“武汉中博”推荐阅读【营养与饲料】乳酸菌作为益生菌在猪上的应用

猪业科学 2018-07-30 09:36:07

肠道微生物的组成及其代谢从多方面影响着家畜的生长,特别是受环境影响较大的幼畜更为明显。在肠道的不同部分都定殖着不同的微生物,这些微生物或与肠道黏液层相互作用或附着于肠道上皮细胞表面,从而作为阻止其他微生物或饲粮中的毒素入侵肠道组织的第一道保护屏障。


健康动物肠道的各个部分都定殖着一类典型的微生物,并与动物形成有益的共生关系。由于集约化高密度养殖方式的出现,家畜对肠道菌群失衡相当敏感,从而导致对营养物质的消化和吸收能力降低,生长迟滞。为了克服这些困难,人们在动物饲粮中添加了抗生素。


实验表明,这一做法在降低动物腹泻和促进生长方面还是相当有效的。可是,有害微生物抗药性的产生对兽药抗生素的使用造成了严重的干扰,且抗生素本身的效用也因此而降低。抗生素抗药性从动物传递给人的可能性及消费者对此的警醒,使得畜禽饲粮中禁用抗生素及限制兽药抗生素的使用已然成为畜禽养殖的必然趋势,欧盟就是禁用饲用抗生素的一个例子。


基于以上原因,寻求一种更天然的饲用抗生素添加剂,即益生菌,则成为人们广泛关注的热点。益生菌是指活的微生物,这种微生物通过营造更好的胃肠道环境,达到减少肠道中的感染原、增加动物的生产性能和改善食品卫生的目的。


关于酸乳产品对人类有益作用的发现表明,肠道微生物群落中最有益的部分为乳酸菌。乳酸细菌在各种商品益生菌制剂中最为常见,其次为产芽胞杆菌和双歧杆菌。

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猪肠道中乳酸菌的分布

当母猪分娩时,在出生后48h内,新生仔猪的胃中就已经定殖了乳酸杆菌、链球菌、肠球菌和大肠杆菌类,在几日龄以后则可在粪中检测到严格厌氧的细菌。小猪开始采食开食料并最终断奶后,胃肠道上段(胃和小肠前段)及后段(回肠、盲肠和结肠)形成的微生物群落与成年动物基本一致。与此同时,胃肠道微生物发酵的位置由胃改变为大肠。


Muralidhara等(1977)发现,肠腔内容物中大肠杆菌类和乳杆菌类数量高达107108 CFU/g, 而黏膜匀浆中相应微生物的数量则较低。然而,Wadstroum等证明,从小肠肠壁匀浆中分离的乳杆菌和链球菌的几个菌株可以在体外附着于小肠上皮细胞上。由于猪大肠中食糜运行速率低,因而微生物群落数量也最高,每克内容物鲜重中微生物总数可达到10101011CFU。其中数量最多的是拟杆菌属、乳酸杆菌和双歧杆菌。


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肠道中乳酸菌与营养物质的消化

碳水化合物的消化。Cranwell等发现,仔猪胃中大量的乳酸主要是由乳酸菌利用乳糖和葡萄糖产生(见表1)。由于哺乳仔猪胃中产生的胃酸同样有限,故这对胃pH的调节及形成酸性屏障是不可或缺的。随后的研究发现,大量的乳酸盐会抑制胃酸的分泌,从而表明胃酸的分泌调节是基于氢离子,而不是酸本身。



在哺乳仔猪胃中的总有机酸(50~80 mol/L)中,约80%~90%为乳酸盐,而在日龄较大的已经采食教槽料的猪中,这一比例较低,约50%。糖是小肠微生物发酵的底物,但实际上用于发酵的糖的数量有限。


然而,小肠中的有机酸浓度可达到50~100 mol/L,乳酸盐占多数,多数挥发性脂肪酸(VFA)为乙酸盐。小肠中的部分有机酸还可能来自胃。


大肠是微生物有效的发酵场所,在成年猪更是如此。如同在反刍动物瘤胃中一样,经过一系列的反应,植物细胞壁碳水化合物、黏蛋白和其他一些内源性分泌物被分解成为有机酸。食糜中有机酸的含量在150~200 mol/L之间,其中乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐分别占60%、30%和15%,而乳酸盐仅偶然有微量存在。大肠吸收的挥发性脂肪酸可满足生长猪总净能需要量的15%左右。


蛋白质及含氮化合物的消化。细菌不太可能具有很显著的蛋白质水解活性,特别是在消化道上段,但是氨基酸、多肽和尿素却不作为肠道微生物的氮源(表1)。而饲喂乳酸菌可显著地减少青年猪肠道胺类物质的形成。


脂质。肠道中的微生物群落可通过两条不同的途径对宿主脂质代谢起作用:第一条途径,细菌可分泌脂酶消化饲粮和内源性脂质,并对游离脂肪酸进行氢化;第二条途径,肠道细菌可以分解胆酸,并改变胆固醇的代谢(见表1)。肠道细菌活性增加可降低脂质的表观消化率,因为氢化脂肪酸与不饱和脂肪酸相比,更不易被吸收,另外,还显著地受到大肠中从头合成的脂肪的影响。


胆酸与牛磺酸、甘氨酸、硫酸盐或葡糖苷酸结合存在。大量的胆酸被肠道微生物解离,其余部分又被乳酸杆菌和双歧杆菌分解,形成溶解度和吸收率都较低的次级产物。部分次级胆酸被肠道微生物和肝脏酶系转化为三级胆酸产物,而这些三级代谢产物对宿主可能有毒害作用。


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乳酸菌作为益生菌的可能作用方式

Fuller(1989)提出了一些益生菌可能的作用方式:1)抑制病原微生物和有害细菌的活菌数,2)改变微生物的代谢(如酶活性),3)激发免疫反应(表2)。


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乳酸菌作为益生菌的动物实验

在猪上检测过的3种主要益生菌为灭活或活性的乳杆菌属(主要是嗜酸性乳酸杆菌)或活性屎肠球菌。益生菌通常以104107 CFU/g的量添加到饲粮中,或者对液态饲粮进行发酵处理。很少有试验考察1种以上的益生菌,并且所考察的大多数菌株没有宿主特异性。


有资料证明,在仔猪上所进行的39个试验结果显示 :使用益生菌后有25个试验取得比对照组好的正效果,但是其中仅9个试验有显著性效果(P<0.05)。另外,有11个试验观察到了负面效果,其中有4个试验有显著的负面效应(P<0.05)。有12个试验提高了饲料转化率,而另外10个试验中,益生菌处理组仔猪的饲料转化率反而降低,另外,饲料转化率降低的处理组通常为饲喂发酵乳的仔猪。


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结论

综上所述,乳酸菌作为益生菌,对于猪胃肠道保健,营养代谢以及部分代替抗生素免疫方面具有重要作用。尤其是在仔猪方面的应用,具有非常好的效果。如何将乳酸菌的作用进行研究,进一步开发出效果更好的乳酸菌菌剂,对于提高猪采食量,减少肠道疾病,降低料重比,维护猪群健康,都具有重要意义。


本文选自《猪业科学》2017年第10期“营养与饲料”栏目:P80-81(版权归《猪业科学》所有,如转载,请注明出处)。


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