益生菌制剂在家禽生产中的研究及应用进展

作者:未知

  摘  要:益生菌制剂是以益生菌及其部分代谢产物为主进行加工生产的饲料添加剂,具有维持消化道正常菌群、调节动物消化代谢、改善免疫调控等功能,早在上个世纪就已经开始使用并还在持续的研究之中。本文从益生菌的发展,分类特点以及作用机制等方面对益生菌制剂在家禽养殖中的应用及发展前景和趨势进行了综述,以期为进一步拓展益生菌制剂在家禽生产中的科学应用提供参考。
  关键词: 益生菌;家禽;生产养殖;饲料添加剂
  中图分类号:S816.7     文献标识码:A     文章编号:1673-1085(2019)07-0045-06
  随着人们对食品安全的关注以及对抗生素滥用危害的认识,畜禽养殖生产对饲料添加剂的安全性不断提出了更高的要求。益生菌制剂作为一种新型无污染、无毒副作用的饲料添加剂在畜禽养殖领域被广泛应用。然而,目前有关益生菌制剂在家禽生产中的应用报道还不够全面。本文全面收集了国内外相关文献,总结和分析了益生菌制剂可能的作用机理及其在禽类养殖中的应用效果,并就益生菌制剂的应用前景和发展趋势做了简要剖析。
  1  益生菌制剂的发展简介
  益生菌制剂,即“充足添加后,能够对肠道菌群进行平衡,产生对机体有益的作用,同时能激活免疫机能的活体微生物”,也被人们称为“微生物添加剂”、“活菌制剂”等[1]。在对益生菌制剂的使用上,日本走在最前列,在上世纪70年代美国也开始使用微生物来进行饲喂,我国的起步要晚于日本和美国,在上世纪80年代才开始对益生菌制剂进行研究[2]。尽管我们国家在益生菌研究与应用方面的起步比较晚,但是研究速度快。国内对益生菌的研究主要是在乳酸菌与芽孢杆菌。最近几年,家禽养殖行业对益生菌制剂的使用也起到了显著的效果,养殖户也对益生菌制剂给予了肯定。
  益生菌制剂主要依据微生态平衡理论、微生态失调理论、微生态营养理论和微生态防治理论四大理论,通过对在畜禽体内外的菌群进行单独分离与对其进行鉴定,将对机体有利的菌群,加之代谢产物,经过了一系列的特殊工艺制造而成的生物制剂[3]。益生菌具有多种功能,能够增强动物机体的代谢与消化能力、免疫能力,以及对畜禽体内的尤其是消化道的菌群进行平衡,从而起到对促进畜禽良好生长以及健康发育的要求[4,5]。对于养殖业的各种养殖动物来说益生菌制剂都能提供很好的效果,提升了畜禽产品的质量[6,7]。同时,将益生菌作为饲料添加剂具有绿色安全的优势,在一定程度上也是达到了生态防治的要求[8]。因此,全世界对益生菌的研究也逐渐重视。
  2  益生菌制剂的分类及特点
  目前,广泛用于饲料工业的益生菌主要有芽孢杆菌类、乳酸菌类、酵母菌以及有时候也会使用霉菌等,其研究价值不可限量。
  2.1  芽孢杆菌类  芽孢杆菌类益生菌主要有枯草芽孢杆菌、芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌。芽孢杆菌可以分泌多种酶类,可以对动物体起到有利的效果。由于其为肠道益生菌,所以可以提高动物的消化功能与吸收效果。其也可以分泌具有抗菌效果的物质,能够对同样存在于肠道的有害菌群进行抑制[9]。芽孢杆菌是兼性厌氧菌,但与此同时也是十分喜氧,所以它们能够利用肠道内存在的游离氧来生成有机酸,能够使得肠道的pH降低,这也为益生菌在肠道定居起到了十分有利的作用[10]。芽孢杆菌具有较强的耐热性和对外界的抵抗能力[11],这也对将其制成微生物制剂起到了重要的作用,可以使其在各种加工处理中能够保持长时间的活性[12]。
  2.2  乳酸菌类  乳酸菌类中使用较多的主要有双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等[13]。乳酸菌的作用效果与芽孢杆菌的作用效果大部分相同,都可以促进畜禽的消化吸收,同时对致病菌与有害菌群进行抑制,但是乳酸菌与芽孢杆菌的作用也有不同,乳酸菌还可以降低内毒素与血清胆固醇含量[14],对养殖也起到了很好的效果。乳酸杆菌也能有效降低新生肉鸡中肠炎沙门氏菌的数量, 进而使蛋白质转化成氨或胺的数量减少,减少有味气体排放[15]。
  2.3  酵母菌类  酵母菌类使用范围较广的主要有酿酒酵母、石油酵母与啤酒酵母。酵母菌除了促进畜禽消化与吸收能力之外还具有很多独特的效果:富含营养,酵母菌含有许多矿物质、维生素等资源[16];酵母菌的细胞壁中还含有具有特殊功能的甘露醇与葡聚糖等多糖类物质,其中葡聚糖的主要作用是提高巨噬细胞的活性,除此之外葡聚糖还能够对免疫器官的发育起到一定的促进作用,由此来提高畜禽机体的免疫系统的功能[17];酵母菌分泌的植酸酶可以使粪便中的有机磷含量降低,有改善环境的作用[18]。
  2.4  霉菌  米曲霉和黑曲霉等是较常利用的霉菌类。由于其为霉菌,因此在发酵方面使用较多。它可以生成分泌有机酸和几种酶制剂,这就可以对环境中存在的单糖类物质进行处理,这样畜禽也可以更有效的吸收糖类[19]。
  3  益生菌的作用机制
  由于益生菌存在的位置为畜禽肠胃中,所以它们的主要效果就是对消化道内微生态进行调节,主要分为以下几个方面:
  3.1  维持消化道菌群正常化  畜禽的消化道中存在着一整套完整的微生态系统,益生菌与有害菌共存于此。在这套系统中存在着优势菌群,对整套微生态系统来说是重要的,如果优势菌群由于某些原因受到了影响,整个系统的平衡性就会被破坏。对畜禽使用益生菌制剂就能够在一定程度上避免这种情况的发生,因为益生菌能够起到对优势菌群的维持作用[20];同时,在饲料中添加各种益生菌还能使对畜禽机体有利的菌群在消化道内定植,可起到有利的作用[21];益生菌与有害菌群在消化道内会产生竞争,双方对营养物质、氧气以及生存空间的竞争会随着益生菌的壮大而偏向有益菌群,从而使得有害菌群的影响减小;益生菌的分泌物能够抑制有害菌群,来保证益生菌的生存优势。   3.2  调节动物消化代谢  对益生菌的研究表明,益生菌对于畜禽的消化吸收主要通过两部分起作用:益生菌的产生与分泌的物质中有多种参与畜禽消化的消化酶,来帮助畜禽对消化道内的食糜进行消化,同时益生菌还能够产生很多畜禽机体本身不能产生的具有特殊效果的消化酶,进一步改善畜禽的消化功能,来提高畜禽对粮食的消化与吸收的效率与程度,进而使畜禽的生长与生产性能相比之前有一定程度地提高[22,23];益生菌还能产生维生素,为畜禽直接提供营养物质,根据研究表明主要为B族的维生素。此外,乳酸菌能够分泌乳酸、乙酸和多种有对畜禽的生长起到促进作用的物质,为畜禽的生长与发育提供部分营养[24];酵母菌的分泌物能够起到帮助消化的作用,同时也能够促进畜禽的生长与发育[16]。
  3.3  防止产生有害产物  畜禽的肠道是大肠杆菌主要的生存区域,大肠杆菌在代谢蛋白质的时候,会产生胺与氨,这两种物质对于畜禽机体来说均为有毒的刺激性物质,会对畜禽机体造成一定的伤害。饲料中添加的益生菌能够在肠道内对大肠杆菌代谢产生的胺与氨起到一定的处理作用,同时还能够处理肠道内存在的内毒素,对肠道有重要的调节作用进而一定程度上改善动物机体状态并改善空气质量[25]。
  3.4  改善免疫调控机制  畜禽的肠道为吸收营养物质的主要场所,其中的肠粘膜为肠道内重要的防御组织,在肠粘膜上有许多的结合位点,这些位点能与致病菌结合的同时也能与益生菌进行结合,在饲喂时添加益生菌可对致病菌产生竞争性抑制作用[26]。
  益生菌细胞壁上的多糖物质具有多种功效,最主要的效果就是能够起到增强畜禽自身免疫能力的效果,这个效果的产生是通过引起畜禽机体生成干扰素来加强巨噬细胞与B淋巴细胞等免疫细胞的活性来作用的,进而使得特异性与非特异性免疫的进行更加快速灵敏[27,28]。
  益生菌对于免疫系统的影响还存在于与免疫细胞之间的交互作用,益生菌还能够作用于免疫系统的监测功能并辅助巨噬细胞进行运作,进一步提高机体免疫效果[29]。
  4  益生菌制剂在家禽养殖业的应用
  家禽的消化道相比家畜等肠消化道动物,粘膜屏障要脆弱,与此同时因为结构原因也导致消化道短于其他动物,因此被有害菌群入侵而导致疾病的情况更可能发生。现在,抗生素的管控十分严格,不允许随意添加,因此,益生菌制剂作为其替代品被添加到饲料中起到防治疾病、提高各项生产性能的作用。
  家禽饲料中添加益生菌制剂能够提高机体对于营养物质的吸收能力、加速新陈代谢、加快有害菌排出体外,使得家禽对饲料的消化效果提高、并能够增加家禽的生长发育与产蛋的性能。具体到生产养殖中主要体现在提高生产性能、提高饲料转化率、改善养殖环境、防治疾病等方面。
  4.1  提高生產性能  益生菌制剂可以使家禽自身的消化酶的活性在一定程度上提高,并且通过自身代谢产生家禽生长发育代谢所需要的营养物质,让家禽的消化与吸收能力相比之前有一定的提升,让家禽的生长发育性能得以提高[30]。通过给肉鸡饲喂添加了益生菌制剂的饲料,能够有效提高肉鸡的生长性能,主要表现在日增重和存活率会有显著提高[31]。在养殖蛋鸡时,在其饲料中添加益生菌制剂就能够使得蛋的品质得到改善[32]。此外,如果将益生菌直接添加在鸡饲料中,使得蛋鸡在这之后产下的蛋的哈氏单位有明显提高,不仅如此还能够降低鸡蛋内的胆固醇含量,在一定程度上增加鸡蛋壳的厚度,有效的减少软壳蛋的出现。
  4.2  提高饲料转化率  家禽日常饲料中会存在一些复杂物质和植物性碳水化合物,这些物质家禽不能很好吸收,但是益生菌产生的一些酶能够对其进行有效的代谢,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶,能够帮助家禽提高对饲料的消化与吸收效果,进而使得家禽对饲料的利用率上升,提高饲料的转化率[33]。另外,研究表明,饲料中添加凝结芽孢杆菌能够通过调节肠道微生物菌群来提高饲料转化率[34]。
  4.3  提高禽类免疫力和治疗疾病  益生菌制剂能够通过促进免疫器官的发育以及促进特异性与非特异性免疫等方面来提高禽类的免疫力[35]。益生菌制剂还可通过调节肠道细胞的粘附力,竞争性地占领致病菌的附着位点,当致病菌无法附着时,它们的生长和繁殖也同时无法进行。通过激活肠道自身的免疫系统可以调节肠道对致病菌的耐受力。另外,多数益生菌的代谢物可以发挥与佐剂类似的作用来增强免疫效果[36]。益生菌制剂通过上述作用可以保障禽类健康、提高家禽产量进而提高效益。
  益生菌的细胞壁表面存在着许多大分子物质,这些大分子可以阻止致病菌与受体的结合,起到抑制致病菌入侵和繁殖的作用。益生菌还能够分泌脂肪酸、过氧化氢、细菌素或多肽等物质进一步抑制致病菌的生长[37],从而起到预防疾病的作用。此外,在益生菌对肉鸡作用的研究过程中发现,益生菌还具有提升攻毒保护率的效果,这就使得肉鸡抗病的能力有所提升[38]。
  4.4  净化养殖环境  益生菌制剂可以通过改善家禽的代谢情况,有效地减少家禽排泄物中的氨氮含量,使得环境中此类有害气体减少,进而净化禽舍的空气质量,可达到对饲养环境改善的目的[25,39]。此外,枯草芽孢杆菌制品可以对肠道内存在的大肠杆菌进行抑制,从而使其产生的臭气含量降低;此类制剂中还会存在着一定量的细菌素,这些细菌素够起到抑制腐败菌生长的作用,进而除去臭味和氨[40]。巨大芽孢杆菌可以通过对鸡体内的与尿素、尿素氮分解相关的酶类的活性进行影响,从而使得相关物质的分解速度减慢,由此可以减少氨气的排放,但是如果使用的量过多也会适得其反,使肠道的菌群平衡被破坏,从而影响到本来的效果[41]。
  4.5  存在的问题  虽然益生菌在禽类的养殖中起着重要的作用,但是还存着许多的问题:一是由于益生菌制剂作为饲料添加剂使用,并没有一个具体的用量来规定,这就存在统一性的问题[42];二是不同种类的益生菌所表现出来的活性不尽相同,因此发挥的作用效果不稳定,如果活菌的量不足的话无法发挥足够的效果,但是在生产和成品运输的过程中必然会有菌株损失,导致最后的使用效果不佳[43];三是益生菌制剂作为添加剂使用时,家禽饲料的添加剂种类一定会有许多,在众多添加剂的相互作用过程中很可能会导致益生菌制剂出现与其他添加剂产生拮抗的情况,这也是不稳定因素之一;四是目前我们所说的益生菌制剂没有副作用,但是这并不是确定的结论,所以可能还会存在安全风险,需要更加深入的研究来确保安全性[44];最后,目前的研究进度并不能给我们展示所有的益生菌的全部作用机制,在益生菌的使用过程中仍存在很多未知,需要进一步加快研究,以期获得更多突破[45]。   5  益生菌的应用前景与发展趋势
  益生菌制剂在畜禽养殖方面发挥的作用表现在近几年越来越好,十分具有发展潜力。在未来应该继续对益生菌进行多方面深入研究,通过对益生菌之间的作用机理以及益生菌与畜禽之间的相互关系,来进一步明确益生菌相关制剂产品在日后的应用与发展,来开发更具有针对效果的产品。
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   Abstract:Probiotics are feed additives mainly processed by probiotics and some of their metabolites, which have the functions of maintaining normal flora of digestive tract, regulating animal digestion and metabolism, and improving immune regulation. They have been used since last century and are still under research. In this paper, the application, prospect and trend of probiotics in poultry breeding were reviewed from the aspects of probiotics development, classification characteristics and action mechanism, so as to provide reference for further expanding the scientific application of probiotics in poultry production.
   Key Words:Probiotics; Poultry; Production; Feed additive
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