的飼用價(jià)值。將農(nóng)副產(chǎn)品中添加酵母菌可以改善飼料的適口性,也能緩解飼料短缺的偏遠(yuǎn)地區(qū)的養(yǎng)殖壓力,一定程度上促進(jìn)了畜牧業(yè)的發(fā)展。
益生菌已經(jīng)逐步應(yīng)用于潰瘍性結(jié)腸炎等人類(lèi)疾病的治療上,這證明益生菌的安全性很高,但在我國(guó)90%以上的益生菌均應(yīng)用于乳制品產(chǎn)業(yè),目前,我國(guó)的益生菌在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段,但由于益生菌不僅能促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收,改善胃腸道環(huán)境,抑制病原菌生長(zhǎng),還能提升動(dòng)物的生產(chǎn)水平,甚至還在減少環(huán)境污染方面起到一定的作用[3],益生菌作為飼料添加劑是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必然方向。
在丁酸梭菌的應(yīng)用方面,有學(xué)者以北京鴨為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示,在日糧中添加400mg/kg 體重的丁酸梭菌能夠調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝,通過(guò)MAPK 信號(hào)通路和TNF 信號(hào)通路來(lái)控制鴨只的肌肉發(fā)育,改善鴨肉的肉質(zhì),進(jìn)入消化道的丁酸梭菌還能調(diào)控菌群平衡,降低有害菌群的數(shù)量,提升消化能力和抗病力。
在枯草芽孢桿菌的應(yīng)用中,我們發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌能促進(jìn)瘤胃球菌等厚壁菌門(mén)的生長(zhǎng),厚壁菌門(mén)能夠?qū)⒍嗑厶欠纸鉃榈途厶?,腸道內(nèi)的艱難梭菌屬(核實(shí))和毛螺旋菌等產(chǎn)丁酸梭菌多需要以低聚糖為底物才能生長(zhǎng)繁殖,丁酸鹽是動(dòng)物機(jī)體中非常重要的微生物代謝物,是腸上皮細(xì)胞的主要能量來(lái)源,丁酸鹽還有調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),降低氧化狀態(tài)的作用。枯草芽孢桿菌還有保持腸道完整性的作用,幫助腸道發(fā)揮其屏障功能,飼喂枯草芽孢桿菌的畜禽腸道微絨毛會(huì)正常,這會(huì)幫助動(dòng)物吸收飼料內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),提升飼料的轉(zhuǎn)化率,增強(qiáng)了腸道的屏障功能,也能一定程度上表現(xiàn)出抗病力,很多細(xì)菌是通過(guò)消化道感染的,而這部分細(xì)菌進(jìn)入腸道后想要在機(jī)體內(nèi)定植必須通過(guò)腸道屏障,枯草芽孢桿菌提升了腸道的完整性后能抵御病原微生物的侵襲,降低疾病的發(fā)生。除此之外,枯草芽孢桿菌對(duì)于反應(yīng)性免疫系統(tǒng)也有一定的調(diào)節(jié)作用,在炎癥條件下,補(bǔ)充了枯草芽孢桿菌后,機(jī)體通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB 信號(hào)通路使得白細(xì)胞介素8 的表達(dá)顯著降低,這說(shuō)明枯草芽孢桿菌可能在治療炎癥反應(yīng)中有一定的積極作用。目前,枯草芽孢桿菌作為飼料添加劑還可以將臭源化合物氧化為沒(méi)有氣味的無(wú)毒物質(zhì),畜禽的排泄物所含有毒有害物質(zhì)較低,能夠起到改善飼養(yǎng)環(huán)境的作用。
隨著減抗、禁抗政策的逐步實(shí)行,抗生素類(lèi)飼料添加劑的使用會(huì)受到諸多條件的限制,益生菌類(lèi)添加劑憑借其無(wú)毒、無(wú)殘留的特點(diǎn)有望取代抗生素類(lèi)飼料添加劑在畜禽生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。目前單一的益生菌制劑在畜禽生產(chǎn)中的研究已取得一定的進(jìn)展,下一步應(yīng)當(dāng)繼續(xù)挖掘益生菌在畜禽體內(nèi)的調(diào)控機(jī)制,嘗試研究?jī)煞N或兩種以上的益生菌是否能夠發(fā)揮協(xié)同作用,從而尋找提升畜禽生產(chǎn)性能的最佳添加劑組合,為養(yǎng)殖業(yè)和飼料生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新的方向。