益生素在猪饲料中的应用研究

黄 薇周建川何 健

(1.四川铁骑力士实业有限公司冯光德实验室，四川绵阳621006；2.西南科技大学，四川绵阳621000)

动物肠道是养分吸收利用的关键部位。肠道内寄生着大量的微生物，正常情况下，肠道内有益菌处于优势地位，动物表现出健康状况。当受某些内外界因素不良影响时，肠道内有害菌大量繁殖，导致宿主疾病，破坏肠黏膜，使养分消化吸收率下降，从而导致动物生产性能的下降。因此，维持肠道内有益菌的优势地位，即微生态平衡，对动物的健康及最佳生产性能的发挥是非常重要的。由于抗生素存在很多弊端，如在杀死有害菌的同时，也杀灭有益菌，易导致二重感染等。营养学家和微生态学家一直在寻找研究微生态制剂，研究和应用较成功的活菌制剂（又称益生素）、寡糖、酸化剂和酶制剂。在此对益生素作一综述。

1 益生素的分类及作用机理

1.1 益生素的概念与分类

益生素又名促生素、竞生素、生菌素、活菌剂、微生态制剂等，是活的微生物饲料添加剂，在希腊语中意为“有利于生命”（Gibson等，2000）。益生素作为饲料添加剂始于Metehnikoff(1907)用牛奶调治幼畜腹泻出现的菌群失调。而益生素(Probiotics)一词首次出现于1965年，Lilly等将其定义为“由一种微生物分泌，刺激另一种微生物生长的物质”。随着对益生素的进一步认识，Sogaard(1990)将其定义为被摄入动物体内后，参与肠内微生物平衡，抑制肠内有害微生物群落生长，或者通过增强机体非特异性免疫功能来预防疾病，从而促进动物生长、提高饲料转化率的活的微生物。

益生素按照所用的菌种类型可以分为乳酸菌类、芽孢杆菌类、酵母菌类。

目前允许使用的安全的微生物品种见表1、表2。

1.2 益生素的作用机理

益生素中的菌株种类很多，在畜牧生产中效果差异较大，但其主要作用机理如下：①产生抑菌物质；②生物屏障作用；③提高机体免疫机能；④与病原菌竞争营养物质；⑤提供营养物质。

1.2.1 乳酸菌类的作用机理

①乳酸链球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+与乳酸杆菌表面胰蛋白酶结合，致使病原菌不能从体内得到Fe2+，有效地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。

表2 美国允许使用的安全微生物品种

②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。

③乳酸杆菌和双歧杆菌所产生的乳酸、乙酸等有机酸不仅是动物的能量来源，还可降低肠道pH值，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。

④乳酸菌能够促进免疫器官的发育成熟、刺激宿主建立完备的免疫系统。另外，其可刺激宿主产生免疫及清除功能，如通过活菌体内或代谢产物中含的较高超氧化物歧化酶(SOD)，增加黏膜表面和血清中I－gA、IgM、IgG水平，加强体液免疫，促进T、B淋巴细胞的产生，活化自然杀伤细胞并产生免疫球蛋白。

1.2.2 芽孢杆菌类的作用机理

①芽孢杆菌在肠道主要通过生物夺氧维持肠道生态平衡，这是因为肠道原籍优势菌大多属厌氧菌，而有害菌和外来菌多为需氧菌。

②拮抗病原微生物。

③产生多种有益代谢产物，可分泌多种酶类，参与动物消化道“酶池”，促进动物对营养物质的消化吸收。Sogaard（1990）报道，枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。

1.2.3 酵母菌类的作用机理

活酵母所产生的作用可以认为是一种屏蔽效应，该效应可改善消化道微生态环境，保护动物消化道。活酵母通过3个已得到科学证明的作用机制发挥其作用：

①通过产生可破坏梭状芽孢杆菌（Clostridium）在肠道黏膜上所产毒素（A和B）的蛋白酶，减少由此造成的损伤，从而有助于减少腹泻的发生。

②通过与有鞭毛的致病性细菌（如大肠埃希氏杆菌、沙门氏菌）结合形成复合物，并通过粪便将复合物排出体外，使有助于消化的菌群肠道中处于正态平衡状态。

③通过刺激酶的活性、提高肠道上皮细胞的成熟程度、增强肠黏膜和肠壁的完整性，从而增强动物免疫应答能力，提高饲料利用率。

2 益生素在猪营养中的作用效果

2.1 乳酸菌类在猪营养中的作用效果

Mallo(2010)报道，饲料中添加粪肠球菌CECT4515 106CFU/g，112头猪，每圈7头，2个处理，每个处理8个重复，饲养期28～56 d，试验结束，添加粪链球菌处理组末重增加7.7%(18.1vs19.5 kg,P＜0.05)，并且提高了猪的日增重 (392vs443 g/d，P＜0.05)和饲料转化率(1.74vs1.60)。提高了猪回肠、盲肠、粪便中乳酸菌的数量（7.9×106vs5.9×105，P＜0.05；5.0×107vs.3.1×107，P＜0.01；3.9×107vs.5.0×106，P＜0.05），并且降低了回肠大肠杆菌的数量(1.2×105vs.1.3×106，P＜0.01)。

Bon（2010）报道，4周龄仔猪，断奶后饲喂6周2×109CFU/kg活酵母S.boulardii CNCM I-1079，接着饲喂3周1×109CFU/kg乳酸片球菌MA18/15M。益生素处理组显著提高了饲料的转化率（P＜0.05）。降低了断奶后4周肠道大肠杆菌数（3 log），降低了大肠菌群数(2 log)，差异极显著(P＜0.01)。其中小肠绒毛高度、隐窝深度、杯状细胞处理与对照组差异均不显著(P＞0.05)。

Hoang（2010）试验，使用 96 头 21～23 日龄断奶仔猪 ，处理1：空白组；处理 2：LAB1[屎肠球菌Enterococcus faecium 6H2（3×108CFU/g）+ 嗜酸性乳杆菌Lactobacillus acidophilus C3（4×106CFU/g）+戊糖片球菌 Pediococcus pentosaceus D7（3×106CFU/g）]；处理3：LAB2[屎肠球菌 E.faecium 6H2（3×108CFU/g）+嗜酸性乳杆菌L.acidophilus C3(4×106CFU/g)+植物乳杆菌 L..plantarum 1K8(2×106CFU/g)(1K8分离于结肠)]；处理 4：LAB3[植物乳杆菌 L..plantarum 1K8(2×106CFU/g)+嗜酸性乳杆菌 L.acidophilus C3（4×106CFU/g）+植物乳杆菌 L..plantarum 1K8（2×106CFU/g）]，试验结果在断奶后的头2周各益生素处理组仔猪的采食量、日增重、饲料转化率均与对照组差异显著（P＜0.05），各处理间差异不显著（P＞0.05），断奶后的3～5周各益生素处理组仔猪的采食量、日增重、饲料转化率与对照组及各处理组间差异均不显著（P＞0.05）。益生素添加组在断奶后14 d和35 d，小肠和盲肠乳酸和乙酸含量均较对照组提高，差异显著（P＜0.05），丙酸仅35 d差异显著（P＜0.05），14 d差异不显著。丁酸在小肠和盲肠14 d和35 d差异均不显著。断奶后前2周处理组和对照组间饲料的OM、CP、CF的回肠表观消化率(CIAD)显著提高（P＜0.05），各处理间差异不显著（P＞0.05）。处理组和对照组饲料CP和CF的全消化道表观消化率(CTTAD)也显著提高(P＜0.05)，而OM的CTTAD差异不显著。断奶后3～5周各处理和对照组间OM、CP、CF的CIAD和CTTAD差异均不显著 (P＞0.05)。在试验的第一周处理组和对照组间的腹泻率和腹泻指数没有显著的差异(P＞0.05)。然而第2周益生素处理组显著降低了仔猪的腹泻率和腹泻指数(P＜0.05)。

Hoang等（2010）报道，复合乳酸杆菌制剂对大肠杆菌攻毒仔猪腹泻影响，复合乳酸菌组显著降低腹泻指数（81%vs15%）。

也有报道称，添加益生菌对仔猪的生产性能没有影响。Strompfová等（2006）研究表明，添加屎肠球菌（EK13）对断奶仔猪的生产性能无显著影响，但有提高14日龄仔猪体重和日增重的趋势。Broom等（2006）研究发现，在日粮中添加1.4×109CFU/kg剂量的屎肠球菌SF68，对仔猪的生产性能和胃肠道内的菌群数量无影响，但是在断奶后20 d，血液IgG的水平有降低的趋势。Taras等（2007）也发现，添加屎肠球菌（NCIMB 10415）对断奶仔猪的生产性能无显著影响，但使饲料转化率有所改善。

Nousiainen等（1993）报道26个使用乳酸菌产品的试验结果:16个试验结果猪的生长性能得到改善，9个试验结果猪的生长性能反而下降，8个试验结果猪的饲料转化率得到提高，9个试验结果猪饲料转化率却降低了，乳酸菌制剂在猪上的作用及其机制尚需更多研究。

2.2 芽孢杆菌类在猪营养中的作用效果

刘影等（2010）报道，日粮添加枯草芽孢杆菌可以减少哺乳仔猪的腹泻，提高断奶活仔数和断奶体重，减少断奶后的生长抑制，促进断奶仔猪的生长。四川农业大学潘康成教授（2006）的研究证明，在仔猪基础日粮中添加的枯草芽孢杆菌制剂，使试验组比对照组的头均日增重提高3.92%，饲料转化率提高了5.96%,腹泻率降低了5%，净增重耗料成本降低了4.61%。蔡一鸣（1995）、曹国文（1997）用无毒芽孢杆菌治疗仔猪黄痢、白痢，取得了较好疗效，仔猪黄痢治愈率分别达96.18%、94.29%，仔猪白痢治愈率分别为96.94%、94.02%。张国龙等（1994）报道，35日龄断奶仔猪日粮中添加0.2%～0.4%活菌制剂(主成分是蜡样芽孢杆菌)可使粪中大肠杆菌总数明显降低，同时血清中超氧化物歧化酶(SOD)的活性高于对照组35%（P＜0.05）。曾东等（1995）研究了芽孢杆菌微生物饲料添加剂“8701”在不同营养条件下对30～90 kg猪的生产性能的影响。结果表明，单独添加“8701”在高营养水平下可提高日增重7.6%，在低营养水平下可提高日增重3.5%。

Chen等（2006）报道，日粮添加芽孢杆菌对育肥猪生产性能的影响(益生菌组：枯草芽孢杆菌1×107CFU/kg+凝固芽孢杆菌2×106CFU/kg+嗜酸乳杆菌5×106CFU/kg)，48头猪，起始体重90 kg，分别添加0.1%益生素、0.2%益生素，ADG均较对照组提高5.29%和11.44%，ADFI均较对照组提高1.60%和6.02%。DM消化率也较对照组提高1.15%和1.66%，N消化率也较对照组提高0.79%和3.88%。

2.3 酵母菌类在猪营养中的作用效果

胡友军等（2003）报道，添加耐高温活性酵母组的断奶仔猪饲粮的生产性能（试验末重、日增重和饲料转化率）极显著(P＜0.01)优于添加金霉素组，采食量有提高的趋势（P=0.07）；与金霉素联合使用后饲料转化率无显著影响（P=0.13），且显著降低了采食量（P＜0.05）。添加耐高温活性酵母组的断奶仔猪腹泻率极显著(P＜0.01)低于添加金霉素组，严重腹泻率显著(P＜0.01)低于添加金霉素组；与金霉素联合使用后断奶仔猪腹泻率无显著差异。王玲等(2008)报道，早期断奶仔猪口服活性酵母培养物有助于提高其生产性能，降低腹泻率，提高机体细胞免疫水平。

应用试验证实，酵母菌能通过调整母猪消化道的微生态平衡，很好地解决其便秘问题，并提高母猪哺乳期的采食量和仔猪的断奶成绩。蔡锐芳等(2011)报道活酵母菌对哺乳母猪生产性能的影响表明，活酵母菌提高了哺乳母猪的采食量(P＞0.05)和仔猪的窝增重(P＜0.05)。2003年INZO公司在法国进行的试验是选用60头哺乳母猪，从母猪分娩前3周起至哺乳期结束，母猪日粮按1×109CFU/kg添加布拉酵母I-1079株，结果表明，在日粮中添加了布拉酵母I-1079株后，哺乳母猪的平均采食量从7.40 kg增加到8.48 kg，仔猪断奶时的窝重较大，平均增加了7.12 kg。李彪等（2009）报道，添加活性酵母组母猪所产仔猪，21日龄断奶前的平均日增重和断奶重都显著高于对照组，同时，添加活性酵母具有提高哺乳母猪采食量、提高断奶率及改善母猪胃内菌群结构的作用，其中母猪胃内双歧杆菌和厌氧菌的增加达到极显著水平。

3 结语

益生素已逐渐被认为是最有潜力取代抗生素的产品之一，其中乳酸菌类、芽孢杆菌类、酵母菌类在猪的饲料中已经得到广泛的应用，其中以乳仔猪应用效果较为明显。新益生素的研究也将是未来的发展方向，选育稳定性好、安全性强、抗逆性强的益生菌菌种是今后益生素产品开发的关键，并需要改进研究手段，进一步弄清益生素的作用机制应是推进益生素科学应用的重要前提。

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