益生菌是指通過(guò)改善機(jī)體微生物和酶的平衡,刺激特異性或非特異性免疫機(jī)制,對(duì)人和動(dòng)物機(jī)體有醫(yī)療和保健效果的微生物。動(dòng)物用益生菌制劑具有無(wú)毒、無(wú)副作用,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),提高飼料轉(zhuǎn)化率,替代飼用抗生素之優(yōu)點(diǎn),受到人們的廣泛關(guān)注。益生菌制劑的作用機(jī)理
益生菌制劑進(jìn)入腸道內(nèi),與微生態(tài)環(huán)境中的近400種正常菌群會(huì)合,呈現(xiàn)出共生、共棲、競(jìng)爭(zhēng)及吞噬等復(fù)雜關(guān)系,主要通過(guò)調(diào)整動(dòng)物胃腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡、增強(qiáng)免疫力及提高飼料營(yíng)養(yǎng)水平等發(fā)揮作用。
1.保持胃腸道微生態(tài)平衡 反芻動(dòng)物正常微生物在其體內(nèi)所構(gòu)成的微生態(tài)系統(tǒng)中,優(yōu)勢(shì)菌群對(duì)整個(gè)微生物群起決定作用,一旦原有優(yōu)勢(shì)菌群數(shù)量減少,則會(huì)使微生態(tài)平衡失調(diào),微生物優(yōu)勢(shì)種群更替,便會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)性能降低和機(jī)體免疫機(jī)能下降。益生菌制劑作為動(dòng)物腸道的優(yōu)勢(shì)菌群可彌補(bǔ)正常菌群的數(shù)量,抑制病原微生物的生長(zhǎng)繁殖,恢復(fù)胃腸道菌群平衡。
2.促進(jìn)腸道優(yōu)勢(shì)菌群形成、增強(qiáng)免疫機(jī)能 初生反芻動(dòng)物消化道接近無(wú)菌狀態(tài),胃腸道pH值接近中性,利于腸道病原菌的生長(zhǎng)。乳酸菌類(lèi)益生菌制劑到達(dá)胃腸道后,形成乳酸菌優(yōu)勢(shì)菌群,形成腸道正常微生物的防御屏障結(jié)構(gòu),通過(guò)生物奪氧及競(jìng)爭(zhēng)性排斥作用抑制過(guò)路菌或侵襲菌等病原微生物在胃腸道黏膜上皮的的定植和生長(zhǎng)。在微生物消化飼料過(guò)程中產(chǎn)生的VFA使pH降低,從而抑制有害菌的生長(zhǎng)。有些有益菌產(chǎn)生抗生素、過(guò)氧化氫可殺死多種潛在病原菌。有些活菌可作為免疫復(fù)活劑,刺激胃腸非特異性局部免疫,提高免疫球蛋白的濃度和巨噬細(xì)胞吞噬病菌的活性,增強(qiáng)動(dòng)物免疫力。
3.促營(yíng)養(yǎng)作用 反芻動(dòng)物添加芽孢桿菌等有益微生物能產(chǎn)生水解酶、發(fā)酵酶等,黑曲霉能產(chǎn)生淀粉酶、蛋白酶和果膠酶等,利于飼料中蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素和半纖維素的分解。米曲霉能產(chǎn)生植酸酶,使磷從植酸和植酸鹽中釋放出來(lái)被動(dòng)物吸收利用,同時(shí)提高鈣、鎂、鋅、銅的吸收率。有些有益菌能夠合成多種B族維生素和未知促生長(zhǎng)因子,起到提高飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,促進(jìn)生長(zhǎng)和提高生產(chǎn)性能的作用。酵母菌、乳酸菌等為前胃內(nèi)原蟲(chóng)提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),原蟲(chóng)自溶后的蟲(chóng)體蛋白也為動(dòng)物提供了生物價(jià)值較高的蛋白質(zhì)。
4.促進(jìn)對(duì)氨的利用 益生菌制劑刺激瘤胃微生物合成菌體蛋白,從而降低瘤胃中氨的濃度,提高瘤胃微生物蛋白由瘤胃向腸道的流出量,并可以改變微生物蛋白的氨基酸組成,利于反芻動(dòng)物的氨基酸營(yíng)養(yǎng)平衡指出,酵母菌制劑,使瘤胃內(nèi)NH3下降的原因就是NH3更多的轉(zhuǎn)化為菌體蛋白。Williams也報(bào)道,當(dāng)將酵母菌制劑飼喂給綿羊時(shí),十二指腸NAN的流入量及吸收率都有所提高,這主要是由于菌體蛋白量合成增加的結(jié)果。
添加益生菌制劑對(duì)反芻動(dòng)物的影響
1.對(duì)幼齡反芻動(dòng)物的影響 新生反芻動(dòng)物使用益生菌制劑可以促進(jìn)其瘤胃發(fā)育、提早斷奶和調(diào)節(jié)瘤胃的pH。常用的益生菌制劑是乳酸菌制劑。乳酸菌較致病菌更耐受酸性條件,可在較低pH 下存活。乳酸菌除產(chǎn)生有機(jī)酸外,還可產(chǎn)生次生性代謝產(chǎn)物和抗微生物蛋白,這些物質(zhì)可以抑制腸道病原菌和調(diào)節(jié)腸道的pH。
(1) 促進(jìn)瘤胃發(fā)育和提早斷奶
瘤胃的發(fā)育程度對(duì)幼齡反芻動(dòng)物能否迅速適應(yīng)固體食物具有重要意義,其發(fā)育程度主要依賴(lài)于與纖維性日糧的接觸和揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的刺激,而揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生則需要相關(guān)的細(xì)菌和底物。Martin等發(fā)現(xiàn),添加Yeasacc能增加VFA產(chǎn)量,降低乙酸、丙酸比例。幼犢在斷奶前,使用的益生菌制劑具有促進(jìn)幼齡反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)育和提高瘤胃功能的作用。其中主要益生菌制劑為乳酸桿菌、腸球菌、雙歧桿菌和酵母培養(yǎng)物啤酒酵母,有時(shí)也添加米曲霉的提取物。給黑白花犢牛飼喂含乳酸菌的發(fā)酵乳30 d,其反芻時(shí)間顯著增加。聶志武給新生犢??诜匍L(zhǎng)形雙歧桿菌,結(jié)果使增重提高25.2%,飼料轉(zhuǎn)化率提高11.4%。犢牛飼喂納豆枯草芽孢桿菌可以縮短斷奶日齡,提高采食量,降低料重比。犢牛、羔羊開(kāi)食料中添加酵母培養(yǎng)物,可提高生產(chǎn)性能和采食量。以酵母菌和枯草芽孢桿菌作為益生菌添加于飼料中,育肥前期日增重提高14.9%。
(2)調(diào)節(jié)腸道pH
反芻動(dòng)物剛出生時(shí),消化道處于無(wú)菌狀態(tài),胃腸道pH近似于中性,這種環(huán)境有利于腸道病原菌微生物生長(zhǎng)繁殖。然而,一旦對(duì)其使用乳酸菌素等益生菌制劑,就會(huì)在幼犢胃腸道內(nèi)迅速構(gòu)建起有益微生物種群并維持一定程度上的平衡,從而可以抑制病原微生物入侵到腸道并定植。此外,乳酸菌還可產(chǎn)生次生性代謝產(chǎn)物和抗微生物蛋白.這些物質(zhì)可以抑制腸道病原菌和調(diào)節(jié)腸道pH值。一般來(lái)說(shuō),日糧應(yīng)激的影響程度與乳酸桿菌的數(shù)量成反比關(guān)系。
(3) 產(chǎn)生有益代謝物
有些微生物制劑還能產(chǎn)生多種次生產(chǎn)物,而這些產(chǎn)物的產(chǎn)生對(duì)于腸道病原微生物的抑制具有一定的作用。乳酸菌類(lèi)除產(chǎn)生有機(jī)酸外,還能產(chǎn)生多種次生I生代謝產(chǎn)物和抗微生物蛋白,能抑制腸道有害菌的生成;糞腸球菌也可以產(chǎn)生多種細(xì)胞外代謝產(chǎn)物,這些物質(zhì)可抑制單核乳酸菌、無(wú)乳鏈球菌及許多有機(jī)體的生長(zhǎng)。給犢牛飼喂酵母培養(yǎng)物可以為乳酸利用菌提供生長(zhǎng)因,犢牛添加米曲霉提取物,能提早斷奶,提高瘤胃微生物活力。
另外,益生菌可以降低犢牛的腹瀉率和死亡率。犢牛出生后立即投喂糞鏈球菌和嗜酸桿菌,可使其腹瀉發(fā)病率由82%降低至35%。死亡率由10.2%降至2.8%。
2 對(duì)成年反芻動(dòng)物的影響 成年反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)的微生物主要是厭氧菌,它們通過(guò)飼料或動(dòng)物間接觸進(jìn)入瘤胃。反芻動(dòng)物益生菌種類(lèi)很多,包括瘤胃及非瘤胃來(lái)源的細(xì)菌培養(yǎng)物以及細(xì)菌、酵母、真菌的混合產(chǎn)品等。大量研究表明,在奶牛飼糧中添加益生菌制劑能提高產(chǎn)奶量和促進(jìn)乳品質(zhì)效果。
(1) 預(yù)防和治療疾病
使用益生菌制劑可以對(duì)反芻動(dòng)物的某些疾病具有預(yù)防和治療作用。在奶牛的日糧中添加乳酸菌素類(lèi)益生菌制劑,可降低奶中體細(xì)胞數(shù),因此具有治療奶牛隱形乳房炎的作用,而且不會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似抗生素的藥物殘留問(wèn)題,從根本上提高了牛奶的質(zhì)量,提高了經(jīng)濟(jì)效益。
(2) 提高產(chǎn)奶量及乳品質(zhì)量
在奶牛養(yǎng)殖中,微生物增奶劑可通過(guò)微生物為機(jī)體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、調(diào)控胃腸道菌群平衡、減少疾病產(chǎn)生、增強(qiáng)機(jī)體抵抗力、促進(jìn)飼料消化吸收和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用。
(3)促進(jìn)增重,提高育肥性能
飼喂反芻家畜微生物添加劑發(fā)酵精料后,可調(diào)節(jié)動(dòng)物體內(nèi)的微生態(tài)平衡;參與動(dòng)物機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂肪和礦物質(zhì)元素代謝;產(chǎn)生多種酶類(lèi)、維生素、酸類(lèi)和氨基酸等;增加血液中鈣和鎂離子質(zhì)量濃度,減少鉀含量從而改善礦物質(zhì)吸收等,提高動(dòng)物機(jī)體對(duì)飼料的利用率,加快生長(zhǎng)速度,促進(jìn)反芻動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育。