饲用乳酸菌在养猪行业上的应用与效果_微生物试验报告与运用_微生物知识

饲用乳酸菌在养猪行业上的应用与效果

2020-11-25 09:58:16 点击：

乳酸菌类微生态制剂的研究也已成为近年来研究的焦点之一，目前，在众多微生物添加剂中, 乳酸菌制剂是饲用微生物添加剂中应用最为广泛、效果较好的一类，它是多种水产动物消化道主要的共生菌，能形成正常菌群，也是中国最早公布的两种可直接使用的饲料级微生物添加剂菌种之一。乳酸菌可以在水产动物肠道内大量定植，有效调整肠道菌群平衡，可分泌乳酸，并产生多种消化酶，帮助食物消化和代谢，促进营养物质的吸收和利用；同时它还能通过竞争营养、占位竞争、分泌细菌素等与致病菌竞争，抑制有害菌的繁殖，改善肠道内环境，调整胃肠道菌群平衡，提高动物健康水平。它为饲料和畜禽水产养殖业的健康发展提供了一条高效、无公害、无污染的新途径。

1 乳酸菌的生理特性

乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称，形态、代谢性能和生理学特征不完全相同。细胞形态多为杆状或球状，不生产孢子，不运动或少运动，不耐高温，但耐，在pH3.0-4.5时仍可生长，对胃中的酸性环境有一定的耐受性，营养要求严格，除了碳水化合物，还需要多种氨基酸、维生素和肽等。在动物体内通过生物颉颃，降低pH，阻止和抑制致病菌的侵入及定植，降解亚硝氨、氨、吲哚和粪臭素等有害物质，活菌体内和代谢产物中含有较高。

目前在自然界已发现的这一类菌在细菌分类学上至少包括 23 个属：乳酸杆菌属，双歧杆菌属、肉食杆菌属、链球菌属、明串珠球菌属、乳球菌属和芽孢乳杆菌属等。乳酸菌绝大多数生长繁殖于厌氧或微耗氧、矿物质和有机营养物丰富的酸性环境中，分布十分广泛，在发酵生产（青贮饲料、泡菜和酸奶）的培养物和动物消化道中含量较高。

2 乳酸菌的作用机制

2.1 抑菌机制

细菌在动物肠道内定居和继续生存的因素，包括胃酸、胆盐、消化酶、免疫反应、内源微生物及其产生的抗菌素。这些因素中任何一个因素的改变都会导致细菌活的超氧化歧化酶（SOD），能增强体液免疫和细胞免疫。乳酸菌的抑菌机制正是它的生化特性改变了致病菌的生存环境和生长机制, 从而达到抑菌的效果。

2.1.1 通过产酸改变肠道微生态环境抑制有害菌的生长

乳酸菌在体内发酵乳糖类，生产大量的醋酸和乳酸，使环境 pH下降，肠道处于酸性环境，而肠道内的病原细菌最适生长的pH为7.0-7.4，由于乳酸菌产酸及细胞崩解产酸使肠道内pH下降，不利于肠道内病原菌在肠壁定殖和生长，导致病原细菌活力下降进而衰老和死亡,维持了肠道的生态平衡，使肠道得以发挥正常的生理功能。

2.1.2 通过产生某些抗菌物质抑制有害菌生长

乳酸菌除了产生有机酸，还可产生过氧化氢和安息香酸等抑菌物质，合成溶菌酶及其他抗菌物质，如乳酸菌素、乳酸链球菌肽和嗜酸菌素等，这些产物对肠道病原菌有抑制作用。过氧化氢和细菌素等在抑制病原菌上的机制被称为黏附抗性。黏附于肠道黏膜，是病原菌定植并产生临床症状的前提条件。体内微生物与病原微生物间存在竞争附着小肠上皮位点的作用，即竞争排斥作用，如果这些位点被较多的有益菌株占据，病原菌就会被排斥。乳酸菌可通过与病原菌间生存和繁殖的空间、时间、定居位点及营养的竞争，从而抑制病原菌黏附在肠黏膜上皮细胞上,达到抑菌作用。

2.2 营养机制

乳酸菌在动物体内正常发挥代谢活性，就能直接为宿主提供各种可利用的必需氨基酸和各种维生素及消化酶（如淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶）等，还可提高矿物质（如钙、磷、铁和镁）的消化率和吸收率，从而增强动物的营养代谢，促进动物机体的生长和生产。此外，乳酸菌产生的酸性代谢产物使肠道环境偏酸性，而一般消化酶的最适pH 酸性（淀粉酶pH6.5，糖化酶pH4.4），有利于营养素的消化吸收，有机酸的产生还可加强肠道的蠕动和分泌，也可促进养分的消化吸收。

2.3 免疫机制

乳酸菌能增强动物机体免疫力，表现在2个方面：

（1）影响非特异性免疫应答，增强单核和巨噬细胞活力，刺激活性氧、溶酶体酶和单核因子的分泌。

（2）刺激特异性免疫应答，如加强黏膜表面和血清中IgA、IgM和IgG水平，以加强体液免疫。促进T淋巴细胞和B淋巴细胞的增殖，加强细胞免疫。Schiffrin 等（1994）发现，约氏乳杆菌（L.johnsonnii） Lj1和乳酸双歧杆菌（B.lact is）Bb12 能在体外增强吞噬细胞对大肠菌的吞噬作用；嗜热链球菌与沙门菌一起使用可起到免疫佐剂的作用，显著提高血清中IgA 含量。

乳酸菌对免疫系统的刺激机制还在进一步研究中。Ouwehand等（1999）提出了摄入益生素（含乳酸菌）对免疫刺激作用的可能途径，抗原性物质通过淋巴结中的滤泡上皮，通过途径有2 种：

（1）微生物代谢产物或碎片作为小分子抗原直接通过普通上皮细胞或透过上皮细胞间的紧密连接缝隙。

（2）微生物细胞本身由微皱细胞通过胞饮作用传送给位于微皱细胞包囊中的巨噬细胞等，抗原进入淋巴组织后，或由抗原提呈细胞处理或直接交给淋巴细胞，产生相应的免疫应答。

2.4 中和中毒, 防止腐败产物的产生

某些细菌能中和或减少内毒素等有害物质的毒害作用。目前发现，双歧杆菌可防止肠内容物产生氨，蜡样芽孢杆菌可降低肠内容物和肝脏门静脉中血氨的浓度，使酚类和吲哚等有害物质减少。

3 乳酸菌对动物的保健和治疗功效

国内外已有大量的饲养和临床试验证明，其报道结果不一致，有正效应,，有负效应，但据统计，正效应仍多于负效应。造成结果不一致的原因很多，如试验动物的品种、年龄、饲养环境、菌株质量及有无应激等，但乳酸菌对动物机体的有益作用还是公认的。

3.1 改善胃肠道功能, 降低动物胃肠道疾病的发生率

乳酸菌是肠道的优势菌，畜禽服用后,通过发酵产酸可改变胃肠道内环境，抑制有害菌的繁殖，调整胃肠道菌群的平衡。也可通过其产生的黏附素与肠黏膜细胞紧密结合，在肠黏膜表面定植占位，成为生理屏障的主要部分，从而达到恢复宿主抵抗力、修复肠道细菌屏障和治疗肠道疾病的作用。

3.2 提高动物免疫力, 增进动物健康

乳酸菌在动物体内通过刺激动物机体的非特异性免疫应答和特异性免疫应答，诱导产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及促进细胞免疫，提高机体的抗病能力。

3.3 促进动物生产，提高饲料利用率，降低饲养成本

提高经济效应乳酸菌在动物体内自身代谢产生各种营养物质提供给宿主，如各种维生素、必需氨基酸及各种消化酶，从而增强动物的营养代谢，促进动物机体的生长和生产，同时乳酸菌可降低肠道 pH，其偏酸性利于各种酶活性的发挥，利于营养素的消化吸收及降低饲养成本。

4 应用现状

综上所述，乳酸菌具有预防、治疗疾病、营养和保健等功效。近年来，越来越多的人对抗生素饲料添加剂的弊端有了深刻认识，许多学者纷纷投入到了克服这些弊端的微生态的研究中，推动了微生态制剂的发展。目前，乳酸菌制剂已广泛应用于猪、鸡、牛、羊和水产养殖等各个领域。

初生仔猪的胃肠道是无菌的，但不久以后就有数种微生物道内，经过各种微生物的生长和增殖，逐渐形成一个微生物群落。仔猪出生后3小时以内即可以检测出肠道的小型微生物群落(Maxwell和Stewart 1995)。仔猪在出生后24小时以内，空肠、回肠、盲肠和直肠就定植了双岐杆菌、大肠杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、类杆菌、小梭菌、优杆菌和酵母菌等，到8-22日龄达到高峰并逐渐形成一个定型的菌群，以后随日龄增长各菌群菌数略下降。仔猪消化道微生物的主要来源是母体的粪便微生物。乳酸菌在正常情况下是优势菌群。而在病态情况下，特别是消化道疾病时(如下痢)则以人肠杆菌成为优势菌群。

大多数单胃动物的肠道微生物群落是相似的，例如猪的消化道微生物区系和数量类似于人的情况，消化道前段主要是耐氧的格兰氏阳性细菌，后段是厌氧菌，乳酸菌分布于猪整个肠道的各个部分，可通过生物拮抗作用抑制病原微生物的生长繁殖。乳酸菌防治肠道疾病的作用机理：

1 抑制肠道致病物生长

乳酸菌可通过母体或周围环境进入肠道内进行繁殖，迅速建立优势菌群，其在保持肠道微生物菌群正常化起着重要的作用。

乳酸菌可产生细菌素及过氧化氢，Biota等研究发现，过氧化氢可使Fe2+、Fe3+与乳酸菌表面胰蛋白酶结合，致使病原菌不能从体内得到Fe2+，抑制了肠道内大肠杆菌、沙门氏菌、梭状芽孢杆菌的繁殖，消除有毒代谢产物，减少肠道疾病的发病率。乳酸菌所产生的乳酸、乙酸等有机酸不仅是动物的能量来源，还可降低肠道pH，为不解离脂肪酸分子传递断裂电化学，引起蛋白质断裂，从而抑制痢疾杆菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等致病菌在肠道内的定植。

乳酸菌通过糖蛋白或糖脂质的糖链彼此结合，在黏膜表面形成一层菌膜，与致病菌竞争消化肠道黏膜附着点，从而对宿主起到占位保护作用。乳酸菌有加强肠道定植抗力、抵挡外来致病菌、抑制革兰氏阴性菌过度繁殖和维持肠道内生态平衡的作用。

2 增强机体免疫水平

乳酸菌在提高机体免疫力时，多是通过刺激机体免疫，调节免疫系统。乳酸菌会对免疫器官的发育和成熟起到促进作用，使宿主的免疫系统日渐完善。同时，乳酸菌会不断刺激和促进宿主产生免疫和清除功能，口服乳酸菌会提高机体中干扰素的活性，促进巨噬细胞活性的产生。就像乳酸菌利用活菌体内较高含量过氧化物歧化酶，或者通过机体代谢物中的过氧化物歧化酶，提高黏膜保护功能。增加血清中IgA、IgM和IgG水平，增强宿主体液免疫力。

3 防止组织病变

通过研究印度尼西亚、中国、高加索地区传统发酵乳中乳酸菌的细胞壁及其对氨基酸加热分解物和挥发性N-亚硝胺化合物的结合试验，证明乳酸菌细胞壁相对于其他细菌的细胞壁，对变异原和致癌物质具有很强的结合性，其吸附率达98%，从而减弱和消除了变异原物质的毒害作用。

乳酸菌细胞壁对变异原和致癌物质的结合性非常强，以此减轻和消除变异原物质的损害。乳酸菌细胞壁对这些变异原和致癌性物质的吸附作用，主要与其所含的肽聚糖有关，可能是由于肽聚糖与这些物质发生离子性吸附所致。

乳酸菌在养猪生产中的应用

在乳猪生产中的应用

乳猪是猪一生中最脆弱的时期，此时其消化系统、微生态系统和免疫系统本身尚未完善，极易发生各种病症。仔猪出生后，消化道内的菌群相对比较少，根据菌群优势的理论，接种乳酸菌很容易在肠道起到“先人为主”的作用，从而抑制有害菌的人侵和繁殖；在哺乳仔猪阶段，仔猪以吮吸母乳为主，母乳中含有大量乳糖，当仔猪发生腹泻时，乳酸菌可将乳糖转化为乳酸，因而降低了肠道pH值，抑制了大肠杆菌的生长，哺乳期仔猪胃酸分泌不足，无法通过内源酸维持胃肠道中酸性环境而激活胃蛋白酶及抑制有害菌增殖，饲料中各种原料成分与酸有一定的结合能力，仔猪采食后，胃内pH值升高，胃蛋白酶消化能力减弱，导致消化功能的紊乱。在哺乳阶段通过添加乳酸菌，一方面有益菌的增加会抑制、排挤有害菌，使胃肠道逐步建立有益菌群优势，此外乳酸菌会产生一定的消化酶帮助消化饲料，并产生一系列活性物质直接抑制有害菌，并乳酸菌还有调节消化免疫系统的功能，提高机体免疫力。目前集约化养殖，猪群一直生活在亚健康状态以及哺乳猪弱抵抗力，随着外界的变化，猪群肠道内的微生物体系会发生相应的变化，一旦有益菌群不能形成优势可能出现下痢，据统计，哺乳仔猪的死亡率占整个猪场死亡率的70%左右。

在仔猪生产中的应用

早期断奶仔猪免疫系统不健全，断奶应激又造成免疫抑制，使抗病力下降，断奶前的哺乳仔猪，其营养全部或部分由母乳提供，猪母乳中含有丰富的脂肪和易于消化的酪蛋白，其碳水化合物是以乳糖为主，不含淀粉和纤维。而断奶后，主要能量来源的乳脂由谷物淀粉所替代，可以完全被消化吸收的酪蛋白变成了消化率较低的植物蛋白，并饲料中还有仔猪几乎不能消化的纤维，仔猪在吮乳时，乳中含有大量的乳糖，乳糖被分解成乳酸，可弥补胃酸分泌不足，断奶后采食固体饲料，固体饲料中几乎不含有乳糖，这样造成胃内pH值升高，pH值升高有利于大肠杆菌的繁殖，致使肠道菌群失衡。仔猪经常发生断奶应激导致腹泻，严重影响其生长发育和抗病力，降低生产效益。

乳酸菌能分解饲粮中的蛋白质、糖类、脂肪，合成维生素和生物酶类，能显著提高词料的消化率和生物学效价，促进消化吸收。在饲料中添加乳酸菌，可以提高仔猪的采食量和日增重。张志龙分别用饮水、拌料两种方式给断奶前仔猪提供乳酸杆菌制剂，结果饮水组和拌料组平均窝增重比对照组分别提高11.92%和10.53%，料肉比分别提高10.7%和11.1%，两组平均窝增重、料肉比差异均不显著。仔猪在28～42日龄这个阶段日粮中添加乳酸菌，乳酸菌组较对照组空肠淀粉酶、十二指肠酶活性明显提高，蛋白酶活性差异不显著，乳酸菌组在结肠、盲肠pH值明显降低，其他肠段也有降低趋势，盲肠氨浓度也明显降低。

在育肥猪生产中的应用

大量的研究表明，通过外源添加乳酸菌可以提高动物生产性能，改善饲料消化利用率，改善肉质，提高肉的口感，是生产安全肉食品的首选饲料添加剂。毛倩在生长育肥猪日粮中添加乳酸菌，可提高采食量、日增重，降低料肉比。张建在生长育肥猪日粮中添加乳酸菌，平均日增重、日采食量显著提高，料肉比显著降低。张天阳等给生长育肥猪饲喂100ml乳酸菌可提高猪生长育肥阶段的平均日增重，对饲料转化效率有提高趋势，饲喂150ml乳酸菌对猪的成活率有改善趋势，饲喂100ml乳酸菌可提高每组平均每只猪生长育肥阶段的收益，可提高猪的胴体长，对眼肌面积有提高趋势，对猪肉嫩度和总胶原蛋白含量有提高趋势。

在种猪生产中的应用

在种猪生产中，繁殖是种猪种族繁衍的重要技能，猪场经营的成败取决于猪群繁殖的效率。临床较多常见的产后疾病有乳房炎、子宫炎、无乳综合症，目前的研究表明：大肠菌类微生物可能引起无乳，它产生的内毒素会降低分泌催乳素—一种泌乳所必需的激素。产后母猪，体质下降，受外界的影响较大，乳酸菌具有调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡，抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生等生物学功能。

超强乳酸菌——动物肠道的硬化剂，动物肠道问题的健康保障

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