益生素的研究進展及其在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應用

王睿琪

（湘南學院化學與生命科學系，湖南郴州 423000）

飼養(yǎng)飼料

益生素的研究進展及其在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應用

王睿琪

（湘南學院化學與生命科學系，湖南郴州 423000）

隨著抗生素應用于生豬生產(chǎn)的弊端逐漸被人重視，益生素作為一種安全、高效、可部分或全部代替抗生素的綠色添加劑，也被廣泛地研究并應用。本文在簡要介紹益生素種類和作用機理的基礎上，著重綜述了近幾年益生素在生豬生產(chǎn)上的應用，以期為養(yǎng)殖業(yè)者提供參考。

益生素；作用機理；豬

抗生素應用于動物飼料的50多年來，對畜牧生產(chǎn)的發(fā)展和經(jīng)濟效益的提高起到了巨大的推動作用，但抗生素的長期過度使用也暴露出種種弊端，如動物產(chǎn)生耐藥性、肉制品中藥物殘留、生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染等，在很大程度上影響畜牧業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展；因此，世界各地的科研工作者致力于抗生素替代品的研究，益生素就是眾多替代品中研究較多且較成熟的一種。益生素早在1960年就被學術界定義為：添加于食品或飼料中的一種活的微生物，能夠調(diào)節(jié)人類或宿主動物腸道中的微生物平衡。益生素以活的形式直接飼喂動物并作用于動物消化道，在其中能夠與病原菌產(chǎn)生競爭性抑制作用，直接參與調(diào)節(jié)腸道微生物的平衡，從而增強機體的免疫力，使得動物胃腸道功能保持正常狀態(tài)[1]，進而達到防治疾病、促進生長和提高飼料利用率的作用。較多的研究表明，益生素是一種安全、低毒、無有害殘留、無抗藥性的綠色飼料添加劑，但益生素菌種必須具有無致病性、易于在體內(nèi)外存活增殖、穩(wěn)定性好以及促進動物生長發(fā)育、提高抗病能力等特點。本文在此對益生素的種類、作用機理以及在豬生產(chǎn)上的應用作一綜述，以期為養(yǎng)殖業(yè)者提供參考。

1 益生素的種類

益生素的種類可按照不同形式進行劃分，按菌種組成可分為單一制劑和復合制劑，按菌種可分為酵母菌制劑、乳酸菌制劑和芽孢桿菌制劑等，按作用效果可分為微生態(tài)生長促進劑和微生態(tài)治療劑，目前主要是按菌種的不同來分類[2]。

1.1 乳酸菌類

乳酸菌類是一類可分解糖類產(chǎn)生乳酸的細菌總稱，常用的乳酸菌類有嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌和纖維二糖乳桿菌等。這類乳桿菌有耐酸性（pH值在3.0～4.5仍可正常生長）、能形成正常菌群、在微氧或厭氧條件下產(chǎn)生乳酸，但是耐熱性弱，在80℃條件下持續(xù)處理5分鐘即可損失70%～80%。乳酸菌類不僅可以在腸道內(nèi)產(chǎn)生乳酸以促進鈣、磷、鐵等礦物元素吸收，產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物、過氧化氫和溶菌酶等抑制腸道內(nèi)病原菌的生長，還可以促進B族維生素、維生素K和D、氨基酸和消化酶等的合成，從而改善礦物質(zhì)的生物學活性和吸收代謝，增強食糜的消化和營養(yǎng)代謝，進而增進機體生長[3]。此外，乳酸菌類還可以產(chǎn)生乳酸菌素，這是一種特殊的抗生素，能夠有效地抑制腸道內(nèi)沙門氏菌和大腸桿菌的生長。

1.2 酵母菌類

酵母菌僅少量存在于動物腸道的微生物菌落中，主要用于動物生產(chǎn)的酵母種類有熱帶假絲酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、紅色酵母和釀酒酵母等，甘露聚糖和葡萄糖是酵母菌類的細胞壁主要成分，其可增強吞噬細胞的活性。酵母菌類屬于需氧型菌，不耐熱（60～70℃條件下1小時即可死亡），由于其需氧特性，它可有效地促進厭氧菌的生長繁殖，抑制病原菌的生長，改善腸道微生態(tài)環(huán)境[4]。

1.3 芽孢桿菌類

芽孢桿菌是所有菌屬中最理想的微生物添加劑，常用于動物生產(chǎn)的有地衣桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽孢桿菌和東洋桿菌等。芽孢桿菌屬于需氧型菌，耐高溫、耐酸、耐鹽和耐制粒擠壓且穩(wěn)定性好。芽孢桿菌定植于腸道后消耗大量的氧氣，維持了腸道的厭氧環(huán)境，使得厭氧菌容易定植于腸道，有效地抑制了病原菌的繁殖生長，從而維持腸道的生態(tài)平衡。此外，芽孢桿菌能產(chǎn)生消化酶，具有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，有效地促進食糜在消化道內(nèi)的消化吸收，進而促進動物生長。

2 益生素的作用機理

2.1 維持腸道內(nèi)微生態(tài)平衡

畜禽消化道內(nèi)存在大量的微生物，其中，腸道的微生物以厭氧菌為主（99%以上），其余不到1%為需氧菌和兼性厭氧菌，因此厭氧菌在腸道內(nèi)起著決定性作用，正常狀態(tài)下有益菌群和有害菌群保持著良好的平衡，維持著畜禽正常的生長和生產(chǎn)。若這個平衡被破壞，即厭氧菌減少、需氧菌和兼性厭氧菌增加，則會導致腸道微生態(tài)失去平衡，引起機體消化機能紊亂，抑制動物生長發(fā)育，嚴重者則可以致病[5]。而益生素菌種可通過物理化學因子非特異性的黏附于腸道黏膜，起到占位作用，從而使得致病菌不能與腸道黏膜受體結(jié)合，使其不能在腸道內(nèi)占位及生長繁殖；此外，益生素菌種中的一些需氧菌在腸道內(nèi)大量消耗氧氣，使得需氧致病菌和兼性厭氧致病菌的生長繁殖受到抑制，而厭氧有益菌的生長繁殖則得到促進。

2.2 提高機體免疫機能

益生素是良好的免疫激活劑，它可以刺激宿主的免疫細胞，使其被激活，激發(fā)吞噬細胞活力或作為佐劑發(fā)揮作用，還能促進動物產(chǎn)生抗體，激發(fā)機體體液免疫和細胞免疫，從而使得機體免疫和抗病能力增強；如益生素可刺激動物產(chǎn)生干擾素，增加黏膜表面和血清中IgA、IgG和IgM水平，增強體液免疫，促進T淋巴細胞和B淋巴細胞的增殖和成熟，從而增強動物機體的免疫力和抗病力。倪學勤等[6]以72頭初生仔豬為對象研究了不同來源益生素（豬源約氏乳酸桿菌JJB3和枯草芽孢桿菌JSO1）對仔豬分泌型免疫球蛋白A（SIgA）和主要腸道菌群的影響，結(jié)果表明：盡管這兩種益生素對SIgA沒有影響，但其能增加腸道厭氧菌的數(shù)量并有效控制仔豬腹瀉和提高仔豬日增重。

2.3 提供營養(yǎng)和加強養(yǎng)分的吸收利用

益生素在動物腸道內(nèi)代謝，可產(chǎn)生大量氨基酸和維生素（如葉酸、鹽酸和維生素B等）供給動物機體，此外還產(chǎn)生大量的消化酶促進腸道內(nèi)的食糜被更好地消化吸收。益生素在動物腸道內(nèi)形成的微酸性環(huán)境，更是有利于維生素D以及鈣、鐵等離子的消化吸收，從而促進動物的生長發(fā)育，提高飼料的利用率，改善動物產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.4 降低環(huán)境污染

益生素可抑制腸道內(nèi)氨及胺等毒性物質(zhì)的產(chǎn)生，可極大地降低糞便臭味，改善舍內(nèi)空氣質(zhì)量，降低其對環(huán)境的污染。廖新俤等[7]在生長豬基礎日糧中持續(xù)10天添加0.05%劑量的活菌制劑（主要包含益菌群、酵素及其他輔助成分）以研究益生素對豬舍內(nèi)氨氣含量和糞便、尿中總氮和氨氮濃度的影響，結(jié)果表明添加活菌制劑可分別顯著降低兩個實驗區(qū)豬舍內(nèi)氨氣含量40.28%和56.46%，尿中總氮和氨氮顯著降低25%～38%。

3 益生素在豬生產(chǎn)上的應用效果

3.1 益生素在仔豬生產(chǎn)上的應用效果

目前關于益生素應用于仔豬生產(chǎn)的研究較多，其主要表現(xiàn)出促進生長、改善免疫能力、減少腹瀉、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡以及減弱斷奶應激等效果。吳黎明[8]研究了不同組合益生素（協(xié)力益生素、協(xié)力2000益生素和協(xié)力3000益生素）對斷奶仔豬和保育仔豬生產(chǎn)性能及腹瀉情況的影響，發(fā)現(xiàn)益生素對提高仔豬的生長性能和減少腹瀉具有明顯的促進作用，且和保育豬相比，其對斷奶仔豬的作用更為明顯。高軍等[9]設置0.0%、0.1%和0.3%三個添加水平，研究益生素（含乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢桿菌，總菌數(shù)大于1.0×109cfu/g）對斷奶仔豬生產(chǎn)性能和腹瀉率的影響，結(jié)果表明：添加益生素有效地提高了仔豬的飼料利用率、降低了腹瀉率和腹瀉指數(shù)，顯著促進有益菌群的增殖并抑制有害菌群的繁殖生長，且益生素對仔豬的應用效果存在較明顯的劑量效應。竇茂鑫等[10]研究證實芽孢桿菌和乳酸桿菌制劑均使斷奶仔豬盲腸和結(jié)腸中乳酸桿菌相對數(shù)量升高，降低盲腸內(nèi)容物pH值，結(jié)腸內(nèi)容物pH值升高，并顯著降低腸道內(nèi)揮發(fā)性鹽基氮含量，這表明二者均能顯著改善腸道微生物區(qū)系，降低腸道蛋白質(zhì)的腐敗變質(zhì)。郭升偉[11]以30日齡仔豬為對象，設置了1.2、2.0和2.5 g/kg三個添加水平組研究了華邦益生素（益生菌含量1.0×108cfu/g）對仔豬免疫指標的影響，結(jié)果表明：仔豬飼糧中添加華邦益生素能有效地提高血液免疫球蛋白中抗體IgM、IgG含量以及豬瘟抗體水平，對提高機體免疫力和抗體水平有一定的作用。楊旭輝等[12]以60頭初產(chǎn)仔豬為對象，設置了0.2 g/kg干酵母+0.4 g/kg嗜酸乳酸桿菌液、0.4 g/kg嗜酸乳酸桿菌液和10 mL/kg魚肝油乳研究了復合益生素對仔豬免疫功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在15～55日齡添加單一益生素和復合益生素均可提高血液中總IgG、IL-2、IL-5和IFN-γ的量，但復合益生素的效果明顯優(yōu)于單一益生素，由此證明復合益生素能更好地增強仔豬的免疫功能。孟宏社等[13]以32～33日齡的仔豬為研究對象，設置0.5%復合酸（含正磷酸、富馬酸和苯甲酸等）、1.5%益生素（含枯草芽孢桿菌和乳酸菌等）、0.5%復合酸+1.5%益生素三個試驗組研究了復合酸化劑和益生素對仔豬腹瀉的防治效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：益生素能有效地增加仔豬采食量、改善生長性能，復合酸和益生素均能有效降低仔豬腹瀉率，但未發(fā)現(xiàn)這兩種添加劑對生產(chǎn)性能的加性效應。郭冬生等[14]以30日齡仔豬為對象研究了加酶益生素（含3%多維、2%氨基酸、20%復合酶、20%益生菌、20%寡糖和35%載體）對斷奶仔豬應激反應的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：加酶益生素能有效提高飼料利用率和生長速度，降低仔豬腹瀉頻率；祁玉秀[15]也證實斷奶仔豬飼糧中添加0.1%加酶益生素能顯著改善仔豬生長性能并提高經(jīng)濟效益。

3.2 益生素在生長育肥豬生產(chǎn)上的應用效果

益生素對生長育肥豬的應用效果主要表現(xiàn)為增加平均日增重和采食量、降低料重比、提高免疫能力和生長性能、改善豬肉品質(zhì)和血液生化指標等。張海棠等[16]以120頭15 kg左右的杜×長×大三元雜交豬為對象，設置抗生素對照組和0.1%、0.2%和0.4%益生素（主要含枯草芽孢桿菌、酵母菌和乳酸菌等，活菌數(shù)≥5.0×109個/g）組研究了益生素對生長豬生產(chǎn)性能和免疫功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：益生素能有效地促進育肥豬生長并提高飼料利用率，并能提高血清中免疫球蛋白IgG、IgM和IgA及補體C3、C4水平，其中，生長豬日糧中添加0.2%益生素替代抗生素效果較佳。嚴念東等[17]以180頭杜×長×大三元雜交豬為對象，設置對照組、抗生素組、試驗1組（益生菌發(fā)酵飼料0小時）和試驗2組（益生菌發(fā)酵飼料24小時）研究了益生菌（分別含植物乳酸桿菌、芽孢桿菌和酵母菌3.0×106、1.0×106、1.0×106cfu/g）發(fā)酵飼料對生長育肥豬生長性能及部分血液生化指標的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：益生菌發(fā)酵24小時的飼料能有效提高生長豬的生長性能和飼料利用率，且能顯著增強血清堿性磷酸酶活性和降低血液中尿素含量。丁文強等[18]以24頭日齡相當?shù)摹岸拧撂彪s交仔豬為對象，研究了銀耳孢子發(fā)酵物（TSF）與益生素對生長肥育豬生長性能及肉品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在體重10～20 kg階段，TSF和益生素均能有效提高平均日采食量和平均日增重；體重50 kg以上時，益生素能顯著提高平均日增重和血清胰島素樣生長因子-I的含量；整個試驗階段，益生素均能有效促進有益菌在腸道內(nèi)增殖。毛倩等[19]以120頭10 kg左右的健康DLY仔豬為對象，設置對照組、抗生素組和0.1%、0.2%復合益生素組研究了復合益生素（分別含植物性乳酸菌和酵母菌1.0×107、2.0×106cfu/g）對生長育肥豬生產(chǎn)性能、盲腸菌群及代謝產(chǎn)物的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：體重30～50 kg階段，0.2%復合益生素添加水平的促生長效果最佳，而體重80～100 kg階段則0.1%添加水平的效果最佳；0.1%和0.2%的復合益生素添加水平均能有效提高盲腸內(nèi)容物中乙酸、丁酸和揮發(fā)性鹽基氮的含量。張?zhí)礻柕萚20]研究證實乳酸菌液可顯著改善育肥豬肌肉失水率、滴水損失、烹飪損失以及剪切力，但對肉色、大理石紋、拿破率和常規(guī)化學成分無顯著影響，綜合各項指標，育肥豬每天采食100～150 mL乳酸菌液（乳酸菌濃度≥1×109cfu/mL，乳酸含量≥30 mg/mL）的效果最佳。

4 展望

隨著人們消費生態(tài)、健康、綠色食品的要求越來越強烈，益生素作為一種新型綠色飼料添加劑對我國養(yǎng)豬業(yè)的影響也日益增大，因此，研究開發(fā)出安全、高效、專一的益生素具有非常廣闊的應用前景。但為使益生素能夠在生豬生產(chǎn)上得以更廣泛的應用，研究者應使益生素產(chǎn)品做到以下三點：首先，應保證益生素產(chǎn)品的穩(wěn)定性，必須保證益生素從產(chǎn)品生產(chǎn)出來到豬的消化道這一漫長過程中能夠具有較強的穩(wěn)定性；其次要保證益生素產(chǎn)品功效的穩(wěn)定性，益生素的使用不能僅看其在實驗條件下對豬生產(chǎn)的有益作用，更要注重其在生產(chǎn)實踐中的功效能否持續(xù)穩(wěn)定和高效；最后，益生素產(chǎn)品要能夠提升養(yǎng)殖業(yè)者的經(jīng)濟效益，養(yǎng)殖業(yè)者總是以能否取得更大的經(jīng)濟效益來決定是否使用該產(chǎn)品的。相信隨著在實驗條件和生產(chǎn)條件下均重復性良好、質(zhì)量穩(wěn)定的益生素產(chǎn)品面世，益生素產(chǎn)品必將得以更廣泛的應用，并推動我國養(yǎng)豬業(yè)的健康發(fā)展。

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2013-09-14