乳酸杆菌制剂及其在维护断奶仔猪肠道健康中的应用

马青山 余占桥 张日俊

乳酸杆菌制剂及其在维护断奶仔猪肠道健康中的应用

马青山 余占桥 张日俊

目前，抗生素滥用导致的耐药性及药物残留问题已十分严重，同时，断奶仔猪肠道健康迫切需要抗生素替代品予以维护。微生态制剂在这种情况下出现，乳酸杆菌制剂作为一种重要的微生态添加剂已被畜牧业广泛应用，文章综述了乳酸杆菌制剂的应用效果、最佳的使用剂量及其维护断奶仔猪肠道健康的可能机制。

乳酸杆菌制剂；断奶仔猪；肠道健康；机制

近十年来，随着我国科学技术飞速的进步，畜牧业也得到了持续稳定的发展，并成为国民经济的支柱产业。然而，抗生素的大量使用已经成为制约我国畜牧业发展乃至走向世界的瓶颈。从发展来看，在食用动物中禁用限用抗生素饲料添加剂已经成为世界共识，是大势所趋，而早期断奶造成的仔猪腹泻亦是一个急需解决的问题。益生素中使用最为广泛的乳酸杆菌制剂必将作为一种绿色、健康的饲料添加剂，在替代抗生素、维护断奶仔猪肠道健康等问题中扮演重要角色。

1 断奶应激对仔猪肠道发育的影响

断奶期间仔猪日粮由富含乳糖、脂肪和酪蛋白的液体日粮转变为含有大量淀粉、来源各异的蛋白质及脂肪的固体饲料，这对仔猪造成严重的应激反应，并影响其肠道的正常发育。在早期断奶阶段，仔猪的胃肠道消化机能尚未完善，不能充分利用常规的玉米豆粕型日粮，同时因日粮中抗原成分（如大豆中的抗原蛋白等）和病原菌的影响，导致肠绒毛高度缩短，隐窝深度增加，两者比率的下降，营养物质吸收严重降低，仔猪采食量下降，生产性能下降，引起应激反应。

断奶对于消化酶的分泌也有不利的影响。仔猪胃肠道内绝大部分种类消化酶活性随日龄增长而增加，只有乳糖酶活性在出生后两周内维持在高水平，以后逐渐下降[1]，但到了断奶时各种消化酶（胃蛋白酶、胰淀粉酶、脂酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶）活性急剧下降，需2周才能恢复至断奶前水平。在此期间，由于消化酶的分泌不足，大量的饲粮无法被顺利的消化吸收，较多的饲粮进入后肠发生腐败分解，引起大肠杆菌等有害菌群增殖，产生多量的胺类毒性物质，对肠壁组织造成损伤，使肠道蠕动加快和分泌增加，造成腹泻。可见，无论是日粮变化引起的营养应激反应还是仔猪断奶导致的生理应激反应，都对仔猪的正常微生态区系造成不良影响，危害肠道健康，所以正常的微生态区系对保证仔猪肠道健康、控制腹泻有着至关重要的作用，肠道的常住菌（乳酸杆菌等）能够帮助宿主建立成熟平衡的微生物区系，维持胃肠道内环境稳定，减少有害菌的侵入，缓解断奶应激。

2 乳酸杆菌制剂的益生作用

2.1 乳酸杆菌制剂的应用效果

国内外大量研究表明，乳酸杆菌制剂的益生作用主要表现为促进动物生长、调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡、防治胃肠道感染、提高机体免疫力、产生多种抑菌物质。Collington等研究认为，乳酸杆菌对提高宿主的营养、调节肠道菌群结构及改善肠道微生态环境等均有有利影响[2]。Guerra等研究发现乳酸菌能够显著提高断奶仔猪的平均日增重，并且对于控制肠道中总大肠杆菌数量具有明显效果[3]。据LZ等报道，添加不同水平乳酸杆菌可明显降低肉仔鸡盲肠内大肠杆菌数量[4]。另据王平等报道，在仔猪出生时即投喂生芽孢乳酸杆菌TPY-211口服液，对防治7日龄内仔猪腹泻有明显效果[5]。王凯等研究发现在28日龄断奶仔猪日粮中添加高浓度植物源液态乳酸杆菌，同对照组相比，可明显提高仔猪的生产性能、降低消化道pH值、提高肠道酶活性，同时保持了正常的微生态平衡[6]。据何谦报道使用乳酸菌发酵饲料能明显改善断奶仔猪生长性能，减少腹泻发生，降低“仔猪断奶应激综合症”的负面影响，提高养殖经济效益[7]。

另外，乳酸杆菌在仔猪体内正常定植生长，能够在维持肠道健康的同时提供多种的必需氨基酸和B族维生素、维生素K等，提高矿物元素的生物活性，提高仔猪的生产性能[8]。可见，乳酸杆菌制剂的使用能够较好地维护断奶仔猪肠道健康，提高其生长性能，降低抗生素的用量，降低饲养成本，综合提高生态效应和经济效益。

2.2 乳酸杆菌制剂的最佳使用剂量

乳酸杆菌在断奶仔猪日粮中适宜的添加量主要受到日粮类型、动物日龄及饲养环境等诸多因素的影响，不同研究的最适添加量一般不同。张常明等分别饲喂断奶仔猪含1.2×107cfu/ml乳酸杆菌的菌液10、30、60ml，发现饲喂 30m l乳酸杆菌菌液的仔猪平均日增重高于其它两组，而料重比低于其它两组[9]。杨立彬等研究发现，在断奶仔猪日粮中添加0.1%的乳酸杆菌复合菌剂，同对照组相比，可显著提高仔猪平均日增重及干物质、钙、磷、粗蛋白质、能量消化率，同时发现淋巴细胞转化率也高于对照组[10]。吴忠良等报道，按体重分别饲喂断奶仔猪107、109个/kg乳酸杆菌，发现添加107个/kg的断奶仔猪平均日增重优于添加109个/kg，并且高剂量的乳酸杆菌（109个/kg）有增加断奶后疾病发生率和死亡率的趋势[11]。Yu等饲喂断奶仔猪不同的乳酸杆菌发酵饲料（3.2×106、5.8×107和 2.9×108cfu/g日粮），发现日粮中添加5.8×107cfu/g乳酸杆菌发酵饲料的仔猪平均日增重、粗蛋白的消化率及血清中特异性抗卵清蛋白抗体IgG水平都高于其它两组[12]。也有研究发现，综合使用几种乳酸杆菌能够表现出更好的效果，Huang等使用105cfu/ml嗜酸乳杆菌、格氏乳杆菌及罗伊氏乳杆菌复合乳酸杆菌制剂饲喂断奶仔猪，发现同使用单一乳酸杆菌相比，复合乳酸杆菌制剂能够提高仔猪生长性能，增强大肠杆菌攻毒的耐受力，并且改善了肠道菌群平衡状态[13]。总之，日粮中添加的乳酸杆菌量并非越高越有利于仔猪的肠道生理健康，相反添加量过高可能导致菌群结构部分失调，免疫刺激过于强烈，对断奶应激更加敏感，所以无论从应用效果还是经济效益上来讲，过高的添加都是不利的。

3 乳酸杆菌制剂维护断奶仔猪肠道健康的可能机制

3.1 维护消化道微生态平衡

正常动物消化道内的微生物与宿主保持着动态的平衡，微生物的种类和数量长期保持稳定，这是动物在长期进化中通过内、外环境选择而形成的，且微生物群中的优势菌群对整个种群起决定作用，维持着畜禽的正常和生产[14]。优势菌群指在整个微生态系统中起决定性作用的菌群。如果有益菌占优势，则它会抑制致病菌的生长繁殖。在过去的研究中可以发现，健康动物的胃肠道内，有益菌占99%以上，为优势菌群，优势菌群的最重要作用在于它能阻止侵入肠道中的病原微生物定居；但是在机体受疾病影响的情况下，优势菌群会发生更替，正常的微生态平衡遭到破坏，病原菌迅速生长，引起动物肠道机能紊乱[15]。此时，饲喂乳酸杆菌等益生素，可使动物重新建立正常的微生态菌群，抑制沙门氏菌、大肠杆菌及梭状菌等病原菌，促进乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌增殖，保持健康的肠内菌群平衡，维护动物的肠道健康[16]。研究表明，乳酸杆菌能定植于鸡和猪的肠道上皮，与动物体建立一种共生关系，调节肠道种群的形成，保持消化道微生态平衡，并能有效地防止肠道致病菌，如沙门氏菌对动物的感染[17]。Ohashi等饲喂断奶仔猪乳酸杆菌（Lactobacillus delbrueckii subsp）并通过荧光实时定量PCR分析仔猪肠道菌群分布情况，发现饲喂乳酸杆菌后仔猪肠道中固有优势菌如乳酸菌、双歧杆菌等数目增加，说明乳酸杆菌能够保持仔猪肠道菌群的平衡状态[18]，从而维护仔猪的肠道健康。

3.2 抗菌作用

乳酸杆菌能够抑制和杀灭大肠杆菌、沙门氏菌及梭状菌等病原菌来保持断奶仔猪肠道健康。Missotten实验证明仔猪回肠的乳酸杆菌能够抑制沙门氏菌的生长[19]，曹国文等研究发现，利用分离的乳酸杆菌上清液对3株大肠杆菌进行抑菌试验，能产生明显的抑菌圈[20]。其抗菌机制主要涉及到其产生的各种代谢产物，包括有机酸、细菌素、过氧化氢等物质。乳酸杆菌产生的乳酸等有机酸能显著降低肠道环境pH值和Eh(氧化还原电位)值，使肠内处于酸性环境，对致病菌有较强拮抗作用，Bomba等发现乳酸杆菌分泌的大量有机酸能够有效抑制肠道中的病原微生物[21]。细菌素是细菌代谢过程中合成并分泌到环境中的一类对亲缘关系较近的种有抑制作用的蛋白类抑菌物质，几乎每个种属的乳酸杆菌都可产生细菌素，主要对革兰氏阳性菌有抑制作用，如肠道中大肠杆菌、沙门氏菌等，并且细菌素属于蛋白类物质，容易降解，无毒副作用。另外，过氧化氢具有杀菌作用，这是人们所熟知的，乳酸杆菌产生的过氧化氢能够抑制、杀灭肠道中的病原微生物，促使有益微生物在细菌种间的相互竞争中保持优势[22]。

3.3 提高肠粘膜免疫功能

如前所述，断奶造成的应激严重危害着仔猪的肠道健康，很大程度上降低了肠道粘膜的免疫功能，整个机体中70%以上的免疫细胞存在于肠道粘膜中，所以提高肠道粘膜的免疫功能无论是对维护肠道健康，还是确保仔猪正常生长都至关重要。肠道中乳酸杆菌能够通过刺激粘膜免疫和系统免疫的途径来促进宿主动物的免疫力，具体表现在：明显激活肠道中巨噬细胞的吞噬作用、诱导产生干扰素、促进细胞免疫、产生抗体。Bielecka等研究发现口服乳酸杆菌能明显增加仔猪肠道巨噬细胞的活性，活菌制剂和灭活菌制剂的效果无明显差异，均能提高肠道巨噬细胞的活性，提高仔猪肠道粘膜免疫[23]。Mizumachi等利用乳酸杆菌（Lactobacillus plantarum LQ80）制剂饲喂断奶仔猪，发现饲喂乳酸杆菌制剂后，血清中总IgM和IgG显著高于对照组，但肿瘤坏死因子却显著低于对照组，这说明乳酸杆菌制剂能够通过非炎性反应提高断奶仔猪的粘膜免疫和系统免疫[24]。

3.4 降低氨、胺等有害物质的产生

由动物后肠发酵而产生的氨、胺、吲哚、硫化氢等物质不仅对肠粘膜细胞有明显的毒害作用，而且严重危害着畜舍及其周边的环境，饲喂乳酸杆菌后，降低了肠道中大肠杆菌、沙门氏菌及梭状菌等有害菌的数量，使肠道内的有益菌增加，同时动物排泄物中的有益菌数量亦增加，致病性菌减少，从而降低了氨、胺等有害物质的产生，净化了体内外环境，减少了疾病的发生，综合提高经济、环境效益。

4 展望

乳酸杆菌作为一种重要的微生态制剂，可调节动物消化道微生物区系平衡、发酵碳水化合物并产生大量乳酸改变胃肠道pH值、提高消化酶活性、抑制肠道有害微生物生长，对宿主的生长状态和肠道健康起到有益的作用，因此乳酸杆菌制剂作为绿色、健康、新型的抗生素替代品，在维护断奶仔猪肠道健康方面将发挥重要的作用。

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（编辑：刘敏跃，lm-y@tom.com）

S816.79

A

1001-991X（2010）15-0010-03

马青山，中国农业大学饲料生物技术实验室，博士，100093，北京市海淀区圆明园西路2号中国农业大学西校区神内楼212。

余占桥、张日俊（通讯作者），单位及通讯地址同第一作者。

2010-05-23