乳酸菌類益生菌對仔豬腸道乳酸菌群多樣性的影響

王發(fā)明，侯 璐

（1.興安職業(yè)技術學院農牧分院，內蒙古 興安盟 137400；2.興安盟動物衛(wèi)生監(jiān)督所，內蒙古 興安盟 137400）

乳酸菌類益生菌對仔豬腸道乳酸菌群多樣性的影響

王發(fā)明1，侯 璐2

（1.興安職業(yè)技術學院農牧分院，內蒙古 興安盟 137400；2.興安盟動物衛(wèi)生監(jiān)督所，內蒙古 興安盟 137400）

乳酸菌類益生菌未來可能會成為抗生素替代品，其作用機理一直是研究的熱點。根據已發(fā)表文獻中的數據，對比乳酸菌類益生菌飼喂前后，仔豬腸道內乳酸菌群多樣性的變化，進一步闡釋乳酸菌類益生菌可能的作用機理，旨在為乳酸菌類益生菌的應用奠定基礎。

乳酸菌類益生菌；菌群；變化；機理

隨著生活水平的提高，對豬肉的需求和要求也不斷增加，盡可能地減少食用豬體內的病源微生物，在養(yǎng)豬業(yè)中是一種趨勢也是目標?？股氐臑E用給公共衛(wèi)生安全及養(yǎng)豬業(yè)帶來了更大的風險。例如多元抗藥性大腸桿菌和沙門氏菌，抗萬古霉素的腸球菌，抗氟喹諾酮類的彎曲桿菌在豬中已經分離到，而且這種現象有擴大的趨勢[1-2]。

乳酸菌類益生菌為改善豬的生產性能和促進健康提供了一種可能性，特別是在現在的高密度養(yǎng)殖環(huán)境下表現得更加明顯，并有望替代抗生素[3-4]。

筆者認為乳酸菌類益生菌促進仔豬健康與其影響仔豬腸道內乳酸菌群多樣性有關，特別是斷乳前后，這種作用表現的最為明顯?，F筆者通過對比乳酸菌類益生菌飼喂前后斷乳仔豬腸道內乳酸菌群多樣性改變來闡釋其可能的作用機理，為乳酸菌類益生菌的篩選提供了一種新思路。

1 仔豬腸道內乳酸菌群的形成及其變化

1.1 初生仔豬腸道內乳酸菌群的形成及變化

仔豬剛出生時胃和腸道內是無菌的，48 h后在胃內開始出現 Lactobacillus、Streptococci和Coliforms，幾天后嚴格厭氧菌開始出現，并不斷地向后段腸道傳遞[5]。哺乳期仔豬通過采食母乳、環(huán)境接觸等過程會在腸道內逐漸定殖各種乳酸菌，由于仔豬和母豬生活在相同的環(huán)境中，此時仔豬腸道內乳酸菌群的組成和母豬相似，并不斷地維持著這種菌群平衡狀態(tài)。Pedersen K等（1992）研究乳酸菌在母豬、仔豬和環(huán)境中的傳遞過程，結果表明乳酸菌可以隨著母豬的飼喂傳遞到仔豬消化道和皮膚，并且這種現象會隨著該種乳酸菌的停止飼喂而消失。這表明哺乳期的仔豬具有和母豬相似的乳酸菌群結構。

1.2 斷乳后仔豬腸道內乳酸菌群結構的變化

仔豬斷乳后由于各種因素的作用（飲食改變、病原微生物感染、抗生素的飼喂、斷乳刺激等）會使腸道內乳酸菌群發(fā)生改變。這些變化主要表現在乳酸菌總數和多態(tài)性的改變。Su Y等（2008）利用變性梯度凝膠電泳技術對21日齡斷乳仔豬胃和腸道菌群進行分析，結果表明：斷乳后腸道內主要乳酸菌條帶消失，而是被潛在致病菌所替代。

圖1是仔豬結腸菌群多樣性指數曲線，由圖1可知，在21 d斷乳后仔豬結腸菌群多樣性發(fā)生改變，斷乳后的3 d菌群多樣性呈現迅速下降，隨后開始緩慢增加，到35 d時基本恢復到斷乳前水平。圖2是仔豬后腸細菌DGGE圖譜部分截圖，由圖2可見，21、24和35 d時DGGE電泳圖譜發(fā)生明顯變化。斷乳后3 d，DGGE圖譜中富含GC的細菌條帶消失，直到斷乳后2周這些條帶又有部分出現。通過對樣品細菌總DNA進行16SrDNA克隆、測序并于GenBank進行序列比對，最后鑒定這些高含GC的菌群為乳酸菌。McCann認為腸道內乳酸菌群多樣性是維持腸道菌群平衡的必要條件。

圖1 仔豬結腸菌群多樣性指數曲線

圖2 仔豬后腸細菌DGGE圖譜（部分截圖）

2 乳酸菌對斷乳仔豬腸道乳酸菌群多樣性的影響

Pat G. Casey等（2007）利用5株乳酸菌（2株鼠乳桿菌、1株唾液乳桿菌、1株戊糖乳桿菌和1株戊糖片球菌）的混合制劑飼喂斷乳仔豬，結果顯示，飼喂益生菌的仔豬表現出較低的發(fā)病率、較輕的病理反應和較短時間的腹瀉，并且相對于飼喂脫脂乳的對照組增重率也提高了，益生菌飼喂組在感染后第15天沙門氏菌糞便次數明顯的減少（P＜0.01）。Gillian E. Gardiner等（2004）實驗結果表明，5株乳酸菌（2株鼠乳桿菌、1株唾液乳桿菌、1株戊糖乳桿菌和1株戊糖片球菌）可以顯著地降低糞便中大腸桿菌的數量。

隨著對乳酸菌研究的不斷深入，研究者發(fā)現，某些乳酸菌單獨使用也可以促進仔豬腸道內乳酸菌群多樣性的恢復，并且不同的菌種引起乳酸菌群多樣性的能力和種類也存在著差異。

Shunsuke Takahashi等（2007）研究口服植物乳桿菌Lq80對腸道內土著乳酸菌群的影響，結果表明斷乳仔豬飼喂植物乳桿菌Lq80后，腸道內優(yōu)勢菌（L.reuteri和L. crispatus）的種類沒有改變，而優(yōu)勢菌的比例（94%降到了69%）下降，這種趨勢一直保持到實驗結束（斷乳后14 d）。并且腸道內乳酸菌群多樣性增多，經鑒定此時腸道內主要的乳酸菌種包括：L.crispatus、L.reuter、L.amylovorus、L.salivarius、L.mucosae、L.plantarum、L.vaginalis、L.johnsonli。

Ohashi等研究表明，飼喂干酪乳桿菌和雙歧桿菌2038可以促進腸道內土著乳酸菌的生長，并且腸道內土著乳酸菌的表型多樣性由3增加到8。蘇勇等（2006）研究口服L.amylovorus S1對腸道菌群的影響，結果表明，仔豬口服L.amylovorusS1對其 盲腸和結腸菌群的多樣性指數無顯著影響。處理組14日齡出現一特異條帶，與其匹配的序列的最相似已知菌為Clostridium disporicum。

現在對于乳酸菌刺激腸道內土著乳酸菌群多樣性和特異性的機理還不是十分清楚。Shunsuke Takahashi認為飼喂乳酸菌能刺激腸道內土著乳酸菌群多樣性和特異性的原因可能和菌種的代謝產物有關，不同的乳酸菌能產生不同的生長刺激因子。

M o r i等（1 9 9 7） 發(fā) 現Propionibacterium freudenreichii代謝產生的2-氨基-3羧基-1，4-萘醌可以刺激雙歧桿菌的生長。這表明，乳酸菌刺激腸道乳酸菌群多樣性可能和代謝產物有關。

結語

仔豬斷乳后由于各種因素的作用會使腸道內乳酸菌群發(fā)生改變，這種改變包括種類和數量的變化。腸道內原有的菌群平衡受到破壞，就容易導致致病菌和條件致病菌的大量繁殖，進而誘發(fā)仔豬腸道疾病。對于這種現象理想化的解決方法是人為地給仔豬補充腸道內缺乏的菌種和數量，顯然，這種辦法是不切實際的。首先，在生產中要精確分析仔豬腸道內菌群狀態(tài)是比較困難的，光靠糞樣就對腸道中菌群做出判斷是不準確的。

菌群多樣性是反映菌群區(qū)系平衡的一個重要指標，通常該數值越高，菌群區(qū)系平衡就越難被破壞。斷乳仔豬受各種刺激因素的作用，使腸道內乳酸菌群多樣性發(fā)生改變，成為腸道疾病的高發(fā)群體，因此對斷乳仔豬的保育成為了養(yǎng)豬業(yè)中的一個重點?，F在對于這一問題的解決還主要是依靠抗生素和高銅等傳統方法，益生菌制劑還沒有被普遍使用。益生菌制劑沒能普遍應用于斷乳仔豬的保育主要有以下原因：首先益生菌的益生機理理論不完善，機理理論的不完善在指導菌種選擇時就會出現益生性不足的問題，進而導致臨床效果的不穩(wěn)定。其次，現在使用益生菌制劑的成本還比較高，并且相關部門還沒有制定出各種益生菌使用的具體國家標準。如：仔豬用什么菌株、用量多少、用多長時間等問題。

乳酸菌廣泛地分布在仔豬的消化道中[5]，并且不同的消化道部位棲居著不同的乳酸菌種。豬盲腸是腸道中含菌種類和數量較多的地方，同時也是沙門氏菌等致病菌主要存在的地方，因此在仔豬益生菌的選擇方面首先要考慮盲腸源性，這更有利于提高益生效果。其次要考慮益生菌對腸道乳酸菌群多樣性的影響。腸道菌群多樣性是腸道菌群平衡的重要條件，缺乏對腸道乳酸菌群多樣性的刺激作用，益生菌就達不到維持腸道菌群平衡的目的。另外還要考慮菌株的耐酸、耐膽鹽等特性。Dunne， C（2001）認為過消化道的存活率是口服益生菌發(fā)揮功效的一個主要指標。

為了降低生產成本，可在不影響仔豬健康的情況下，減少益生菌的飼喂量和飼喂時間。對于仔豬飼喂益生菌的時間，可以通過腸道菌群多樣性恢復時間來進行確定。蘇勇等研究結果顯示，斷乳后2周仔豬腸道內乳酸菌群基本恢復到斷乳前水平。這就為益生菌的飼喂時間提供了一定的理論基礎。但在飼喂益生菌后是否能像自然狀態(tài)一樣恢復到斷乳前狀態(tài)，還有待于進一步的研究。

[1] Gillian E Gardiner. Relative ability of orally administered Lactobacillus murinus to predominate and persist in the porcine gastrointestinal tract[J].applied and environmental microbiology，2004（4）：1895 -1906.

[2] Barton， M D.Antibiotic use in animal feed and its impact on human health[J]. Nutr Res Rev，2000，13：279-299 .

[3] Vanbelle M.Current status and future perspectives in EU for antibiotics，probiotics，enzymes， and organic acids in animal nutrition[A]. In ：A. Piva， K. E. Bach Knudsen，and J. E. Lindberg (ed.).Gut environment of pigs[C]. Nottingham United Kingdom：Nottingham University Press， 2001.231-256.

[4] Patterson J A，Burkholder K M.Application of prebiotics and probiotics in poultry production[J]. Poultry Sci，2003， 82：627-631.

[5] 郭本恒.益生菌[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003：437-438.

2015-02-12)

王發(fā)明，男，1984年生，碩士研究生，畢業(yè)于內蒙古農業(yè)大學。