1　益生菌

1.1　益生菌

益生菌是利用动物体内有益微生物菌株及其代谢产物,经特殊工艺制成,添加于饲料,改善畜禽肠道微生态平衡的一种微生物饲料添加剂。美国食品与药品管理局(FDA)和饲料控制官员协会公布了可以直接饲喂、安全的微生物菌种有42种,我国农业部第105号公告公布了允许使用的饲料级微生物菌种有12种。

1.2　益生菌菌种应具备的条件

①益生菌菌种最好来自动物自身肠道,可保证益生菌进入肠道后能定植和迅速生长繁殖,利于发挥益生功能。②具有良好的益生功能,有利于提高宿主抗病力和促进动物生长发育。③在体内外易于繁殖,体外繁殖速度快,经加工后活菌存活率高,稳定性好,便于生产和储存。④能在低pH 值和胆汁中存活,并能植入肠粘膜。⑤必须用本动物或实验动物做急性、亚急性毒性实验,致畸致残等实验,只有安全性好的菌株才能作为生产菌种。

2　益生菌菌种特性及作用

目前常用的益生菌种类主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、光合细菌等几大类。生长中应用的益生菌制剂常常是由上述菌种单一或复合加工而成。2.1　乳酸菌

乳酸菌是一类可以分解糖类产生大量乳酸的革兰氏阳性菌,不耐高温,经80℃处理5m in,损失70%~80%。此类菌应用最早,最广泛,种类繁多。有九个属,其中乳酸球菌、迷走球菌、链球菌、明串珠菌和片球菌五个属呈球状,肉食杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌和孢子乳酸菌四个属呈杆状。目前主要应用乳酸杆菌、双歧杆菌和乳酸链球菌。乳酸杆菌有44个种,微需氧,生长最适温度为30~40℃,最适pH为5.5~6.2。双歧杆菌有28个种,营厌氧生长,适宜生长温度为36~38℃,适宜pH6.5~7.0。乳酸菌的主要作用表现在:

2.1.1　对动物的营养作用　①乳酸菌能合成动物体所需的多种维生素,如硫胺素、核黄素、尼克酸、吡哆醇、泛酸、叶酸、维生素B12等。Savage估计,盲肠上的微生物可提供动物维生素需要量的25%~30%,可基本满足机体对维生素的需要。②乳酸菌产生的挥发性脂肪酸为大肠粘膜代谢提供了能源,也使肠道pH值和氧化还原电势降低,有利于矿物质钙、铁、镁、锌等的吸收。

2.1.2　产生抑制病原体的代谢产物　①产酸。乳酸菌产生的乳酸、乙酸等酸性产物可抑制病原菌生长繁殖。②产生细菌素。乳酸菌能产生类细菌素物质,对病原菌有抑制作用。嗜酸乳杆菌产生的分子量为3500的肽,可以抑制大肠杆菌DNA的合成(Hon so,1977)。Anderson(1986),Conw ay等(1989)发现,从仔猪消化道分离出的多种乳酸杆菌产生的高分子代谢产物,可抑制一系列革兰氏阳性和阴性病原体的生长。③产生过氧化物(H2O2)。嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌可以产生H2O2,抑制葡萄球菌等致病菌的生长繁殖。④产生酶类。双歧杆菌和乳酸杆菌产生的胞外糖苷酶,可降解肠粘膜上皮细胞的复杂多糖,而这些糖是致病菌和细菌毒素的潜在受体,因此可以阻止毒素在上皮细胞的粘附和侵入。⑤产生双乙酰(丁二酮)。乳酸菌的各个属在糖代谢时都可产生双乙酰,这种化合物对许多病原菌有抑制作用。

2.1.3　提高动物免疫力　用乳酸杆菌发酵产物饲喂断奶仔猪,仔猪血清中lgG水平明显升高(L essard等,1987)。康白等(1987)报道,双歧杆菌能够激活机体吞噬细胞活性。

2.1.4　降低血清胆固醇　乳酸菌菌体成分或菌体外代谢物有抗胆固醇因子。乳酸菌的代谢能显著减少肠管对胆固醇的吸收,同时,乳酸菌吸收部分胆固醇并将其转变为胆酸盐从体内排出。

2.1.5　抗肿瘤作用　肠道内某些细菌可以产生致癌因子,如腐败菌在生长代谢过程中会产生酚、吲哚、胺、硫化氢等物质,这些物质都是潜在的致癌因子。而双歧杆菌则具有清除这些致癌因子的能力,双歧杆菌还具有降解亚硝酸胺的作用。

2.2　芽孢杆菌

芽孢杆菌属好氧革兰氏阳性菌,在动物肠道微生物群落中仅零星存在,可形成内生孢子一芽孢。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、东洋芽孢菌等。芽孢杆菌的特点和作用表现在:

①稳定性。耐酸、耐盐、耐高温(100℃)及耐挤压,在制粒过程中及通过酸性胃环境均能保持高度稳定性。②产生维生素。芽孢杆菌在生长繁殖过程中能够产生B1、B2、B6等B族维生素和维生素C、维生素K2,为动物提供维生素营养。③产酶。芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶及淀粉酶活性,从而可补充肠道内源酶的不足。还能产生植酸酶,促进动物对植酸磷的利用和对脂肪的消化吸收。产生的氨基氧化酶及分解硫化氢的酶类,可将吲哚类氧化成无毒、无害的物质,从而降低畜禽舍内氨气、硫化氢的浓度和臭味,减少环境污染。

④抑制病原菌繁殖,促进乳酸菌生长。芽孢杆菌在其生长过程中能够产生乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸,这些酸类能够降低动物肠道pH值,可有效抑制病原菌生长。产生少量抗菌物质——杆菌肽,对有害微生物起抑制和杀灭作用。芽孢杆菌可以消耗大量的氧,维持肠道厌氧环境,抑制致病菌生长,平衡稳定乳酸菌的作用,维持肠道正常生态平衡。 

2.3　酵母菌

酶母只是零星存在于动物肠道微生物群落中,饲用酵母种类主要有热带假丝酵母、产朊假丝酵母、啤酒酵母、红色酵母等。其特点是:需氧菌、喜生长在多糖偏酸环境中,不耐热,60~70℃,1h 即死亡。其对动物的主要作用表现在:

①营养特性。酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶,具有提供养分、增加饲料适口性、加强消化吸收等功能。酵母能在消化道后段存活,可促进植酸酶的产生(L yon s,1991),可提高单胃动物对磷的利用率(Pagan,1989)。由于酵母丰富的营养组成,因此饲用酵母可以部分或全部替代饲料中的鱼粉。②改善肠道微生态环境。酵母培养物添加于反刍动物,可促进瘤胃微生物的生长及其活性,使厌氧菌总数、纤维发酵菌数量明显上升。据研究发现,添加酵母培养物能促进乳酸利用菌的生长,维持瘤胃内环境的恒定。③促进动物免疫功能,增强抗病力。酵母细胞壁的主要成分是甘露聚糖、葡萄糖。据研究发现,甘露聚糖可使血清中lgG和肝脏中L gA浓度提高25%。④中和肠道毒素。酵母中的甘露聚糖可以和肠道病原菌的纤毛结合,阻止病原菌在肠道粘膜中定植。甘露聚糖可以降低畜禽粪便中沙门氏菌、大肠杆菌的含量。

2.4　光合细菌

光合细菌是一类有光合作用能力的异养微生物,目前已发现60多种。光合细菌的光合作用与藻类及其他植物不同,它主要利用小分子有机物而不是同化二氧化碳合成自身生长繁殖所需要的各种养料。光合细菌对动物的作用表现在:

①营养作用。光合细菌的细胞成分优于酵母菌和其它种类的微生物,菌体蛋白中多种必需氨基酸含量高于酵母菌。光合细菌不仅为生物体提供丰富的蛋白质、维生素、矿物质、核酸等营养物质,而且可以产生辅酶Q等生物活性物质及类胡萝卜素、番茄红素等天然色素。②净化水质。光合细菌能吸收分解水中氨、氮、硫化氢等有害物质,有很高的水质净化能力,还可通过反硝化作用除去水中的亚硝酸铵。③对病原菌的抑制作用。光合细菌在水中繁殖时可释放具有抗病力的酵素,对水中可引起鱼、虾、贝类细菌性疾病的病原菌(嗜水气单孢菌、爱德华氏菌、霉菌等)均具有一定的抑制作用。据国外应用表明,光合细菌对预防赤鳍病、烂鳃病、水霉病、肠炎等有显著作用。