益生素的研究進展及其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

王 秀 山東省無棣縣畜牧獸醫(yī)局 251900

王繼忠 山東省無棣縣農(nóng)業(yè)局 251900

1 益生素的發(fā)展歷史

益生素(Probiotic)，又稱促生素、生菌劑、活菌制劑、微生態(tài)調(diào)節(jié)劑，其中文名稱尚無統(tǒng)一規(guī)定，對其定義的解釋也不盡一致。首先Lilley和Still well于1965年使用益生素一詞 (Probiotic)，與抗生素(antibiotic)相對，兩者的作用矛盾。抗生素是直接殺滅或抑制有害菌生長。1974年美國RE Parker認(rèn)為“益生素是維持腸道菌群平衡的微生物或物質(zhì)”。1989年Fuller重新定義為“一種可通過改變腸道微生物平衡而對動物施加有利影響的活的微生物飼料添加劑”。1990年H.Sossard給益生素的定義是“攝入動物體內(nèi)參與腸內(nèi)微生物群落的阻礙作用，或者通過增強非特異性免疫功能來預(yù)防疾病而間接地起促進作用和提高飼料效率的活的微生物培養(yǎng)物”。1991年我國學(xué)者又提出了一個較通俗的概念—“飼用微生物添加劑”。

2 益生素的種類

可用作益生素的微生物種類很多，美國FDA(1989)規(guī)定允許飼喂的微生物有42種。我國1999年經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)使用的微生物品種有12種，包括蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、糞鏈球菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌和乳酸鏈球菌等。生產(chǎn)上使用的益生素有兩種：一種為單一菌屬組成的單一型菌制劑，另一種為多種不同菌屬組成的復(fù)合型菌制劑。一般來說，后者比前者更能促進畜禽生長及提高飼料利用率。

若按照益生素所用的菌種類型，則可劃分為以下3類：

2.1 乳酸菌類

乳酸菌類是一類可分解糖類產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌的總稱，其中有益菌以乳酸桿菌、雙歧桿菌和糞鏈球菌屬為代表。乳酸菌類可以在腸道內(nèi)合成B族維生素、維生素K、維生素D和氨基酸等物質(zhì)，可提高礦物質(zhì)元素的生物學(xué)活性、改善礦物質(zhì)的吸收功能，進而為宿主提供必須的營養(yǎng)物質(zhì)，以增強動物的營養(yǎng)代謝、促進機體生長。乳酸菌還能產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物，使腸道環(huán)境偏酸性；同時，乳酸菌類還能產(chǎn)生溶菌素和過氧化氫等，可抑制幾種潛在病原微生物的生長。

這類微生物的主要特點有∶

是多種動物消化道主要的共生菌，能形成正常菌群。

(2)在微氧或厭氧條件下產(chǎn)生乳酸，降低腸道pH值，促進維生素D、鈣、磷和鐵等礦物質(zhì)元素的吸收。

(3)有較強的耐酸性，在pH值3.0-4.5時仍可生長，對胃中的酸性環(huán)境有一定耐受性。

(4)不耐高溫，經(jīng)80℃處理5 min，損失70%-80%。

(5)生產(chǎn)一種特殊的抗生素-酸菌素，能有效抑制大腸桿菌和沙門氏菌的生長。

2.2 芽孢桿菌類

芽孢桿菌是好氣性菌，可形成內(nèi)生孢子，在所有菌屬中芽孢桿菌是最理想的微生物添加劑。它具有較高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，對植物性碳水化合物具有較強的降解能力，它進入腸道后能迅速復(fù)活，可消耗腸道內(nèi)大量的氧，保持腸道厭氧環(huán)境，抑制致病菌的生長、維持腸道正常生態(tài)平衡。

這類制劑的主要特點是：

耐性好，可耐高溫(100℃)、耐酸、耐鹽及制粒過程中耐擠壓，具有很好的穩(wěn)定性。

(2)產(chǎn)生消化酶，具有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。

(3)在腸道環(huán)境不增殖，在腸道定植后可消耗大量的氧氣，維持腸道厭氧環(huán)境，增加腸道對需氧菌的定植能力。

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(xì)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(xì)胞的活性。飼用酵母的種類主要有熱帶假絲酵母、產(chǎn)阮假絲酵母、啤酒酵母、紅色酵母等。主要特點是：

（1）需氧菌，存在于多糖偏酸環(huán)境中。

（2）體內(nèi)富含蛋白質(zhì)和多種B族維生素。

（3）不耐熱，溫度在60-70℃條件下，1h即可死亡。

3 益生素的作用機理

益生素的作用機理，在理論上的研究進展還很小，目前主要有3種學(xué)說：

(1)優(yōu)勢菌群學(xué)說；

(2)菌群屏障學(xué)說；

(3)微生物奪氧學(xué)說。

益生素主要是通過下述途徑在動物體內(nèi)發(fā)揮其作用的：

補充有益菌群，改善消化道菌群平衡，預(yù)防和治療菌群失調(diào)癥。畜禽消化道內(nèi)存在大量的微生物菌群，其中有些菌群能有效地促進畜禽生長和飼料消化，稱有益菌群；有些菌群具有抑制生長和致病作用，稱為有害菌群。正常情況下，畜禽消化道內(nèi)的這些菌群都保持著良好的平衡，維持著畜禽的正常生長和生產(chǎn)，這些菌群一旦失去了平衡，則引起消化機能紊亂、抑制生長發(fā)育，嚴(yán)重的則可致病。

刺激機體免疫系統(tǒng)，提高機體免疫能力。益生素中的有益菌均是良好的免疫應(yīng)激活劑，能有效地提高巨噬細(xì)胞的活性，通過產(chǎn)生抗體和提高噬菌作用活性等刺激免疫，激發(fā)機體體液免疫和細(xì)胞免疫，導(dǎo)致機體免疫力和抗病能力的增強。

參與菌群生存競爭，協(xié)助機體消除毒素和代謝產(chǎn)物。益生素參與消化道有益菌群與致病菌之間的生存和繁殖空間競爭、時間競爭、定居部位競爭以及營養(yǎng)競爭，限制致病菌群的生存、繁殖。有益菌在消化道內(nèi)生成致密的膜菌群，形成微生物屏障，一方面抑制消化道黏附病原菌，中和毒性產(chǎn)物，另一方面防止對毒素或廢物的吸收。

改善機體代謝，補充機體營養(yǎng)成分，促進畜禽生長。益生素的有益菌群能在消化道內(nèi)繁衍，能促進消化道內(nèi)多種氨基酸、維生素等一系列營養(yǎng)成分的有效合成和吸收利用，從而促進畜禽生長發(fā)育和增重。

4 益生素在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 在防止仔豬腹瀉中的應(yīng)用

仔豬腹瀉是困擾仔豬飼養(yǎng)的最主要的疾病之一。據(jù)報道，一般情況下，發(fā)病情況較輕的在10%-20%，嚴(yán)重的可達40%-50%，有的甚至達到100%。同時該病所造成的仔豬死亡率也相當(dāng)高，一般在10%-30%，嚴(yán)重的可達50%以上。趙京揚(2001)研究液態(tài)益生素和加酶益生素對哺乳豬日增重、腹瀉率和存活率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加0.75%加酶益生素的試驗組，哺乳仔豬日增重比對照組提高15.94%(P＞0.01)，而腹瀉率比對照組降低了8.92%(P＜0.05)。試驗結(jié)果表明，哺乳仔豬早期接種益生素和以含加酶益生素的飼料補食可明顯提高哺乳仔豬的日增重、降低哺乳仔豬腹瀉率、提高哺乳仔豬存活率。劉濤等(2003)研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加適量的Gln可促進斷奶仔豬腸道發(fā)育、緩解斷奶應(yīng)激性、降低腹瀉率、提高斷奶仔豬生長性能和免疫能力。黃冠慶等(2008)研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬斷奶 (21d斷奶)后1-10d內(nèi)的日糧中添加0.1%的Ala-Gln；或者在斷奶后10-20 d內(nèi)的日糧添加0.3%的Ala-Gln均可顯著提高仔豬日增重，提示早期斷奶仔豬補充外源Ala-Gln可促進其生長發(fā)育。

4.2 在仔豬生產(chǎn)性能上的應(yīng)用

益生素可以改善仔豬胃腸道的微生態(tài)環(huán)境，從而保證動物對飼料具有良好的消化率和利用率，進而獲得良好的飼養(yǎng)效果。尹召華(2008)研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，斷奶仔豬在35-50日齡階段，添加固體EM和液態(tài)EM平均日增重分別提高了25%和36%，且試驗組與對照組間的日增重存在顯著性差異；料重比分別降低了13%和19%，各組間差異不顯著。斷奶仔豬在51-68日齡階段，試驗組和對照組間的生產(chǎn)性能差異不顯著。梁明振(2002)研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬日糧中添加0.2%的益生素，可使仔豬日增重提高4.6%、飼料利用率提高5.7%。趙京揚(2001)還證明，益生素可使哺乳仔豬日增重提高15.94(P＜0.01)、斷奶仔豬日增重提高8.75%。

4.3 在母豬生產(chǎn)性能上的應(yīng)用

研究結(jié)果表明，在長大和大長經(jīng)產(chǎn)3胎次母豬日糧中添加3 mg/kg的活性葉酸，母豬產(chǎn)仔數(shù)能夠提高7.43%、產(chǎn)活仔率提高了8.5%、仔豬初生重提高10.61%。姚遠(yuǎn)等(2008)研究發(fā)現(xiàn)，在母豬日糧中添加酵母菌培養(yǎng)物可顯著提高仔豬的平均斷奶個體重量(P＜0.05)。Inteross等報道，在母豬日糧中添加益生素，可使斷奶仔豬數(shù)和仔豬斷奶體重顯著地高于不添加組。Podson等給20頭母豬日糧中添加枯草菌制劑，平均斷奶仔豬數(shù)為9.05頭，斷奶仔豬重為5.48kg，比對照組分別提高了5.85%和3.40%。Williams指出在母豬日糧中添加益生素能刺激母豬小腸及大腸后端發(fā)酵，從而增加揮發(fā)性脂肪酸和細(xì)菌發(fā)酵終產(chǎn)物的產(chǎn)量，為母豬提供了更多的能量，有利于母豬的養(yǎng)分利用和產(chǎn)奶量，并由此提高仔豬的斷奶體重和縮短仔豬達到斷奶體重的年齡。

5 益生素存在的問題和研究方向

(1)目前已確認(rèn)適宜作益生素的菌種尚少，需要開發(fā)新的菌種，也可以采用分子生物學(xué)的手段，改造現(xiàn)有的菌株，使之具有需要的性能。

(2)鑒于目前對益生素作用機理的研究進展緩慢，急需加強力量對益生素的作用機理進行更加深入的研究，以指導(dǎo)益生素的研制、生產(chǎn)及使用。

(3)今后應(yīng)加強對益生素劑型的研究，以提高活菌濃度，提高菌劑對不良環(huán)境的耐受力，延長產(chǎn)品保存期。

(4)仍有部分益生素產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)處于復(fù)配、仿制階段，檢測手段不完善，產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法尚顯混亂，造成市場上的益生素產(chǎn)品良莠難辨。因此必須建立完善的行業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn)，制定有關(guān)法律法規(guī)的實施細(xì)則，使生產(chǎn)與宣傳規(guī)范化。

(5)使用不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象仍然存在，一定程度上影響了益生素的使用效果及發(fā)展，對益生素科學(xué)使用方法研究的要求也就日益迫切。

（略）