乳酸桿菌制劑及其在維護斷奶仔豬腸道健康中的應(yīng)用

馬青山 余占橋 張日俊

乳酸桿菌制劑及其在維護斷奶仔豬腸道健康中的應(yīng)用

馬青山 余占橋 張日俊

目前，抗生素濫用導(dǎo)致的耐藥性及藥物殘留問題已十分嚴(yán)重，同時，斷奶仔豬腸道健康迫切需要抗生素替代品予以維護。微生態(tài)制劑在這種情況下出現(xiàn)，乳酸桿菌制劑作為一種重要的微生態(tài)添加劑已被畜牧業(yè)廣泛應(yīng)用，文章綜述了乳酸桿菌制劑的應(yīng)用效果、最佳的使用劑量及其維護斷奶仔豬腸道健康的可能機制。

乳酸桿菌制劑；斷奶仔豬；腸道健康；機制

近十年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)飛速的進步，畜牧業(yè)也得到了持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，并成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。然而，抗生素的大量使用已經(jīng)成為制約我國畜牧業(yè)發(fā)展乃至走向世界的瓶頸。從發(fā)展來看，在食用動物中禁用限用抗生素飼料添加劑已經(jīng)成為世界共識，是大勢所趨，而早期斷奶造成的仔豬腹瀉亦是一個急需解決的問題。益生素中使用最為廣泛的乳酸桿菌制劑必將作為一種綠色、健康的飼料添加劑，在替代抗生素、維護斷奶仔豬腸道健康等問題中扮演重要角色。

1 斷奶應(yīng)激對仔豬腸道發(fā)育的影響

斷奶期間仔豬日糧由富含乳糖、脂肪和酪蛋白的液體日糧轉(zhuǎn)變?yōu)楹写罅康矸?、來源各異的蛋白質(zhì)及脂肪的固體飼料，這對仔豬造成嚴(yán)重的應(yīng)激反應(yīng)，并影響其腸道的正常發(fā)育。在早期斷奶階段，仔豬的胃腸道消化機能尚未完善，不能充分利用常規(guī)的玉米豆粕型日糧，同時因日糧中抗原成分（如大豆中的抗原蛋白等）和病原菌的影響，導(dǎo)致腸絨毛高度縮短，隱窩深度增加，兩者比率的下降，營養(yǎng)物質(zhì)吸收嚴(yán)重降低，仔豬采食量下降，生產(chǎn)性能下降，引起應(yīng)激反應(yīng)。

斷奶對于消化酶的分泌也有不利的影響。仔豬胃腸道內(nèi)絕大部分種類消化酶活性隨日齡增長而增加，只有乳糖酶活性在出生后兩周內(nèi)維持在高水平，以后逐漸下降[1]，但到了斷奶時各種消化酶（胃蛋白酶、胰淀粉酶、脂酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶）活性急劇下降，需2周才能恢復(fù)至斷奶前水平。在此期間，由于消化酶的分泌不足，大量的飼糧無法被順利的消化吸收，較多的飼糧進入后腸發(fā)生腐敗分解，引起大腸桿菌等有害菌群增殖，產(chǎn)生多量的胺類毒性物質(zhì)，對腸壁組織造成損傷，使腸道蠕動加快和分泌增加，造成腹瀉?？梢?，無論是日糧變化引起的營養(yǎng)應(yīng)激反應(yīng)還是仔豬斷奶導(dǎo)致的生理應(yīng)激反應(yīng)，都對仔豬的正常微生態(tài)區(qū)系造成不良影響，危害腸道健康，所以正常的微生態(tài)區(qū)系對保證仔豬腸道健康、控制腹瀉有著至關(guān)重要的作用，腸道的常住菌（乳酸桿菌等）能夠幫助宿主建立成熟平衡的微生物區(qū)系，維持胃腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，減少有害菌的侵入，緩解斷奶應(yīng)激。

2 乳酸桿菌制劑的益生作用

2.1 乳酸桿菌制劑的應(yīng)用效果

國內(nèi)外大量研究表明，乳酸桿菌制劑的益生作用主要表現(xiàn)為促進動物生長、調(diào)節(jié)胃腸道正常菌群、維持微生態(tài)平衡、防治胃腸道感染、提高機體免疫力、產(chǎn)生多種抑菌物質(zhì)。Collington等研究認(rèn)為，乳酸桿菌對提高宿主的營養(yǎng)、調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)及改善腸道微生態(tài)環(huán)境等均有有利影響[2]。Guerra等研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌能夠顯著提高斷奶仔豬的平均日增重，并且對于控制腸道中總大腸桿菌數(shù)量具有明顯效果[3]。據(jù)LZ等報道，添加不同水平乳酸桿菌可明顯降低肉仔雞盲腸內(nèi)大腸桿菌數(shù)量[4]。另據(jù)王平等報道，在仔豬出生時即投喂生芽孢乳酸桿菌TPY-211口服液，對防治7日齡內(nèi)仔豬腹瀉有明顯效果[5]。王凱等研究發(fā)現(xiàn)在28日齡斷奶仔豬日糧中添加高濃度植物源液態(tài)乳酸桿菌，同對照組相比，可明顯提高仔豬的生產(chǎn)性能、降低消化道pH值、提高腸道酶活性，同時保持了正常的微生態(tài)平衡[6]。據(jù)何謙報道使用乳酸菌發(fā)酵飼料能明顯改善斷奶仔豬生長性能，減少腹瀉發(fā)生，降低“仔豬斷奶應(yīng)激綜合癥”的負(fù)面影響，提高養(yǎng)殖經(jīng)濟效益[7]。

另外，乳酸桿菌在仔豬體內(nèi)正常定植生長，能夠在維持腸道健康的同時提供多種的必需氨基酸和B族維生素、維生素K等，提高礦物元素的生物活性，提高仔豬的生產(chǎn)性能[8]。可見，乳酸桿菌制劑的使用能夠較好地維護斷奶仔豬腸道健康，提高其生長性能，降低抗生素的用量，降低飼養(yǎng)成本，綜合提高生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟效益。

2.2 乳酸桿菌制劑的最佳使用劑量

乳酸桿菌在斷奶仔豬日糧中適宜的添加量主要受到日糧類型、動物日齡及飼養(yǎng)環(huán)境等諸多因素的影響，不同研究的最適添加量一般不同。張常明等分別飼喂斷奶仔豬含1.2×107cfu/ml乳酸桿菌的菌液10、30、60ml，發(fā)現(xiàn)飼喂 30m l乳酸桿菌菌液的仔豬平均日增重高于其它兩組，而料重比低于其它兩組[9]。楊立彬等研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬日糧中添加0.1%的乳酸桿菌復(fù)合菌劑，同對照組相比，可顯著提高仔豬平均日增重及干物質(zhì)、鈣、磷、粗蛋白質(zhì)、能量消化率，同時發(fā)現(xiàn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率也高于對照組[10]。吳忠良等報道，按體重分別飼喂斷奶仔豬107、109個/kg乳酸桿菌，發(fā)現(xiàn)添加107個/kg的斷奶仔豬平均日增重優(yōu)于添加109個/kg，并且高劑量的乳酸桿菌（109個/kg）有增加斷奶后疾病發(fā)生率和死亡率的趨勢[11]。Yu等飼喂斷奶仔豬不同的乳酸桿菌發(fā)酵飼料（3.2×106、5.8×107和 2.9×108cfu/g日糧），發(fā)現(xiàn)日糧中添加5.8×107cfu/g乳酸桿菌發(fā)酵飼料的仔豬平均日增重、粗蛋白的消化率及血清中特異性抗卵清蛋白抗體IgG水平都高于其它兩組[12]。也有研究發(fā)現(xiàn)，綜合使用幾種乳酸桿菌能夠表現(xiàn)出更好的效果，Huang等使用105cfu/ml嗜酸乳桿菌、格氏乳桿菌及羅伊氏乳桿菌復(fù)合乳酸桿菌制劑飼喂斷奶仔豬，發(fā)現(xiàn)同使用單一乳酸桿菌相比，復(fù)合乳酸桿菌制劑能夠提高仔豬生長性能，增強大腸桿菌攻毒的耐受力，并且改善了腸道菌群平衡狀態(tài)[13]。總之，日糧中添加的乳酸桿菌量并非越高越有利于仔豬的腸道生理健康，相反添加量過高可能導(dǎo)致菌群結(jié)構(gòu)部分失調(diào)，免疫刺激過于強烈，對斷奶應(yīng)激更加敏感，所以無論從應(yīng)用效果還是經(jīng)濟效益上來講，過高的添加都是不利的。

3 乳酸桿菌制劑維護斷奶仔豬腸道健康的可能機制

3.1 維護消化道微生態(tài)平衡

正常動物消化道內(nèi)的微生物與宿主保持著動態(tài)的平衡，微生物的種類和數(shù)量長期保持穩(wěn)定，這是動物在長期進化中通過內(nèi)、外環(huán)境選擇而形成的，且微生物群中的優(yōu)勢菌群對整個種群起決定作用，維持著畜禽的正常和生產(chǎn)[14]。優(yōu)勢菌群指在整個微生態(tài)系統(tǒng)中起決定性作用的菌群。如果有益菌占優(yōu)勢，則它會抑制致病菌的生長繁殖。在過去的研究中可以發(fā)現(xiàn)，健康動物的胃腸道內(nèi)，有益菌占99%以上，為優(yōu)勢菌群，優(yōu)勢菌群的最重要作用在于它能阻止侵入腸道中的病原微生物定居；但是在機體受疾病影響的情況下，優(yōu)勢菌群會發(fā)生更替，正常的微生態(tài)平衡遭到破壞，病原菌迅速生長，引起動物腸道機能紊亂[15]。此時，飼喂乳酸桿菌等益生素，可使動物重新建立正常的微生態(tài)菌群，抑制沙門氏菌、大腸桿菌及梭狀菌等病原菌，促進乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌增殖，保持健康的腸內(nèi)菌群平衡，維護動物的腸道健康[16]。研究表明，乳酸桿菌能定植于雞和豬的腸道上皮，與動物體建立一種共生關(guān)系，調(diào)節(jié)腸道種群的形成，保持消化道微生態(tài)平衡，并能有效地防止腸道致病菌，如沙門氏菌對動物的感染[17]。Ohashi等飼喂斷奶仔豬乳酸桿菌（Lactobacillus delbrueckii subsp）并通過熒光實時定量PCR分析仔豬腸道菌群分布情況，發(fā)現(xiàn)飼喂乳酸桿菌后仔豬腸道中固有優(yōu)勢菌如乳酸菌、雙歧桿菌等數(shù)目增加，說明乳酸桿菌能夠保持仔豬腸道菌群的平衡狀態(tài)[18]，從而維護仔豬的腸道健康。

3.2 抗菌作用

乳酸桿菌能夠抑制和殺滅大腸桿菌、沙門氏菌及梭狀菌等病原菌來保持?jǐn)嗄套胸i腸道健康。Missotten實驗證明仔豬回腸的乳酸桿菌能夠抑制沙門氏菌的生長[19]，曹國文等研究發(fā)現(xiàn)，利用分離的乳酸桿菌上清液對3株大腸桿菌進行抑菌試驗，能產(chǎn)生明顯的抑菌圈[20]。其抗菌機制主要涉及到其產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物，包括有機酸、細(xì)菌素、過氧化氫等物質(zhì)。乳酸桿菌產(chǎn)生的乳酸等有機酸能顯著降低腸道環(huán)境pH值和Eh(氧化還原電位)值，使腸內(nèi)處于酸性環(huán)境，對致病菌有較強拮抗作用，Bomba等發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌分泌的大量有機酸能夠有效抑制腸道中的病原微生物[21]。細(xì)菌素是細(xì)菌代謝過程中合成并分泌到環(huán)境中的一類對親緣關(guān)系較近的種有抑制作用的蛋白類抑菌物質(zhì)，幾乎每個種屬的乳酸桿菌都可產(chǎn)生細(xì)菌素，主要對革蘭氏陽性菌有抑制作用，如腸道中大腸桿菌、沙門氏菌等，并且細(xì)菌素屬于蛋白類物質(zhì)，容易降解，無毒副作用。另外，過氧化氫具有殺菌作用，這是人們所熟知的，乳酸桿菌產(chǎn)生的過氧化氫能夠抑制、殺滅腸道中的病原微生物，促使有益微生物在細(xì)菌種間的相互競爭中保持優(yōu)勢[22]。

3.3 提高腸粘膜免疫功能

如前所述，斷奶造成的應(yīng)激嚴(yán)重危害著仔豬的腸道健康，很大程度上降低了腸道粘膜的免疫功能，整個機體中70%以上的免疫細(xì)胞存在于腸道粘膜中，所以提高腸道粘膜的免疫功能無論是對維護腸道健康，還是確保仔豬正常生長都至關(guān)重要。腸道中乳酸桿菌能夠通過刺激粘膜免疫和系統(tǒng)免疫的途徑來促進宿主動物的免疫力，具體表現(xiàn)在：明顯激活腸道中巨噬細(xì)胞的吞噬作用、誘導(dǎo)產(chǎn)生干擾素、促進細(xì)胞免疫、產(chǎn)生抗體。Bielecka等研究發(fā)現(xiàn)口服乳酸桿菌能明顯增加仔豬腸道巨噬細(xì)胞的活性，活菌制劑和滅活菌制劑的效果無明顯差異，均能提高腸道巨噬細(xì)胞的活性，提高仔豬腸道粘膜免疫[23]。Mizumachi等利用乳酸桿菌（Lactobacillus plantarum LQ80）制劑飼喂斷奶仔豬，發(fā)現(xiàn)飼喂乳酸桿菌制劑后，血清中總IgM和IgG顯著高于對照組，但腫瘤壞死因子卻顯著低于對照組，這說明乳酸桿菌制劑能夠通過非炎性反應(yīng)提高斷奶仔豬的粘膜免疫和系統(tǒng)免疫[24]。

3.4 降低氨、胺等有害物質(zhì)的產(chǎn)生

由動物后腸發(fā)酵而產(chǎn)生的氨、胺、吲哚、硫化氫等物質(zhì)不僅對腸粘膜細(xì)胞有明顯的毒害作用，而且嚴(yán)重危害著畜舍及其周邊的環(huán)境，飼喂乳酸桿菌后，降低了腸道中大腸桿菌、沙門氏菌及梭狀菌等有害菌的數(shù)量，使腸道內(nèi)的有益菌增加，同時動物排泄物中的有益菌數(shù)量亦增加，致病性菌減少，從而降低了氨、胺等有害物質(zhì)的產(chǎn)生，凈化了體內(nèi)外環(huán)境，減少了疾病的發(fā)生，綜合提高經(jīng)濟、環(huán)境效益。

4 展望

乳酸桿菌作為一種重要的微生態(tài)制劑，可調(diào)節(jié)動物消化道微生物區(qū)系平衡、發(fā)酵碳水化合物并產(chǎn)生大量乳酸改變胃腸道pH值、提高消化酶活性、抑制腸道有害微生物生長，對宿主的生長狀態(tài)和腸道健康起到有益的作用，因此乳酸桿菌制劑作為綠色、健康、新型的抗生素替代品，在維護斷奶仔豬腸道健康方面將發(fā)揮重要的作用。

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（編輯：劉敏躍，lm-y@tom.com）

S816.79

A

1001-991X（2010）15-0010-03

馬青山，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)飼料生物技術(shù)實驗室，博士，100093，北京市海淀區(qū)圓明園西路2號中國農(nóng)業(yè)大學(xué)西校區(qū)神內(nèi)樓212。

余占橋、張日俊（通訊作者），單位及通訊地址同第一作者。

2010-05-23