飼用乳酸菌在養豬行業上的應用與效果

2020-11-25 09:58:16 點擊：

乳酸菌類微生態制劑的研究也已成為近年來研究的焦點之一，目前，在眾多微生物添加劑中, 乳酸菌制劑是飼用微生物添加劑中應用最為廣泛、效果較好的一類，它是多種水產動物消化道主要的共生菌，能形成正常菌群，也是中國最早公布的兩種可直接使用的飼料級微生物添加劑菌種之一。乳酸菌可以在水產動物腸道內大量定植，有效調整腸道菌群平衡，可分泌乳酸，并產生多種消化酶，幫助食物消化和代謝，促進營養物質的吸收和利用；同時它還能通過競爭營養、占位競爭、分泌細菌素等與致病菌競爭，抑制有害菌的繁殖，改善腸道內環境，調整胃腸道菌群平衡，提高動物健康水平。它為飼料和畜禽水產養殖業的健康發展提供了一條高效、無公害、無污染的新途徑。

1 乳酸菌的生理特性

乳酸菌指發酵糖類主要產物為乳酸的一類無芽孢、革蘭氏染色陽性細菌的總稱，形態、代謝性能和生理學特征不完全相同。細胞形態多為桿狀或球狀，不生產孢子，不運動或少運動，不耐高溫，但耐，在pH3.0-4.5時仍可生長，對胃中的酸性環境有一定的耐受性，營養要求嚴格，除了碳水化合物，還需要多種氨基酸、維生素和肽等。在動物體內通過生物頡頏，降低pH，阻止和抑制致病菌的侵入及定植，降解亞硝氨、氨、吲哚和糞臭素等有害物質，活菌體內和代謝產物中含有較高。

目前在自然界已發現的這一類菌在細菌分類學上至少包括 23 個屬：乳酸桿菌屬，雙歧桿菌屬、肉食桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠球菌屬、乳球菌屬和芽孢乳桿菌屬等。乳酸菌絕大多數生長繁殖于厭氧或微耗氧、礦物質和有機營養物豐富的酸性環境中，分布十分廣泛，在發酵生產（青貯飼料、泡菜和酸奶）的培養物和動物消化道中含量較高。

2 乳酸菌的作用機制

2.1 抑菌機制

細菌在動物腸道內定居和繼續生存的因素，包括胃酸、膽鹽、消化酶、免疫反應、內源微生物及其產生的抗菌素。這些因素中任何一個因素的改變都會導致細菌活的超氧化歧化酶（SOD），能增強體液免疫和細胞免疫。乳酸菌的抑菌機制正是它的生化特性改變了致病菌的生存環境和生長機制, 從而達到抑菌的效果。

2.1.1 通過產酸改變腸道微生態環境抑制有害菌的生長

乳酸菌在體內發酵乳糖類，生產大量的醋酸和乳酸，使環境 pH下降，腸道處于酸性環境，而腸道內的病原細菌最適生長的pH為7.0-7.4，由于乳酸菌產酸及細胞崩解產酸使腸道內pH下降，不利于腸道內病原菌在腸壁定殖和生長，導致病原細菌活力下降進而衰老和死亡,維持了腸道的生態平衡，使腸道得以發揮正常的生理功能。

2.1.2 通過產生某些抗菌物質抑制有害菌生長

乳酸菌除了產生有機酸，還可產生過氧化氫和安息香酸等抑菌物質，合成溶菌酶及其他抗菌物質，如乳酸菌素、乳酸鏈球菌肽和嗜酸菌素等，這些產物對腸道病原菌有抑制作用。過氧化氫和細菌素等在抑制病原菌上的機制被稱為黏附抗性。黏附于腸道黏膜，是病原菌定植并產生臨床癥狀的前提條件。體內微生物與病原微生物間存在競爭附著小腸上皮位點的作用，即競爭排斥作用，如果這些位點被較多的有益菌株占據，病原菌就會被排斥。乳酸菌可通過與病原菌間生存和繁殖的空間、時間、定居位點及營養的競爭，從而抑制病原菌黏附在腸黏膜上皮細胞上,達到抑菌作用。

2.2 營養機制

乳酸菌在動物體內正常發揮代謝活性，就能直接為宿主提供各種可利用的必需氨基酸和各種維生素及消化酶（如淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶）等，還可提高礦物質（如鈣、磷、鐵和鎂）的消化率和吸收率，從而增強動物的營養代謝，促進動物機體的生長和生產。此外，乳酸菌產生的酸性代謝產物使腸道環境偏酸性，而一般消化酶的最適pH 酸性（淀粉酶pH6.5，糖化酶pH4.4），有利于營養素的消化吸收，有機酸的產生還可加強腸道的蠕動和分泌，也可促進養分的消化吸收。

2.3 免疫機制

乳酸菌能增強動物機體免疫力，表現在2個方面：

（1）影響非特異性免疫應答，增強單核和巨噬細胞活力，刺激活性氧、溶酶體酶和單核因子的分泌。

（2）刺激特異性免疫應答，如加強黏膜表面和血清中IgA、IgM和IgG水平，以加強體液免疫。促進T淋巴細胞和B淋巴細胞的增殖，加強細胞免疫。Schiffrin 等（1994）發現，約氏乳桿菌（L.johnsonnii） Lj1和乳酸雙歧桿菌（B.lact is）Bb12 能在體外增強吞噬細胞對大腸菌的吞噬作用；嗜熱鏈球菌與沙門菌一起使用可起到免疫佐劑的作用，顯著提高血清中IgA 含量。

乳酸菌對免疫系統的刺激機制還在進一步研究中。Ouwehand等（1999）提出了攝入益生素（含乳酸菌）對免疫刺激作用的可能途徑，抗原性物質通過淋巴結中的濾泡上皮，通過途徑有2 種：

（1）微生物代謝產物或碎片作為小分子抗原直接通過普通上皮細胞或透過上皮細胞間的緊密連接縫隙。

（2）微生物細胞本身由微皺細胞通過胞飲作用傳送給位于微皺細胞包囊中的巨噬細胞等，抗原進入淋巴組織后，或由抗原提呈細胞處理或直接交給淋巴細胞，產生相應的免疫應答。

2.4 中和中毒, 防止腐敗產物的產生

某些細菌能中和或減少內毒素等有害物質的毒害作用。目前發現，雙歧桿菌可防止腸內容物產生氨，蠟樣芽孢桿菌可降低腸內容物和肝臟門靜脈中血氨的濃度，使酚類和吲哚等有害物質減少。

3 乳酸菌對動物的保健和治療功效

國內外已有大量的飼養和臨床試驗證明，其報道結果不一致，有正效應,，有負效應，但據統計，正效應仍多于負效應。造成結果不一致的原因很多，如試驗動物的品種、年齡、飼養環境、菌株質量及有無應激等，但乳酸菌對動物機體的有益作用還是公認的。

3.1 改善胃腸道功能, 降低動物胃腸道疾病的發生率

乳酸菌是腸道的優勢菌，畜禽服用后,通過發酵產酸可改變胃腸道內環境，抑制有害菌的繁殖，調整胃腸道菌群的平衡。也可通過其產生的黏附素與腸黏膜細胞緊密結合，在腸黏膜表面定植占位，成為生理屏障的主要部分，從而達到恢復宿主抵抗力、修復腸道細菌屏障和治療腸道疾病的作用。

3.2 提高動物免疫力, 增進動物健康

乳酸菌在動物體內通過刺激動物機體的非特異性免疫應答和特異性免疫應答，誘導產生干擾素、促進細胞分裂、產生抗體及促進細胞免疫，提高機體的抗病能力。

3.3 促進動物生產，提高飼料利用率，降低飼養成本

提高經濟效應乳酸菌在動物體內自身代謝產生各種營養物質提供給宿主，如各種維生素、必需氨基酸及各種消化酶，從而增強動物的營養代謝，促進動物機體的生長和生產，同時乳酸菌可降低腸道 pH，其偏酸性利于各種酶活性的發揮，利于營養素的消化吸收及降低飼養成本。

4 應用現狀

綜上所述，乳酸菌具有預防、治療疾病、營養和保健等功效。近年來，越來越多的人對抗生素飼料添加劑的弊端有了深刻認識，許多學者紛紛投入到了克服這些弊端的微生態的研究中，推動了微生態制劑的發展。目前，乳酸菌制劑已廣泛應用于豬、雞、牛、羊和水產養殖等各個領域。

初生仔豬的胃腸道是無菌的，但不久以后就有數種微生物道內，經過各種微生物的生長和增殖，逐漸形成一個微生物群落。仔豬出生后3小時以內即可以檢測出腸道的小型微生物群落(Maxwell和Stewart 1995)。仔豬在出生后24小時以內，空腸、回腸、盲腸和直腸就定植了雙岐桿菌、大腸桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、類桿菌、小梭菌、優桿菌和酵母菌等，到8-22日齡達到高峰并逐漸形成一個定型的菌群，以后隨日齡增長各菌群菌數略下降。仔豬消化道微生物的主要來源是母體的糞便微生物。乳酸菌在正常情況下是優勢菌群。而在病態情況下，特別是消化道疾病時(如下痢)則以人腸桿菌成為優勢菌群。

大多數單胃動物的腸道微生物群落是相似的，例如豬的消化道微生物區系和數量類似于人的情況，消化道前段主要是耐氧的格蘭氏陽性細菌，后段是厭氧菌，乳酸菌分布于豬整個腸道的各個部分，可通過生物拮抗作用抑制病原微生物的生長繁殖。乳酸菌防治腸道疾病的作用機理：

1 抑制腸道致病物生長

乳酸菌可通過母體或周圍環境進入腸道內進行繁殖，迅速建立優勢菌群，其在保持腸道微生物菌群正常化起著重要的作用。

乳酸菌可產生細菌素及過氧化氫，Biota等研究發現，過氧化氫可使Fe2+、Fe3+與乳酸菌表面胰蛋白酶結合，致使病原菌不能從體內得到Fe2+，抑制了腸道內大腸桿菌、沙門氏菌、梭狀芽孢桿菌的繁殖，消除有毒代謝產物，減少腸道疾病的發病率。乳酸菌所產生的乳酸、乙酸等有機酸不僅是動物的能量來源，還可降低腸道pH，為不解離脂肪酸分子傳遞斷裂電化學，引起蛋白質斷裂，從而抑制痢疾桿菌、傷寒沙門氏菌、副傷寒沙門氏菌、彎曲桿菌、葡萄球菌等致病菌在腸道內的定植。

乳酸菌通過糖蛋白或糖脂質的糖鏈彼此結合，在黏膜表面形成一層菌膜，與致病菌競爭消化腸道黏膜附著點，從而對宿主起到占位保護作用。乳酸菌有加強腸道定植抗力、抵擋外來致病菌、抑制革蘭氏陰性菌過度繁殖和維持腸道內生態平衡的作用。

2 增強機體免疫水平

乳酸菌在提高機體免疫力時，多是通過刺激機體免疫，調節免疫系統。乳酸菌會對免疫器官的發育和成熟起到促進作用，使宿主的免疫系統日漸完善。同時，乳酸菌會不斷刺激和促進宿主產生免疫和清除功能，口服乳酸菌會提高機體中干擾素的活性，促進巨噬細胞活性的產生。就像乳酸菌利用活菌體內較高含量過氧化物歧化酶，或者通過機體代謝物中的過氧化物歧化酶，提高黏膜保護功能。增加血清中IgA、IgM和IgG水平，增強宿主體液免疫力。

3 防止組織病變

通過研究印度尼西亞、中國、高加索地區傳統發酵乳中乳酸菌的細胞壁及其對氨基酸加熱分解物和揮發性N-亞硝胺化合物的結合試驗，證明乳酸菌細胞壁相對于其他細菌的細胞壁，對變異原和致癌物質具有很強的結合性，其吸附率達98%，從而減弱和消除了變異原物質的毒害作用。

乳酸菌細胞壁對變異原和致癌物質的結合性非常強，以此減輕和消除變異原物質的損害。乳酸菌細胞壁對這些變異原和致癌性物質的吸附作用，主要與其所含的肽聚糖有關，可能是由于肽聚糖與這些物質發生離子性吸附所致。

乳酸菌在養豬生產中的應用

在乳豬生產中的應用

乳豬是豬一生中最脆弱的時期，此時其消化系統、微生態系統和免疫系統本身尚未完善，極易發生各種病癥。仔豬出生后，消化道內的菌群相對比較少，根據菌群優勢的理論，接種乳酸菌很容易在腸道起到“先人為主”的作用，從而抑制有害菌的人侵和繁殖；在哺乳仔豬階段，仔豬以吮吸母乳為主，母乳中含有大量乳糖，當仔豬發生腹瀉時，乳酸菌可將乳糖轉化為乳酸，因而降低了腸道pH值，抑制了大腸桿菌的生長，哺乳期仔豬胃酸分泌不足，無法通過內源酸維持胃腸道中酸性環境而激活胃蛋白酶及抑制有害菌增殖，飼料中各種原料成分與酸有一定的結合能力，仔豬采食后，胃內pH值升高，胃蛋白酶消化能力減弱，導致消化功能的紊亂。在哺乳階段通過添加乳酸菌，一方面有益菌的增加會抑制、排擠有害菌，使胃腸道逐步建立有益菌群優勢，此外乳酸菌會產生一定的消化酶幫助消化飼料，并產生一系列活性物質直接抑制有害菌，并乳酸菌還有調節消化免疫系統的功能，提高機體免疫力。目前集約化養殖，豬群一直生活在亞健康狀態以及哺乳豬弱抵抗力，隨著外界的變化，豬群腸道內的微生物體系會發生相應的變化，一旦有益菌群不能形成優勢可能出現下痢，據統計，哺乳仔豬的死亡率占整個豬場死亡率的70%左右。

在仔豬生產中的應用

早期斷奶仔豬免疫系統不健全，斷奶應激又造成免疫抑制，使抗病力下降，斷奶前的哺乳仔豬，其營養全部或部分由母乳提供，豬母乳中含有豐富的脂肪和易于消化的酪蛋白，其碳水化合物是以乳糖為主，不含淀粉和纖維。而斷奶后，主要能量來源的乳脂由谷物淀粉所替代，可以完全被消化吸收的酪蛋白變成了消化率較低的植物蛋白，并飼料中還有仔豬幾乎不能消化的纖維，仔豬在吮乳時，乳中含有大量的乳糖，乳糖被分解成乳酸，可彌補胃酸分泌不足，斷奶后采食固體飼料，固體飼料中幾乎不含有乳糖，這樣造成胃內pH值升高，pH值升高有利于大腸桿菌的繁殖，致使腸道菌群失衡。仔豬經常發生斷奶應激導致腹瀉，嚴重影響其生長發育和抗病力，降低生產效益。

乳酸菌能分解飼糧中的蛋白質、糖類、脂肪，合成維生素和生物酶類，能顯著提高詞料的消化率和生物學效價，促進消化吸收。在飼料中添加乳酸菌，可以提高仔豬的采食量和日增重。張志龍分別用飲水、拌料兩種方式給斷奶前仔豬提供乳酸桿菌制劑，結果飲水組和拌料組平均窩增重比對照組分別提高11.92%和10.53%，料肉比分別提高10.7%和11.1%，兩組平均窩增重、料肉比差異均不顯著。仔豬在28～42日齡這個階段日糧中添加乳酸菌，乳酸菌組較對照組空腸淀粉酶、十二指腸酶活性明顯提高，蛋白酶活性差異不顯著，乳酸菌組在結腸、盲腸pH值明顯降低，其他腸段也有降低趨勢，盲腸氨濃度也明顯降低。

在育肥豬生產中的應用

大量的研究表明，通過外源添加乳酸菌可以提高動物生產性能，改善飼料消化利用率，改善肉質，提高肉的口感，是生產安全肉食品的首選飼料添加劑。毛倩在生長育肥豬日糧中添加乳酸菌，可提高采食量、日增重，降低料肉比。張建在生長育肥豬日糧中添加乳酸菌，平均日增重、日采食量顯著提高，料肉比顯著降低。張天陽等給生長育肥豬飼喂100ml乳酸菌可提高豬生長育肥階段的平均日增重，對飼料轉化效率有提高趨勢，飼喂150ml乳酸菌對豬的成活率有改善趨勢，飼喂100ml乳酸菌可提高每組平均每只豬生長育肥階段的收益，可提高豬的胴體長，對眼肌面積有提高趨勢，對豬肉嫩度和總膠原蛋白含量有提高趨勢。

在種豬生產中的應用

在種豬生產中，繁殖是種豬種族繁衍的重要技能，豬場經營的成敗取決于豬群繁殖的效率。臨床較多常見的產后疾病有乳房炎、子宮炎、無乳綜合癥，目前的研究表明：大腸菌類微生物可能引起無乳，它產生的內毒素會降低分泌催乳素—一種泌乳所必需的激素。產后母豬，體質下降，受外界的影響較大，乳酸菌具有調節機體胃腸道正常菌群、保持微生態平衡，抑制腸道內腐敗菌生長繁殖和腐敗產物的產生等生物學功能。

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