酵母菌對豬腸道絨毛、隱窩及菌群的影響

■衛(wèi)旭彪　張璐璐　馬　廣　鄭召君　廖秀冬　張日俊

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)飼料生物技術(shù)實驗室動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京100193）

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酵母菌對豬腸道絨毛、隱窩及菌群的影響

■衛(wèi)旭彪張璐璐馬廣鄭召君廖秀冬張日俊

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)飼料生物技術(shù)實驗室動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京100193）

摘要：豬的腸道健康直接影響到豬的生長性能。作為益生菌酵母菌能夠通過平衡腸道中的微生物菌群，提高優(yōu)勢菌群，促進(jìn)腸道中絨毛和隱窩的生長，從而改善豬的腸道微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)腸道的生長。文章介紹了酵母菌的生物學(xué)特性并闡述了酵母菌作為豬的飼料添加劑對豬腸道絨毛、隱窩和腸道微生物的影響，并對酵母菌作為益生菌進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：豬；酵母菌；腸道；展望

哺乳動物胃腸道寄宿著大約1014個微生物，是一個最密集的微生態(tài)系統(tǒng)[1]。作為一種益生菌，酵母菌普遍存在于豬的盲腸和結(jié)腸中，且能有效改善動物腸道形態(tài)[2]。豬的腸道形態(tài)尤其是絨毛的長度和隱窩深度，是影響豬腸道健康和生長性能的重要指標(biāo)。絨毛邊緣可分泌多種消化酶，因此，絨毛越長動物的消化吸收能力越強(qiáng)。隱窩深度決定腸絨毛有絲分裂生成上皮細(xì)胞的速度，反映細(xì)胞生成率，而隱窩變淺，表明細(xì)胞成熟率上升，分泌功能增強(qiáng)。因此，絨毛高度與隱窩深度的比值可綜合反映小腸消化吸收功能狀況。比值下降，黏膜很可能受損，消化吸收能力下降，常會伴隨有腹瀉、生長受阻現(xiàn)象；而比值升高，腸道上皮細(xì)胞數(shù)量增加，腸道吸收面積增大，進(jìn)而提高營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率，同時也有利于功能性物質(zhì)的合成。動物腸道中的微生物菌群可以調(diào)節(jié)動物腸道中的微生物區(qū)系，同時對病原菌有抑制作用[3]。然而，動物的飼喂習(xí)慣、日糧組成、飼養(yǎng)管理和生產(chǎn)力的限制影響著腸道中微生物菌群的平衡，從而影響飼料的利用率和動物的健康[4]。有益微生物的攝入被認(rèn)為是對動物的腸道微生物平衡有益的方式，可以供我們選擇[5]。本文將從酵母菌生物學(xué)特性的角度闡述其作為微生態(tài)制劑，以及其酵母菌作為微生態(tài)制劑對豬絨毛和隱窩的生長和豬腸道中微生物的作用。

1酵母菌生物學(xué)特性

酵母菌是人類最早應(yīng)用的一類微生物，早在6 000年前中國就開始用酵母菌進(jìn)行釀酒。近些年來研究者在飼料工業(yè)上利用酵母菌進(jìn)行直接飼喂動物或發(fā)酵飼料，生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白、維生素、有機(jī)酸、酶制劑、甘露寡糖等。酵母菌是大小為(1~5)μm×(5~ 30)μm或者更大的單細(xì)胞微生物。大多的酵母菌是球形、卵形、橢圓形、臘腸形、圓筒形和胡瓜形，少數(shù)為瓶形、檸檬形和假絲狀等。單個的酵母菌細(xì)胞是無色的，但是酵母菌在固體培養(yǎng)基上長成的菌落多為乳白色，少數(shù)為黃色或紅色。酵母菌的菌表面光滑、濕潤、呈黏稠狀，菌落較細(xì)菌的菌落大而厚。有的酵母菌培養(yǎng)時間長了，菌落成皺縮狀，有些還會出現(xiàn)同心圓、菌落中心出現(xiàn)乳峰等。酵母菌屬于兼性厭氧菌，以芽殖的無性繁殖為主，少數(shù)以裂殖或有性繁殖。酵母菌最適的生長溫度為25~30℃，最適生長的pH值為3.8~ 6.0。酵母菌的種類很多，用于發(fā)酵飼料或直接飼喂動物的多為啤酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、布拉酵母等。

酵母菌作為益生物質(zhì)，含有酶、維生素、營養(yǎng)物質(zhì)和協(xié)同因子。酵母菌經(jīng)過腸道有很強(qiáng)的抗失活能力，能恢復(fù)腸道的微生物平衡，有助于腸道形態(tài)的生長和發(fā)育，能夠提高動物的生產(chǎn)性能[2，6-8]。2013年農(nóng)業(yè)部2038號文件已經(jīng)把食品酵母粉、酵母水解物、釀酒酵母培養(yǎng)物、釀酒酵母提取物、釀酒酵母細(xì)胞壁作為飼料原料錄入飼料原料目錄。

2酵母菌對豬腸道絨毛和隱窩的影響

小腸絨毛是小腸壁的內(nèi)表面大量的環(huán)形皺襞形成的許多絨毛狀突起。小腸絨毛內(nèi)有豐富的毛細(xì)血管和毛細(xì)淋巴管，小腸絨毛壁、毛細(xì)血管壁和毛細(xì)淋巴血管壁都只有一層上皮細(xì)胞，小腸絨毛向腸腔伸展，使絨毛與腸腔中食糜充分接觸，有利于將消化道中的氨基酸、葡萄糖、無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì)透過薄的上皮細(xì)胞進(jìn)入血液。小腸隱窩是絨毛根部上皮陷入固有層形成的管狀腺。隱窩深度主要是反映上皮細(xì)胞的生成率，上皮細(xì)胞不斷從隱窩基部向絨毛端部遷移、分化，形成具有吸收能力的絨毛細(xì)胞，以補(bǔ)充正常的脫落。

2.1酵母活菌對豬腸道絨毛和隱窩的影響

活的酵母菌中含有豐富的酶、維生素和協(xié)同因子等物質(zhì)，這些物質(zhì)均可影響絨毛和隱窩的生長。B. Baum等[9]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂酵母后斷奶仔豬的小腸隱窩深度無明顯變化，但絨毛長度顯著增加，推導(dǎo)可知絨毛長度與隱窩深度的比值升高。胡友軍等[10]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂耐熱性活性酵母與金霉素組合能夠顯著提高28日齡和56日齡斷奶仔豬腸絨毛高度，單獨添加耐熱性活性酵母也能提高28日齡和56日齡斷奶仔豬腸絨毛高度。而V. Bontempo等[11]將含有4×106cfu/kg的釀酒酵母日糧飼喂斷奶仔豬后發(fā)現(xiàn)，豬腸道絨毛長度與隱窩深度發(fā)生明顯變化，絨毛長度與隱窩深度的比值偏低。綜合而言，關(guān)于酵母菌對豬腸道形態(tài)的影響報道不一，對酵母菌添加后對絨毛長度與隱窩深度比值變化可能對豬的健康造成的不利影響需要進(jìn)一步研究。

2.2非酵母活菌對豬腸道絨毛長度和隱窩深度的影響

酵母培養(yǎng)物是一種包含少量酵母菌和各種發(fā)酵代謝產(chǎn)物的干物質(zhì)。C.M.C.van der Peet-Schwering 等[12]指出，在斷奶仔豬日糧中添加酵母菌培養(yǎng)物不影響腸道中絨毛長度和隱窩的深度。Carla de Andrade 等[13]給斷奶仔豬飼喂水解酵母粉，發(fā)現(xiàn)仔豬十二指腸的絨毛長度和隱窩深度比值隨添加量的增加而呈線性增長的趨勢。而Y. B. Shen等[14]在斷奶仔豬日糧中添加酵母菌培養(yǎng)物后，發(fā)現(xiàn)結(jié)腸中絨毛長度與隱窩深度明顯增加，十二指腸和回腸中絨毛長度、隱窩深度以及其比值與對照組相比較無顯著差異。

酵母浸提物中含有豐富的多肽、肌醇、谷氨酸核苷酸和甘露聚糖、β-葡聚糖等物質(zhì)，其水解產(chǎn)物營養(yǎng)價值顯著提高。Cinthia Maria Carlos Pereira等[15]對早期斷奶仔豬飼喂酵母浸出物，發(fā)現(xiàn)十二指腸的絨毛長度、隱窩深度與酵母菌浸出物的添加量呈二次函數(shù)關(guān)系，其比值隨酵母菌浸出物添加量的增加而呈線性增長，然而酵母菌浸出物的添加對空腸中絨毛長度、隱窩深度和兩者的比值沒有影響。Sauer?wein等[16]對育肥豬飼喂0.03%啤酒酵母細(xì)胞壁提取物兩周后，發(fā)現(xiàn)育肥豬回腸組織學(xué)形態(tài)上無明顯差異，絨毛長度和隱窩深度沒有明顯變化。Shelly N. Hester等[17]提取酵母細(xì)胞中β-葡聚糖并飼喂斷奶前的仔豬，發(fā)現(xiàn)β-葡聚糖對回腸中的隱窩深度和絨毛長度無影響。Leandro César Milagres Rigueira等[18]對21 d斷奶仔豬飼喂酵母浸出物，發(fā)現(xiàn)在28 d和49 d十二指腸和空腸的絨毛長度、隱窩深度和兩者的比值無明顯差異。綜合而言，雖然非酵母菌對豬腸道形態(tài)的影響報道不一，但非活酵母菌對豬的十二指腸的腸絨毛長度和隱窩深度有較好影響報道較多，非活性酵母對空場和回腸無影響報道較多。對于非活性酵母在小腸的不同部位的作用與非活性酵母中哪種物質(zhì)在起作用需要進(jìn)一步研究。

3酵母菌對腸道菌群的影響

隨著對微生態(tài)學(xué)知識的不斷探索以及對腸道微生物的進(jìn)一步深入研究,腸道正常菌群,尤其是雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌對宿主健康的影響已逐漸被闡明。動物腸道中的菌群是共生關(guān)系，能相互影響。仔豬斷奶后，如果腸道中的乳酸菌數(shù)量減少而大腸桿菌的數(shù)量明顯增加，很可能導(dǎo)致仔豬腹瀉[19]。

3.1酵母菌活菌對豬腸道菌群的影響

活酵母菌作為益生菌添加劑，它通過腸道時有較高的抗失活能力。胡友軍等[10]對21 d斷奶仔豬飼糧中添加1010cfu/kg的耐熱性活性酵母，發(fā)現(xiàn)能顯著降低腸道內(nèi)容物中埃希氏菌數(shù)和調(diào)節(jié)腸道微生物菌群平衡。李順等[20]對21日齡斷奶仔豬飼糧中添加活菌數(shù)不少于109cfu/kg的活性酵母，同樣發(fā)現(xiàn)十二指腸、空腸和回腸中的大腸桿菌有所減少。Hoang Huong Giang等[21]在添加乳酸菌、枯草芽孢桿菌的日糧基礎(chǔ)上再添加布拉酵母菌后能有效維持仔豬斷奶前后回腸、結(jié)腸和直腸中乳酸菌和大腸桿菌的數(shù)量穩(wěn)定。Humberto Gustavo Monroy-Salazar等[22]在保育仔豬日糧中添加0.3%的活性干釀酒酵母后，發(fā)現(xiàn)保育豬直腸中大腸桿菌屬細(xì)菌較低。Aditya Upadrasta等[23]采用宏基因組學(xué)等高端技術(shù)研究腸道菌群發(fā)現(xiàn)，飼喂蘋果酒酵母能減少斷奶仔豬遠(yuǎn)端腸道中病毒菌的定植。斷奶應(yīng)激影響仔豬腸道的微生物菌群平衡，而酵母菌等益生菌的添加可減緩斷奶應(yīng)激，抑制有害菌的生長、維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)。

在動物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化過程中，甲烷能的多少是影響代謝能的主要因素之一。Y.L.Gong等[24]用活性釀酒酵母作為添加劑飼喂育肥公豬后，發(fā)現(xiàn)活性酵母能增加直腸中乙酸菌的含量，減少甲烷菌的含量，有效減少了能值損耗，提高了代謝能利用率。

3.2非活酵母菌對豬腸道中菌群的影響

酵母中包含多種酶、激素、核酸、甘露寡糖、β-葡聚糖等生物活性物質(zhì)，這些物質(zhì)對豬腸道中的微生物菌群有一定的影響。甘露寡糖被認(rèn)為是一種天然的抗菌劑，酵母菌的細(xì)胞中含有大量的甘露寡糖。

L. A. White等[25]對斷奶仔豬飼喂非活性干啤酒酵母菌后，發(fā)現(xiàn)干啤酒酵母菌能極顯著減少空腸中大腸桿菌的定植，并顯著減少盲腸中大腸桿菌的定植，大腸和小腸的其他大部分部位大腸桿菌的定植也減少。

A. G. Mathew等[26]在斷奶仔豬日糧中添加1 g/kg的酵母培養(yǎng)物，發(fā)現(xiàn)回腸乳酸桿菌數(shù)量沒有影響。C. M.C.van der Peet-Schwering等[12]把酵母菌培養(yǎng)物和酵母細(xì)胞添加到斷奶仔豬的飼料中，發(fā)現(xiàn)它們不能影響仔豬腸道中微生物的組成。Shen等[27]在保育豬日糧中添加2.5~20 g/kg不同量的酵母培養(yǎng)物,發(fā)現(xiàn)酵母培養(yǎng)物對盲腸的乳酸桿菌數(shù)量、總需氧菌和總厭氧菌數(shù)量沒有影響。同年，Shen等又指出酵母菌培養(yǎng)物能使斷奶仔豬盲腸中的大腸桿菌數(shù)量顯著減少，而對乳酸菌、好氧與厭氧菌無影響，對結(jié)腸和直腸中的大腸桿菌、乳酸菌、好氧和厭氧菌也無影響。然而，田書會[28]指出，在夏季生長育肥豬日糧中添加酵母培養(yǎng)物能夠在一定程度上改善回腸和結(jié)腸總菌菌群結(jié)構(gòu)，有利于結(jié)腸丁酸的生產(chǎn),對維持結(jié)腸健康有促進(jìn)作用，進(jìn)而緩解高溫應(yīng)激給生長育肥豬帶來的不利影響。綜上所述，非活性酵母菌培養(yǎng)不能影響豬腸道微生物的組成，但能減少大腸桿菌的定植，在改善腸道菌群結(jié)構(gòu)有一定作用。

4　總結(jié)

抗生素因其易使有害微生物產(chǎn)生耐藥性，而被歐盟、韓國等多個國家禁止使用。作為抗生素的替代品，益生菌可維持腸道的菌群平衡，提高動物免疫力和生長性能，并被世界各國接受。酵母菌作為益生菌在人或動物胃腸道中所占比例雖小,但其含有豐富的營養(yǎng)和功能性物質(zhì)。在豬飼料中添加酵母菌對部分腸道的絨毛長度和隱窩深度有一定的促生長作用，進(jìn)而促進(jìn)豬對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。此外，酵母菌對豬腸道中的微生物菌群也有一定的作用，它可以抑制大腸桿菌和病毒菌的生長從而促進(jìn)腸道的健康，也可以促進(jìn)一些有益菌的生長，如乙酸菌的生長來減少代謝過程中的能量損失。酵母菌對腸道影響的機(jī)制及酵母菌中哪種成分對腸道影響仍有待進(jìn)一步的研究。

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（編輯：劉占，laramie_liu@139.com）

Effects of yeasts on intestinal villus, crypt and flora in pigs

Wei Xubiao, Zhang Lulu, Ma Guang, Zheng Zhaojun, Liao Xiudong, Zhang Rijun

Abstract：Intestinal health directly affects the growth performance and carcass quality of pigs. As a beneficial bacteria, yeast could multiply bacterium group, increase ileum villi, promote the prolifera?tion of intestinal crypt cells, and improve the microenvironment and growth of pig intestine. This paper reviews the biological characteristics of yeasts and introduces its effects on intestinal villus, crypt and flora in pigs. The author also sketches the prospects of the probiotic.

Key words：pigs；yeast；intestine；prospects

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目[31272476]

收稿日期：2015-11-27

通訊作者：張日俊，教授，博士生導(dǎo)師。

作者簡介：衛(wèi)旭彪，博士，研究方向為動物營養(yǎng)與飼料生物技術(shù)。

中圖分類號：S816.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-991X（2016）04-0061-04

doi:10.13302/j.cnki.fi.2016.04.015