乳酸菌益生特性及在猪生产中应用研究进展

刘　宇，李　阳，刘　通，岳　山，周金玲，赵静虎，王华欣，史同瑞*，朱战波*

(1. 黑龙江省兽医科学研究所，黑龙江齐齐哈尔 161006；2. 黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江大庆 163319)



乳酸菌益生特性及在猪生产中应用研究进展

刘宇1,2，李阳1，刘通2，岳山2，周金玲2，赵静虎2，王华欣2，史同瑞1*，朱战波2*

(1. 黑龙江省兽医科学研究所，黑龙江齐齐哈尔 161006；2. 黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江大庆 163319)

摘要：病原菌耐药性和药物残留问题日益受到人们的关注，寻找饲用抗生素替代品已成为研究热点。乳酸菌具备诸多益生特性，可代谢产生抑菌物质，抑制或杀死肠道病原菌，与病原菌竞争肠黏膜黏附位点，调节肠道黏膜免疫，维持肠道屏障功能，改善肠道菌群平衡，改善猪只健康，已成为饲用抗生素潜在的替代品之一。论文综述了乳酸菌生物学特性、益生作用和在猪生产中的应用。

关键词：乳酸菌；益生菌特性；应用

抗生素已成为畜禽饲料中常用添加剂之一，具有促生长和预防腹泻等作用。然而，抗生素引发的畜产品安全问题日益突出，药物残留问题越来越受到人们的关注。长期滥用抗生素可增高病原菌耐药性产生机率，从而威胁人畜健康[1-2]。欧盟国家和日本已禁止将抗生素作为生长促进剂。此外，包括中国和美国在内的其他国家正在计划禁止在饲料用添加抗生素。

乳酸菌制剂已成为抗生素潜在的替代品之一。革兰阳性杆菌或球菌，兼性厌氧，无芽胞，耐酸，可发酵碳水化合物，最终生成乳酸。乳酸菌包括乳酸杆菌属、双歧杆菌属、乳球形菌属、乳酸乳球菌属、明串珠菌属、蜜蜂球菌属、酒球菌属、片球菌属，链球菌属和肠球菌属等[3]，可用于生产饲用微生态制剂、食品发酵和防腐，其代谢产物有助于改善食品营养组成和风味。近年来，诸多报道阐述了乳酸菌的益生作用，如调节肠道菌群平衡，抑制和预防肠道的病原体，增强肠道黏膜免疫和维护肠道屏障功能。本文综述了乳酸菌生物学特性，益生作用和在养猪生产中的研究进展。

1乳酸菌生物学特性和益生作用

1.1黏附和定殖

乳酸菌作为一种肠道益生菌，应具备耐受上消化道不良环境的能力，如胃酸与消化酶等。最常益生乳酸菌，如乳酸杆菌和双歧杆菌，可在一定程度上耐受胃酸、胆盐和胰酶。高擎燏等[4]研究仔猪肠道乳酸菌分离株的抗逆性和益生特性，结果表明乳酸菌分离株L104对pH2.5的酸性环境、0.5%胆盐环境和60℃高温环境有较强耐受力。闫学艳等[5]从健康仔猪粪便样品分离、筛选到3株乳酸杆菌，在pH3.0酸性环境和0.1%胆盐环境中可大量增殖。仔猪出生时胃内pH5.0～6.0，2月龄前胃内pH3.0左右。此外，仔猪出生3周后胆汁量缓慢增加，小肠中胆盐含量为0.03%～0.3%。乳酸菌具备耐受仔猪体内胃酸和胆盐不良环境，到达肠道的潜能。

乳酸菌还应具备黏附肠道上皮细胞的能力，从而定殖肠道，拮抗病原菌，保护宿主上皮细胞和免疫调节。章文明[6]研究了仔猪肠道乳酸杆菌分离株黏附小肠上皮细胞能力和相关黏附蛋白，结果表明，唾液乳酸杆菌和罗伊乳酸杆菌分离株对Caco-2细胞系具有较高的黏附能力，黏附数量分别为4.9 CFU/Caco-2细胞和15.9CFU/Caco-2细胞，并且罗伊乳酸杆菌分离株能显著抑制大肠埃希菌K88和沙门菌50335对Caco-2细胞的黏附。此外，Western blot杂交结果显示罗伊乳酸杆菌存在一种黏附性蛋白，经质谱鉴定为GAPDH蛋白，在菌体黏附肠道上皮细胞和抑制致病菌黏附肠道上皮细胞的过程中发挥重要作用，但其作用机制尚不清楚。蒋建军等[7]通过体外细胞培养和黏附性试验，研究了不同培养条件对高黏附性乳酸杆菌黏附猪小肠黏膜上皮细胞能力的影响。结果表明，pH 6.0和37℃培养条件下乳酸杆菌黏附数最多，分别为15.60个/细胞±0.58个/细胞和22.44个/细胞±1.05个/细胞。断奶仔猪肠道内容物pH为6.0～7.0[8]，温度为37℃～42℃，肠道环境利于乳酸杆菌黏附。

1.2抑菌和杀菌

肠道病原菌通过黏附肠道上皮细胞，定殖肠道，引发疾病[9]。乳酸菌与病原菌竞争黏附结合位点，抑制病原菌黏附于肠黏膜，还能诱导肠黏膜细胞分泌黏蛋白，形成物理屏障，保护肠道上皮细胞。乳酸菌可代谢产生乳酸，形成肠道酸性环境，抑制病原菌增殖[10]。乳酸菌还可代谢产生抑菌物质。植物乳杆菌DL-13可还原苯丙酮酸生成苯乳酸，作为天然抑菌物质，苯乳酸可抑制细菌和真菌感染[11]。短乳酸杆菌ZL43可产生抑菌蛋白，导致大肠埃希菌表面形成孔洞，破坏细胞壁，也可影响菌体蛋白合成，抑制和杀死病原菌[12]。

1.3抗氧化和免疫调节

氧化作用导致大分子损伤，体内过量自由基导致疾病和衰老[13]，乳酸菌代谢产生天然抗氧化物，Kullisaar T等[14]研究发现发酵乳杆菌E-3和E-8菌株有抗氧化活性，在浓度为1 mmol/L H2O2中存活时间较无抗氧化活性发酵乳杆菌长。长双歧杆菌和嗜酸乳杆菌可抑制亚油酸过氧化反应，清除自由基。乳酸菌可改善肠道黏膜免疫系统，释放肠道炎性细胞因子，还能增强机体免疫细胞活性，提高抗体水平[15]。干酪乳杆菌可诱导小鼠脾细胞促炎细胞因子IL-12和IFN-γ表达[16]。断奶仔猪饲粮中添加鼠李糖乳酸杆菌LGG，可提高断奶仔猪血液中CD4+T淋巴细胞数量和IL-4含量，缓解轮状病毒攻毒导致的断奶仔猪血液CD4+T淋巴细胞数量和IL-4含量下降[17]。

1.4安全性与耐药性

生产用乳酸菌需安全和无致病性，许多菌种经过多代生产和应用已证实为安全菌。然而，乳酸菌耐药菌株不断出现，存在食品安全隐患[18]。罗伊乳杆菌ATCC 55730存在可转移的四环素和洁霉素抗性，易形成致耐药菌株[19]。通过耐药机制研究、耐药基因分析、基因敲除等技术可减少耐药菌株形成几率。罗伊乳杆菌DSM 1793保留了益生特性，敲除了编码四环素和洁霉素耐药基因质粒，已替代罗伊乳杆菌ATCC 55730，成为生产用菌株。

2乳酸菌在养猪生产中的应用

2.1乳酸菌在新生仔猪中的应用

新生仔猪阶段是猪生长发育的关键阶段，消化系统和免疫系统发育尚未健全，仔猪对疾病抵抗力低下，易引发应激反应或病原感染，导致仔猪生长发育不良。新生仔猪饲喂乳酸菌利于肠道菌群形成和机体健康。Hong L等[20]使用发酵乳杆菌I5007饲喂新生仔猪，每日口服一次，剂量为6×109CFU/mL，连续口服14 d。结果表明，口服发酵乳杆菌可促进新生仔猪肠道发育，降低大肠埃希菌病发病率。此外，乳酸菌可调节肠黏膜细胞层完整性，改善新生仔猪肠屏障功能，预防各类肠道疾病，如缓解沙门菌引起的肠道功能紊乱[21]。

2.2乳酸菌在断奶仔猪中的应用

断奶期间饲料和环境的改变可对仔猪造成不良影响。乳酸菌可缓解断奶应激，预防仔猪腹泻和促生长。粪肠球菌可显著提高断奶仔猪生长性能和饲料转化率，调节肠道菌群平衡[22]。断奶仔猪日粮中添加2%唾液乳酸杆菌、1%两歧双歧杆菌和0.5%苦豆籽粕可提高早期断奶仔猪肠黏膜SIgA含量，缓解断奶应激反应，促进生长代谢，增强肠黏膜免疫力[23]。同时饲喂枯草芽胞杆菌RJGP16和猪源乳酸杆菌B1能显著增加十二指肠和回肠绒毛长度、数量和绒腺比，拮抗大肠埃希菌K88对仔猪肠道上皮损伤，提高抗感染能力[24]。

2.3乳酸菌在保育猪中的应用

保育猪日粮中添加乳酸菌可改善日粮风味和适口性，提高肠道黏膜免疫，调节肠道菌群平衡，提高生长性能。保育猪植物乳杆菌A190 和A203可提高日增重和饲料转化率[25]。Ohashi J等[26]研究了德式乳酸杆菌保加利亚乳酸杆菌对猪盲肠固有乳酸杆菌的影响，结果表明,保加利亚乳杆菌可促进盲肠固有乳酸杆菌增殖，调节乳酸杆菌菌群形成。饲喂解乳酸链球菌ZZU A190和植物乳杆菌ZZU A203发酵饲料可降低腹泻率，肠道大肠埃希菌数量减少，乳酸菌数量增多，改善猪生长性能[27]。

2.4乳酸菌在母猪中的应用

关于乳酸菌在母猪中的应用研究相对较少，但这个研究领域非常重要。母猪为自繁自养型猪场的核心，对其繁殖性能、泌乳性能和基础代谢性能要求较高。母乳饲喂乳酸菌制剂可降低母猪肠道pH值，提高了营养物质的代谢和吸收，提高泌乳性能，预防子宫炎症。妊娠与泌乳母猪饲喂乳酸菌可改善繁殖、再繁殖性能，提高总产仔数和泌乳性能，减少粪便中有害微生物数量[28]。Wang J等[29]研究了约氏乳杆菌对母猪繁殖性能、肠道菌群、血液生化指标和免疫学指标的影响，结果表明，在妊娠末期和哺乳期饲喂约氏乳杆菌可改善母猪生产性能，提高仔猪出生体重，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。

3展望

乳酸菌已被广泛应用于养猪生产，但不同品种猪适用的乳酸菌种类不同，且不同生长阶段应用效果也不尽相同。应针对不同品种猪和生长阶段，研发专用型乳酸菌制剂，提高乳酸菌的应用效果。

乳酸菌安全性和益生特性已得到广泛公认，但乳酸菌耐药问题日趋严重，耐药基因分析和耐药机理研究已成为热点。多集中于耐药基因体外转移研究，而体内转移研究相对较少。目前，已发现一些乳酸菌某些耐药基因可在乳酸菌间、乳酸菌与病原菌间传递。因此，乳酸菌耐药性安全评价，耐药基因敲除与益生特性关系有待更深入研究。

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Progress on Probiotics Characteristics of Lactic Acid Bacteria and Its Apllication in Pig Production

LIU Yu1,2，LI Yang1，LIU Tong2，YUE Shan2，ZHOU Jin-ling2，ZHAO Jing-hu2，WANG Hua-xin2，SHI Tong-rui1, ZHU Zhan-bo2

(1.VeterinaryResearchInstituteinHeilongjiang，Qiqihar，Heilongjiang，161006，China；2.CollegeofAnimalScienceandTechnology，HeilongjiangBayiAgriculturalUniversity，Daqing，Heilongjiang， 163319，China)

Abstract:Bacterial resistance and drug residue problems are concerned by people, searching antibiotic alternatives has become a hot research topic. Lactic acid bacteria have many good characteristics, producing antibacterial materials, inhibiting or killing intestinal pathogenic bacteria, competing adhesion sites, regulating intestinal mucosal immunity, improving balance of intestinal flora, and promoting pig healthy. It have been considered to be one of potential antibiotic substitutes. This article reviewsed biological characteristics of lactic acid bacteria, probiotic functions, and the application in pig production.

Key words:Lactic acid bacteria；probiotics characteristecs；application

收稿日期：2015-12-09

基金项目：黑龙江省应用技术研究与开发计划项目(GC13B406);黑龙江省应用技术研究与开发计划项目(GC13B404)

作者简介：刘宇(1982-)，男，吉林扶余人，硕士，主要从事兽医微生态研究。 *通讯作者

中图分类号:S859

文献标识码:A

文章编号:1007-5038(2016)06-0087-04