益生素的研究進展及其在羊生產中的應用，具有提高免疫，改善瘤胃和腸道功能等效果

2021-08-14 09:46:18 點擊：

在養殖業走上集約化的進程中，抗生素的使用起到了巨大的推動作用。然而,抗生素使用的“后遺癥”也逐漸突顯出來,一-些病原菌產生了抗藥性,間接地影響抗生素的治療效果,另外抗生素在動物體內及其產品中的殘留問題也越來越嚴重,甚至威脅到人類的健康和生命安全。

隨著抗生素時代的即將過去，尋找對動物與人類有益無害的抗生素替代品成為養殖業新的發展方向。益生素就是最先被提出的抗生素替代品，具有無毒副作用、無耐藥性無殘留、成本低效果顯著等特點,逐漸在飼料中得到應用。

1、益生素的概念

益生素Probiotics 一詞來源于希臘語Probi -otics (共生),最初被定義為由一種微生物分泌，刺激另-種微生物生長的物質。1965 年Lilley和tillwell率先使用益生素一詞(probiotic),與抗生素(antibiotic )相對,兩者的作用腸盾("。1989年,Fuller將其定義為- -種活的微生物制劑,能通過改善宿主動物腸道菌群的組成而有利于動物的健康[2]。1990 年, Sossard H定義益生素為攝入動物體內對腸道內有害菌群有阻礙作用,或通過增強非特異性免疫功能來預防疾病,從而間接地起到促進生長和提高飼料效率的活的微生物培養物; 1991年我國學者又提出了一個較通俗的概念一“飼用微生物添加劑”。另外也有人將益生素稱為益生菌、促生素、生菌劑、活菌制劑、微生態制劑。

2、益生素的種類

益生素可以是單一菌種制劑也可以是復合菌種制劑。美國FDA規定允許飼喂的微生物有42種。我國1999年經農業部批準使用的飼料級微生物品種有12種,按照益生素所用的菌種類型,主要分為以下3類。

2.1 乳酸菌類

乳酸菌類是一類可分解糖類產生乳酸的細菌的總稱,其中生產上主要應用的是乳酸桿菌、雙歧桿菌和糞鏈球菌。此類益生素應用最早,制劑品種也最多。此類菌種為革蘭氏陽性菌，厭氧或兼性厭氧，耐酸但不耐熱，65~75 C便致死。此類微生物能產生酸菌素，它能夠有效地抑制大腸桿菌和沙門氏菌的生長。乳酸菌還可以在腸道內合成多種維生素如B族維生素、維生素K、維生素D,以及合成氨基酸等物質,通過改變礦物質元素的生物學活性,提高動物對礦物質的吸收能力，進而為宿主提供必需的營養物質,以增強動物的營養代謝.促進機體生長。.

2.2芽孢桿菌類

此類為需氧芽孢桿菌中的非致病菌,可形成內生孢子,穩定性強,能耐酸、耐鹽、耐高溫和耐擠壓,在所有菌屬中芽孢桿菌是最理想的微生物添加劑。具有較高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,能夠有效地降解復雜的碳水化合物;同時,還有平衡和穩定乳酸桿菌的作用。其進入腸道后能迅速復活,可消耗腸道內大量的氧、保持腸道厭氧環境、抑制致病菌的生長、維持腸道正常生態平衡。

2.3酵母菌

酵母菌僅零星存在于動物胃腸道的微生物群落中，其細胞壁的主要成分是甘露聚糖和葡萄糖,甘露聚糖可增強吞噬細胞的活性。酵母菌體內富含蛋白質和多種B族維生素。酵母菌是需氧菌,耐酸不耐熱,在溫度60~70 C條件下,1 h即會死亡。飼用酵母的種類主要有熱帶假絲酵母產阮假絲酵母、啤酒酵母、紅色酵母等。

3、益生素的作用機制

目前對益生素的作用機制雖未完全闡明，但其營養生理效應已得到普遍認同。目前已經公認的作用機制可大致歸納如下[3]。

3.1改善動物腸道微生態環境

益生素可以促進動物腸道內有益微生物菌群的生長和增殖;同時通過產生抗菌物質、過氧化氫和有機酸等,以抑制和排斥有害菌群,從而在宿主動物腸道內建立有利于機體健康和消化代謝的菌群平衡新體系。

3.2增加活性物質的合成

動物腸道內的有益菌群的增殖，不僅可產生各種消化酶以助消化,而且能合成大量維生素(B族、K等)和有機酸(乳酸等),從而增強動物機體的消化代謝功能,并改善機體的營養狀況。

3.3 強化免疫功能

益生素中的有益菌均是良好的免疫應激活劑，能有效地提高巨噬細胞的活性,可通過提高動物機體的抗體水平和噬菌作用活性,刺激動物機體的免疫系統,以提高免疫力和抗病力。

3.4減少有害物質的產生

益生菌與致病菌之間競爭定居部位、生存和繁殖空間、營養等,限制致病菌群的生存、繁殖。有益菌在消化道內生成致密的膜菌群,形成微生物屏障,一方面抑制消化道粘附病原菌,中和毒性產物;另一方面防止毒素或廢物的吸收。益生素還可減少動物腸道內氨和其他有害物質的產生,并可中和大腸桿菌的毒素,因而有利于宿主動物體內環境的改善和健康。

4、益生素在羊生產中的應用

羊養殖受社會大環境影響,由放牧改為舍飼。由于人為改變了其運動覓食等生活習性，應激反應相對較高,尤其羔羊在環境改變、轉群、免疫、斷奶等因素影響下,很容易引起消化道菌群(內環境)紊亂失調。如在舍飼條件差、營養不良,就容易發生疾病,尤其消化道疾病(如:大腸桿菌病、沙門氏桿菌病、羔羊痢疾、寄生蟲病等),而羊因瘤胃特殊作用,抗菌素又不能口服使用,因而防治疾病受到一定限制，使用益生素微生態添加劑就可解決此類問題。但在牛羊等反芻動物飼養上應用的相關報道還較少,仍在試用和研究階段。現在研究表明:適于單胃動物的菌株多為乳酸菌、芽抱桿菌、酵母等;適于反芻動物的則多為真菌類,以曲霉菌效果為好。

4.1益生素在羔羊上的應用

羔羊瘤胃還未發育完全,未有微生物定植，或定植其中的微生物區系不穩定。在該階段羔羊的飼料中添加益生素有利于提高其生長速度,增強免疫力。任文軍在波爾山羊飼養中作了對比試驗,羔羊的成活率、斷奶重均明顯優于未添加益生素的羔羊，試驗組飼料報酬明顯高于對照組[4]。

鈔海峰研究表明:在西藏羔羊日糧中添加0.1 g/(只.d)劑量的益生素時,羔羊的生長速度及免疫功能均達到最佳狀態[s]。這與丁保安的報道基本相同。在西藏羔羊的日糧中添加0.10 %的益生素時，羔羊的增重、日增重、料重比、鈣磷粗蛋白的表觀消化率最高。試驗表明,適量添加益生素可改善羔羊胃腸道內環境,從而有助于羔羊對營養物質的消化吸收,建立適合動物快速生長的微生態環境,達到營養保健的目的，提高羔羊生長發育速度和增強免疫力,并取代飼料中的抗生素,減少畜禽體內抗生素的殘留,這對實施羔羊育肥具有- -定的經濟效益和生態效益[6]。

張峰選用5月齡雜交羔羊(薩福克羊x小尾寒羊)研究了非蛋白氮日糧中添加益生素對綿羊生長性能及消化代謝的影響。結果表明，日糧添加0.2 %益生素可以提高綿羊對非蛋白氮的利用率[7。

劉國仕等研究了4種益生素:乳酸菌制劑、芽孢桿菌制劑酵母菌制劑、EM制劑，并研究其不同濃度水平對3月齡雜交羔羊育肥效果的影響。芽孢桿菌制劑相對最好,而EM制劑的80 mLd水平相對較好。表明益生素提高羔羊日增重效果明顯[8。

王建榮研究了冬季添加產酶益生素對羔羊育肥效果的影響。結果表明,產酶益生素添加量為0.2%時的料重比最低。說明羔羊不同季節時期.不同劑量的產酶益生素對飼料的轉化率及生產性能產生不同的影響,這可能與羔羊不同季節生理機能存在- -定差異有關[9。

4.2益生素在成年羊階段的應用

關于益生素在成年羊的應用研究較少，可能是因為成年羊自身瘤胃內富含微生物菌群，對外界的需要較少。Williams 等報道，在飼喂品質差的粗飼料時,添加真菌益生素能夠提高成年羊的采食量。用尼龍袋法試驗表明，酵母可以提高瘤胃中纖維素成分的早期消化率,使速度提高30 %。改變纖維成分在瘤胃內消化的時間,從而促進采食量[10]。張宏福研究表明:不同日糧條件下酵母培養物可使瘤胃內總厭氧菌提高幅度在30%~1000%;纖維分解菌提高幅度在19 %~800%。

真菌益生素還能改變反芻動物瘤胃和馬屬動物大腸中的微生物群,從而提高家畜對飼料的利用效率。大量的試驗研究結果表明:真菌益生素能夠提高厭氧菌尤其是纖維分解菌的數量。但提高的幅度因日糧類型、試驗動物以及所采食的菌種不同而各異[ 1。另外添加益生素可緩解采食后瘤胃內pH值的降低,24h內可使瘤胃內環境穩定。這對羊瘤胃內纖維分解菌有非常重要的意義。

5益生素在羊等反芻動物應用時應注意的問題

5.1 選擇適宜羊等反芻動物應用的益生素

羊屬于反芻動物,鑒于瘤胃本身就存在復雜的微生物區系及特殊的反芻發酵功能,對微生態制劑在瘤胃的作用機理還有待進一步深人研究。益生素菌種必須要適

應其溫度酸堿度及各種理化因素,才能生存繁殖,所以如何培植適合于在牛羊等反芻動物消化道定植并能存活的益生菌群是關鍵。

5.2 益生素本身存在的缺點

益生素添加劑在養羊上的應用也并非十全十美,首先益生素無法替代抗生素對疾病的防治作用。其次,反芻動物消化道菌群具有競爭排斥作用,益生菌群可占據動物消化道的定植位點,從而抑制瘤胃內其他菌群的增殖。三是與部分金屬鹽有頡抗作用,可能會影響銅鋅等金屬鹽的吸收。四是注意其添加量,由于其制劑活菌數每克含量高達10* 個,所以并非添加越多越好,添加過量反而使增重和抗病效果降低，而且造成飼料成本上升。當用量超過說明量的4倍時部分牛羊出現輕微腹瀉[4。

五是益生素制劑菌種仍比較單一，牛羊瘤胃的許多菌種由于受環境條件影響(如高溫高壓、衛生條件等)現在還無法復制，許多應用效果無法確定,現有益生菌的活性易受環境因素的影響。

6、結語

益生素作為- -種新興的飼料添加劑,由于其無毒、無副作用,同時一定時期在某些方面的作用效果已經趕上甚至超過了抗生素,因此,應用前景廣闊。但其使用效果存在著明顯的不穩定性和不連續性,尤其是對反芻家畜益生素的應用菌種類別以及應用效果還未得到明確的結果,在動物營養物質代謝與微生物代謝關系機理方面研究還不夠,在羊上的應用效果的研究還不夠充分。因此,有必要加強益生索在反芻動物機理及其應用上的研究與推廣。

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