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益生菌对猪肠道健康的影响及其应用研究

2020-12-11王怀禹

猪业科学 2020年5期
关键词:菌剂猪只芽孢

王怀禹

(南充职业技术学院,四川 南充 637131)

猪肠道内定植的微生物群落是否处于动态的平衡状态,是猪只保持健康的前提和基础。当猪只在饲喂大量抗生素、重金属超标或霉菌毒素饲料以及应激状态下,可能会打破这种平衡关系,引起猪只生病,降低生产性能。因此,保持猪只肠道内微生物菌群的平衡,是提高养猪生产效益的关键。大量研究和实践证明,益生菌能够起到使猪肠道微生物菌群保持平衡的功效。益生菌是一类活性微生物,当其数量足够时,将会有益于宿主健康[1]。这是联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)对益生菌的定义。众多研究表明,在猪日粮中添加益生菌,可调节其肠道微生物菌群的微生态平衡,达到预防疾病、提高生长性能和提高饲料利用率的效果。因此,益生菌正逐渐作为抗生素的理想替代品成为研究和开发的热点。

1 益生菌的种类及特性

1.1 益生菌的种类

常见的益生菌种类主要有:乳 酸 菌(Lactobacillus)、肠 球菌(Enterococcus)、芽 孢 杆 菌(Bacillus)、酵母属(Saccharomyces)及 双 歧 杆 菌[2](Bifidobacterium)。大体上分成三类,即芽孢杆菌、乳酸菌、酵母及真菌,其中最主要的是乳酸菌(见图1)。我国《饲料添加剂目录(2013)》(中华人民共和国农业部公告第2045号)规定,可用于动物生产的益生菌有34种,动物饲料中使用的益生菌主要是革兰氏阳性细菌在属水平主要为芽孢杆菌(Bacillus)、片 球 菌 属(Pediococcus)、 肠球 菌(Enterococcus)、 乳 酸菌(Lactobacillus)、 链 球 菌(streptococcus)。在猪生产中使用的益生菌菌株大多属于芽孢杆菌类,如地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等;肠球菌,如乳酸肠球菌、粪肠球菌、屎肠球菌等;酵母菌属,如啤酒酵母、酿酒酵母、产朊假丝酵母等。

1.2 益生菌的特性

目前,人们对益生菌特性的了解至少有以下几点共识:1)有益于宿主健康。如研究表明野生熊猫与仔猪在哺乳期间,其肠道中存在大量的乳酸杆菌[3-4],这些菌类对宿主的健康可能发挥着重要作用。近期以仔猪作为模型的一项研究表明Bifidobacterium longum subsp.InfantisCECT 7210 能够减少病原菌在肠道中的定植,刺激局部免疫反应[5]。2)无毒无致病性。3)对胃酸及胆盐具有一定的耐受性,能够通过胃进入肠道中。4)在消化道中,菌株可以存活。如芽孢杆菌一般属于好氧或兼性厌氧菌,生长快速,在肠道中与有害菌竞争营养物质,创造一个有利于厌氧菌生存的肠道环境。其他如乳酸杆菌、双歧杆菌等,都能抑制需氧致病菌的生长。5)能定植在肠道中。6)能够产生对宿主消化吸收有用的代谢物。7)加工过程不易失活,贮存简便,活性能保留较长时间。如芽孢杆菌能以芽孢的形式存在,抗逆性强,便于生产、运输及贮存,因而作为益生菌运用广泛。8)感官性良好。

2 益生菌对猪肠道菌群的主要作用机制

目前益生菌的有益作用机制比较复杂,主要体现在颉颃作用和促生长作用,具体生理功能和作用机制见表1。

表1 益生菌对猪肠道调节作用机制

3 益生菌在猪生产中的应用研究

3.1 益生菌对断奶仔猪的影响

仔猪断奶后面临的最大问题就是产生应激反应,导致其采食量减少,体况发育不良,以致感染沙门氏菌、大肠杆菌而出现腹泻以及其他疾病的风险增加。有关研究发现,仔猪小肠绒毛高度与其断奶后的采食量存在一定的相关性,提示仔猪对营养物质的吸收和利用与其采食量相关。事实上,已有较多的研究发现,给断奶前后的仔猪饲喂益生菌可抑制其肠道中病原菌的大量增殖,提高其肠道中有益菌的丰度、料重比和日增重,甚至发现在断奶期饲喂仔猪益生菌,增重效果还不及在哺乳期饲喂益生菌更为有效。周绪霞等[9]研究发现,添加从猪肠道分离的一株粪肠球菌 E .faeciumHZ023的试验组较对照组仔猪血清中白蛋白、溶菌酶分别提高了2.24%和43.20%(P<0.05),谷胱甘肽含量 提 高46.80%(P<0.01);Ig A、Ig G分别提高25.43%、16.48%;C3、C4水平分别提高37.84 %和25.00 %;总超氧化物歧化酶活力降低了9.31% (P<0.05),料重比降低 了6. 20 %(P<0.05),仔 猪 日增重提高了1.46%(P< 0.05)。并且日粮中添加 2 × 108CFU/kg的faeciumHZ023组较对照组,仔猪粪便中的细菌总数和芽抱杆菌数无显著影响,但乳酸菌数量增加了18.78% (P<0.05),大肠杆菌、沙门氏菌的数量分别降低了1.79 %(P<0.05) 和15.37%(P<0.01)。结果提示,从断奶仔猪肠道中分离筛选的粪肠球菌E .faeciumHZ023能够明显改善其肠道微生物菌群结构,明显提高仔猪免疫力,促进仔猪生长发育。白浩男[10]研究了包含4种益生菌的复合菌剂Ⅰ(PYG4、PYG1、PYM1 和PYC3)、包含3种益生菌的复合菌剂Ⅱ(Y4、PYG4、PYG1)对28 日龄断奶长白仔猪的影响,结果发现, 饲喂复合菌剂Ⅰ加低聚木糖组在平均日增重和料重比方面均表现最优。在提升仔猪生长性能方面,单独饲喂复合菌剂Ⅰ组不及饲喂复合菌剂Ⅰ加低聚木糖组优秀,但腹泻发生率最低的是复合菌剂Ⅰ组。研究结果提示,低聚木糖和复合菌剂Ⅰ存在协同关系,在促进仔猪胃肠道发育维持肠道菌群平衡上发挥了重要作用。

3.2 益生菌对保育猪的影响

研究发现猪体内的菌群发育情况会随着猪不同生长发育阶段一直在发生连续的变化,直至育肥期才趋于平衡,可见保育猪肠道内菌群仍然处于动态变化中,这种变化机理为益生菌对其肠道的营养调控提供了可能。鲍俊杰等[11]研究发现,添加益生菌能够使猪只发病率降低2%,平均日增重比对照组提高20.6%,显著提高保育猪的末重(P<0.05)。苏成文等[12]研究表明,在小麦日粮中添加益生菌可提高保育猪生产性能和粪便中乳酸菌数、降低大肠杆菌数与腹泻率,添加益生菌和甘露寡糖除提高保育猪生产性能外,还可提高粪便中双歧杆菌数和养猪经济效益,证实了益生菌与甘露寡糖之间形成了协同效应。姚轶颖[13]研究证实,在保育猪日粮中添加益生菌可提高饲料利用率,有效降低料重比、腹泻率和死亡率,同时能有效减少猪舍内NH3的浓度,改善养殖环境。

3.3 益生菌对肥育猪的影响

生猪进入育肥阶段后,降低料重比和提高日增重显得尤为重要,这关乎到养猪者能否取得较好的经济效益,同时对猪肉的品质和安全要求也更为严格。许多研究表明,在猪育肥阶段饲料中添加益生菌可以提高猪日增重、饲料转换率以及采食量与猪胴体质量。李宗凯等[14]使用乳酸杆菌和芽孢杆菌的混合制剂饲喂肥育猪后发现,益生菌提高了猪结肠菌群的丰富度指数,显著提高肥育猪生长期平均日增重,降低料重比(P<0.05),显著降低眼肌面积,显著提高了生长肥育猪的肉色评分和剪切力,降低了肉色L值(P<0.05),并有提高猪胴体长度的趋势。林建和等[15]研究猪日粮添加芽孢杆菌后发现,日粮芽孢杆菌添加水平显著线性提高16周育肥猪粪中乳酸杆菌和大肠杆菌含量(P<0.05);试验全期(0~16 周)日增重和增重耗料比表现为显著线性升高(P<0.05);6周肥猪干物质消化率随日粮芽孢杆菌添加水平的升高显著线性升高(P< 0.05);0.03%芽孢杆菌组显著提高了 6周 和 16周猪血液葡萄糖水平(P< 0.05);日粮芽孢杆菌添加水平显著线性提高了第3天猪肉感官指标、滴水损失和屠体重(P< 0.05)。

3.4 益生菌对母猪的影响

养猪生产中,母猪的重要性不言而喻。大量研究表明,在母猪日粮中添加益生菌可有效调节其肠道功能,对提高母猪的生产成绩有明显效果。农斯伟等[16]研究发现,无论是在妊娠期还是哺乳期母猪日粮中添加复合益生菌,其免疫球蛋白(IgG、IgA)水平显著高于对照组(P<0.05);而且可有效提高仔猪初生重、初生窝重和健仔率,平均断奶窝重比对照组分别提高4.98%和5.45%。刘晴等[17]研究结果表明,在母猪日粮中添加益生菌能有效抑制致病菌产生,促进乳酸菌数量增加。试验组仔猪平均 初 生 重(1.62±1.2)kg、断 奶仔猪平均重(7.24±1.2)kg分别比对照组提高了18.25%和30.21%(P<0.01),仔猪腹泻率和死淘率分别降低了85.74%(P<0.05)和90.64%(P<0.01)。赵臣[18]研究发现,添加嗜酸乳杆菌发酵料可调节母猪肠道菌群组成,鲜粪中乳酸菌增加了1.45 lg(cfu·g-1);哺乳母猪平均日采食量提高了113.79%;哺乳母猪血清中IgG、IgA和IgM含量分别提高了7.58%、4.06%和5.61%;初乳中蛋白质、总固形物的含量分别提高了18.08%和1.30%。上述研究表明,益生菌发酵料更能有效调控母猪肠道微生态平衡,促进其健康和生产性能的提高。

4 结语

在养殖减抗、限抗、禁抗时代,益生菌因其具有安全、无毒害等特性成为饲料添加剂抗生素替代品也是一种趋势,具有广阔的应用前景和市场空间。目前,益生菌可作为饲料添加剂直接给猪饲喂并顺利在肠道中定植,且保持较高的生物活性,实现促进作用。再就是饲喂益生菌发酵料,因为经过益生菌发酵后的饲料,其中的抗营养因子有所减少,饲料的适口性得到改善,猪只采食量增加,同时益生菌发酵产生的代谢产物丰富了饲料的营养组成,也有利于猪只生长发育[19-20]。

当然,益生菌在猪生产应用中也遇到一些问题。首先在其作用机理方面,多数益生菌作用机制尚未研究清楚,因为不同种类的益生菌其功能的特异性、生理特性和作用机制是不同的[21],而目前趋向于使用复合益生菌进行营养调控,其调控机理就变得更为复杂,因此探索益生菌对猪肠道的作用机理还有很长的路要走。其次在应用方面,部分益生菌制剂生产标准尚未健全完善,菌剂活性不稳定甚至较低,维持其活性的保存时间短,同时售价偏高,不利于大面积推广使用,因此,在实际生产应用中,亟待发展和完善益生菌制剂生产标准,提高其活性的稳定性,延长其有效保存时间。再就是猪体内过低的胃酸环境让益生菌不能在其肠道中有效定植,限制了部分益生菌的使用。因此,在生产中亟待筛选耐受性强的益生菌株。虽然问题不少,但随着益生菌作用机理研究的深入,益生菌在猪生产中的有效应用必然会是一种趋势,也必将为猪生产带来巨大的经济效益。

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