液体发酵饲料对断奶仔猪肠道健康的影响

许镨文 李元晓 庞有志

(河南科技大学动物科技学院，洛阳 471000)

液体发酵饲料是指在人工控制条件下，微生物通过自身的代谢活动，将植物性、动物性和矿物性物质中的抗营养因子分解或转化，产生更能被畜禽采食、消化、吸收且无毒害作用的饲料原料［1－2］。液体发酵饲料中含有多种益生菌，它能在仔猪肠道内定植，维护肠道菌群平衡，并刺激肠黏膜免疫组织，对仔猪断奶后采食量下降以及自身消化酶水平急剧降低而造成的仔猪能量和各种营养物质吸收不足具有重要的预防和缓解作用。常规治疗仔猪腹泻的方法是在饲粮中添加抗生素。由于抗生素在抑制病原菌的同时，也往往打破了胃肠道内有益微生物菌群的平衡，增加了消化道疾病发生的概率。同时病原体的耐药性也越来越强，部分抗菌药物在畜产品中的残留对人类健康构成了极大威胁。近年来，微生态制剂受到众多人士的青睐，而液体发酵饲料作为一种新型饲料，从根本上讲，已具备与抗生素促生长因子相同的功能，在生产中备受人们的关注。

1 液体发酵饲料对断奶仔猪生长发育的作用

与其他的饲料相比，液体发酵饲料对断奶仔猪生长发育有明显的作用:1)液体发酵饲料中含有大量的益生菌群，包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌等。这些益生菌对仔猪的健康生长有重要作用。2)液体发酵饲料中的酵母菌和芽孢杆菌等厌氧菌的存在为乳酸菌的生长繁殖提供了厌氧环境，而乳酸菌大量繁殖可产生乳酸，使得发酵饲料产品具有酸香味，改善了饲料适口性，从而刺激猪的采食［3－4］，促进仔猪的生长。3)液体发酵饲料可以通过降低猪胃肠道pH抑制肠道致病菌生长繁殖，有效防止细菌入侵胃肠黏膜免疫屏障，还可以减少饲粮中的病原菌，改变肠道微生物菌落结构，增强机体的免疫功能，防御感染。

2 液体发酵饲料对断奶仔猪胃酸度的影响

液体发酵饲料的优势所在就是通过降低pH对猪胃酸度及肠道产生影响，这也是液体发酵饲料对比其他一些液体饲料最大的一个特点。肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌产生的一些酸性代谢产物(如乙酸、乳酸、短链脂肪酸)能够降低局部pH，抑制大肠杆菌及梭菌类的生长，抑菌率高达80%以上。Winsen等［5］研究发现，使用胚芽乳杆菌发酵猪饲料的前2小时内其具有抑菌作用，2 h后就表现出杀菌效果。Mikkelsen等［6］提出了类似的观点，液体发酵饲料能够使断奶仔猪胃肠道处于一个较低的酸性环境中，从而可以抑制细菌的生长，抵御细菌的入侵。Scholten等［7］研究了小麦液体发酵饲料对断奶仔猪胃肠道的影响，其对40头28日龄断奶仔猪的胃肠道性能(主要是胃、小肠、盲肠和大肠中的乳酸、乙酸、丙酸、丁酸的酸度及其浓度)进行了测定，结果表明，饲喂小麦液体发酵饲料的断奶仔猪在断奶4 d后胃中pH降低，乳酸浓度呈显著上升趋势，小肠绒毛长度也显著增加，同时，小麦液体发酵饲料能较好地保护断奶仔猪肠黏膜，抵御细菌的侵害，使其肠黏膜结构完整，消化吸收功能更加强大［8］。

3 液体发酵饲料对断奶仔猪肠道菌群的调节作用

3.1 益生菌的定植拮抗作用

益生菌能有序地定植于动物黏膜、皮肤表面或细胞之间，在肠道内与有害微生物竞争定植位点，形成生物屏障，减少病原微生物的侵染、定植，起着占位、争夺营养、拮抗致病微生物的作用，且可抑制细菌过度繁殖，保护机体不被病原菌侵入［9］。Bernet等［10］发现，双歧杆菌黏附于肠上皮细胞，不但不会引起细胞损害，而且能抑制肠道致病菌对肠上皮细胞的侵袭作用。也有学者对人肠上皮细胞系结肠癌细胞(Caco-2)进行体外各类细菌的黏附测定，证实不同的益生菌有不同的黏附方式，如对格氏乳杆菌(L.gasseri)的研究就表明了其是通过糖类和糖蛋白来黏附的，且其黏附力最强;嗜酸性乳杆菌是依靠糖类、二价钙离子来黏附的;双歧杆菌则通过脂壁磷酸黏附于肠上皮细胞，构成一层菌膜屏障，并产生细胞外糖苷酶，降解上皮细胞上作为潜在致病菌及其内毒素结合受体的复杂多糖，形成肠道化学保护屏障，可保护肠道内的微环境，阻止致病菌的侵入、黏附和定植，抑制非正常菌群的生长及其有害代谢物的产生［9，11］。

3.2 抑制病原菌的作用

液体发酵饲料中的益生菌能抑制致病菌的定植和增殖，还可通过分泌抗菌物质来抑制病原菌的生长和繁殖。例如，芽孢杆菌进入动物胃肠道后，通过生物夺氧作用在生长繁殖过程中消耗胃肠道内过量的气体，造成厌氧状态，从而抑制需氧有害菌的生长繁殖。芽孢杆菌在生长繁殖过程中还可产生细菌素和有机酸等物质，改变肠道内的微生态环境，形成不利于有害菌生长繁殖的肠内环境。而乳酸乳球菌产生的尼生素(nisin)、嗜酸性乳杆菌产生的细菌素、双歧杆菌产生的益菌素(bifidus)以及从枯草芽孢杆菌中提取的谷草菌素，这些物质对肠道内的大肠埃希菌、沙门氏菌和链球菌等均有抑制或杀灭效果，不同的抗菌物质对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有不同的作用;有些抗菌物质还可减少肠道内氨及胺等有害物质的产生，降低内毒素，改善肠功能。此外，益生菌可以通过产生胞外糖苷酶，阻止致病菌对肠黏膜细胞的侵袭［12－13］。有学者发现，双歧杆菌经过磷酸盐与肠黏膜上皮细胞化生而紧密结合占位，形成生物屏障，保持肠道正常蠕动，直接阻止病原菌的定植，并产生醋酸及乳酸，从而降低肠道pH，抑制致病菌的生长及其毒素黏附在肠黏膜上［14］。

3.3 营养作用

液体发酵饲料经过发酵能直接产生多种营养物质，如维生素、氨基酸、短链脂肪酸、促生长因子等，这些物质均可参与动物体的新陈代谢。有的微生物在动物体内生长繁殖时能合成核黄素、泛酸、叶酸、维生素B12等B族维生素，参与机体某些重要代谢反应。液体发酵饲料中的益生菌还可利用本身所特有的某些酶类(如半乳糖苷酶等)补充宿主在消化酶上的不足，帮助分解未被上消化道充分水解吸收的营养物质，从而有利于宿主进一步吸收利用，包括对必需的维生素、氨基酸、微量元素和某些无机盐类(如钙、磷、铁和钴等)的吸收和利用。在营养物质有限的情况下，通过其优势生长竞争性地消耗潜在致病菌的营养素，益生菌的这种竞争有限营养素的能力是决定肠道菌群分布的重要因素。大肠内的双歧杆菌和乳酸菌等细菌的数量是由营养基质的利用范围所决定的，近端结肠内的细菌可从小肠运输来的大量食物残渣获得营养物质，而远端结肠内的细菌利用的基质范围就变得十分有限了。在正常生理状态下，远端小肠和近端结肠内的乳酸杆菌数量较多，而远端结肠内的双歧杆菌数量占优势，故增加益生菌中的乳酸菌或双歧杆菌数量可减少其他菌群所消耗的营养。芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，可降解饲料中的某些抗营养因子，可使饲料转化率提高8%以上。此外，需氧型益生菌进入消化道后，其生长繁殖需消耗肠道内大量的氧气，使局部环境的氧分子浓度降低，氧化还原电势下降，进而使需氧型致病菌得不到足够氧气而大幅度减少，从而起到防止人或动物患病的作用。

4 液体发酵饲料对断奶仔猪肠黏膜免疫系统的影响

4.1 对断奶仔猪肠道黏膜的细胞免疫作用

液体发酵饲料中的益生菌对肠黏膜受到刺激后产生的细胞因子的调节有重要作用，细胞因子产生于天然免疫和特异免疫的效应阶段，介导免疫应答和炎症反应，并实施有效地调节，它决定着T淋巴细胞和B淋巴细胞分化的方向。另外，益生菌能激活肠黏膜中的巨噬细胞、T淋巴细胞和自然杀伤(NK)细胞，增加白细胞介素(IL)－2、IL-6、IL-4、IL-5、肿瘤坏死因子(TNF)－ α、干扰素(IFN)－γ等细胞因子的产生量。其中，IL-2可协同IL-5和转化生长因子(TGF)－β作用，促进免疫球蛋白A(IgA)合成;IL-4、IL-5可诱导IgA+B细胞分化成浆细胞;被激活的巨噬细胞可分泌IL-6和TNF-α 2种重要的细胞因子，IL-6可促进淋巴细胞增殖，并诱导IgA合成，而IFN-γ为Th1细胞分泌的最特异的细胞因子，可调节细胞免疫功能，清除细胞内的细菌和病毒;IL-4为Th2细胞分泌的最特异的细胞因子，可调节体液免疫功能，中和细胞外的病原体。肠黏膜上皮细胞受到刺激后，外周血及肠黏膜组织中IL-4分泌水平升高，而IFN-γ分泌水平下降，从而使 IFN-γ/IL-4比值变化，导致Th1/Th2失衡［15］。Th1和Th2的细胞因子具有自我调节的功能，可以互相抑制对方的作用。炎症应答时以Th1细胞升高、Th2细胞降低为主，即Th1/Th2漂移，表现为促炎性Th1型和抗炎性Th2型细胞因子的分泌失衡。机体在对抗自身及外来抗原入侵的过程中以Th1细胞介导的细胞免疫为主，一旦由Th1向Th2偏移，机体则处于免疫抑制状态，使肠黏膜逃避免疫监视。

4.2 对断奶仔猪肠道黏膜的体液免疫作用

分泌型免疫球蛋白A(SIgA)是黏膜体液免疫的主要效应因子，是黏膜免疫应答发生的标志，它能预防肠道蛋白酶的分解，形成黏膜上的抗体，它经肠黏膜上皮细胞释放到肠腔内，与肠黏膜表面的正常菌群混合存在，可以抑制病原微生物的定植及有害肠道抗原的穿透，维持肠道内的正常菌群平衡。SIgA还可以从空间构象上阻止细菌的附着，中和毒素、病毒和酶等生物活性抗原，具有广泛的保护作用，但其主要作用是阻止细菌对肠上皮细胞表面的黏附。当SIgA抗体分泌增强时，可提高肠黏膜的免疫识别力，并诱导T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞等产生细胞因子，通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统，从而增强机体的免疫功能。吴国豪等［16］对无菌动物喂服双歧杆菌时发现，其肠道内产生了IgA，且在肠道抗原刺激下产生IgA的细胞逐渐增加，从而发挥免疫调节作用，增强机体免疫功能。Medici等［17］用益生菌鲜奶酪灌喂BALB/c小鼠后，发现在其小肠和大肠中IgA+浆细胞的数量明显增多，其可以给黏膜表面提供特殊的免疫屏障。

5 小结

我国是一个农业大国，畜牧养殖业占农业生产比重较大，人畜争粮矛盾日趋突出。液体发酵饲料的利用可减少粮食浪费，缓解人畜争粮的矛盾。而饲料经过液体发酵一方面可以提高植酸磷的利用率，降低尿液及粪便中有害气体的浓度，减少环境污染，另一方面还可提高饲料中蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性，降低生产成本，同时还可大大降低仔猪的腹泻率。液体发酵饲料作为一种新型的、安全的生物饲料，已达到饲料中添加抗生素、药物类添加剂后才具有的功能与效果。从根本上讲，液体发酵饲料已具备与抗生素促生长因子相同的功能，随着液体发酵饲料加工机械和设备的不断发展、生产技术的不断完善，液体发酵饲料必将逐渐被养殖生产者所接受和普遍使用，它的应用将为推广应用绿色生物饲料、生产无公害畜禽产品提供有力支持。

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