飼用益生素在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用
摘要：益生素作為一種綠色飼料添加劑已廣泛應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)中。由于其具有維持腸道菌群平衡、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能、改善機(jī)體代謝和凈化腸道環(huán)境等多方面的作用，且在使用過(guò)程中無(wú)毒副作用、無(wú)藥物殘留、不產(chǎn)生耐藥性，已成為抗生素的理想替代品。文章對(duì)益生素的概念、種類(lèi)、作用、在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用、使用益生素的注意事項(xiàng)進(jìn)行了綜述。
關(guān)鍵詞：益生素;動(dòng)物營(yíng)養(yǎng);應(yīng)用
目前在畜牧業(yè)生產(chǎn)中由細(xì)菌引起的疾病主要是通過(guò)抗生素來(lái)治療，但是抗生素的不合理使用使得大部分細(xì)菌對(duì)其產(chǎn)生不同程度的抗藥性，給疾病治療帶來(lái)了隱患。實(shí)踐證明，益生素具有安全無(wú)毒、無(wú)蓄積殘留、無(wú)抗藥性、無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)，且是一種可直接飼喂動(dòng)物并能促進(jìn)動(dòng)物腸道菌群平衡的微生態(tài)制劑，因此，選用益生素作為飼料添加劑替代抗生素的使用有望解決抗生素殘留問(wèn)題及動(dòng)物耐藥問(wèn)題，對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展具有不可估量的作用。本文從益生素的概念、種類(lèi)、作用、在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用以及使用益生素的注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述，以期能為益生素在畜牧業(yè)上的廣泛應(yīng)用提供參考。
1、 益生素的種類(lèi)
1.1 益生素
益生素指可以直接飼喂動(dòng)物并通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡達(dá)到預(yù)防疾病、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和提高飼料利用率的活性微生物或其培養(yǎng)物，又稱(chēng)為微生態(tài)制劑或飼用微生物添加劑。其作用特點(diǎn)是安全無(wú)毒、畜產(chǎn)品中無(wú)蓄積殘留、無(wú)抗藥性、無(wú)環(huán)境污染等，是減少或替代抗生素的理想綠色添加劑。
1.2 益生素的種類(lèi)
目前較多使用的益生素分類(lèi)方法是依據(jù)菌種類(lèi)型分類(lèi)。我國(guó)農(nóng)業(yè)部允許使用的飼料微生物添加劑有12種，分為乳酸菌類(lèi)、芽孢桿菌類(lèi)和酵母菌類(lèi)。
1.2.1 乳酸菌制劑
乳酸菌是一種可以分解糖類(lèi)產(chǎn)生乳酸的革蘭氏陽(yáng)性菌，厭氧或兼性厭氧。不耐高溫，經(jīng)80℃ 處理5 min可損失70%~80%。但其在pH為3.0~4.5環(huán)境中仍可生長(zhǎng)，對(duì)胃中的酸性環(huán)境有一定的耐受性。該類(lèi)制劑應(yīng)用最早、最廣泛，種類(lèi)繁多。目前應(yīng)用的有乳酸桿菌、糞鏈球菌、雙歧桿菌等。乳酸桿菌制劑為孢子培養(yǎng)物，分泌乳酸及短鏈脂肪酸，在體內(nèi)能增加血液中的蛋白態(tài)氮，改善蛋白質(zhì)代謝和促進(jìn)飼料消化;既可用于飼料添加，也可用于治療疾病，宜用于豬和牛。
1.2.2 真菌及酵母類(lèi)制劑
真菌主要是絲狀菌，目前常用的制劑有米曲霉和釀酒酵母的培養(yǎng)物，是包括真菌及其培養(yǎng)物的制劑，多用于反芻動(dòng)物。酵母細(xì)胞富含蛋白質(zhì)、核酸、維生素和多種酶，具有增強(qiáng)動(dòng)物免疫力、增加飼料適口性、加強(qiáng)消化吸收等功能，并可提高動(dòng)物對(duì)磷的利用率。
1.2.3 芽孢桿菌制劑
芽孢桿菌屬好氧菌中的不致病菌，在一定條件下產(chǎn)生芽孢，耐酸堿、耐鹽、耐高溫和耐擠壓，在腸道酸性環(huán)境中具有高度的穩(wěn)定性，可使腸道pH及氨濃度降低，能產(chǎn)生較強(qiáng)活性的蛋白酶及淀粉酶。目前，使用的菌株有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、東洋芽孢桿菌等。
2、 益生素的作用
2.1 增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫力
益生素與致病菌有相同或相似的抗原物質(zhì)，刺激動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生對(duì)致病菌的免疫力。同時(shí)，研究也發(fā)現(xiàn)益生素能夠促使動(dòng)物機(jī)體免疫器官發(fā)育(P<0.05)。張春楊等用產(chǎn)蛋白酶的益生菌制備成益生菌劑飼喂肉雞，發(fā)現(xiàn)能顯著促進(jìn)肉雞免疫器官的生長(zhǎng)發(fā)育，脾臟、胸腺和法氏囊指數(shù)分別提高了18.47%、41.46%和6.42%[1]。
2.2 維持動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡
益生素能夠抑制動(dòng)物體內(nèi)致病菌和腐敗菌的生長(zhǎng)，改善動(dòng)物微生態(tài)環(huán)境，提高動(dòng)物機(jī)體的免疫力。有試驗(yàn)證明，乳酸菌和雙歧桿菌在腸道內(nèi)產(chǎn)生醋酸和乳酸降低腸道pH，從而抑制大腸桿菌和梭菌類(lèi)的生長(zhǎng)，抑菌率80%。
2.3 促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)、提高飼料利用率
益生素在消化道產(chǎn)生有機(jī)酸(乳酸)，其酸化作用可提高飼糧養(yǎng)分利用率、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、防止腹瀉;產(chǎn)生淀粉酶、蛋白酶、多聚糖酶等碳水化合物分解酶，消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，促進(jìn)動(dòng)物的消化吸收，提高飼料利用率;合成維生素、螯合礦物元素，為動(dòng)物提供必需的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充。
2.4 凈化動(dòng)物腸道微生態(tài)環(huán)境
動(dòng)物自身及許多致病菌都會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)(毒性胺、氨、細(xì)菌毒素、氨自由基等)。益生素中有硝化菌，可阻止毒性胺和氨的合成，凈化動(dòng)物腸道微生態(tài)環(huán)境。
3、 益生素在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用
3.1 在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用
益生素在蛋雞生產(chǎn)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為提高產(chǎn)蛋率和飼料利用率、延長(zhǎng)生產(chǎn)期、改善蛋品質(zhì)。蘇志勇等在蛋雞飼料中添加復(fù)合微生物制劑(由酵母菌、乳酸桿菌、鏈球菌和芽孢桿菌等組成)0.15%，結(jié)果表明， 產(chǎn)蛋率提高5.70%， 飼料利用率提高10.00%，平均蛋重提高1.2 g，而破蛋率降低1.12%[ 2 ]。鄭學(xué)斌等在海藍(lán)蛋雞日糧中添加益生素0.01%， 研究表明，產(chǎn)蛋率提高， 料蛋比降低4.74%，破蛋率顯著降低(P
等在肉雞日糧中分別添加乳酸芽孢菌制劑200 mg · kg-1和土霉素50mg ·kg-1，發(fā)現(xiàn)乳酸芽孢菌制劑組和土霉素組的全期平均增重比對(duì)照組分別提高15.29%和9.10%[ 6 ]。李菊等在肉雞日糧中添加益生素，發(fā)現(xiàn)益生素能顯著提高肉仔雞的胸肌率(P<0.05)[7 ]。王書(shū)全在1日齡法國(guó)莎維麥脫肉鵪鶉基礎(chǔ)日糧中添加益生素0.05%，結(jié)果表明，21、42日齡益生素組的平均體重分別較對(duì)照組提高7.48%和6.56%(P
3.2 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用
益生素可以增強(qiáng)仔豬免疫力、防止腹瀉、提高生產(chǎn)性能。仔豬腹瀉是困擾養(yǎng)豬業(yè)的常見(jiàn)疾病，也是引起仔豬死亡的重要病因之一。研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬日糧中添加益生素可顯著增強(qiáng)機(jī)體免疫力(P<0.05)，有效防治仔豬腹瀉。楊旭輝等在仔豬日糧中添加復(fù)合益生素(干酵母0.2g · kg-1和嗜酸乳桿菌液0.4g · kg- 1)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組仔豬IgG、IL-2、IL-5 和IFN-γ的含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，可見(jiàn)復(fù)合益生素能夠顯著增強(qiáng)仔豬的免疫功能(P<0.05)[10]。張海棠等在豬日糧中添加益生素(枯草芽孢桿菌、酵母菌、乳酸菌等)，結(jié)果顯示，益生素組中免疫球蛋白IgG、IgM、IgA及補(bǔ)體C3、C4 水平分別提高25.92%、8.39%、4.91%、6.17%和5.50%[11]。張巖等在仔豬日糧中添加加酶益生素0.4%，試驗(yàn)組腹瀉發(fā)生率為2.9%，對(duì)照組為18.3%，腹瀉率下降了84.2%[12]。
益生素對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的生長(zhǎng)具有正效應(yīng)，可提高其日增重和采食量，提高飼料利用率及經(jīng)濟(jì)效益。張研究低聚木糖和產(chǎn)酶益生素對(duì)生長(zhǎng)豬的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩種添加劑單獨(dú)添加能顯著提高生長(zhǎng)豬的平均日增重(P<0.05)，較對(duì)照組分別提高6.5%和7.5%，而此兩種添加劑合用可極顯著提高生長(zhǎng)豬的平均日增重(P<0.01)，較對(duì)照組提高14.1%[13]。張東在斷奶仔豬日糧中分別添加益生素、中草藥、益生素+中草藥，結(jié)果表明，3個(gè)試驗(yàn)組的生長(zhǎng)性能均比對(duì)照組有所改善，而以益生素+中草藥組效果最好，益生素+中草藥組與對(duì)照組相比、中草藥組與對(duì)照組相比飼料效率差異顯著(P<0.05)，益生素+中草藥組的飼料轉(zhuǎn)化效率比對(duì)照組提高12.8%;益生素+中草藥組與對(duì)照組相比總超氧化物歧化酶(TSOD)、IgG、IgA差異極顯著(P<0.01);益生素+中草藥組與對(duì)照組相比IgM差異顯著(P<0.05);益生素+中草藥組與對(duì)照組相比T細(xì)胞成環(huán)率差異極顯著(P<0.01);單獨(dú)添加益生素或中草藥均可改善仔豬的抗氧化能力、體液免疫與細(xì)胞免疫能力，而共同添加時(shí)效果更好[14]。
3.3 在牛生產(chǎn)中的應(yīng)用
初生反芻動(dòng)物由于腸道菌群處于不斷變化的狀態(tài)，當(dāng)犢牛腸道以擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌和消化球菌為優(yōu)勢(shì)菌群時(shí)，犢牛處于健康狀態(tài)，當(dāng)犢牛腹瀉時(shí)，其腸道中的大腸桿菌和梭桿菌數(shù)量顯著增加(P<0.05)，而雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量減少，出現(xiàn)顯著的菌群失調(diào)。研究發(fā)現(xiàn)，在犢牛飼糧中添加益生素可以提高犢牛存活率、防止腹瀉、改善生長(zhǎng)和飼料利用率等。犢牛出生后立即飼喂健康牛的腸道微生物菌群，腹瀉發(fā)病率由82%下降至35%，死亡率可由10.2%下降至2.8%。目前主要應(yīng)用的益生素有地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和乳酸桿菌等，通過(guò)幼畜飼糧以活菌制劑的形式添加，維持腸道菌群平衡。
生廣緒研究證實(shí)，瘤胃中豐富的微生物菌群能為奶牛提供約80%的蛋白質(zhì)和能量需求[15]。因此，擁有健全的瘤胃微生物菌群對(duì)奶牛產(chǎn)奶量具有至關(guān)重要的作用。喬國(guó)華等試驗(yàn)表明，在奶牛飼糧中添加地衣芽孢桿菌能夠顯著提高產(chǎn)奶量(P<0.05)，提高總揮發(fā)性脂肪酸濃度和乙酸、丙酸的比例[16]。徐明等試驗(yàn)表明，奶牛飼糧中添加益生素20 g · d-1 和雙乙酸鈉30 g· d-1，產(chǎn)奶量分別提高7.4%和9.4%[17]。
4 、使用注意事項(xiàng)
益生素類(lèi)產(chǎn)品重在于防病而不是治病。其可以最大限度地發(fā)揮動(dòng)物生產(chǎn)潛能，但對(duì)于某些飼料，其配制水平已較高，添加益生素的作用不能顯現(xiàn)。腸道菌群平衡理論適用于任何動(dòng)物，這也是益生素應(yīng)用范圍廣的原因，但由于菌株有宿主源性，即從豬腸道分離的菌株對(duì)豬效果很好而對(duì)雞則未必有效，因不同菌株復(fù)合成的益生素產(chǎn)品必有其最適合的使用對(duì)象。
初生動(dòng)物由于腸道菌群未建立或處于不斷變化狀態(tài)，在這期間飼用益生素要比生長(zhǎng)后期已建立起相對(duì)穩(wěn)定的菌群后效果顯著。宿主腸道內(nèi)的菌群組成缺乏有益菌或腸道內(nèi)有反作用菌(即抑制生長(zhǎng)的菌)存在時(shí)效果顯著。否則，如果動(dòng)物自然接種了大量有益菌或沒(méi)有反作用菌存在時(shí)效果不顯著。由于益生菌株間存在著血清的周期性變異，存留在腸道中的菌株能否繼續(xù)存在還取決于其競(jìng)爭(zhēng)性爭(zhēng)奪腸黏膜結(jié)合位點(diǎn)的能力。不同生長(zhǎng)期動(dòng)物需要的益生菌也有差別。對(duì)于哺乳動(dòng)物，斷奶前后日糧不同，腸道中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不同，所需益生菌也不同。因此對(duì)不同動(dòng)物應(yīng)供給專(zhuān)門(mén)適用的益生素。研究表明，在低水平日糧中使用益生素，其效果比營(yíng)養(yǎng)較為全面的全價(jià)日糧更為顯著。應(yīng)用益生素時(shí)應(yīng)注意飼料中有無(wú)抗生素存在和其含量。盡管一些益生素菌種(株)具有一定的耐受性或產(chǎn)生細(xì)菌素，但使用的菌種絕大多數(shù)對(duì)抗生素敏感。即使能產(chǎn)生少量的細(xì)菌素，也是生物體自我保護(hù)機(jī)制的一種形式。配合飼料中采用的亞治療量抗生素劑量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)益生菌的耐受性劑量。
5、 前景展望
益生素的研究和應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，可開(kāi)發(fā)利用的菌種不斷增加，益生素的配方日趨復(fù)雜化，生產(chǎn)加工技術(shù)也得到改進(jìn)。今后在開(kāi)發(fā)研究中應(yīng)從細(xì)胞水平和分子水平上進(jìn)一步深入研究益生素的作用機(jī)理;通過(guò)基因工程手段獲得能“永久性”定居在腸道的益生菌和“多功能性”微生態(tài)制劑。除加工穩(wěn)定性研究外，如何提高菌體的耐酸性、膽汁耐受性和提高產(chǎn)酶能力，將成為研究的重點(diǎn)和難點(diǎn);隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)畜禽養(yǎng)殖業(yè)引起的臭氣、糞便污染越來(lái)越關(guān)注，而能夠減少臭氣和糞便排放的益生菌將在這一領(lǐng)域具有廣闊的前景;加強(qiáng)益生素與酸化劑、中草藥制劑等綠色飼料添加劑的協(xié)同效應(yīng)和作用機(jī)理的研究。益生素具有維持動(dòng)物胃腸道菌群平衡、凈化腸道環(huán)境、提高免疫水平和促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)等多方面作用，而且具有無(wú)毒害作用、無(wú)殘留和不產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，因此成為當(dāng)前替代抗生素的理想產(chǎn)品。隨著人們對(duì)食品安全和環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注，益生素的應(yīng)用前景必將更加廣泛。
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