液體發(fā)酵飼料對斷奶仔豬腸道健康的影響

許鐠文 李元曉 龐有志

(河南科技大學動物科技學院，洛陽 471000)

液體發(fā)酵飼料是指在人工控制條件下，微生物通過自身的代謝活動，將植物性、動物性和礦物性物質(zhì)中的抗營養(yǎng)因子分解或轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生更能被畜禽采食、消化、吸收且無毒害作用的飼料原料［1－2］。液體發(fā)酵飼料中含有多種益生菌，它能在仔豬腸道內(nèi)定植，維護腸道菌群平衡，并刺激腸黏膜免疫組織，對仔豬斷奶后采食量下降以及自身消化酶水平急劇降低而造成的仔豬能量和各種營養(yǎng)物質(zhì)吸收不足具有重要的預(yù)防和緩解作用。常規(guī)治療仔豬腹瀉的方法是在飼糧中添加抗生素。由于抗生素在抑制病原菌的同時，也往往打破了胃腸道內(nèi)有益微生物菌群的平衡，增加了消化道疾病發(fā)生的概率。同時病原體的耐藥性也越來越強，部分抗菌藥物在畜產(chǎn)品中的殘留對人類健康構(gòu)成了極大威脅。近年來，微生態(tài)制劑受到眾多人士的青睞，而液體發(fā)酵飼料作為一種新型飼料，從根本上講，已具備與抗生素促生長因子相同的功能，在生產(chǎn)中備受人們的關(guān)注。

1 液體發(fā)酵飼料對斷奶仔豬生長發(fā)育的作用

與其他的飼料相比，液體發(fā)酵飼料對斷奶仔豬生長發(fā)育有明顯的作用:1)液體發(fā)酵飼料中含有大量的益生菌群，包括乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌等。這些益生菌對仔豬的健康生長有重要作用。2)液體發(fā)酵飼料中的酵母菌和芽孢桿菌等厭氧菌的存在為乳酸菌的生長繁殖提供了厭氧環(huán)境，而乳酸菌大量繁殖可產(chǎn)生乳酸，使得發(fā)酵飼料產(chǎn)品具有酸香味，改善了飼料適口性，從而刺激豬的采食［3－4］，促進仔豬的生長。3)液體發(fā)酵飼料可以通過降低豬胃腸道pH抑制腸道致病菌生長繁殖，有效防止細菌入侵胃腸黏膜免疫屏障，還可以減少飼糧中的病原菌，改變腸道微生物菌落結(jié)構(gòu)，增強機體的免疫功能，防御感染。

2 液體發(fā)酵飼料對斷奶仔豬胃酸度的影響

液體發(fā)酵飼料的優(yōu)勢所在就是通過降低pH對豬胃酸度及腸道產(chǎn)生影響，這也是液體發(fā)酵飼料對比其他一些液體飼料最大的一個特點。腸道內(nèi)雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌產(chǎn)生的一些酸性代謝產(chǎn)物(如乙酸、乳酸、短鏈脂肪酸)能夠降低局部pH，抑制大腸桿菌及梭菌類的生長，抑菌率高達80%以上。Winsen等［5］研究發(fā)現(xiàn)，使用胚芽乳桿菌發(fā)酵豬飼料的前2小時內(nèi)其具有抑菌作用，2 h后就表現(xiàn)出殺菌效果。Mikkelsen等［6］提出了類似的觀點，液體發(fā)酵飼料能夠使斷奶仔豬胃腸道處于一個較低的酸性環(huán)境中，從而可以抑制細菌的生長，抵御細菌的入侵。Scholten等［7］研究了小麥液體發(fā)酵飼料對斷奶仔豬胃腸道的影響，其對40頭28日齡斷奶仔豬的胃腸道性能(主要是胃、小腸、盲腸和大腸中的乳酸、乙酸、丙酸、丁酸的酸度及其濃度)進行了測定，結(jié)果表明，飼喂小麥液體發(fā)酵飼料的斷奶仔豬在斷奶4 d后胃中pH降低，乳酸濃度呈顯著上升趨勢，小腸絨毛長度也顯著增加，同時，小麥液體發(fā)酵飼料能較好地保護斷奶仔豬腸黏膜，抵御細菌的侵害，使其腸黏膜結(jié)構(gòu)完整，消化吸收功能更加強大［8］。

3 液體發(fā)酵飼料對斷奶仔豬腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

3.1 益生菌的定植拮抗作用

益生菌能有序地定植于動物黏膜、皮膚表面或細胞之間，在腸道內(nèi)與有害微生物競爭定植位點，形成生物屏障，減少病原微生物的侵染、定植，起著占位、爭奪營養(yǎng)、拮抗致病微生物的作用，且可抑制細菌過度繁殖，保護機體不被病原菌侵入［9］。Bernet等［10］發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌黏附于腸上皮細胞，不但不會引起細胞損害，而且能抑制腸道致病菌對腸上皮細胞的侵襲作用。也有學者對人腸上皮細胞系結(jié)腸癌細胞(Caco-2)進行體外各類細菌的黏附測定，證實不同的益生菌有不同的黏附方式，如對格氏乳桿菌(L.gasseri)的研究就表明了其是通過糖類和糖蛋白來黏附的，且其黏附力最強;嗜酸性乳桿菌是依靠糖類、二價鈣離子來黏附的;雙歧桿菌則通過脂壁磷酸黏附于腸上皮細胞，構(gòu)成一層菌膜屏障，并產(chǎn)生細胞外糖苷酶，降解上皮細胞上作為潛在致病菌及其內(nèi)毒素結(jié)合受體的復雜多糖，形成腸道化學保護屏障，可保護腸道內(nèi)的微環(huán)境，阻止致病菌的侵入、黏附和定植，抑制非正常菌群的生長及其有害代謝物的產(chǎn)生［9，11］。

3.2 抑制病原菌的作用

液體發(fā)酵飼料中的益生菌能抑制致病菌的定植和增殖，還可通過分泌抗菌物質(zhì)來抑制病原菌的生長和繁殖。例如，芽孢桿菌進入動物胃腸道后，通過生物奪氧作用在生長繁殖過程中消耗胃腸道內(nèi)過量的氣體，造成厭氧狀態(tài)，從而抑制需氧有害菌的生長繁殖。芽孢桿菌在生長繁殖過程中還可產(chǎn)生細菌素和有機酸等物質(zhì)，改變腸道內(nèi)的微生態(tài)環(huán)境，形成不利于有害菌生長繁殖的腸內(nèi)環(huán)境。而乳酸乳球菌產(chǎn)生的尼生素(nisin)、嗜酸性乳桿菌產(chǎn)生的細菌素、雙歧桿菌產(chǎn)生的益菌素(bifidus)以及從枯草芽孢桿菌中提取的谷草菌素，這些物質(zhì)對腸道內(nèi)的大腸埃希菌、沙門氏菌和鏈球菌等均有抑制或殺滅效果，不同的抗菌物質(zhì)對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌有不同的作用;有些抗菌物質(zhì)還可減少腸道內(nèi)氨及胺等有害物質(zhì)的產(chǎn)生，降低內(nèi)毒素，改善腸功能。此外，益生菌可以通過產(chǎn)生胞外糖苷酶，阻止致病菌對腸黏膜細胞的侵襲［12－13］。有學者發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌經(jīng)過磷酸鹽與腸黏膜上皮細胞化生而緊密結(jié)合占位，形成生物屏障，保持腸道正常蠕動，直接阻止病原菌的定植，并產(chǎn)生醋酸及乳酸，從而降低腸道pH，抑制致病菌的生長及其毒素黏附在腸黏膜上［14］。

3.3 營養(yǎng)作用

液體發(fā)酵飼料經(jīng)過發(fā)酵能直接產(chǎn)生多種營養(yǎng)物質(zhì)，如維生素、氨基酸、短鏈脂肪酸、促生長因子等，這些物質(zhì)均可參與動物體的新陳代謝。有的微生物在動物體內(nèi)生長繁殖時能合成核黃素、泛酸、葉酸、維生素B12等B族維生素，參與機體某些重要代謝反應(yīng)。液體發(fā)酵飼料中的益生菌還可利用本身所特有的某些酶類(如半乳糖苷酶等)補充宿主在消化酶上的不足，幫助分解未被上消化道充分水解吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，從而有利于宿主進一步吸收利用，包括對必需的維生素、氨基酸、微量元素和某些無機鹽類(如鈣、磷、鐵和鈷等)的吸收和利用。在營養(yǎng)物質(zhì)有限的情況下，通過其優(yōu)勢生長競爭性地消耗潛在致病菌的營養(yǎng)素，益生菌的這種競爭有限營養(yǎng)素的能力是決定腸道菌群分布的重要因素。大腸內(nèi)的雙歧桿菌和乳酸菌等細菌的數(shù)量是由營養(yǎng)基質(zhì)的利用范圍所決定的，近端結(jié)腸內(nèi)的細菌可從小腸運輸來的大量食物殘渣獲得營養(yǎng)物質(zhì)，而遠端結(jié)腸內(nèi)的細菌利用的基質(zhì)范圍就變得十分有限了。在正常生理狀態(tài)下，遠端小腸和近端結(jié)腸內(nèi)的乳酸桿菌數(shù)量較多，而遠端結(jié)腸內(nèi)的雙歧桿菌數(shù)量占優(yōu)勢，故增加益生菌中的乳酸菌或雙歧桿菌數(shù)量可減少其他菌群所消耗的營養(yǎng)。芽孢桿菌具有很強的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，可降解飼料中的某些抗營養(yǎng)因子，可使飼料轉(zhuǎn)化率提高8%以上。此外，需氧型益生菌進入消化道后，其生長繁殖需消耗腸道內(nèi)大量的氧氣，使局部環(huán)境的氧分子濃度降低，氧化還原電勢下降，進而使需氧型致病菌得不到足夠氧氣而大幅度減少，從而起到防止人或動物患病的作用。

4 液體發(fā)酵飼料對斷奶仔豬腸黏膜免疫系統(tǒng)的影響

4.1 對斷奶仔豬腸道黏膜的細胞免疫作用

液體發(fā)酵飼料中的益生菌對腸黏膜受到刺激后產(chǎn)生的細胞因子的調(diào)節(jié)有重要作用，細胞因子產(chǎn)生于天然免疫和特異免疫的效應(yīng)階段，介導免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)，并實施有效地調(diào)節(jié)，它決定著T淋巴細胞和B淋巴細胞分化的方向。另外，益生菌能激活腸黏膜中的巨噬細胞、T淋巴細胞和自然殺傷(NK)細胞，增加白細胞介素(IL)－2、IL-6、IL-4、IL-5、腫瘤壞死因子(TNF)－ α、干擾素(IFN)－γ等細胞因子的產(chǎn)生量。其中，IL-2可協(xié)同IL-5和轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)－β作用，促進免疫球蛋白A(IgA)合成;IL-4、IL-5可誘導IgA+B細胞分化成漿細胞;被激活的巨噬細胞可分泌IL-6和TNF-α 2種重要的細胞因子，IL-6可促進淋巴細胞增殖，并誘導IgA合成，而IFN-γ為Th1細胞分泌的最特異的細胞因子，可調(diào)節(jié)細胞免疫功能，清除細胞內(nèi)的細菌和病毒;IL-4為Th2細胞分泌的最特異的細胞因子，可調(diào)節(jié)體液免疫功能，中和細胞外的病原體。腸黏膜上皮細胞受到刺激后，外周血及腸黏膜組織中IL-4分泌水平升高，而IFN-γ分泌水平下降，從而使 IFN-γ/IL-4比值變化，導致Th1/Th2失衡［15］。Th1和Th2的細胞因子具有自我調(diào)節(jié)的功能，可以互相抑制對方的作用。炎癥應(yīng)答時以Th1細胞升高、Th2細胞降低為主，即Th1/Th2漂移，表現(xiàn)為促炎性Th1型和抗炎性Th2型細胞因子的分泌失衡。機體在對抗自身及外來抗原入侵的過程中以Th1細胞介導的細胞免疫為主，一旦由Th1向Th2偏移，機體則處于免疫抑制狀態(tài)，使腸黏膜逃避免疫監(jiān)視。

4.2 對斷奶仔豬腸道黏膜的體液免疫作用

分泌型免疫球蛋白A(SIgA)是黏膜體液免疫的主要效應(yīng)因子，是黏膜免疫應(yīng)答發(fā)生的標志，它能預(yù)防腸道蛋白酶的分解，形成黏膜上的抗體，它經(jīng)腸黏膜上皮細胞釋放到腸腔內(nèi)，與腸黏膜表面的正常菌群混合存在，可以抑制病原微生物的定植及有害腸道抗原的穿透，維持腸道內(nèi)的正常菌群平衡。SIgA還可以從空間構(gòu)象上阻止細菌的附著，中和毒素、病毒和酶等生物活性抗原，具有廣泛的保護作用，但其主要作用是阻止細菌對腸上皮細胞表面的黏附。當SIgA抗體分泌增強時，可提高腸黏膜的免疫識別力，并誘導T淋巴細胞、B淋巴細胞和巨噬細胞等產(chǎn)生細胞因子，通過淋巴細胞再循環(huán)而活化全身免疫系統(tǒng)，從而增強機體的免疫功能。吳國豪等［16］對無菌動物喂服雙歧桿菌時發(fā)現(xiàn)，其腸道內(nèi)產(chǎn)生了IgA，且在腸道抗原刺激下產(chǎn)生IgA的細胞逐漸增加，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，增強機體免疫功能。Medici等［17］用益生菌鮮奶酪灌喂BALB/c小鼠后，發(fā)現(xiàn)在其小腸和大腸中IgA+漿細胞的數(shù)量明顯增多，其可以給黏膜表面提供特殊的免疫屏障。

5 小結(jié)

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，畜牧養(yǎng)殖業(yè)占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)比重較大，人畜爭糧矛盾日趨突出。液體發(fā)酵飼料的利用可減少糧食浪費，緩解人畜爭糧的矛盾。而飼料經(jīng)過液體發(fā)酵一方面可以提高植酸磷的利用率，降低尿液及糞便中有害氣體的濃度，減少環(huán)境污染，另一方面還可提高飼料中蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性，降低生產(chǎn)成本，同時還可大大降低仔豬的腹瀉率。液體發(fā)酵飼料作為一種新型的、安全的生物飼料，已達到飼料中添加抗生素、藥物類添加劑后才具有的功能與效果。從根本上講，液體發(fā)酵飼料已具備與抗生素促生長因子相同的功能，隨著液體發(fā)酵飼料加工機械和設(shè)備的不斷發(fā)展、生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，液體發(fā)酵飼料必將逐漸被養(yǎng)殖生產(chǎn)者所接受和普遍使用，它的應(yīng)用將為推廣應(yīng)用綠色生物飼料、生產(chǎn)無公害畜禽產(chǎn)品提供有力支持。

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