抗生素自從被發(fā)現(xiàn)以來,被人類大量的使用。但是它帶來的負(fù)面影響也不容忽略。抗生素應(yīng)用于飼料喂養(yǎng)動物帶來的種種缺點(diǎn)已引起人們的關(guān)注,例如它不僅殺滅了病原菌,對有益菌也有一定的殺滅和抑制作用,從而破壞了腸道內(nèi)微生物菌群和酶系統(tǒng)的平衡,由于抗生素的大量使用,使得病原菌的抗藥性增強(qiáng),抗生素的殘留問題也關(guān)乎著人們的健康。益生菌因具有無毒副作用、促進(jìn)動物生長、提高飼料轉(zhuǎn)化率等優(yōu)點(diǎn),將替代抗生素作為飼料添加劑成為未來發(fā)展的趨勢。
【1】 益生菌的作用原理
1.1 優(yōu)勢菌群
動物腸道內(nèi)存在大量的微生物,已知大腸內(nèi)寄居的細(xì)菌達(dá)數(shù)百種,每克腸內(nèi)容物的細(xì)菌量約為1011CFU以上,其中雙歧桿菌屬、擬桿菌屬等專性厭氧菌約占總菌量的99%,腸桿菌科、腸球菌屬等兼性厭氧菌約占總菌量的1%。這些菌群與宿主之間保持一種動態(tài)平衡,稱之為微生態(tài)平衡。當(dāng)這種平衡失調(diào)腸道菌群發(fā)生紊亂,病原菌從而取代原來的優(yōu)勢菌群進(jìn)行大量繁殖,動物就容易產(chǎn)生疾病。攝入益生菌就能夠增加優(yōu)勢菌群來抑制病原菌的生長與繁殖,保持這種微生態(tài)平衡。
1.2 生物奪氧
益生菌中的需氧菌進(jìn)入動物腸道后迅速生長繁殖,消耗了腸道內(nèi)的氧氣,造成局部的厭氧微環(huán)境,為99%的專性厭氧菌提供更好的生長環(huán)境,抑制了需氧病原菌的生長繁殖,也維持了微生態(tài)平衡。
1.3 菌群屏障
病原菌重要的一項(xiàng)毒性因子就是粘附能力,益生菌的增加使其更多的定植于腸上皮微絨毛脂質(zhì)和蛋白質(zhì)上的相同復(fù)合糖受體而與腸道黏膜形成一層致密的菌膜,既菌群屏障。抑制了病原菌的粘附,進(jìn)而影響了其生長繁殖;還能中和毒性物質(zhì),防止毒素和廢物等有毒物質(zhì)的吸收。試驗(yàn)證明,雛雞使用微生態(tài)制劑,發(fā)現(xiàn)大腸和盲腸內(nèi)的腸球菌數(shù)量減少到原來的0.001% ~0.01%,大腸桿菌減少到原來的10%,多形性細(xì)菌減少到原來的0.01%以下。
1.4 微生物代謝
益生菌在生長代謝過程中產(chǎn)生的物質(zhì)有助于動物的生長發(fā)育。產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物成為宿主的營養(yǎng)物質(zhì),雙岐桿菌能產(chǎn)生丙氨酸、纈氨酸、天冬氨酸等和多種維生素如核黃素、尼克酸、吡哆醇、泛酸、葉酸等B族維生素。多種芽孢桿菌在腸道中進(jìn)行酶促反應(yīng),生成活性較高的蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶等,幫助動物消化吸收。光合細(xì)菌本身富含蛋白質(zhì),高達(dá)60%左右,還含有B族維生素、輔酶Q、抗活性病毒因子等物質(zhì),以及類胡蘿卜素和番茄素等天然色素。乳酸菌和鏈球菌在代謝過程中產(chǎn)生乳酸、丙酸等有機(jī)酸,降低了消化道的pH值,也能抑制病原菌的生長繁殖,還能加強(qiáng)腸道的蠕動,促進(jìn)消化吸收。
【2】 益生菌的應(yīng)用方案
2.1 益生素替代抗生素在仔豬上的應(yīng)用
上海嘉冠生物技術(shù)有限公司研發(fā)團(tuán)隊(duì),運(yùn)用生物工程、生化工程等學(xué)科的技術(shù)和方法來研究新型綠色飼料添加劑,開展了復(fù)合益生菌替代抗生素的試驗(yàn),我們研究發(fā)現(xiàn)用復(fù)合益生菌按照1‰比例添加到飼料中來代替飼料中的硫酸粘桿菌素能夠顯著的降低仔豬的腹瀉率、料肉比,提升成活率及飼料的轉(zhuǎn)化效率。
項(xiàng)目 組別 |
O |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
初始平均體重(kg) |
8.83 |
8.78 |
8.54 |
9.23 |
9.20 |
初始頭數(shù) |
22 |
22 |
22 |
22 |
22 |
結(jié)束平均體重(kg) |
13.2 |
13.9 |
14.4 |
15.82 |
15.34 |
死亡總頭數(shù)(kg) |
3.00 |
0 |
2.0 |
0 |
0 |
每頭平均體增重(kg) |
4.37 |
5.12 |
5.86 |
6.59 |
6.14 |
平均日采食量(kg) |
0.58 |
0.57 |
0.58 |
0.55 |
0.56 |
平均日增重(kg) |
0.22 |
0.26 |
0.29 |
0.33 |
0.31 |
料肉比 |
2.65 |
2.23 |
1.98 |
1.67 |
1.82 |
表中O代表對照組為不添加硫酸粘桿菌素的對照組,B1為復(fù)合益生菌三以1‰比例添加到飼料中代替飼料中的硫酸粘桿菌素組,B2為復(fù)合益生菌以2‰比例添加到飼料中代替飼料中的硫酸粘桿菌素組,A1為基礎(chǔ)日糧不去硫酸粘桿菌素添加1‰復(fù)合益生菌,A2為基礎(chǔ)日糧不去硫酸粘桿菌素添加2‰復(fù)合益生菌。
通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,用復(fù)合益生菌完全替代飼料中的硫酸粘桿菌素并且起到更好的效果,最佳添加比例為1‰。
公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),添加糞腸球菌也能夠替代飼料中的硫酸粘桿菌素和桿菌肽鋅,飼糧中添加糞腸球菌可提高15 ~ 31 d 的ADFI 和ADG,改善斷奶仔豬生長性能。另外,糞腸球菌可降低仔豬腹瀉率,且效果優(yōu)于抗生素。 飼糧中添加糞腸球菌可提高血液中總蛋白和球蛋白含量,降低白球比以及谷丙轉(zhuǎn)氨酶性,對肝臟和脾臟發(fā)育具有一定的促進(jìn)作用,可以改善仔豬機(jī)體蛋白質(zhì)代謝和免疫功能,緩解斷奶應(yīng)激對仔豬的負(fù)面影響。綜合本試驗(yàn)結(jié)果,糞腸球菌可替代抗生素而應(yīng)用于斷奶仔豬飼糧中,且添加量為1000 mg /kg時(shí)的效果最好。糞腸球菌凍干菌粉( 1.0×1010CFU/g)
用1000億單位每克的復(fù)合益生菌替代仔豬飼料中全部的抗生素,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,替代組和添加組在體增重及腹瀉率等各個(gè)指標(biāo)上均無明顯差異,說明抗菌肽能夠替代飼料中的抗生素來保證動物健康,提高生長速度。最適添加量為160g/噸。
2.2益生菌替代抗生素在生長育肥豬上的應(yīng)用
用30kg的生長育肥豬為實(shí)驗(yàn)對象研究了用微生態(tài)制劑替代抗生素對其生長性能的影響。結(jié)果表明,替代組在日采食量、日增重及料肉比等數(shù)據(jù)上均優(yōu)于對照組??股卦谛笄萑占Z中作為抗病促生長的飼料添加劑,已有多年的應(yīng)用歷史和經(jīng)驗(yàn)。但是,人們逐步認(rèn)識到抗生素雖然可以殺死致病菌,但正常微生物菌群也遭到破壞,影響生長。目前很多生長肥育豬階段出現(xiàn)生長抑制的問題,可能與前期大量應(yīng)用抗生素有關(guān)。從本試驗(yàn)來看,抗生素組腹瀉率最高,這說明抗生素可能導(dǎo)致了腸道微生態(tài)失衡,從而引起腹瀉。相反,微生態(tài)制劑維持了腸道正常微生態(tài)平衡,提高了機(jī)體免疫力,使得其日增重和抗腹瀉能力并不比抗生素組差??股嘏c芽孢桿菌的組合,生長性能和抗腹瀉效果優(yōu)于抗生素組,這說明二者有協(xié)同作用。
很多人認(rèn)為,抗生素具有殺菌作用,與微生態(tài)制劑不能同時(shí)使用。也有人認(rèn)可微生態(tài)制劑的菌種研發(fā)發(fā)展迅速,能接受微生態(tài)制劑對抗生素具有耐藥性,但還難以推測微生態(tài)制劑與抗生素之間的協(xié)同作用。研究發(fā)現(xiàn),益生素與抗生素同時(shí)使用能達(dá)到最佳效果。本研究也發(fā)現(xiàn)二者有一定的協(xié)同作用,說明通過合適的菌種篩選并對該菌種進(jìn)行抑菌濃度的研究,搭配一定劑量的抗生素,益生素是能夠和某些抗生素同時(shí)使用的。
研究表明,益生菌(地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌)和抗生素金霉素沒有明顯的協(xié)同作用,單一添加益生菌的試驗(yàn)組試驗(yàn)結(jié)果要明顯優(yōu)于復(fù)合添加的試驗(yàn)組。
在肥育豬基礎(chǔ)日糧中分別添加0.67%的抗生素及1.00%的微生態(tài)制劑, 結(jié)果表明, 豬的平均日增重顯著提高了6.04% 和7.80%, 料重比分別顯著改善了3.80%和5.54%,平均日采食量分別提高了2.22%和2.16%, 微生態(tài)制劑的效果要優(yōu)于抗生素。李偉等(2013)在育肥豬基礎(chǔ)日糧中分別添加50 mg/kg 的喹烯酮和0.1%的益生元制劑,結(jié)果益生元制劑組豬的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率均顯著高于喹烯酮組。周志鵬等(2009)在育肥豬基礎(chǔ)日糧中添加1.0%的益生菌制劑,結(jié)果與抗生素對照組相比,豬的平均日增重顯著提高了8.01%, 平均日采食量和飼料轉(zhuǎn)化率分別提高了4.39%和3.38%;此外,吳朋等(2011)給生長育肥豬飼喂經(jīng)益生菌發(fā)酵的全價(jià)粉料,結(jié)果使豬的平均日增重提高了18.03%,料重比降低了9.76%,并很好地改善了腹瀉和糞臭。
2.3益生菌替代抗生素在肉禽上的應(yīng)用
研究表明添加益生菌能夠改善腸道健康進(jìn)而提高肉仔雞生長性能。添加30mg/kg解淀粉芽孢桿菌的試驗(yàn)組效果要顯著優(yōu)于添加200mg/kg的桿菌肽鋅組(芽孢桿菌為109CFU/g),需要指出的是,研究發(fā)現(xiàn),維吉尼亞霉素同時(shí)減少盲腸乳酸菌和大腸桿菌的抗生素主要通過排除或減少與動物體競爭營養(yǎng)物質(zhì)的微生物和有害菌,進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)生長的目的,但同時(shí),如乳酸菌等的有益菌也被減少了。這可能會導(dǎo)致腸道微生態(tài)的破壞,為有害菌的感染創(chuàng)造了機(jī)會導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病。
王川等選 1日齡 健康 肉雞 600 羽 , 隨機(jī)分為3 組, 分別為對照組,抗生素組,(3.3mg/kg硫酸粘桿菌素+16.5 mg/kg桿菌肽鋅)益生素組(添加0.1%益生素)。每組設(shè)置四個(gè)重復(fù), 每個(gè)重復(fù)50 羽。試驗(yàn)結(jié)果表明二抗生素和益生素組分別比對照組提高增重4.17 % 和.6 98 % (P < 0.05 ),料肉比分別下降1.7 % 和2.60 %( P > 0 .05 ), 益生素組比杭生素組提高增重2.7 %, 改善飼料報(bào)酬.0 9 % (P > 0.0 5),腹瀉率兩組相近,分別比對照組下降4 0 % 和43.3% (P < 0.05 )。益生素組顯著降低了肉雞腸道內(nèi)大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量( P <0.05 ), 顯著提高了腸道內(nèi)乳酸桿菌的數(shù)量(P < 0.05 ), 而抗生素在顯著降低大腸桿菌和沙門氏菌等有害菌數(shù)量的同時(shí), 也顯著降低了有益菌乳酸桿菌的數(shù)量( P < 0.05 )。無論從肉雞生產(chǎn)性能、腹瀉率還是經(jīng)濟(jì)效益結(jié)果分析. 益生素可以作為抗生素的替代品應(yīng)用于肉雞生產(chǎn)中。
【3】 小結(jié)
目前對益生菌的研究主要是關(guān)于應(yīng)用效果,在作用機(jī)理上需要做深度的研究,要與動物營養(yǎng)與預(yù)防醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合。針對益生菌失活,用海藻酸鈉、阿拉伯膠等材料包埋菌種的微膠囊技術(shù)就能起到一定的保護(hù)效果。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù),開發(fā)高性能的益生菌。益生菌可以和酶制劑、抗生素、中草藥等協(xié)同作用,揚(yáng)長避短,以期達(dá)到更好的效果。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展,益生菌在動物飼養(yǎng)方面會有著更廣泛的應(yīng)用空間。
作為微生態(tài)制劑,益生菌的主要作用是調(diào)節(jié)動物腸道菌群平衡,所以應(yīng)主要用于預(yù)防腸道疾病。當(dāng)動物已經(jīng)發(fā)生疾病時(shí),則應(yīng)由養(yǎng)殖場選擇敏感藥物采取針對性治療措施。因此,對于飼料企業(yè)或者自配料養(yǎng)殖企業(yè)而言,選擇效果好的益生菌替代那些長期添加的預(yù)防性抗生素或所謂的抗生素生長促進(jìn)劑,從而達(dá)到減少抗生素使用的目的,代表了未來發(fā)展的方向。益生菌替代抗生素也是未來幾年的政策導(dǎo)向,關(guān)鍵是要找到和所需要替代的抗生素有同等效果的益生菌菌株,同時(shí)必須有科學(xué)的系統(tǒng)的技術(shù)支持來提供應(yīng)用方案,使益生菌的效果得到穩(wěn)定發(fā)揮。而專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)支持和為客戶定制的系統(tǒng)評估,無疑是益生菌選擇及應(yīng)用方案合理制定的關(guān)鍵要素。