益生菌 (Prob iotics)系对动物有益的细菌总称,具有广泛的生物学功能,包括助于营养物质的消化吸收、合成分泌重要的营养物质、提高动物的免疫力、治疗某些疾病等。从20世纪90年代开始,益生菌在畜牧业生产中的开发与应用成为国内外广大畜牧兽医科技工作者的研究热点[1],并获得重大进展,现综述如下。
可用做益生菌的微生物种类很多,一般而言,按其发挥功能的方式可分为四类:第一类是肠道中占优势的菌群,如双歧杆菌、乳杆菌等。这类益生菌更能在肠道中迅速生长和繁殖,保持其数量上的优势地位,这对于维护菌群平衡、防止潜在致病菌的人侵和定位转移具有重要作用;第二类为强需氧和具有一定营养功能的芽孢杆菌及酵母菌,它们虽不是肠道中的优势菌,甚至只是过路菌,但经口服这类制剂后,芽孢杆菌和酵母菌可在肠道内迅速繁殖,迅速消耗消化道内的氧,创造厌氧环境来支持对维持肠道菌群平衡起重要作用的厌氧菌的生长,抑制大肠杆菌等需氧菌的过度繁殖;某些芽孢杆菌和酵母菌的代谢产物可以抑制病原菌的生长或者具有促进动物消化吸收的功能,如地衣芽孢杆菌产生杆菌肤,枯草芽孢杆菌和酵母菌可产生消化酶;第三类为肠球菌和乳球菌,这类益生菌通过抑制和降低大肠杆菌的数量,同时促进双歧杆菌、乳酸杆菌的增殖,使肠道有益菌保持优势地位;第四类为大肠杆菌,大肠杆菌也是肠道的正常菌群,真正致病的血清型只占少数,致病机理与粘复素和产肠毒素有关。利用非致病性的大肠杆菌先入为主,占据肠粘膜上的受体,从而竞争性排斥致病性大肠杆菌结合在粘膜受体上,但目前单独应用大肠杆菌的这类制剂已不见报道。
目前全世界将益生菌直接用作饲料添加剂的有40多种,我国农业部1126号公告《饲料添加剂品种目录(2008)》中规定的可用于饲料添加剂的益生菌有:地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢杆菌 (Bacillussubtilis)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、 粪肠球菌(Straptoccus faecium)、屎肠 球菌(Enterococcus lactis)、乳酸 肠球菌 (Lactobacillusacidophilus)、嗜酸性乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、 干 酪 乳 杆 菌(Lactobacilluscasei)、 乳酸乳杆菌(Lactobacillus lactis)、植 物 乳 杆菌(Lactobacillus plantarum)、乳酸片球菌 (Pediococcus acidilacticii)、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)产朊假丝酵母(Candida utilis)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus),共计16种。
2.1 对蛋鸭生产性能的影响 益生菌菌体含有大量的营养物质,可为动物补充营养。如光合细菌粗蛋白含量高达65%,还含有丰富的B族维生素、泛酸、生物素、与造血血红蛋白形成有关的叶酸、类胡萝卜素、钙、磷和多种微量元素、辅酶Q等。一些微生物在发酵或代谢过程中产生促生长素之类的生理活性物质,产生各种酶类并提高动物的消化酶活性,有助于食物的消化吸收,促进生长发育。王尚荣(2013)在樱桃谷鸭饲料中分别添加乳酸杆菌、双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、光合菌、乳酸杆菌+双歧杆菌各组的产蛋率分别比对照组提高4.4、4.3、3.4、3.6、5.6 个百分点, 蛋重 分 别 提 高6.56%、6.58%、4.66%、5.00%、8.27%[1]。 王向荣等研究表明,凝结芽孢杆菌制剂(8.0×109CFU/g)虽对蛋鸭产蛋率无显著影响,但随着添加量的增加产蛋率也逐渐增加,日产蛋量也表现出了类似的趋势,饲粮中添加凝结芽孢杆菌可显著降低蛋鸭采食量,随着添加量的增加,采食量和饲料转化率也随之升高[2]。应诗家等(2015)试验表明,芽孢杆菌和光合细菌对采食量影响不显著,显著提高蛋鸭产蛋率,显著降低蛋鸭料蛋比[3]。王静等(2013)报道,肉种鸭产蛋后期使用产酶益生素,对肉种鸭产蛋数和产蛋率有提升作用[4]。以上研究结果均证实了各种益生菌对产蛋鸭的生产性能具有不同程度的提升作用。
2.2 对蛋品质的影响 有些益生菌在肠道生长繁殖过程中可产生有机酸,能够促进钙和磷等矿物质的吸收,从而改善蛋壳质量。王向荣等(2013)[2]研究表明,饲粮添加凝结芽孢杆菌可显著降低鸭蛋蛋壳厚度,当添加150mg/kg和200mg/kg时,差异达极显著水平,凝结芽孢杆菌还可显著提高鸭蛋蛋黄颜色,蛋白高度和哈氏单位。唐文富等(2013)[5]研究报道,日粮中添加乳酸粪肠球菌或复合益生菌,鸭蛋在短径、蛋白高度方面均明显优于对照组。李均祥(2015)[6]在饲料中添加不同剂量益生菌 (低 80、中 140和高 200mg/kg),探讨其对鸭蛋的蛋质量、蛋壳质量、蛋白质量和蛋黄质量性状的影响效果。结果表明:在饲料中添加不同剂量的益生菌对鸭蛋蛋质量、蛋壳质量及蛋白质量增加的影响效果显著,并且以高剂量效果最好,中剂量次之。刘钧(2016)[7]在饮水和池水中分别添加枯草芽孢杆菌和光合菌,研究益生素联用对缙云麻鸭蛋品质的影响,结果表明蛋白高度和哈夫单位分别提高了19.08%和10.06%。
2.3 对血液指标的影响 微生态制剂对三大物质的代谢均有一定影响,这一影响可以从血清生化指标来反映。血液的化学成分主要来自消化道的分解产物和组织细胞的代谢产物,其变化是以机体组织细胞机能和新陈代谢变化为基础的血清,所含成分接近于组织间液,代表着机体内环境的物理化学性状,更能直接反映机体的状态,所以血清生化指标可以作为反映动物体内物质代谢和肝肾功能状态变化的一个重要特征。王向荣等[2]研究表明凝结芽孢杆菌对产蛋鸭血清中血糖、总蛋白、总胆固醇、甘油三脂等血清生化指标均无显著影响。李均祥[8]通过饲料中添加不同剂量的(对照0、低80、中140和高200mg/kg)益生菌,探讨其对蛋鸭第15天、第20天、第25天和第30天血清总胆固醇含量的影响,结果表明,在饲料中添加益生菌对蛋鸭血清总胆固醇含量有极明显的降低效果,并以高剂量为最好,中剂量次之。王尚荣(2013)[9]采用乳酸杆菌、双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、光合菌和复合菌(乳酸杆菌+双歧杆菌)五种益生菌饲喂蛋鸭试验,测定蛋鸭的血液生化指标,试验结果表明,添加了益生菌的各试验组的生长激素(GH)、胰岛素(IGF)、三碘甲状腺原氨酸(T3)及甲状腺素(T4)的含量均显著高于对照组。杨昭远(2015)[10]研究表明,高活性干酵母使蛋鸭血清中的总胆固醇、甘油三酯的含量呈降低趋势,总蛋白、白蛋白、球蛋白、碱性磯酸酶的含量呈升高趋势,谷丙转氨酶、谷草转氨酶和尿酸的含量略有变化。
2.4 对免疫功能的影响 益生菌主要从三个方面影响动物免疫力:①维持肠道菌群平衡。正常情况下,机体消化道内存在大量的微生物,其中有益菌和有害菌相互作用保持着动态平衡,这种平衡是动物生长发育的基本保证,一旦出现应激或病菌感染等情况,机体的正常菌群就有可能被打破,有害菌大量孳生,机体抗病能力下降,导致发病。益生菌可以竞争性的抑制病原菌,有秩序的定植于粘膜、皮肤等表面或细胞之间形成生物屏障,恢复优势菌群平衡;②促进免疫器官发育,加速免疫修复。免疫系统由中枢免疫器官和外周免疫器官组成,前者包括骨髓、胸腺、法氏囊(禽类),后者包括脾脏和淋巴系统。其中肠道粘膜是最易受有害菌侵袭的位置。益生菌可以刺激与抗原结构有关的系统发育,促进损伤上皮的修复,防止有害菌在肠道上皮细胞间的移位;③增强免疫力,刺激非特异免疫和特异性免疫应答,增强单核巨噬细胞、嗜中性粒细胞和NK细胞(自然杀伤细胞)的活力,能够促进B细胞产生抗体,从而提高机体免疫力[11]。王春兰(2015)[12]研究了乳酸芽孢杆菌和光合细菌对蛋鸭免疫性能的影响,测定了血清中的免疫指标,结果试验组血清中的CK、T-Aoc、GsH-Px和MAD的活性分别比对照组分别提高了41.08%、22.93%、35.31%和25.41%,SOD的活性比对照组降低了0.48%。T-AOC、GSH-Px和MAD的活力差异不显著,CK活力差异显著;肌肉组织中的GSH-PX活性比对照组提高了62.56%,T-OAC和MDA活性比对照组分别降低了15.15%、27.02%,GSH-PX活力差异极显著,T-AOC和MAD活性差异不显著;肝组织的T-AOC、LDH的活性比对照组分别降低了45.56%和23.67%,GSH-pX的活性比对照组提高了25.96%。以上结果表明乳酸芽孢杆菌和光合细菌的联合添加可显著提高蛋鸭的免疫功能。
随着我国养殖业的迅速发展,人们对绿色、安全和环保意识的不断增强,益生菌的应用前景会更加广阔,在明确不同动物肠道菌群功能、不同生理时期宿主肠道有益菌的组成和演替规律等基础上,应加强复合菌制剂的探寻,筛选出专一和高效的菌株及制剂,进一步从分子水平的基础上加强益生菌、抗菌肽、抗生素和中草药制剂等的协同作用与作用机制的研究,为益生菌的进一步开发利用提供理论支持。