甘肅畜牧工程職業(yè)技術學院 余彥國 張 瑾
微生態(tài)制劑又稱益生素,是根據動物微生態(tài)學原理研制的可用于調節(jié)動物體內微生態(tài)平衡,增強免疫功能,促進生長,提高飼料轉化率的一類微生物飼料添加劑 (雷志虎,2008;Bujalance,2007)。本文就微生態(tài)制劑的分類、功能、作用機制及其對雞的影響作一綜述。
1.1 按微生物的種類分類
1.1.1 乳酸菌類微生態(tài)制劑 乳酸菌屬腸道中正常菌群,厭氧或兼性厭氧,經80℃處理5 min損失70%~80%,但耐酸,pH 3.0~4.5時仍可生長。能分解蛋白質、糖類、合成維生素,也可分解脂肪,能顯著提高飼料的轉化率和生物學效價,促進營養(yǎng)物質的吸收;目前應用的主要有嗜酸乳桿菌、糞鏈球菌、雙歧乳桿菌等;但產品貯存期短、質量不穩(wěn)定(羅碧毅等,2009)。
1.1.2 芽孢桿菌類微生態(tài)制劑 芽抱桿菌具有較強的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,對植物性碳水化合物降解能力較強,在動物腸道中少量存在。芽孢桿菌能迅速消耗腸道內的氧,從而抑制致病菌的生長,維持腸道正常生態(tài)平衡,而且具有強的抗干燥、耐高溫高壓、抗氧化等能力,其產品穩(wěn)定性高,在腸道生長具有多種酶促效應。目前,應用的菌種主要有短小芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌等。
1.1.3 酵母微生態(tài)制劑 酵母菌屬于真菌類,菌體富含蛋白質及維生素,胃腸道內繁殖,可改善胃腸道生態(tài)結構,維持pH,抑制腸道內的有害菌。酵母菌細胞壁含有多種低聚糖,可提高動物對纖維素和礦物質的消化、吸收和利用,增強免疫力。目前應用的菌種主要有釀酒酵母和石油酵母等。
1.1.4 復合微生態(tài)制劑 由多種菌復合配制而成,能適應多種條件和宿主,具有促進生長、提高飼料轉化率等多種功能(范利霞等,2010)。
1.2 根據微生態(tài)制劑的組成分類
1.2.1 益生菌 又稱益生素,富含有益菌及其代謝產物、生長促進因子等,具有維持腸道微生物平衡、促進生長和提高飼料轉化率的作用。益生素有單一菌種制劑,也有復合制劑。
1.2.2 益生元 益生元又叫化學益生素,通常是糖類,如乳果糖、果寡糖、葡萄糖、乳糖及大豆糖等非消化吸收成分,可選擇性刺激腸道內有益菌群的活性,抑制某些有害菌生長,從而維持機體健康和促進生長。大量研究結果表明,4~15個碳原子的寡聚糖、肽類蛋白質、類脂、水溶性維生素及環(huán)化淀粉等均可作為益生元。
1.2.3 合生元 又稱全生素,是益生素和益生元的生物合劑,既可發(fā)揮益生菌的生理活性,又可選擇性地增加益生菌的數量。在合生元中,益生元必須能促進制劑中生理性細菌的增殖,還可促進腸道中生理性細菌的定植和增殖,是微生態(tài)制劑開發(fā)的主要方向(王鑫等,2010)。
微生態(tài)制劑的作用機理相當復雜,研究進展還比較緩慢,目前對其作用機理的研究主要基于“微生態(tài)平衡理論”。
2.1 恢復優(yōu)勢菌群 在正常微生態(tài)系統(tǒng)中,少數優(yōu)勢種群對整個種群起決定作用,一旦失去了優(yōu)勢種群,則微生態(tài)平衡失調。正常情況下,動物后腸段內優(yōu)勢種群中厭氧菌占99%以上,需氧菌及兼性厭氧菌只占1%,若優(yōu)勢菌群更替,使用微生態(tài)制劑有利于厭氧菌的生長,抑制需氧菌和兼性厭氧菌的繁殖,逐漸恢復擬桿菌和雙歧桿菌等優(yōu)勢種群,從而恢復腸道菌群平衡(李軍,2009)。研究表明,乳酸菌類微生態(tài)制劑可通過分泌細菌毒素、H2O2、有機酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等)等抑制病原菌增長,使腸道pH下降,還可與病原菌爭奪營養(yǎng)或腸黏膜上皮細胞上占位點,使有益微生物在競爭中占優(yōu)勢(陳祈磊和胡又佳,2009)。
2.2 提高機體免疫機能
2.2.1 免疫激活劑 飼料添加劑中的微生態(tài)制劑,能刺激動物產生干擾素,提高免疫球蛋白濃度和巨噬細胞活性,通過非特異性免疫調節(jié)因子等激發(fā)機體免疫功能(王前光等,2010)。動物口服益生菌后,能調整腸道菌群,使腸道微生態(tài)系統(tǒng)處于最佳平衡狀態(tài),活化腸黏膜淋巴組織,使SIgA抗體分泌增強,提高免疫識別能力,并誘導T、B淋巴細胞和巨噬細胞等產生細胞因子,通過淋巴細胞再循環(huán)而活化全身免疫系統(tǒng),從而增強機體免疫機能(董曉麗等,2011)。
2.2.2 免疫器官的發(fā)育 微生態(tài)制劑的菌體成分如胞壁糖、肽聚糖、多肽、蛋白質等,可作為抗原刺激腸道,以免疫佐劑的形式作用于免疫器官,促進免疫器官的生長發(fā)育。其菌株還可合成維生素、氨基酸、有機酸、醇類等有益物質,尤其是維生素和氨基酸類等,可促進免疫器官的生長發(fā)育。研究表明,乳酸菌能夠促進禽類胸腺、脾臟、法氏囊的發(fā)育,增加胸腺和脾臟中的T細胞數量,提高EC3bR和E-ICR的花環(huán)形成率,以及機體產生ND疫苗HI抗體的水平(杭柏林等,2008)。
2.2.3 非特異性免疫 微生態(tài)制劑可增強單核細胞、巨嗜細胞、嗜中性粒細胞和自然殺傷細胞的活力,刺激活性氧、溶酶體酶和單核因子等的分泌,從而增強機體非特異性防御機能,啟動特異性免疫應答。
2.3 清除腸道有害物質,提高畜禽產品質量 動物機體在某些致病因素的影響下,腸道微生態(tài)平衡失調,導致需氧菌增加,蛋白質分解產生大量胺、氨等有害物質,引起胃腸功能紊亂,增加肝臟、腎臟負擔,而且腐敗菌產生的腐敗產物,通過膽汁進入小腸或細菌代謝物直接進入血液循環(huán),可能會沉積到動物產品(肉、蛋、奶)中,進而影響產品的品質及風味。某些乳酸桿菌、鏈球菌、芽孢桿菌等益生菌,可以阻止毒性胺和氨的合成,而且其產生的酶類可氧化分解腸道硫化物、吲哚等有害物質。
3.1 對雛雞生長的影響 在雛雞日糧中添加適量的微生態(tài)制劑可一定程度提高其日增重、飼料轉化率、成活率、產蛋性能等指標。溫朗聰等(2000)在雛雞飼料中添加0.1%益生菌制劑,結果顯示,試驗組雛雞的生長速度、存活率等均高于抗生素組和空白對照組。馬明穎等(2011)研究表明,添加0.1%、0.2%、0.3%的微生態(tài)制劑,提高了0~35日齡雛雞的平均日增重、飼料轉化率、成活率,降低了飼養(yǎng)成本。
3.2 對免疫機能的影響 微生態(tài)制劑能通過促進免疫器官的生長發(fā)育、刺激機體產生免疫細胞、激活巨噬細胞系統(tǒng)和補體系統(tǒng)、促進抗體和免疫因子產生等方式影響家禽的免疫功能。劉克琳等(1994)用芽孢桿菌制劑飼喂雛雞,結果發(fā)現,與對照組相比,試驗組雛雞中樞免疫器官生長發(fā)育迅速、成熟快,胸腺內淋巴細胞密度增加,血液中T淋巴細胞數量增高,法氏囊黏膜形成皺襞數量增加。馬明穎等(2011)在雛雞基礎日糧中添加微生態(tài)制劑,結果顯示,與對照組相比,0.1%添加組的免疫器官相對重量顯著提高(P<0.05);脾臟指數和法氏囊指數有一定提高;血清IgA、IgG、IgM顯著提高 (P<0.05)。石峰等(2011)研究表明,乳酸菌微生態(tài)制劑添加組雞的脾臟、法氏囊、胸腺指數比對照組分別提高44.26%、13.51%和33.96%,且差異均顯著(P<0.05),說明微生態(tài)制劑可作為一種抗原物質,能促進免疫器官的發(fā)育,提高雞血清免疫球蛋白的含量,從而提高了機體的免疫能力。
3.3 影響腸道菌群,改善舍內環(huán)境 微生態(tài)制劑中的芽孢桿菌等通過消耗腸道內的氧氣,降低腸道內氧化還原電勢,有利于厭氧菌的生長,扶植優(yōu)勢菌群,抑制大腸桿菌等有害菌群的生長。于卓騰等(2007)研究發(fā)現,在20和27日齡肉雞日糧中添加益生素和合生素可促進雞腸道內菌群增殖。研究表明,芽孢桿菌類在腸道內可產生氨基氧化酶、氨基轉移酶及分解硫化物的酶,將吲哚化合物完全氧化,將硫化物氧化成無臭無毒物質;乳酸菌可產生H2O2、抑菌素、有機酸等,可有效抑制致病菌和腸內固有腐敗菌的生長繁殖,減少內毒素及腐敗產物的含量,凈化腸道環(huán)境,改善腸道功能,降低了隨糞便排出的致病菌和氨、硫化氫、吲哚等有害氣體對環(huán)境的污染(李冬野和吳凌,2011)。李萬軍(2011)用容量分析法研究了微生態(tài)制劑對蛋雞產蛋后期糞中氨氣產生量的影響,結果證明,試驗組的氨氣釋放量均極顯著低于對照組(P<0.01)。
3.4 提高飼料轉化率 芽孢桿菌類微生態(tài)制劑中活菌(如芽孢桿菌類)代謝產物中的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纖維素酶等消化酶和促生長因子,可降解植物飼料中非淀粉多糖,也可降解動物體內的甘油三酯、蛋白質、氨基酸等,降低腸道pH,抑制腸內病原菌的生長,促進機體對礦物質等飼料養(yǎng)分的消化和吸收;并能影響小腸上皮細胞微絨毛中吸收酶的活性,及使腸系膜絨毛表面形成發(fā)達的皺褶,促進小腸絨毛發(fā)育,使小腸吸收面積增大,從而增加對養(yǎng)分的吸收率。李俊波等(2009)研究發(fā)現,日糧中添加枯草芽孢桿菌制劑能顯著提高日糧粗蛋白質、有機物等的消化率。李笑櫻等(2011)研究表明,添加0.02%芽孢桿菌、0.03%復合微生態(tài)制劑均可顯著提高蛋雞日糧代謝能,干物質表觀消化率和粗蛋白質表觀消化率均有一定程度提高;添加0.01%糞腸球菌、0.02%芽孢桿菌和0.03%復合微生態(tài)制劑均可顯著提高蛋雞鈣、磷表觀消化率(P<0.05),并能顯著提高絲氨酸、谷氨酸、精氨酸等氨基酸表觀消化率(P<0.05)。
3.5 對生產性能的影響 在雞日糧中添加微生態(tài)制劑,能促進胃腸道正常微生物區(qū)系的建立,產生各種營養(yǎng)物質,參與機體新陳代謝,提高生產性能和畜禽產品質量。元娜等(2011)研究了微生態(tài)制劑對蛋種雞生產性能、蛋品質及營養(yǎng)吸收的影響,結果表明,試驗組產蛋率較對照組提高12.8%(P<0.05),料蛋比較對照組降低11.83%(P<0.01)。李豐宜等(2007)在蛋雞日糧中添加0.2%的微生態(tài)制劑,海蘭灰雞產蛋量較對照組提高了7.13%,羅曼褐蛋雞產蛋量提高10.08%。
3.6 對蛋品質的影響 元娜等(2011)研究發(fā)現,添加復合微生態(tài)制劑能顯著提高種蛋合格率和蛋重,分別較對照組提高2.96%(P<0.01)和較對照組1.04%(P<0.05),破蛋率和淘汰率和較對照組分別降低48.66%和45.95%,差異極顯著(P<0.01)。益生菌能使蛋中膽固醇降低30.39%,蛋白質含量提高18.94%,灰分含量提高27.56%(毛勝剛等,2011;唐志剛等,2010;鄭學斌等,2008)。王永芬等(2011)研究發(fā)現,乳酸桿菌和枯草芽孢桿菌益生菌制劑可以顯著提高蛋雞的平均蛋重、平均日產蛋量、產蛋率,顯著降低料蛋比。
目前,微生態(tài)制劑在畜禽生產中的廣泛應用,不僅促進了飼料行業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,而且?guī)诱麄€行業(yè)的發(fā)展。相信隨著分子生物學的發(fā)展,基因工程、微囊工藝、緩釋技術等新技術的深入研究和應用,微生態(tài)制劑應用將更加廣泛。
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