畜禽微生态制剂的研究进展及在猪鸡中的应用_宋俊宏

畜禽微生态制剂的研究进展及在猪鸡中的应用宋俊宏,郑(浙江大学动物科学学院,杭州　310029) 摘要:随着现代养殖业的发展,畜禽微生态制剂在世界范围内越来越受到人们重视。

作者系统介绍了畜禽微生态的作用原理及其在生产中的应用。

关键词:微生态制剂;畜禽;作用原理;应用效果中图分类号:S816.7 文献标识码:B 文章编号:1671-7236(2006)09-0027-04 自20世纪中叶以来,随着现代养殖业的发展,抗生素、喹乙醇、喹诺酮等药物饲料添加剂在世界范围内得到了广泛应用。

药物饲料添加剂在防治疾病、促进动物生长等方面作用十分明显。

但由此也引发了病原菌的耐药性、药物毒性、“三致”(致畸、致癌、致突变)等隐患。

特别是近几年来,药物添加剂在饲料中长期大量添加及滥用,给人类健康带来了越来越严重的威胁。

与此同时,微生态制剂的研究也开始萌芽,最早研究和应用微生态制剂的是蒙哈德(M ollg oard),他在1947年首先发现使用乳酸杆菌饲喂仔猪,可有效增加仔猪体重并改善仔猪的身体健康。

但此后,1950年～1960年,由于抗生素的研究、生产和使用正处在黄金时期,微生态饲料添加剂的研究与开发一直处于低潮,没有受到人们足够的重视。

直到20世纪80年代中期,滥用抗生素等药物饲料添加剂的种种弊端暴露出来以后,微生态制剂的研发才有了根本性扭转。

世界各国,尤其是欧洲、日本等发达国家纷纷采取官方强硬措施,对药物饲料添加剂的种类、使用方法、剂量和配伍等方面严加限制,同时积极鼓励和倡导绿色安全饲料添加剂的研究和推广,使微生修回日期:2006-06-07作者简介:宋俊宏(1971-),男,陕西人,硕士生,研究方向:动物营养。

态制剂前所未有地受到世人的青睐(张晓静等, 2003)。

微生态制剂近10年来发展迅速,已经有不同种类的微生态制剂用于畜产品生产中。

但因对动物正常及病态状态下肠道微生物菌群结构和特性的研究不多,人们对肠道微生物和寄主之间的相互作用认识较少。

1　猪、鸡肠道微生物研究概况仔猪出生4h粪便中可以检测出乳酸杆菌,而Katouli(1995,1997)用分子生态学的方法研究仔猪的肠道菌来源,发现母猪是仔猪前2周内肠道微生物的主要污染源。

另外环境因素对肠道菌群也起很大作用,从仔猪出生到断奶后肠道菌的组成一直在发生连续变化,一般认为直到育肥期才趋于平衡。

在育肥期猪的肠道内至少发现有30多个属,100多种细菌;禽类胃肠道因解剖结构和猪有明显区别,其肠道菌的组成有其明显特点。

Scanlan等(1990)认为鸡嗉囊和砂囊内的上皮细胞表面粘附着大量的乳酸杆菌。

鸡小肠内以兼性厌氧菌如大肠杆菌、乳酸杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌为优势菌群,总量达1011个,鸡的大肠很短,肠道菌群主要在盲肠。

影响猪鸡肠道微生物生态平衡的主要因素有:寄主的遗传免疫特性,肠道内pH和氧化还原电位的高低以及寄主的食物结构等。

Florin(2000)证明Effects of Vegetable Tannin on GoatsCHU Ke,M AO Hua-ming(Key L abo ra tor y o f A nimal N utr ition and F eed o f Yunnan Ag r icultur e U niver sity,K unming650201,China)Abstract:Due to their pa rticular molecular structur e and chemical pro per ties,veg etable tannins po ssessed ant inut ritio nal pro per ty for her bivo r ous A nimal.T his paper a nalysed t he pro gr ess in recent resear ch in effect s of v egetable t annins on g oa ts. Key words:veg etable t annins;go at畜禽肠道微生态的组成、结构、发育过程等是外界因素和动物体本身双重作用的结果。

Krause(1994)发现仔猪日粮中添加乳糖可有效降低肠道内链球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、霉菌和酵母菌的数量,而淀粉类饲料对上述菌群有刺激生长的作用。

这主要由于仔猪体内对淀粉类饲料的消化能力较低,而乳酸杆菌对乳糖的发酵比淀粉快,产生大量的乳酸抑制了其它菌的生长。

因而一系列寡糖添加剂通过改变饲料组分从而直接影响肠道菌的平衡(顾君华等,2004;井明艳等,2003)。

2　畜禽类微生态制剂的作用原理微生态制剂包括益生菌、益生元及含有益生菌和益生元的合生素3种类型(赵宗蕃,2003)。

微生态制剂作为绿色饲料添加剂现已被广大消费者所接受,与化学结构简单,作用机理单一的抗生素相比,微生态制剂的成份复杂的多,其作用机理:2.1　促进动物生长发育2.1.1　产生多种消化酶　如芽孢杆菌进入肠道后产生大量的胞外酶,如蛋白酶、淀粉酶、半纤维素酶等,促进消化吸收(Radecki,1992;Hinton,1990),乳酸杆菌含有产生有机酸和合成多糖的酶(Anderson 等,1999);双歧杆菌具有多种糖苷酶,能充分利用双歧因子;酵母中含有大量的酶,如蔗糖酶、麦芽糖酶、酸性磷酸酶、半乳糖酶,有些可释放出来,有些则在酵母溶解后释放出来,参与糖类的新陈代谢(M elinda等,1994)。

2.1.2　提供动物机体所需营养物质　双歧杆菌在肠内发酵可产生丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸和苏氨酸等,还可产生维生素。

据报道,猪、鸡血浆中赖氨酸、尿中赖氨酸和机体中赖氨酸的20%来源于肠道中有益微生物的合成。

光合细菌菌体营养丰富,蛋白质含量达60%～65%,还有VB、泛酸、叶酸等,用后能提高饲料效率、抗病能力及产蛋率。

2.1.3　在动物胃肠道形成微酸性环境　饲料级微生物菌产生的酸性物质,可以激活内源酶活性,维持肠道内pH,有利于营养物质的消化吸收。

2.2　维持消化道的有效菌数2.2.1　参与营养的竞争　营养的竞争发生在小肠上皮细胞,添加益生菌后,益生菌群占优势,抢先吸收利用小肠上皮细胞内的营养物质进行生存和繁殖,抑制有害细菌在消化道的增殖(姚建国,2000)。

2.2.2　生物夺氧　需氧芽孢杆菌能在宿主肠道内迅速定植并生长繁殖,消耗氧气又称生物夺氧,降低局部的氧化还原电势,扶植和促进正常菌群厌氧菌的生长繁殖。

2.2.3　产生抑制有害菌生长的物质2.2.3.1　产生酸性物质　有试验结果证明,乳酸菌和双歧杆菌在肠道内产生的醋酸和乳酸,降低肠道pH,可抑制大肠杆菌及梭菌类的生长,抑菌率高达80%以上。

乳酸是肠道微生物活性的首要调控物质,在小肠内进一步代谢生成乙酸,肠道内的环境被酸化,抑制对酸敏感的病原,当环境pH下降时,以分子形式存在的强有机酸(甲酸、乙酸)的浓度上升,通过细胞膜扩散进入细胞,表现更高的抑菌能力。

2.2.3.2　产生细菌素　细菌素是一类选择性作用于细菌靶细胞的抗菌物质,它们大多属多肽类且具水溶性。

几乎所有的乳酸菌菌株都能产生细菌素。

嗜酸乳杆菌产生的细菌素能抑制大肠杆菌DNA的合成。

从枯草芽孢杆菌中提取的枯草菌素能抑制真菌(闫凤兰等,1996)。

双歧杆菌对肠道腐生菌起抑制作用(Frank,1991)。

2.2.3.3　产生过氧化氢　嗜酸乳杆菌、乳酸乳杆菌等在动物体内可产生过氧化氢,激活动物大肠内的过氧化物酶-硫氰酸盐反应系统,在此系统中,过氧化物酶与过氧化氢结合,然后将硫氰酸盐氧化成氧化性中间物,抑制葡萄球菌等致病菌的生长繁殖。

2.2.3.4　产酶或诱导酶的产生　双歧杆菌和某些乳杆菌产生胞外糖苷酶,可降解肠粘膜上皮细胞的复杂多糖,由于这些糖是致病菌和细菌毒素的潜在受体,通过酶的作用,可以阻止毒素对上皮细胞的粘附和入侵(周庆安等,2003;张晓梅等,1999)。

2.3　调节免疫系统　微生态制剂可保护肠壁,与病原菌竞争附着并进入肠上皮细胞,刺激巨噬细胞,有效抑制感染。

2种乳酸成分参与了乳酸菌的粘附,一种成分是抗蛋白酶(与菌体表面吸附有关),另一种是热稳定且对蛋白酶敏感的胞外蛋白。

双歧杆菌的粘附则是借助于细胞表面或双歧杆菌培养物上清液中类蛋白促粘附因子,通过细丝状的成分特异性地粘附于肠道粘膜表面上,诱导抗体产生(刘克琳等, 1994;胡文峰等,2003)。

2.4　防腹泻作用　细菌性毒素与肠细胞结合,导致肠细胞分泌功能亢进,大量液体从细胞边缘溢出,肠绒毛顶端细胞吸收功能降低,从而造成水分和电解质被大量积蓄在肠管内,引起临床上的水样腹泻和迅速脱水症状。

乳酸杆菌在通往肠道时形成保护性屏障,释放一些化合物,抑制病原菌,加强特异性免疫和非特异性免疫,另一种机制是对小肠粘膜的营养效应,减少有毒胺类或肠毒素的产生(刘克琳等,1994)。

消化道微生物的代谢活动可产生有害的胺类、氨,具有毒性和刺激作用,并可以增加小肠蠕动速度,这是造成仔猪断奶后腹泻的原因之一。

嗜酸乳杆菌不仅可以减少大肠内的含氨量,并且还可以分解病原菌产生的毒素,使其失活,从而减轻腹泻症状。

也有人认为干酪乳杆菌产生一些表面活性剂抑制病原菌的粘附与繁殖,从而减少了有毒胺类或肠毒素的产生(Reilly等,1999)。

2.5　减少胆固醇2.5.1　与胆盐反应　胆汁酸、去氧胆汁酸经常结合甘氨酸或牛磺形成甘氨胆酸或牛磺胆酸,被乳酸杆菌中的细菌酶、胆盐水解酶所解离。

解离的胆酸有杀菌作用,粘附到细菌纤丝上形成共沉淀被排出体外,最终会导致产生更多胆酸,从而降低胆固醇含量。

2.5.2　益生细菌直接吸收胆固醇　在胆汁存在的条件下,胆固醇降解显著。

此外,益生细菌抑制肠内分子团的形成,促进胆固醇与胆酸及短链脂肪酸的发酵作用,对胆固醇代谢也起重要作用。

研究结果表明粪肠球菌、屎链球菌及其提取物也具有降低血清胆固醇和甘油三脂的作用(黄少文等,2002;梁明振等,2002)。

2.6　净化环境作用机制　枯草芽孢杆菌可在大肠中产生氨基氧化酶、氨基转移酶及分解硫化物的酶,可将臭源吲哚化合物完全氧化,将硫化物氧化成无臭、无毒物质,从而降低血液及粪便中有害气体的浓度,也减少了向外界排放的量,改善了饲养环境。

嗜氨菌能消化肠道游离的氨(胺)及吲哚等有害物质,抑制大肠杆菌的活动,排出的粪中含有的活菌体,可消化剩余的氨。

用放线菌微生物作除粪臭剂,除臭率达66%,禽粪经处理后成分基本不受影响。

乳酸杆菌可明显降低多胺水平(王建辉等,2004)。

3　动物微生态制剂的应用3.1　动物微生态制剂在养鸡业中的应用效果3.1.1　提高生产性能,改善饲料利用率　东彦新等(2003)在蛋鸡饮水中添加微生态制剂(热快消)可使蛋鸡减少产热,增加散热,提高蛋鸡对高温的耐受性,能缓解蛋鸡的热应激,从而提高生产性能。