怀孕妈妈和王伯伯:益生素的研究进展及其在猪生产中的应用 - 食品商务网

益生素的研究进展及其在猪生产中的应用

时间:2010-01-13 09:48:00   来源:食品商务网

    益生素的发展历史

    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Stillwell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。

    益生素的种类

    可用作益生素的微生物种类很多，美国FDA(1989年)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：

    乳酸菌类

    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，进而为宿主提供必需的营养物质，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分钟，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。

    芽孢杆菌类

    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。

    酵母菌

    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小时即可死亡。

    益生素的作用机理

    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。

    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

    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。

    刺激机体免疫系统，提高机体免疫能力

    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。

    参与菌群生存竞争，协助机体消除毒素和代谢产物

    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。

    改善机体代谢，补充机体营养成分，促进畜禽生长

    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。

    益生素在猪生产中的应用

    在防止子猪腹泻中的应用

    子猪腹泻是困扰子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。

    相关研究人员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，哺乳子猪日增重比对照组提高15.94%(P＞0.01)；而腹泻率比对照组降低了8.92%(P＜0.05)。试验结果表明哺乳子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子猪的日增重、降低哺乳子猪腹泻率、提高哺乳子猪存活率。研究表明，在断奶子猪日粮中添加适量的Gln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。研究发现，在子猪断奶(21天断奶)后1天～10天内的日粮中添加0.1%的Ala-Gln；或者在断奶后10天～20天内的日粮添加0.3%的Ala-Gln均可显著提高子猪日增重，提示早期断奶子猪补充外源Ala-Gln可促进其生长发育。

    在子猪生产性能上的应用

    益生素可以改善子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，断奶子猪在35日龄～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。断奶子猪在51日龄～68日龄阶段，试验组和对照组间的生产性能差异不显著。研究发现，在断奶子猪日粮中添加0.2%的益生素，可使子猪日增重提高4.6%、饲料利用率提高5.7%。研究还证明，益生素可使哺乳子猪日增重提高15.94(P＜0.01)、断奶子猪日增重提高8.75%。

    在母猪生产性能上的应用

    研究表明，在长大和大长经产3胎次母猪日粮中添加每千克3毫克的活性叶酸，母猪产子数提高7.43%、产活子率提高了8.5%、子猪初生重提高10.61%。研究发现，在母猪日粮中添加酵母菌培养物，可显著提高子猪的平均断奶个体重量(P＜0.05)。Inteross等报道，在母猪日粮中添加益生素，可使断奶子猪数和子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，平均断奶子猪数为9.05头，断奶子猪重为5.48千克，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，并由此提高子猪的断奶体重和缩短了子猪达到断奶体重的年龄。

    益生素存在的问题和研究方向

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。