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饲用益生素在动物营养中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-01-27  浏览次数:373
核心提示:益生素作为一种绿色饲料添加剂已广泛应用于畜牧生产中。由于其具有维持肠道菌群平衡、调节机体免疫机能、改善机体代谢和净化肠道环境等多方面的作用, 且在使用过程中无毒副作用、无药物残留、不产生耐药性,已成为抗生素的理想替代品。文章对益生素的概念、种类、作用、在动物营养中的应用、使用益生素的注意事项进行了综述。
    摘要:益生素作为一种绿色饲料添加剂已广泛应用于畜牧生产中。由于其具有维持肠道菌群平衡、调节机体免疫机能、改善机体代谢和净化肠道环境等多方面的作用, 且在使用过程中无毒副作用、无药物残留、不产生耐药性,已成为抗生素的理想替代品。文章对益生素的概念、种类、作用、在动物营养中的应用、使用益生素的注意事项进行了综述。
    关键词:益生素;动物营养;应用
  目前在畜牧业生产中由细菌引起的疾病主要是通过抗生素来治疗,但是抗生素的不合理使用使得大部分细菌对其产生不同程度的抗药性,给疾病治疗带来了隐患。实践证明,益生素具有安全无毒、无蓄积残留、无抗药性、无环境污染等特点,且是一种可直接饲喂动物并能促进动物肠道菌群平衡的微生态制剂,因此,选用益生素作为饲料添加剂替代抗生素的使用有望解决抗生素残留问题及动物耐药问题,对畜牧业发展具有不可估量的作用。本文从益生素的概念、种类、作用、在动物营养中的应用以及使用益生素的注意事项进行阐述,以期能为益生素在畜牧业上的广泛应用提供参考。
  1、 益生素的种类
  1.1 益生素
  益生素指可以直接饲喂动物并通过调节动物肠道微生态平衡达到预防疾病、促进动物生长和提高饲料利用率的活性微生物或其培养物,又称为微生态制剂或饲用微生物添加剂。其作用特点是安全无毒、畜产品中无蓄积残留、无抗药性、无环境污染等,是减少或替代抗生素的理想绿色添加剂。
  1.2 益生素的种类
  目前较多使用的益生素分类方法是依据菌种类型分类。我国农业部允许使用的饲料微生物添加剂有12种,分为乳酸菌类、芽孢杆菌类和酵母菌类。
  1.2.1 乳酸菌制剂
  乳酸菌是一种可以分解糖类产生乳酸的革兰氏阳性菌,厌氧或兼性厌氧。不耐高温,经80℃ 处理5 min可损失70%~80%。但其在pH为3.0~4.5环境中仍可生长,对胃中的酸性环境有一定的耐受性。该类制剂应用最早、最广泛,种类繁多。目前应用的有乳酸杆菌、粪链球菌、双歧杆菌等。乳酸杆菌制剂为孢子培养物,分泌乳酸及短链脂肪酸,在体内能增加血液中的蛋白态氮,改善蛋白质代谢和促进饲料消化;既可用于饲料添加,也可用于治疗疾病,宜用于猪和牛。
  1.2.2 真菌及酵母类制剂
  真菌主要是丝状菌,目前常用的制剂有米曲霉和酿酒酵母的培养物,是包括真菌及其培养物的制剂,多用于反刍动物。酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶,具有增强动物免疫力、增加饲料适口性、加强消化吸收等功能,并可提高动物对磷的利用率。
  1.2.3 芽孢杆菌制剂
  芽孢杆菌属好氧菌中的不致病菌,在一定条件下产生芽孢,耐酸碱、耐盐、耐高温和耐挤压,在肠道酸性环境中具有高度的稳定性,可使肠道pH及氨浓度降低,能产生较强活性的蛋白酶及淀粉酶。目前,使用的菌株有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、东洋芽孢杆菌等。
  2、 益生素的作用
  2.1 增强动物机体免疫力
  益生素与致病菌有相同或相似的抗原物质,刺激动物机体产生对致病菌的免疫力。同时,研究也发现益生素能够促使动物机体免疫器官发育(P<0.05)。张春杨等用产蛋白酶的益生菌制备成益生菌剂饲喂肉鸡,发现能显著促进肉鸡免疫器官的生长发育,脾脏、胸腺和法氏囊指数分别提高了18.47%、41.46%和6.42%[1 ]。
  2.2 维持动物肠道微生态平衡
  益生素能够抑制动物体内致病菌和腐败菌的生长,改善动物微生态环境,提高动物机体的免疫力。有试验证明,乳酸菌和双歧杆菌在肠道内产生醋酸和乳酸降低肠道pH,从而抑制大肠杆菌和梭菌类的生长,抑菌率80%。
  2.3 促进畜禽生长、提高饲料利用率
  益生素在消化道产生有机酸(乳酸),其酸化作用可提高饲粮养分利用率、促进动物生长、防止腹泻;产生淀粉酶、蛋白酶、多聚糖酶等碳水化合物分解酶,消除抗营养因子,促进动物的消化吸收,提高饲料利用率;合成维生素、螯合矿物元素,为动物提供必需的营养补充。
  2.4 净化动物肠道微生态环境
  动物自身及许多致病菌都会产生有毒物质(毒性胺、氨、细菌毒素、氨自由基等)。益生素中有硝化菌,可阻止毒性胺和氨的合成,净化动物肠道微生态环境。
    3、 益生素在动物营养中的应用
  3.1 在鸡生产中的应用
  益生素在蛋鸡生产中的应用主要表现为提高产蛋率和饲料利用率、延长生产期、改善蛋品质。苏志勇等在蛋鸡饲料中添加复合微生物制剂(由酵母菌、乳酸杆菌、链球菌和芽孢杆菌等组成)0.15%,结果表明, 产蛋率提高5.70%, 饲料利用率提高10.00%,平均蛋重提高1.2 g,而破蛋率降低1.12%[ 2 ]。郑学斌等在海蓝蛋鸡日粮中添加益生素0.01%, 研究表明,产蛋率提高, 料蛋比降低4.74%,破蛋率显著降低(P<0.05);在蛋品质方面,蛋中胆固醇含量降低30.39%,蛋白质含量提高18.94%,灰分含量提高27.56%[ 3 ]。王芳等在蛋鸡日粮中分别添加复合益生素0、3%、5%,发现与对照组相比,3%和5%益生素组乳酸菌浓度分别提高6.26%和6.52%,大肠杆菌浓度分别降低4.79%和6.18%,但差异均不显著(P>0.05)[4 ]。说明在鸡饲粮中添加益生素在提高蛋鸡生产性能的同时,对改善蛋鸡肠道菌群也起到了促进作用。益生素对肉鸡的主要作用是提高肉仔鸡成活率和生长速度,改善饲料利用率和提高肉鸡日增重[ 5 ]。
  吴建忠等在肉鸡日粮中分别添加乳酸芽孢菌制剂200 mg • kg-1和土霉素50 mg •kg-1,发现乳酸芽孢菌制剂组和土霉素组的全期平均增重比对照组分别提高15.29%和9.10%[ 6 ]。李菊等在肉鸡日粮中添加益生素,发现益生素能显著提高肉仔鸡的胸肌率(P<0.05)[7 ]。王书全在1日龄法国莎维麦脱肉鹌鹑基础日粮中添加益生素0.05%,结果表明,21、42日龄益生素组的平均体重分别较对照组提高7.48%和6.56%(P<0.05);日采食量分别提高3.57%和2.49%(P>0.05);料重比分别降低14.13%(P<0.05)和2.51%(P>0.05);日粮中添加益生素可提高肉用鹌鹑免疫器官指数,促进免疫球蛋白的合成、抗体的分泌和T淋巴细胞的转化,从而非特异地增强机体的免疫功能[ 8 ]。陈凤芹在1日龄皖南黄肉用仔鸡基础日粮中分别添加益生素0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%,结果表明,0.4%和0.6%两个水平益生素组的平均日增重较高,平均日采食量较低,料重比较低;0.2%和0.8%水平益生素组的平均日增重和料重比差于对照组差;0.2%水平益生素组的全净膛率显著低于对照组(P<0.05);0.6%水平益生索组的胸肌率显著高于0.8%组(P<0.05),益生素对皖南黄鸡的其他屠宰性能指标无显著影响(P>0.05);添加益生素对肉样的化学组成、氨基酸组成无显著影响(P>0.05),0.8%水平益生素组的某些氨基酸含量有所增加;益生素对胸肌肉样的肌纤维直径无显著影响(P>0.05);各益生素组肉样的滴水损失与对照组无显著差异(P>0.05),益生素组的水浴损失分别比对照组高31.07%、38.28%、16.22%、41.17%,除0.6%水平的益生素组外,其他水平的益生素组的水浴损失均与对照组间差异显著(P<0.05),这表明对照组肌肉的系水力较高[ 9 ]。
  3.2 在猪生产中的应用
  益生素可以增强仔猪免疫力、防止腹泻、提高生产性能。仔猪腹泻是困扰养猪业的常见疾病,也是引起仔猪死亡的重要病因之一。研究发现,在仔猪日粮中添加益生素可显著增强机体免疫力(P<0.05),有效防治仔猪腹泻。杨旭辉等在仔猪日粮中添加复合益生素(干酵母0.2g • kg-1和嗜酸乳杆菌液0.4 g • kg- 1),发现试验组仔猪IgG、IL-2、IL-5 和IFN-γ的含量显著高于对照组(P<0.05),可见复合益生素能够显著增强仔猪的免疫功能(P<0.05)[10]。张海棠等在猪日粮中添加益生素(枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌等),结果显示,益生素组中免疫球蛋白IgG、IgM、IgA及补体C3、C4 水平分别提高25.92%、8.39%、4.91%、6.17%和5.50%[11]。张岩等在仔猪日粮中添加加酶益生素0.4%,试验组腹泻发生率为2.9%,对照组为18.3%,腹泻率下降了84.2%[12]。
  益生素对生长育肥猪的生长具有正效应,可提高其日增重和采食量,提高饲料利用率及经济效益。张茂华等研究低聚木糖和产酶益生素对生长猪的影响,试验发现,两种添加剂单独添加能显著提高生长猪的平均日增重(P<0.05),较对照组分别提高6.5%和7.5%,而此两种添加剂合用可极显著提高生长猪的平均日增重(P<0.01),较对照组提高14.1%[13]。张东在断奶仔猪日粮中分别添加益生素、中草药、益生素+中草药,结果表明,3个试验组的生长性能均比对照组有所改善,而以益生素+中草药组效果最好,益生素+中草药组与对照组相比、中草药组与对照组相比饲料效率差异显著(P<0.05),益生素+中草药组的饲料转化效率比对照组提高12.8%;益生素+中草药组与对照组相比总超氧化物歧化酶(TSOD)、IgG、IgA差异极显著(P<0.01);益生素+中草药组与对照组相比IgM差异显著(P<0.05);益生素+中草药组与对照组相比T细胞成环率差异极显著(P<0.01);单独添加益生素或中草药均可改善仔猪的抗氧化能力、体液免疫与细胞免疫能力,而共同添加时效果更好[14]。
  3.3 在牛生产中的应用
  初生反刍动物由于肠道菌群处于不断变化的状态,当犊牛肠道以拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌和消化球菌为优势菌群时,犊牛处于健康状态,当犊牛腹泻时,其肠道中的大肠杆菌和梭杆菌数量显著增加(P<0.05),而双歧杆菌和乳酸杆菌数量减少,出现显著的菌群失调。研究发现,在犊牛饲粮中添加益生素可以提高犊牛存活率、防止腹泻、改善生长和饲料利用率等。犊牛出生后立即饲喂健康牛的肠道微生物菌群,腹泻发病率由82%下降至35%,死亡率可由10.2%下降至2.8%。目前主要应用的益生素有地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌等,通过幼畜饲粮以活菌制剂的形式添加,维持肠道菌群平衡。
  生广绪研究证实,瘤胃中丰富的微生物菌群能为奶牛提供约80%的蛋白质和能量需求[15]。因此,拥有健全的瘤胃微生物菌群对奶牛产奶量具有至关重要的作用。乔国华等试验表明,在奶牛饲粮中添加地衣芽孢杆菌能够显著提高产奶量(P<0.05),提高总挥发性脂肪酸浓度和乙酸、丙酸的比例[16]。徐明等试验表明,奶牛饲粮中添加益生素20 g • d-1 和双乙酸钠30 g• d-1,产奶量分别提高7.4%和9.4%[17]。
  4 、使用注意事项
  益生素类产品重在于防病而不是治病。其可以最大限度地发挥动物生产潜能,但对于某些饲料,其配制水平已较高,添加益生素的作用不能显现。肠道菌群平衡理论适用于任何动物,这也是益生素应用范围广的原因,但由于菌株有宿主源性,即从猪肠道分离的菌株对猪效果很好而对鸡则未必有效,因不同菌株复合成的益生素产品必有其最适合的使用对象。
  初生动物由于肠道菌群未建立或处于不断变化状态,在这期间饲用益生素要比生长后期已建立起相对稳定的菌群后效果显著。宿主肠道内的菌群组成缺乏有益菌或肠道内有反作用菌(即抑制生长的菌)存在时效果显著。否则,如果动物自然接种了大量有益菌或没有反作用菌存在时效果不显著。由于益生菌株间存在着血清的周期性变异,存留在肠道中的菌株能否继续存在还取决于其竞争性争夺肠黏膜结合位点的能力。不同生长期动物需要的益生菌也有差别。对于哺乳动物,断奶前后日粮不同,肠道中营养物质不同,所需益生菌也不同。因此对不同动物应供给专门适用的益生素。研究表明,在低水平日粮中使用益生素,其效果比营养较为全面的全价日粮更为显著。应用益生素时应注意饲料中有无抗生素存在和其含量。尽管一些益生素菌种(株)具有一定的耐受性或产生细菌素,但使用的菌种绝大多数对抗生素敏感。即使能产生少量的细菌素,也是生物体自我保护机制的一种形式。配合饲料中采用的亚治疗量抗生素剂量,远远超过益生菌的耐受性剂量。
  5、 前景展望
益生素的研究和应用已经日趋成熟,可开发利用的菌种不断增加,益生素的配方日趋复杂化,生产加工技术也得到改进。今后在开发研究中应从细胞水平和分子水平上进一步深入研究益生素的作用机理;通过基因工程手段获得能“永久性”定居在肠道的益生菌和“多功能性”微生态制剂。除加工稳定性研究外,如何提高菌体的耐酸性、胆汁耐受性和提高产酶能力,将成为研究的重点和难点;随着人们环保意识的增强,对畜禽养殖业引起的臭气、粪便污染越来越关注,而能够减少臭气和粪便排放的益生菌将在这一领域具有广阔的前景;加强益生素与酸化剂、中草药制剂等绿色饲料添加剂的协同效应和作用机理的研究。益生素具有维持动物胃肠道菌群平衡、净化肠道环境、提高免疫水平和促进动物生长等多方面作用,而且具有无毒害作用、无残留和不产生耐药性等优点,因此成为当前替代抗生素的理想产品。随着人们对食品安全和环境保护的日益关注,益生素的应用前景必将更加广泛。(来源:Additive World)
 


 
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