益生素的研究进展及在养猪生产中的应用,饲用

日期:2020-03-26编辑作者:养殖业资讯

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益生素是一类微生物制剂,它作为一种新型饲料添加剂,具有无毒、无副作用,以及促进动物生长,提高饲料转化率,增强动物机体的免疫功能等特点,目前 已被广泛应用于畜禽养殖业。本文综述了益生素的研究进展,作用机理,及益生素在猪生产中的应用现状,为研究及生产提供参考。

文章摘要:

谭荣炳

1 益生素的发展历史

益生素的发展历史

湖南九鼎集团技术研究中心,长沙410000

益生素(Probiotic),又称促生素、生菌剂、活菌制剂、微生态调节剂,其中文名称尚无统一规定,对其定义的解释也不尽一致。首先Lilley和Still well于1965年使用益生素一词(Probiotic),与抗生素(antibiotic)相对,两者的作用矛盾。抗生素是直接杀灭或抑制有害菌生长。1974年美国RE Parker认为:益生素是维持肠道菌群平衡的微生物或物质:。1989年Fuller重新定义为:一种可通过改变肠道微生物平衡而对动物施加有利影响的活的微生物饲料添加剂:。1990年H.Sossard给益生素的定义是:摄入动物体内参与肠内微生物群落的阻碍作用,或者通过增强非特异性免疫功能来预防疾病而间接地起促进作用和提高饲料效率的活的微生物培养物:。1991年我国学者又提出了一个较通俗的概念:饲用微生物添加剂:。

益生素,又称促生素、生菌剂、活菌制剂、微生态调节剂,其中文名称尚无统一规定,对其定义的解释也不尽一致。首先Lilley和Stillwell于1965年使用益生素一词,与抗生素相对,两者的作用矛盾。抗生素是直接杀灭或抑制有害菌生长。1974年美国REParker认为“益生素是维持肠道菌群平衡的微生物或物质”。1989年Fuller重新定义为“一种可通过改变肠道微生物平衡而对动物施加有利影响的活的微生物饲料添加剂。1990年H.Sossard给益生素的定义是“摄入动物体内参与肠内微生物群落的阻碍作用,或者通过增强非特异性免疫功能来预防疾病而间接地起促进作用和提高饲料效率的活的微生物培养物”。1991年我国学者又提出了一个较通俗的概念———饲用微生物添加剂。

随着抗生素作为饲料添加剂的广泛使用,在给养殖业带来巨大经济效益的同时,其中的弊端也逐渐被人们所认识。抗生素的滥用和长期使用导致动物肠道重复感染和二重感染,同时导致病原微生物产生耐药性、动物产品产生药物残留、畜产品品质降低等,从而对微生态安全和食品安全产生重大威胁。在这种情况下,许多国家和地区都已禁止或即将禁止抗生素作为饲料添加剂使用,但随之而来的问题是养殖经济效益下降、动物疾病增加等。为了降低抗生素禁用带来的养殖效益的损失,各国学者都在寻求抗生素的理想替代品。

2 益生素的种类

益生素的种类

芽孢杆菌制剂是一种新型微生态制剂,具有较高的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶活性,对植物性碳水化合物也有较强的降解能力。据统计,国内外用于畜禽生产中的芽孢杆菌种类有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、东洋芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、芽孢乳杆菌、丁酸梭菌等。

可用作益生素的微生物种类很多,美国FDA(1989)规定允许饲喂的微生物有42种。我国1999年经农业部批准使用的微生物品种有12种,包括蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪链球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌和乳酸链球菌等。生产上使用的益生素有两种: 一种为单一菌属组成的单一型菌制剂,另一种为多种不同菌属组成的复合型菌制剂。一般来说,后者比前者更能促进畜禽生长及提高饲料利用率。若按照益生素所用的菌种类型,则可划分为以下3类:

可用作益生素的微生物种类很多,美国FDA规定允许饲喂的微生物有42种。我国1999年经农业部批准使用的微生物品种有12种,包括蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪链球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌和乳酸链球菌等。生产上使用的益生素有两种:一种为单一菌属组成的单一型菌制剂,另一种为多种不同菌属组成的复合型菌制剂。一般来说,前者功能性更专一。若按照益生素技术进步,则可划分为四代:

芽孢杆菌是一类好氧或兼性厌氧菌,在制剂中以内生孢子形式存在,能忍受酸碱、高温、挤压、紫外线、电磁辐射、某些化学药品等多种不良环境,具有良好的稳定性,在饲料加工、运输和储存过程中损失较小,还具有其他益生菌所没有的抗逆性。孢子进入动物肠道后,在肠道上部能迅速复活并分泌活性很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等多种酶,有助于降解植物性饲料中某些复杂的碳水化合物,产生具有拮抗肠道致病菌的多种物质,同时通过生物夺氧消耗肠道内的氧气造成厌氧环境。肠道原籍优势菌大多属厌氧菌,而有害菌和外来菌多为需氧菌,从而有利于维持肠道生态平衡。同时,芽孢杆菌的使用可避免长期使用抗生素产生的毒副作用和耐药性问题,可防止微生态菌群失调,而且为绿色食品的生产提供了条件。因此,芽孢杆菌在动物生产中具有广阔的应用前景。

2.1 乳酸菌类

第一代益生素:用酵母菌、乳酸菌以稻壳粉,沸石粉等作载体固体发酵,自然晾晒而成,质量稳定性较差。

1 饲用芽孢杆菌的作用机理

乳酸菌类是一类可分解糖类产生乳酸的细菌的总称,其中有益菌以乳酸杆菌、双歧杆菌和粪链球菌属为代表。乳酸菌类可以在肠道内合成B族维生素、维生素K、维生素D和氨基酸等物质,可提高矿物质元素的生物学活性、 改善矿物质的吸收功能,进而为宿主提供必须的营养物质,以增强动物的营养代谢、 促进机体生长。乳酸菌还能产生酸性代谢产物,使肠道环境偏酸性; 同时,乳酸菌类还能产生溶菌素和过氧化氢等,可抑制几种潜在病原微生物的生长。这类微生物的主要特点有:(1)是多种动物消化道主要的共生菌,能形成正常菌群。(2)在微氧或厌氧条件下产生乳酸,降低肠道pH值,促进维生素D、钙、磷和铁等矿物质元素的吸收。(3)有较强的耐酸性,在pH值3.0~4.5时仍可生长,对胃中的酸性环境有一定耐受性。(4)不耐高温,经80℃处理5 min,损失70%~80%。(5)生产一种特殊的抗生素-酸菌素,能有效抑制大肠杆菌和沙门氏菌的生长。

第二代益生素:在第一代益生素的基础上复配一部分酶制剂,由于酶制剂数量、酶活都不确定,效果与第一代益生素差别不大。

1.1 优势菌群说

2.2 芽孢杆菌类

第三代益生素:以枯草芽孢杆菌为主要菌种发酵的一类产品,枯草芽孢杆菌繁殖代谢过程中可产淀粉酶,所以称为产酶益生素,与工业酶制剂比起来酶数量、酶活性都很低,芽孢杆菌加工后处于休眠状态,所以应用后5-7天才能见效。

在正常微生物群与畜禽机体和环境所构成的微生态系统内,少数优势种群对整个种群起决定作用,一旦失去了优势种群则造成微生态失调,使用芽孢杆菌制剂可补充或恢复优势种群,使失调的微生态达到新的平衡。

芽孢杆菌是好气性菌,可形成内生孢子,在所有菌属中芽孢杆菌是最理想的微生物添加剂。 它具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,对植物性碳水化合物具有较强的降解能力,它进入肠道后能迅速复活,可消耗肠道内大量的氧、保持肠道厌氧环境、抑制致病菌的生长、维持肠道正常生态平衡。这类制剂的主要特点是:(1)耐性好,可耐高温(100℃)、 耐酸、耐盐及制粒过程中耐挤压,具有很好的稳定性。(2)产生消化酶,具有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。(3)在肠道环境不增殖,在肠道定植后可消耗大量的氧气,维持肠道厌氧环境,增加肠道对需氧菌的定植能力。

第四代益生素:用乳酸菌以中草药或提取物作载体发酵的活菌中药微生态制剂。因为保持活菌状态,所以具备所有活菌制剂的作用,同时可以提高动物免疫水平、提高饲料利用率、提高成活率、提高养殖效益。第四代益生素代表微生态制剂的技术领先水平,目前国内只有哈尔滨中科生物工程有限公司等为数不多的公司生产。

芽孢杆菌制剂主要通过以下4 种方式维持有益菌的优势:一是直接充实有益的优势菌群,并使之在肠道内定植;二是与有害菌竞争养分或吸附位点;三是消耗氧气,形成无氧环境(一般有害菌为需氧菌);四是产生抑菌物质,如乳酸、过氧化氢、溶菌酶、抗菌物质等。Cavazzoni等[1]研究表明,凝结芽孢杆菌的芽孢可以在肉仔鸡和哺乳仔猪的消化道内迅速出芽,在肉仔鸡的嗉囊和仔猪的胃中未出芽的芽孢只占采食量的10%。另外,芽孢杆菌的营养体和芽孢均可以在肉鸡十二指肠生存,而不被胆盐和胃酸所抑制或杀死,芽孢杆菌可以在动物消化道不断地出芽和形成芽孢,具有极强的生长繁殖的能力。

2.3 酵母菌

第四代益生素“本草倍利康”“猪康肽”“保禽肽”“霉立肽”等产品在市场上受到很多大型养殖企业认可。

1.2 生物夺氧说

酵母菌仅零星存在于动物胃肠道的微生物群落中,其细胞壁的主要成分是甘露聚糖和葡萄糖,甘露聚糖可增强吞噬细胞的活性。饲用酵母的种类主要有热带假丝酵母、产阮假丝酵母、啤酒酵母、红色酵母等。主要特点是:(1)需氧菌,存在于多糖偏酸环境中。(2)体内富含蛋白质和多种B族维生素。(3)不耐热,温度在60℃~70℃条件下,1 h即可死亡。

第四代益生素的作用机理

畜禽肠道内的优势微生物种群为厌氧菌,当一些有益的耗氧益生菌进入肠道后在生长繁殖过程中消耗环境内的氧气,造成厌氧环境,有助于厌氧菌的生长,从而使失调的菌群平衡调整到正常的状态以达到治病促生长的目的。

3 益生素的作用机理

目前主要有:形成菌群屏障学;微生物夺氧。

1.3 生物拮抗说

益生素的作用机理在理论上的进展还很小,目前主要有3种学说:(1)优势菌群学说;(2)菌群屏障学说;(3)微生物夺氧学说。益生素主要是通过下述途径在动物体内发挥其作用的。

通过下述途径在动物体内发挥其作用的。

生物拮抗,就是正常的微生物群有序地定植于黏膜或细胞上皮构成机体防御屏障,而有害菌只有定植于黏膜上皮的某些位点才能对机体发挥毒性作用,这些微生物可竞争性抑制病原微生物黏附到肠黏膜上皮细胞上,同病原微生物竞争营养物和生态位点,从而在一定程度上阻止了病原微生物的生长繁殖。目前,研究动物消化道菌群的方法主要有微生物计数法、PCR 法等多种方法,但是每种方法都不能完全确切地表明微生态的平衡状态。黄俊文等[2]研究表明,饲喂纳豆芽孢杆菌后,仔猪结肠中的乳酸杆菌和双歧杆菌数量显著高于对照组,而大肠杆菌的数量要低于对照组。但也有研究表明,蜡样芽孢杆菌可以降低断奶仔猪十二指肠和空肠食糜中大肠杆菌的数量,但是在回肠、盲肠和结肠食糜中大肠杆菌的数量却明显增加;在试验的前期仔猪粪便中的大肠杆菌和肠球菌的含量明显低于对照组,但是在后期,上述2 种细菌的含量却高于对照组[3]。

3.1 补充有益菌群,改善消化道菌群平衡,预防和治疗菌群失调症

1、补充有益菌群,改善消化道菌群平衡,预防和治疗菌群失调症

1.4 增强机体免疫力

畜禽消化道内存在大量的微生物菌群,其中有些菌群能有效地促进畜禽生长和饲料消化,称有益菌群; 有些菌群具有抑制生长和致病作用,称为有害菌群。正常情况下,畜禽消化道内的这些菌群都保持着良好的平衡,维持着畜禽的正常生长和生产,这些菌群一旦失去了平衡,则引起消化机能紊乱、抑制生长发育,严重的则可治病。

畜禽消化道内存在大量的微生物菌群,其中有些菌群能有效地促进畜禽生长和饲料消化,称有益菌群;有些菌群具有抑制生长和致病作用,称为有害菌群。正常情况下,畜禽消化道内的这些菌群都保持着良好的平衡,维持着畜禽的正常生长和生产,或抗生素滥用,这些菌群一旦失去了平衡,则引起消化机能紊乱、抑制生长发育,严重的则可治病。

芽孢杆菌可成为非特异性免疫因子,通过细菌本身或细胞壁成分刺激宿主细胞,激活免疫系统,提高机体抗体水平或巨噬细胞活性,使动物的体液免疫和细胞免疫水平提高,增强机体抵抗力。益生菌的免疫调节作用主要体现在可以调节致炎和抗炎因子的平衡,从而达到抑制过敏反应的目的。高建忠等[4]研究富硒益生菌对仔猪抗氧化能力和免疫功能的影响,结果表明:在60 d时,试验组仔猪血液GSH-Px 活性、血清SOD 活性、血液和组织中的硒含量及血清中的猪瘟抗体水平均显著高于对照组,MDA 水平显著低于对照组。

3.2 刺激机体免疫系统,提高机体免疫能力

2、刺激机体免疫系统,提高机体免疫能力

1.5 促进营养物质的消化吸收

益生素中的有益菌均是良好的免疫应激活剂,能有效地提高巨噬细胞的活性,通过生产抗体和提高噬菌作用活性等刺激免疫,激发机体体液免疫和细胞免疫,导致机体免疫力和抗病能力的增强。

第四代益生素中的有益菌是良好的免疫应激活剂,能有效地提高巨噬细胞的活性,通过生产抗体和提高噬菌作用活性等刺激免疫,激发机体体液免疫和细胞免疫,导致机体免疫力和抗病能力的增强。

动物微生态制剂中的活菌可以在动物消化道内产生一些有益代谢产物,如有机酸、抗菌物质、各种酶类物质、过氧化氢等。有机酸(如乳酸、乙酸、丙酸等)能够降低肠道pH 值,从而能抑制致病性大肠杆菌和沙门氏菌的生长繁殖;有机酸还可加强肠道的蠕动,促进消化吸收。而且在酸性环境中,胃蛋白酶原被激活为有消化能力的胃蛋白酶,有助于蛋白质的消化吸收;芽孢杆菌的营养体不仅可以分泌复杂的胞外酶系(纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等),而且在营养体形成芽孢过程中产生抗菌素。

3.3 参与菌群生存竞争,协助机体消除毒素和代谢产物

3、参与菌群生存竞争,协助机体消除毒素和代谢产物

过氧化氢的抗菌原理是使细胞膜脂肪发生过氧化反应从而产生细胞毒性,或者产生具有细胞毒性的羟基;同时还可以激活肠道内乳过氧化物酶-硫氢酸盐系统,在这一系统中,过氧化物酶与过氧化氢结合,然后将硫氢酸盐氧化成氧化性中间产物,这种产物能抑制微生物的生长。另外,微生态制剂中的有益菌群在消化道繁衍,能促进消化道内多种氨基酸、维生素等一系列营养成分的有效合成和吸收利用,从而促进畜禽生长发育和增重。

益生素参与消化道有益菌群与致病菌之间的生存和繁殖空间竞争、时间竞争、定居部位竞争以及营养竞争,限制致病菌群的生存、繁殖。有益菌在消化道内生成致密的膜菌群,形成微生物屏障,一方面抑制消化道粘附病原菌,中和毒性产物;另一方面防止毒素或废物的吸收。

第四代活菌益生素参与消化道有益菌群与致病菌之间的生存和繁殖空间竞争、时间竞争、定居部位竞争以及营养竞争,限制致病菌群的生存、繁殖。有益菌在消化道内生成致密的膜菌群,形成微生物屏障,一方面抑制消化道粘附病原菌,中和毒性产物;另一方面防止毒素或废物的吸收。

挥发性脂肪酸是动物消化道微生物发酵的产物,其含量和组成可间接反应消化道微生态的情况。苏勇等[5]将6 窝仔猪随机分成对照组和处理组,研究外源芽孢乳杆菌对仔猪空肠和结肠食糜中VFA 含量的影响,结果表明:断奶后,仔猪结肠VFA含量明显下降;与对照组相比,处理组结肠VFA 含量明显较高。由此可见,芽孢乳杆菌可以改善动物消化道的菌群分布及其代谢情况。但是,其作用效果因动物消化道微生态的完善程度而异。

3.4 改善机体代谢,补充机体营养成分,促进畜禽生长

4、改善机体代谢,补充机体营养成分,促进畜禽生长

1.6 减少粪便中有害物质的产生

益生素的有益菌群能在消化道内繁衍,能促进消化道内多种氨基酸、维生素等一系列营养成分的有效合成和吸收利用,从而促进畜禽生长发育和增重。

活菌益生素的有益菌群能在消化道内繁衍,能促进消化道内多种氨基酸、维生素等一系列营养成分的有效合成和吸收利用,从而促进畜禽生长发育和增重。

饲喂芽孢杆菌可抑制肠道内腐败菌生长,减少腐败物质产生,降低粪便中氨和硫化氢的含量。王晓霞等[6]报道,果寡糖和枯草芽孢杆菌的添加使发酵粪中NH3和H2S 的散发量分别降低62.14%和28.49%。Canh 等[7]报道,猪摄入含芽孢杆菌的饲料后,粪便中大肠杆菌数减少到原来的2%。在肠道内,芽孢杆菌还可产生氨基氧化酶及分解硫化氢的酶类,从而降低了蛋白质向刺激性较强的氨和胺的转化,使血液和肠道中氨的浓度降低,也降低了向外界的排泄量,改善了饲养环境。同时,肠道内产生有害物质的减少,可维持肠上皮细胞处于较好的吸收状态,并降低肠上皮细胞的更新率,从而降低动物的维持需要。

4 益生素在猪生产中的应用

第四代益生素在猪生产中的应用

2 饲用芽孢杆菌制剂在养猪生产中的应用

4.1 在防止仔猪腹泻中的应用

1、在防止仔猪腹泻中的应用

2.1 提高生产性能

仔猪腹泻是困扰仔猪饲养的最主要的疾病之一,据报道,一般情况下,发病情况较轻的在10%~20%,严重的可达40%~ 50%,有的甚至达到100%。同时该病所造成的仔猪死亡率也相当高,一般在10%~30%,严重的可达50%以上。

仔猪腹泻是困扰仔猪饲养的最主要的疾病之一,据报道,一般情况下,发病情况较轻的在10%~20%,严重的可达40%~50%,有的甚至达到100%。同时该病所造成的子猪死亡率也相当高,一般在10%~30%,严重的可达50%以上。

戴荣国等[8]报道,仔猪基础日粮中添加蜡样芽孢杆菌后(www.nczfj.com),仔猪的平均日增重较对照组明显提高,前、后期及全期平均日增重分别显著提高45.7%、14.74%和23.92%;料重比分别降低18.8%、4.3%和7.2%;同时,饲料采食量也得到了显著的提高,但是饲料转化率没有得到明显的改善。霍军等[9]在生长育肥猪饲料中添加芽孢杆菌后(100 mg/kg 饲料,活菌数108个/g),生长育肥猪的平均日增重较空白对照组提高了13.42%、料肉比降低了11.83%。陈兵等[10]在仔猪日粮中添加纳豆芽孢杆菌,结果表明:前期试验组仔猪日增重较对照组分别提高12.31%和12.51%,料重比下降8.56%和6.31%;后期试验组日增重较对照组分别提高11.36%和9.14%,料重比下降8.70%和5.93%,尤以低剂量添加组效果最好。范先超等[11]选用体重约20 kg 的杜长大三元杂交仔猪40 头,试验组日粮添加0.1%益生素,结果表明:仔猪日增重试验组比对照组增加14.25%,差异显著;料肉比降低8.23%。李焕友等[12]将复合芽孢杆菌添加到仔猪日粮中,结果表明:600 mg/kg 的添加量效果最好,且比抗生素效果要好。黄沧海等[13]研究了枯草芽孢杆菌益生素添加剂对仔猪生长性能的影响,处理1 添加0.1%普百克、处理2 添加0.2%普百克、处理3 添加80 mg/kg 的喹乙醇,在断奶后第1、2 和3 周3 个处理组间仔猪的日增重、料肉比和日采食量都无显著差异;断奶后3 周3 个处理组之间日增重和日采食量无显著差异;添加0.2%普百克组料肉比较低,差异显著。陈旭东等[14]研究结果表明,芽孢杆菌制剂能显著改善断奶仔猪日增重、饲料转化率和腹泻率;芽孢杆菌添加于饲料能显著提高日采食量。

赵京扬(2001)研究液态益生素和加酶益生素对哺乳猪日增重、腹泻率和存活率的影响,结果发现,添加0.75%加酶益生素的试验组,哺乳仔猪日增重比对照组提高15.94%(P0.01); 而腹泻率比对照组降低了8.92%(P0.05)。试验结果表明哺乳仔猪早期接种益生素和以含加酶益生素的饲料补食可明显提高哺乳仔猪的日增重、 降低哺乳仔猪腹泻率、 提高哺乳仔猪存活率。刘涛等(2003)研究表明,在断奶仔猪日粮中添加适量的Gln可促进断奶仔猪肠道发育、 缓解断奶应激性、 降低腹泻率、 提高断奶仔猪生长性能和免疫能力。黄冠庆等(2008)研究发现,在仔猪断奶(21d断奶) 后1~10d内的日粮中添加0.1%的Ala-Gln; 或者在断奶后10~20 d内的日粮添加0.3%的Ala-Gln均可显著提高仔猪日增重,提示早期断奶仔猪补充外源Ala-Gln可促进其生长发育。

相关研究人员研究液态第四代益生素和产酶益生素对哺乳猪日增重、腹泻率和存活率的影响,结果发现,添加第四代益生素的试验组,哺乳子猪日增重比对照组提高15.94%;而腹泻率比对照组降低了8.92%。试验结果表明哺乳仔猪早期接种第四代活菌益生素和以含产酶益生素的饲料补食可明显提高哺乳仔猪的日增重、降低哺乳仔猪腹泻率、提高哺乳子猪存活率。

此外,芽孢杆菌对繁殖母猪的生产性能也有所改善。郭丽华等[15]在妊娠及哺乳母猪饲料中添加地衣芽孢杆菌,不仅可提高母猪的繁殖性能、改善肠道功能、降低便秘率,还可增加仔猪出生体重以及日增重,且腹泻率比对照组降低了15.78%、死淘率仅为对照组的44.48%。

4.2 在仔猪生产性能上的应用

研究表明,在断奶仔猪日粮中添加适量的第四代益生素可促进断奶子猪肠道发育、缓解断奶应激性、降低腹泻率、提高断奶子猪生长性能和免疫能力。

宋良敏[16]研究表明,在哺乳母猪饲料中添加复合微生态制剂能够促进胎儿和乳腺发育,母猪奶水增多,提高母猪窝产活仔数与仔猪初生重,其中0.1%添加量效果最佳;但对于仔猪初始重,0.4%处理组最高,且断奶仔猪体重亦最重。

益生素可以改善仔猪胃肠道的微生态环境,从而保证动物对饲料具有良好的消化率和利用率,进而获得良好的饲养效果。尹召华(2008)研究发现,与对照组相比,断奶仔猪在35~50日龄阶段,添加固体EM和液态EM平均日增重分别提高了25%和36%,且试验组与对照组间的日增重存在显著性差异;料重比分别降低了13%和19%,各组间差异不显著。断奶仔猪在51~68日龄阶段,试验组和对照组间的生产性能差异不显著。梁明振(2002)研究发现,在断奶仔猪日粮中添加0.2%的益生素,可使仔猪日增重提高4.6%、 饲料利用率提高5.7%。赵京扬(2001)还证明,益生素可使哺乳仔猪日增重提高15.94(P0.01)、 断奶仔猪日增重提高8.75%。

研究发现,在仔猪断奶后1天~10天内的日粮中添加0.5%的第四代益生素;或者在断奶后10天~20天内的日粮添加0.3%的第四代益生素均可显着提高仔猪日增重,提示早期断奶仔猪补充外源活菌益生素可促进其生长发育。

2.2 增强免疫功能

4.3 在母猪生产性能上的应用

2、在仔猪生产性能上的应用

吴伟等[17]研究在断奶仔猪日粮中添加芽孢杆菌、低聚果糖制剂对其生长性能及血清IgA、IgG、CD4 、CD8 、猪瘟抗体水平等指标的影响,结果表明:低聚果糖、芽孢杆菌制剂能显著提高断奶仔猪猪瘟抗体水平、IgA 和IgG 水平,但对CD4 和CD8 指标影响不大。

研究表明,在长大和大长经产3胎次母猪日粮中添加3 mg/kg的活性叶酸,母猪产仔数提高7.43%、 产活仔率提高了8.5%、 仔猪初生重提高10.61%。姚远等(2008)研究发现,在母猪日粮中添加酵母菌培养物可显著提高仔猪的平均断奶个体重量(P0.05)。Inteross等报道,在母猪日粮中添加益生素,可使断奶仔猪数和仔猪断奶体重显著地高于不添加组。Podson等给20头母猪日粮中添加枯草菌制剂,平均断奶仔猪数为9.05头,断奶仔猪重为5.48kg,比对照组分别提高了5.85%和3.40%。 Williams指出在母猪日粮中添加益生素能刺激母猪小肠及大肠后端发酵,从而增加挥发性脂肪酸和细菌发酵终产物的产量,为母猪提供了更多的能量,有利于母猪的养分利用和产奶量,并由此提高仔猪的断奶体重和缩短了仔猪达到断奶体重的年龄。

第四代益生素可以改善仔猪胃肠道的微生态环境,从而保证动物对饲料具有良好的消化率和利用率,进而获得良好的饲养效果。研究发现,与对照组相比,断奶仔猪在35日龄~50日龄阶段,添加普通益生素和第四代益生素平均日增重分别提高了25%和36%,且试验组与对照组间的日增重存在显着性差异;料重比分别降低了13%和19%。研究发现,在断奶仔猪日粮中添加0.5%的第四代益生素,可使仔猪日增重提高4.6%、饲料利用率提高5.7%。研究还证明,第四代益生素可使哺乳仔猪日增重提高15.94、断奶仔猪日增重提高8.75%。

王虎伟[18]选用48 头平均体重为(6.39±0.42)kg的日龄杜长大三元杂交断奶仔猪,饲喂基础日粮和含有芽孢杆菌制剂的日粮(含有芽孢杆菌1.3×1011cfu/g),结果表明:试验组可以显著提高仔猪断奶后第7 天血清IL-1β 水平,也显著提高第21 天血清IgG、IL-6 和TNF-a 及回肠黏膜SIgA 水平,而粪便IgA 及外周血T 淋巴细胞CD3 、CD4 和CD8 及CD4 /CD8 并无显著性差异。

5 益生素存在的问题和研究方向

3、在母猪生产性能上的应用

黄俊文等[19]在(5.57±0.04)kg 断奶仔猪日粮中添加0.1%的纳豆芽孢杆菌(1 000 mg/kg),结果表明:血清中CD3 、CD4 水平显著高于对照组,且MDA 含量显著降低,GSH-Px 活性增强,对仔猪的免疫和抗氧化机能有改善作用。

(1) 目前已确认适宜作益生素的菌种尚少,需要开发新的菌种,也可以采用分子生物学的手段,改造现有的菌株,使之具有需要的性能。

研究表明,在长大和大长经产3胎次母猪日粮中添加第四代益生素,母猪产子数提高7.43%、产活子率提高了8.5%、仔猪初生重提高10.61%。研究发现,在母猪日粮中添加第四代活菌益生素,可显着提高仔猪的平均断奶个体重量。

边连全等[20]报道,枯草芽孢杆菌有助于提高血清免疫球蛋白G 的含量和免疫球蛋白A的含量,合生元组补体C3、C4 水平显著高于对照组,表明枯草芽孢杆菌可提高断奶仔猪的体液免疫功能。

(2) 鉴于目前对益生素作用机理的研究进展缓慢,急需加强力量对益生素的作用机理进行更加深入的研究,以指导益生素的研制、生产及使用。

Inteross等报道,在母猪日粮中添加活菌益生素,可使断奶仔猪数和仔猪断奶体重显着地高于不添加组。Williams指出在母猪日粮中添加活菌益生素能刺激母猪小肠及大肠后端发酵,从而增加挥发性脂肪酸和细菌发酵终产物的产量,为母猪提供了更多的能量,有利于母猪的养分利用和产奶量,并由此提高仔猪的断奶体重和缩短了子猪达到断奶体重的年龄。

免疫器官的生长、发育和成熟有赖于抗原的刺激,芽孢杆菌的菌体成分(如胞壁酸、肽聚糖、多肽、蛋白质等)可以作为抗原刺激肠道或以免疫佐剂的形式作用于动物免疫器官,促进免疫器官的生长发育。其次,芽孢杆菌在消化道内大量繁殖,不断合成多种有益物质(如维生素、氨基酸等),直接促进免疫器官的生长发育。

(3) 加强对益生素剂型的研究、 提高活菌浓度、 提高菌剂对不良环境的耐受力、 延长产品保存期。

益生素存在的问题和研究方向

2.3 调控肠道内微生态环境并促进肠道发育

(4) 仍有部分益生素产品质量不稳定,生产处于复配、仿制阶段,检测手段不完善,产品的标准和检测方法尚显混乱,造成市场上的益生素产品良莠难辨。因此必须建立完善的行业检测标准,制定有关法律法规的实施细则,使生产与宣传规范化。

1、目前已确认适合发酵的中草药物需要开发和深入试验,适宜作活菌益生素的菌种尚少,也可以采用分子生物学的手段,改造现有的菌株,使之具有需要的性能。

邓军等[21]研究枯草芽孢杆菌和猪源乳酸杆菌混合菌对仔猪肠绒毛发育的影响并对饲喂混合菌液的试验组进行大肠埃希氏菌K88 的攻毒试验,结果表明:同时饲喂枯草芽孢杆菌和猪源乳酸杆菌能显著提高十二指肠和回肠的肠绒毛高度,增加十二指肠和空肠绒毛的数量,降低空肠和回肠的隐窝深度,以及增加十二指肠、空肠和回肠的绒腺比,此外同时饲喂这2 种益生菌能有效地拮抗大肠埃希氏菌K88对仔猪肠道上皮的损伤。研究提示枯草芽孢杆菌和猪源乳酸杆菌对肠道绒毛的发育起到了促进作用,并能有效地提高抗感染能力、预防腹泻和防治疾病。

(5) 使用不当的现象仍然存在,一定程度上影响了益生素的使用效果及发展,对益生素科学使用方法的研究的要求也就日益迫切。

2、目前对活菌益生素作用机理的研究进展缓慢,急需加强力量对益生素的作用机理进行更加深入的研究,以指导益生素的研制、生产及使用。

2.4 改善养殖环境

3、加强对第四代活菌益生素剂型的研究,提高活菌浓度,提高菌剂对不良环境的耐受力,延长产品保存期。

饲料中蛋白质、肽、氨基酸、氨化物通过发生氨基酸脱氨基反应、尿素水解、细胞自溶等异化作用,分解产物最终生成氨。肠道细菌利用氨发生同化作用,生成菌体蛋白、核酸等物质。因此,肠道内氨浓度的高低直接反应了微生物对氨的利用状况,氨浓度降低说明氨的同化作用加强。

4、由于技术限制市场上活菌益生素极少,绝大多数都是死的菌体制剂,产品质量不稳定,生产处于复配、仿制阶段,检测手段不完善,产品的标准和检测方法尚显混乱,造成市场上的益生素产品良莠难辨。因此必须建立完善的行业检测标准,制定有关法律法规的实施细则,使生产与宣传规范化。

郭丽华等[15]选取平均体重124 kg 左右、2~3 胎次的妊娠母猪30 头,于产前30 d至产后28 d饲喂地衣芽孢杆菌制剂和菌粉,结果表明:至57 d时,试验组的猪舍氨气浓度比对照组分别降低了7.29%和6.59%,尽管差异不显著。另外,添加0.3%枯草芽孢杆菌可明显降低断奶仔猪猪舍的氨气浓度[22]。

肖定福等[23]研究结果表明,地衣芽孢杆菌微生态制剂能显著降低断奶后10~30 日龄仔猪肠道内氨浓度,减少了臭气排放量,显著降低了猪场环境污染。与杜珍辉[24]报道的地衣芽孢杆菌能降低猪粪中NH3浓度相符。

有关研究用腊样芽孢杆菌饲喂猪,发现氮沉积显著增加,血氨浓度减少13.15%~20.11%,尿氨浓度减少5.15%~17.10%。这说明血液及排泄物中氨的含量下降,释放到环境中的氨自然减少;同时pH值的下降可抑制腐败微生物的作用,也降低了腐败物质的产生;另外,粪便含有大量活菌也可利用剩余的氨及胺。

2.5 改善肉质

宋良敏[16]在55 kg 左右的生长肥育猪饲料中添加0.1%、0.2%、0.4%的枯草芽孢杆菌,与对照组相比,枯草芽孢杆菌饲料添加剂能提高猪肉酸价,也能增加猪肉系水力,其中0.1%添加量效果最好,其次为0.2%与0.4%的添加量;将枯草芽孢杆菌以0.2%、0.4%的添加量饲喂育肥猪后,猪肉中脂肪含量增加;另外,各试验组肉色均优于对照组。

3 小结

综上所述,饲用芽孢杆菌以其独特的物理、化学和生物特性在提高动物生产性能和免疫性能、促进胃肠道发育、改善肉质、改善养殖环境方面起着抗生素不可替代的作用。随着养殖业的发展和人均动物产品占有量的增加,人们物质生活条件逐渐改善,消费者对动物产品质量要求越来越高,出于安全的考虑,人们选择绿色、天然食品的需求也将愈加强烈。芽孢杆菌制剂来源于动物消化道,通过饲料投入使其回到原来的环境,发挥天然生理功能,是一类天然安全的饲料添加剂。在实际应用上,芽孢杆菌相比抗生素的效果也不遑多让,势必在未来的动物生产中发挥越来越重要的作用并有着广阔的开发前景。

参考文献

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[2] 黄俊文,林映才,冯定远,等.纳豆菌甘露寡糖对仔猪肠道pH 微生物区系及肠黏膜形态的影响[J].畜牧兽医学报,2005,36:1021-1027.

[3] GEDEK B,ROTH F X,KIRCHGESSNER M,et al.Influence offumaric acid,hydrochloric acid,sodium formate,tylosin and toyocerinon the microflora in different segment of the gastrointestinaltract[J].Pig News and Information,1993,14:178.

[4] 高建忠,秦顺义,黄克和.富硒益生菌对仔猪抗氧化和免疫功能的影响[J].动物营养学报,2006,28:128-135.

[5] 苏勇,姚文,黄瑞华.芽孢乳杆菌S1 对断奶前后仔猪肠道乳酸菌、大肠杆菌和挥发性脂肪酸含量变化的影响[J].福建农林大学学报,2006,35:73-76.

[6] 王晓霞,易中华,计成,等.果寡糖和枯草芽孢杆菌对肉鸡肠道菌群数量、发酵粪中氨气和硫化氢散发量及营养素利用率的影响[J].畜牧兽医学报,2006,37:337-341.

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