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乳酸菌微生态制剂在养猪业中的研究应用

时间:2017-07-19 11:15来源:本站原创 作者:赵燕霞 浏览次数:
    摘  要:乳酸菌微生态制剂作为动物肠道内的原籍益生菌菌群,成为替代抗生素的有效选择。乳酸菌通过抑制肠道致病微生物生长、增强肠道屏障功能和提高机体免疫力等改善猪肠道健康状态,促进其健康生长。本文就猪肠道菌群及乳酸菌多样性、乳酸菌益生作用以及乳酸菌在猪养殖中的应用进行探讨,旨在为乳酸菌微生态制剂在养猪业中的进一步研究和应用提供借鉴。

    关键词:乳酸菌;猪;肠道菌群;益生机制;养殖应用
 
    过去半个多世纪,抗生素作为非营养性饲料添加剂广泛使用,以促进猪生长、防治腹泻、提高其成活率。然而,抗生素的滥用及其生物安全风险日益显现,欧美等发达国家已停止多种抗生素在畜牧养殖中的应用,寻找替代抗生素的绿色制剂越来越紧迫。益生乳酸菌因其能抑制肠道致病微生物繁殖、提高机体免疫力、增强肠道屏障功能、减少疾病发生和改进畜产品质等优势,成为替代抗生素的有效选择。
乳酸菌在养猪产业中具有多种益生功能,在促进仔猪生长和降低腹泻率、改善育肥猪生长性能、提高母猪繁殖能力以及减缓厌食症等方面有着重大的应用价值。因此,近年来乳酸菌微生态制剂在养殖产业中的发展成为国内外学者研究的热点。
 
    1  猪肠道菌群及乳酸菌多样性

    刚出生不久的仔猪,肠道几乎无菌或存在少数且单一的微生物,肠道中的微生物形成于生产后的数小时之内。猪肠道内至少存在30个属、500种微生物,微生物在猪胃肠道内的定植顺序依次是需氧菌、兼性厌氧菌和专性厌氧菌。肠道中益生菌大部分以厌氧菌为主,主要有双歧杆菌属、乳酸杆菌属、乳球菌属、链球菌属和肠球菌属。

    仔猪出生3-4小时后肠道内可以检测到肠杆菌属和链球菌属,出生1天左右,二者数量达108 CFU/g。此时,双歧杆菌属、乳杆菌属、大肠杆菌、肠球菌属、消化球菌属、梭菌属、拟杆菌和酵母菌开始定植于空肠、回肠、盲肠和直肠等各部位,约1周后,双歧杆菌属、乳杆菌属、拟杆菌、大肠杆菌和消化球菌属成为优势菌。仔猪出生后的两周至断奶期间,以厌氧菌为主,乳酸菌为优势菌群;断奶后,仔猪的食物由母乳变为饲料,使得仔猪的肠道环境发生改变。研究表明由于断奶仔猪肠道中乳杆菌数量下降、pH升高,大肠杆菌数量显著增加,此期间对病原菌的抑制作用下降,病原菌易在肠道内定植。当仔猪断乳直至完全适应日粮后,肠道菌群的结构基本和成年动物一样,趋于稳定。

    猪胃肠道微生态系统内,优势菌群变化后,肠道微生态平衡也将随之发生改变,之后会引起猪腹泻,而乳酸菌可以调整猪的肠道菌群,当益生乳酸菌作为优势菌群定植在猪肠道中,会使大肠杆菌的数量下降,从而维持猪肠道微生物菌群的平衡[1]
 
    2  乳酸菌微生态制剂在猪肠道内的益生作用

    2.1  抑制肠道致病微生物生长

    大量研究表明致病性沙门氏菌和大肠杆菌是引起猪发病的重要微生物。Liu等利用DGGE技术发现,给新生仔猪灌服发酵乳杆菌I5007可以降低肠道潜在致病菌的数量,有助于仔猪肠道菌群的建立,同时能够提高仔猪机体免疫机能[2]。Lodemann等通过给猪饲喂屎肠球菌NCIMB10415,发现其可减少致病菌对仔猪肠道菌群的影响,同时能增强仔猪肠道屏障功能[3]。乳酸菌产生有机酸能够使猪肠道中乳酸、乙酸的含量增加,降低肠道pH,而大肠杆菌在偏酸环境下很难生长[4]。大量研究表明,乳酸菌中不仅有机酸具有抑菌作用,细菌素、过氧化氢等其它代谢产物也具有抑菌作用。过氧化氢能激活猪肠道内的过氧化物酶-硫氰酸盐反应系统,当过氧化物酶与过氧化氢结合,硫氰酸盐被氧化成氧化性中间产物,从而抑制致病菌的生长。Pridmore等发现约氏乳杆菌NCC533分泌的过氧化氢可以抑制沙门氏菌生长[5]
 
    2.2  增强机体免疫力

    乳酸菌在代谢过程中会产生蛋白质和多肽类等代谢产物,能激活机体免疫系统。巨噬细胞作为免疫细胞,可以保持机体免疫的稳态并在宿主防御中起重要作用。炎性细胞因子是由免疫细胞生成的内源性多肽,一定状态下,巨噬细胞会产生促炎细胞因子,维持可被病原体激活的能力,激活后可提高吞噬作用和抑制病原菌的作用[6]。乳酸菌能够缓减氧化应激反应(避免生产特性和免疫功能降低)、缓减断奶应激反应(避免胃肠道、机体免疫波动)。Liu通过给仔猪间隔灌服发酵乳酸杆菌I5007,发现仔猪血清中IgA的含量上升,进而提高了仔猪免疫力[7]。董晓丽等在保育猪饲料中加入植物乳杆菌,发现粪便中大肠杆菌数量明显降低,同时血清中IgM和IgA含量也显著提高[8]
 
    2.3  增强肠道屏障功能

    肠道屏障功能是指肠道分隔肠腔与机体内的环境,使之具有防止致病性抗原、毒素以及致病微生物侵入的功能[9]。研究表明饲粮中添加乳酸菌可提高肠道有益微生物的定植并降低肠道pH值[10]。当肠道菌群的结构改变时,肠道中短链脂肪酸的组成及数量也会随之改变[11]。丁酸是微生物发酵的产物,可以抵抗致病性微生物的侵袭并增强肠道屏障功能[12],给新生仔猪灌服发酵乳杆菌I5007后,仔猪肠道丁酸含量增加,肠道屏障功能也随之提高[13]。Yeuny等发现,乳酸菌可以通过调节细胞表层的完整性来减轻沙门氏菌脂多糖引起的肠道屏障紊乱[14]。研究表明罗伊氏乳杆菌可以防止腹泻、调节肠道微生物菌群、增强机体免疫力,从而改善猪的性能和猪的健康状况。猪的性能得到改善是因为罗伊氏乳杆菌可以产生抗菌物质、刺激肠道免疫系统,进而促进营养代谢并改善健康(图1)[15]

    3  乳酸菌微生态制剂在猪养殖中的应用

    3.1  乳酸菌微生态制剂在乳仔猪养殖中的应用

    乳酸菌是仔猪肠道内的优势菌群,能够维持机体健康,日粮中添加乳酸菌能够显著改善猪肠道菌群环境,提高机体免疫力,改善生长性能和饲料利用效率,促进其健康生长[16]

    实验选取平均体重为4.3kg左右的断奶仔猪272头,随机分为试验组和对照组,日常管理均相同。对照组按照猪场原饲料配方饲喂,试验组在猪场原饲料配方中添加5‰的乳酸菌微生态制剂(干酪乳杆菌Zhang 15亿CFU/g,植物乳杆菌P-8 35亿CFU/g),试验周期10天。

    如图2所示,试验组和对照组平均日增重分别为118g/d和104g/d,添加乳酸菌微生态制剂后断奶仔猪的平均日增重提高13.46%;试验组和对照组平均日采食量分别为157g/d和141g/d,添加乳酸菌微生态制剂后断奶仔猪平均日采食量提高11.35%。

    如图3所示,试验组和对照组料肉比分别为1.34和1.37,添加乳酸菌微生态制剂后断奶仔猪的料肉比降低2.19%,有效降低养殖成本降低。

    如图4所示,饲喂乳酸菌微生态制剂后断奶仔猪的毛色评分、肤色评分均有所上升。毛色评分提高4.44%,肤色评分提高5.70%,仔猪皮毛更红润、健康度更好。
 


    Suo等发现在日粮中添加植物乳杆菌降低断奶仔猪的腹泻率的效果明显,同时还能增强饲料转化率、促进仔猪生长、提高机体的免疫机能、改善肠道环境等多种功效[17]。Pieper等通过变性梯度凝胶电泳研究发现,在断奶当天每头仔猪饲喂一定量的植物乳酸杆菌可显著提高仔猪断奶后结肠内微生物的多样性[18]。Lee等通过试验也得出了相同的结论,并发现添加植物乳杆菌后,仔猪的平均日增重,平均日采食量,饲料的转化率均有显著的提高[19]。乳酸杆菌还能够通过刺激黏膜免疫和系统免疫的途径来促进宿主动物的免疫力,能提高肠道巨噬细胞的活性,提高仔猪的肠道黏膜免疫 [20-21]
 
    3.2  乳酸菌微生态制剂在母猪养殖中的应用

    母猪肠道菌群的健康与否直接影响泌乳期仔猪的健康。母猪肠道的健康程度与肠道内大肠杆菌的数量呈负相关,与乳酸菌的数量呈正相关。给母猪饲喂乳酸菌微生态制剂可以提高肠道内乳杆菌和双歧杆菌的数量,进而提高母猪的日增重、饲料消化率和免疫功能。

    实验选用3~4.5分体况,胎次在1~8胎之间的重胎期母猪33头,试验周期18天。对照组(16头),按照猪场原饲料配方饲喂;试验组(17头),在猪场原饲料配方添加5‰乳酸菌微生态制剂(干酪乳杆菌Zhang 15亿CFU/g,植物乳杆菌P-8 35亿CFU/g)。结果如图5所示,对照组和试验组仔猪的体重增长率分别为236.98%和242.99%。与对照组相比,试验组猪的体重增加66g,体重增长率提高6.01%。母猪采食乳酸菌微生态制剂后奶水更充足,有利于仔猪生长发育。

    实验选用长大二元母猪54头,试验周期30天。对照组(31头),按照猪场原饲料配方饲喂;试验组(23头),在猪场原饲料配方添加2‰乳酸菌微生态制剂(干酪乳杆菌Zhang 15亿CFU/g,植物乳杆菌P-8 35亿CFU/g)。结果如图6所示,母猪饲料中添加乳酸菌微生态制剂,可增加平均窝产活仔数,平均窝产活仔数为11.38头,效果明显。母猪饲料中添加乳酸菌微生态制剂,可提高平均初生窝重,增加3.35kg,提高比例为21.57%。母猪采食乳酸菌微生态制剂后生产性能改善。
  
    Wang等在母猪妊娠末期和哺乳期饲喂约氏乳杆菌,发现约氏乳杆菌能够改善母猪的生产性能,提高其仔猪出生体重,同时实验组断奶仔猪血清IgG水平显著增高,丙氨酸转氨酶浓度显著下降[22]。Silva等在母猪妊娠后期和哺乳期的饲料中添加双歧杆菌、屎肠球菌和植物乳杆菌等,发现其仔猪的生长性能有明显提高,腹泻也有所改善,试验说明母猪日粮中添加乳酸菌既能改善母猪的繁殖性能,还能提高仔猪的生产性能[23]
 
    4  结论

    研究和生产实践表明,日粮中添加乳酸菌微生态制剂,能够改善母猪生产性能,增加泌乳能力,提高哺乳仔猪免疫力和成活率;有效提高断奶仔猪采食量、降低料肉比,提高其生长速度和健康程度。乳酸菌微生态制剂绿色高效、无抗生素残留,在健康养猪业中具有广泛的应用前景。

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