抗生素自從被發(fā)現(xiàn)以來(lái),被人類(lèi)大量的使用。但是它帶來(lái)的負(fù)面影響也不容忽略。抗生素應(yīng)用于飼料喂養(yǎng)動(dòng)物帶來(lái)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(duì)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(wèn)題也關(guān)乎著人們的健康。益生菌因具有無(wú)毒副作用、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、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(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。
【1】 益生菌的作用原理
1.1 優(yōu)勢(shì)菌群
動(dòng)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(zhuān)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(dòng)態(tài)平衡,稱(chēng)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(lái)的優(yōu)勢(shì)菌群進(jìn)行大量繁殖,動(dòng)物就容易產(chǎn)生疾病。攝入益生菌就能夠增加優(yōu)勢(shì)菌群來(lái)抑制病原菌的生長(zhǎng)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(dòng)物腸道后迅速生長(zhǎng)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(zhuān)性厭氧菌提供更好的生長(zhǎng)環(huán)境,抑制了需氧病原菌的生長(zhǎng)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(zhǎng)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(lái)的0.001% ~0.01%,大腸桿菌減少到原來(lái)的10%,多形性細(xì)菌減少到原來(lái)的0.01%以下。
1.4 微生物代謝
益生菌在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)有助于動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物成為宿主的營(yíng)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(dòng)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(lèi)胡蘿卜素和番茄素等天然色素。乳酸菌和鏈球菌在代謝過(guò)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(zhǎng)繁殖,還能加強(qiáng)腸道的蠕動(dòng),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(lái)研究新型綠色飼料添加劑,開(kāi)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(lái)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(duì)照組為不添加硫酸粘桿菌素的對(duì)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(guò)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(wú)明顯差異,說(shuō)明抗菌肽能夠替代飼料中的抗生素來(lái)保證動(dòng)物健康,提高生長(zhǎng)速度。最適添加量為160g/噸。
2.2益生菌替代抗生素在生長(zhǎng)育肥豬上的應(yīng)用
用30kg的生長(zhǎng)育肥豬為實(shí)驗(yàn)對(duì)象研究了用微生態(tài)制劑替代抗生素對(duì)其生長(zhǎng)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(duì)照組??股卦谛笄萑占Z中作為抗病促生長(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)。目前很多生長(zhǎng)肥育豬階段出現(xiàn)生長(zhǎng)抑制的問(wèn)題,可能與前期大量應(yīng)用抗生素有關(guān)。從本試驗(yàn)來(lái)看,抗生素組腹瀉率最高,這說(shuō)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(zhǎng)性能和抗腹瀉效果優(yōu)于抗生素組,這說(shuō)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(duì)抗生素具有耐藥性,但還難以推測(cè)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(shuō)明通過(guò)合適的菌種篩選并對(duì)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(méi)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)排除或減少與動(dòng)物體競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的微生物和有害菌,進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)生長(zhǎng)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(huì)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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)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(mén)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(mén)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(wú)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(duì)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(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與預(yù)防醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合。針對(duì)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(kāi)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(zhǎng)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(dòng)物飼養(yǎng)方面會(huì)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(dòng)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(dòng)物已經(jīng)發(fā)生疾病時(shí),則應(yīng)由養(yǎng)殖場(chǎng)選擇敏感藥物采取針對(duì)性治療措施。因此,對(duì)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(zhǎng)期添加的預(yù)防性抗生素或所謂的抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑,從而達(dá)到減少抗生素使用的目的,代表了未來(lái)發(fā)展的方向。益生菌替代抗生素也是未來(lái)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(lái)提供應(yīng)用方案,使益生菌的效果得到穩(wěn)定發(fā)揮。而專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)支持和為客戶(hù)定制的系統(tǒng)評(píng)估,無(wú)疑是益生菌選擇及應(yīng)用方案合理制定的關(guān)鍵要素。