
譯自Livestock Research International,Vol.3 (2015),№2:31~39
潘雪男 審
中圖分類號:S816 文獻標識碼:C 文章編號:1001-0769(2016)12-0063-03
1 前言
斷奶過渡是一個復雜的過程,在此期間仔豬必須經歷與母豬突然分開,進入新環境與其他窩的仔豬混養,飼料從消化良好的母乳變為更復雜、消化性較差的固體飼料,因此對仔豬而言,斷奶是涉及營養、生理、環境、微生物和免疫應激的過程。早期斷奶可提高現代集約化養豬生產的育種效率和經濟效益,但也帶來很多不利影響,如采食量減少、腸道健康受損、腹瀉及體重下降。斷奶還會導致小腸絨毛萎縮,影響腸道營養素的消化和吸收。傳統上,在保育豬日糧中廣泛添加抗生素以解決斷奶后的此類問題。但是,使用抗生素會導致細菌耐藥性的增加,因此需要尋找替代抗生素的可行方法,以增強動物的天然抵御機制,減少抗生素的大量使用。益生菌可刺激動物腸道中有益菌的增加,防止腸道病原體在腸道定植,增強消化能力,降低腸道內容物pH或改善黏膜免疫,從而改善腸道健康。
2 益生菌
術語“益生菌”被描述為“有助于腸道微生物平衡的微生物或成分”。美國食品與藥品管理局(Food and Drug Administration,FDA)將益生菌歸為“一般認為安全”(Generally Recognized As Safe,GRAS)的成分。益生菌最為廣泛接受的定義是“足量攝入時對宿主具有保健效果的活菌”(FAO),因此益生菌必須具有確切的保健作用。
3 常用益生菌
用作益生菌的微生物菌株具有不同的功效,其中一些對宿主具有確切的益處,而另外一些則沒有。最常用的益生菌是乳酸菌,包括乳桿菌、雙歧桿菌和鏈球菌屬。這些益生菌能夠耐受胃酸和膽酸,具有在腸道定植或抵抗潛致病菌的能力。家畜最常用的益生菌有嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、短乳桿菌、發酵乳桿菌、雞乳桿菌、植物乳桿菌、加氏乳桿菌、約翰遜乳桿菌、羅伊氏乳桿菌、唾液乳桿菌;兩歧雙歧桿菌、乳酸雙歧桿菌;釀酒酵母、布拉酵母、曲霉菌;蠟狀芽孢桿菌、凝固芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌;屎腸球菌和戊糖片球菌。
4 益生菌的作用機制(圖1)
正常的腸道菌群可預防疾病,促進食物消化。然而,應激狀態,如仔豬斷奶,會造成日糧變化,腸道內容物pH升高,這會有利于致病菌的生長。益生菌通過如下機制提供有益作用。
4.1 中和毒素
胃腸道中多種致病菌會生成各種腸毒素。益生菌能夠生成有機酸、抗氧化劑和抑菌素等多種成分,抑制革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌的增殖。研究發現,這些成分不僅可減少致病菌的數量,還可影響細菌代謝和毒素的生成。嗜酸乳桿菌可生成乳酸菌素、乳酸殺菌素和嗜酸乳菌素,植物乳桿菌可生成乳醇菌素。釀酒酵母可減少致病菌分泌毒素并競爭黏附位點而起到保護作用。通常,毒素與腸道上皮細胞特異性受體結合,并引起水分損失和電解質變化。某些釀酒酵母菌株能夠分泌絲氨酸蛋白酶,可水解艱難梭菌生成的毒素A,對胰島素具有抗性,并可抑制毒素與邊緣刷糖蛋白受體結合。
4.2 增強腸上皮屏障完整性
通過細胞骨架調整和緊密連接蛋白磷酸化,益生菌可增強腸道屏障功能,抑制病原體入侵。
4.3 競爭黏附位點
股道內的正常菌群通過競爭性排斥機制來阻止致病菌在腸道中的定居。內源菌和外源致病菌競爭黏附空間,導致外源致病菌被競爭性排除。選擇有益菌培養物并加入飼料,與潛在的有害菌競爭腸道黏附位點和有機底物(主要為碳水化合物和能量)。益生菌以兩種方式排斥有害菌:第一種方式是與致病菌競爭營養成分和吸收位點,防止致病菌在腸道中增殖;第二種方式是有益菌在腸道定居后生成溶菌酶、過氧化氫以及其他幾種具有殺菌或抑菌作用的有機酸和揮發性脂肪酸(細菌素使腸道內容物pH低于致病性大腸桿菌或沙門氏菌等有害菌最佳存活所需水平以下)。細菌黏附于上皮細胞是黏膜感染細菌的早期階段。細菌能夠以類似抗原抗體作用方式與宿主細胞膜進行立體特異性相互作用,將分子結合在上皮表面。已經證明,大腸桿菌或沙門氏菌的某些菌株擁有菌毛黏附素,可與上皮細胞膜上的甘露糖殘基結合。此類細菌或其菌毛也可凝集在細胞壁外層上含有甘露聚糖的酵母。D-甘露糖溶液可抑制這種凝集。酵母和病原菌競爭結合腸道細胞,可有助于解釋酵母的有益作用,因為黏附對致細胞病變效應的表達是至關重要的。
4.4 刺激免疫
益生菌可促進抗體的生成和提高淋巴細胞的活性,進而刺激免疫系統。人們很早就了解酵母細胞壁物質對補體系統的作用。細胞壁內部存在葡聚糖,這些大分子刺激哺乳動物的免疫系統,主要是炎癥反應和網狀內皮系統。乳桿菌通過刺激上皮細胞分泌的某些細胞因子調節腸道免疫反應。
4.5 防止胺合成
大腸桿菌將氨基酸脫羧生成氨,胺有毒且可刺激腸道并導致腹瀉。益生菌可減少腸道內的大腸桿菌數量,從而預防胺的生成。
未完待續
原題名:Probiotics as feed additives in weaned pigs: a review(英文)
作者:A. K. Patil1等(印度獸醫研究所)