徐子涵,許 麗
(東北農業大學動物科學與技術學院,哈爾濱 150030)
目前,抗生素、激素等一些化學合成的抗菌物質因其耐藥性和和殘留等方面的問題引起人們的廣泛關注,此類抗菌物質對人和動物的危害也引起人們的思考,在這種情況下具有增強動物機體免疫力、預防動物疾病的微生態制劑開始進入人們的視線。而乳酸菌制劑作為微生態制劑中使用比較廣泛,效果比較突出的一類,已經在實踐中取得了很大的成果。
乳酸菌是畜禽腸道內的常在菌。畜禽在服用乳酸菌后,有利于優勢菌群的建立,從而可以抑制有害菌的繁殖,有利于動物的健康生長。一般機體的消化道內是有益菌和有害菌并存的,在正常情況下,有益菌和有害菌之間通過相互作用維持了腸道內微生態的平衡。乳酸菌作為益生菌的生理作用主要體現在其可與腸黏膜緊密結合,在其表面形成一個生物學屏障,進而抑制了致病菌的黏附和定植,維持腸道的微生態平衡[1]。但是在一些特殊條件下(如應激等),這種微生態平衡會被打破,導致有害菌的大量繁殖從而使機體發病。可見微生態區系的平衡對機體抵抗有害菌的入侵以及預防疾病有著重要的作用。
研究認為,益生菌進入消化道后,能產生有利于腸道有益微生物生長的物質或者直接增加腸道有益微生物的數量,使腸道有益菌群占優勢。這些有益微生物搶先利用小腸上皮細胞內的營養物質進行生存和繁殖,并優先占據腸道黏膜表面黏附位點,阻止致病菌與腸道黏膜表面受體結合。同時,腸道有益微生物大量繁殖,消耗氧氣,產生過氧化氫、有機酸等具有抗菌活性的代謝產物,能抑制致病類型的有害菌和外源病原菌的生長繁殖[2]。
1.2.1 合成營養物質
大量研究表明,畜禽等動物腸道內的微生物可以合成維生素K和B族維生素。李俊芳研究測定了16株乳酸菌在不同條件下產維生素B12的能力,結果發現其中有8株乳酸菌能產維生素B12,其中3株產維生素B12的量較高[3]。
1.2.2 合成酶類
酶作為一種高效的生物催化劑,其可作用不同于化學反應中。生物體內進行的各種化學反應幾乎全都是在酶的催化作用下進行的。有研究發現,腸道菌群可以通過調節酶的活性和含量來調節營養物質的代謝速率,有益微生物在體內可以產生多種消化酶,其存在可以促進腸道對營養物質的消化吸收,對提高飼料的轉化率具有直接的作用。潘木水等試驗證實了在肉雞飼料中添加復合乳酸菌(乳酸菌+芽孢桿菌)可以刺激其分泌淀粉酶和蛋白酶,這些消化酶的存在可以促進飼料成分的降解和利用,提高飼料的消化利用率,有利于動物的生長發育[4]。
1.2.3 產生有機酸
乳酸菌在進入動物腸道后,產生的乳酸有利于機體對鈣、鐵以及維生素D等的吸收。而因其產生的有機酸所營造出的酸性環境可以抑制致病菌的生長,同時又有利于動物機體對消化道營養物質的吸收,提高了飼料的利用效率。
動物腸道內大腸桿菌活動的增強會導致蛋白質轉化為氨和胺,這兩種物質均具有刺激性和毒性。傅義剛等研究發現,用含有乳酸菌的飼料飼喂肉仔雞后,血液中氨的水平顯著降低(P<0.05)[5]。乳酸菌等益生菌可以通過抑制腸道內有害菌的繁殖,從而防止有害菌產生腸毒素、毒性胺、甲烷等有毒物質,有利于動物生長性能的充分發揮[6]。
乳酸菌制品能夠增強機體免疫力,主要表現在影響非特異性免疫應答和刺激特異性免疫應答兩方面。有研究報道,乳酸菌作為一種無害的抗原進入機體后,可以活化腸道內相關的淋巴組織,激活免疫器官生發中心的B細胞,促使其轉化為漿細胞,從而產生大量的免疫球蛋白。乳酸桿菌等微生態制劑可以增加動物腸道黏膜底層細胞,提高細胞的吞噬功能,增加分泌型免疫球蛋白IgA(SIgA)生物合成,增強機體的局部免疫功能從而抵抗感染。乳酸菌在代謝過程中產生的代謝產物,如蛋白質、多肽類等物質,所造成的可以刺激機體的免疫系統產生應答反應。乳酸菌不僅能作為抗原刺激免疫器官的生長和成熟,而且其代謝產物還能為免疫器官的生長發育提供營養物質。王晶等研究證明,乳酸菌可以提高雛雞的免疫器官指數,能夠促進雛雞的脾臟發育并緩解胸腺退化[7]。有報道指出,口服短雙歧桿菌可激活小白鼠體液免疫系統,提高抗輪狀病毒IgA或抗流感病毒IgG產生;在受到沙門氏菌的刺激之后,攝入乳酸菌的小白鼠血清中IgA的濃度顯著高于對照組,研究者認為其機理可能是乳酸菌刺激了小腸B細胞分泌IgA的能力,從而增加了血清中IgA的濃度。高榮琨等利用3株乳酸菌制成活菌制劑給肉雞飲水,結果顯示,試驗組的新城疫血凝抑制效價(HI)高于對照組,血清免疫球蛋白IgG含量顯著高于對照組[8]。
在我國動物生產中,微生態制劑主要是作為添加劑使用,目前主要應用的是乳酸桿菌和芽孢桿菌,其產品多為單一菌制劑[9]。研究表明,微生態制劑能有效抑制畜禽腸道中的有害菌,并使有益菌增殖,所以這種生物性制劑越來越受到人們的青睞。但微生物制劑產品在生產、使用過程中要求嚴格,給其廣泛應用帶來一定的困難。乳酸菌作為微生態制劑中的一種,因其具有各種優良的生物學特性而受到研究者的重視,其生產使用的方法也在不斷的完善。
家禽在集約化養殖的過程中常常會受到應激,如過熱、過冷、驚嚇、換料等因素的影響,這些因素都會破壞家禽消化道菌群的正常平衡,使得機體免疫力下降,生長性能下降。人們一直使用抗生素來抑制和消滅消化道中的致病菌,雖然效果明顯但是藥物殘留情況嚴重,危害到人類的健康。以乳酸菌、芽孢桿菌等為主要菌種的微生態制劑很好的解決了這一問題。Pedroso等報道,在母雞育成期間飼喂乳酸菌類制劑可以提高飼料轉化率[10]。劉福柱等研究表明,在雛雞日糧中添加乳酸菌制劑可以顯著提高雛雞的平均體重和飼料轉化率(P<0.05),并且雛雞的生長速率和飼料效率也隨著乳酸菌制劑添加水平的增加有提高的趨勢[11]。孫桂芬等報道,給雞飼喂微生態制劑可以增加免疫器官重量,提高非特異性免疫能力[12]。
乳酸菌作為腸道內的優勢菌群可以形成生物屏障,抑制致病菌的繁殖,并且其本身可以產生多種抑菌物質,可以抑制或殺死病原微生物,從而增強機體免疫功能,增加機體抵抗力,最終改善家禽的生長性能和飼養環境,還可以提高飼料的品質,提升家禽對飼料的利用率,與傳統的抗生素、化學添加劑相比,具有無污染、高效、安全的優點。乳酸菌制劑在家禽生產中應用還可以增加經濟效益,但對乳酸菌類微生物添加劑的報道效果不一,并且最適添加濃度還有待于探索。
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