乳酸菌在动物生产中的应用及研究进展

刘　欢，王　雪，纪晓宁，王　燕，龙　丹，洪创建

（齐齐哈尔大学食品与生物工程学院，黑龙江 齐齐哈尔　161006）



乳酸菌在动物生产中的应用及研究进展

刘欢，王雪，纪晓宁，王燕*，龙丹，洪创建

（齐齐哈尔大学食品与生物工程学院，黑龙江 齐齐哈尔161006）

摘要：乳酸菌是发酵饲料中公认最传统、最安全的发酵菌种，文章对乳酸菌的主要的生理功能及乳酸菌在动物生产中的应用现状作以阐述。

关键词：乳酸菌；应用；进展

近年来，研究者发现长期使用抗生素会影响动物肠道稳态，破坏菌群平衡，并导致肠道屏障功能受损，从而降低肠道的通透性。开发新型、高效且不破坏肠道屏障的抗生素替代物成为动物营养研究领域新的热点。直接、间接调控因子主要包括多肽类生长因子、微生态调控剂和营养代谢调控剂。微生态调控剂中应用最早、最广泛的益生菌是乳酸菌。乳酸菌是通过厌氧发酵产生大量乳酸的一类细菌的总称，被广泛用于发酵食品的生产中［1-2］。乳酸菌是发酵饲料中公认最传统、最安全发酵菌种，可产生乳酸、乙酸等物质，降低肠道pH，有效抑制腐败菌的生长，保持肠黏膜的完整性，并能促进可溶性钙、磷、铁和某些B族维生素的吸收［3］。乳酸菌本身也具有抗氧化性，还能生成乳酸菌素，抑制革兰氏阳性菌和阴性菌的滋生，降低腹泻率［4］。另外，乳酸菌发酵饲料产生的乳酸等有机酸能发出特有的酸香味，改善饲料的适口性，增加动物的采食量，并能降低肠道pH，维持动物肠道内的菌群平衡，还有免疫调节的作用［5］。

1　乳酸菌的主要的生理功能

1.1降低肠道pH，维持肠道内的菌群平衡

乳酸菌进入肠道后，产生的代谢产物乳酸、乙酸等降低了肠道pH。酸度低会抑制病原菌，如志贺氏菌、沙门氏菌、白色念球菌、金黄色葡萄球菌、致病性大肠埃希氏菌等，从而抑制有害菌繁殖，平衡肠道内菌群。乳酸菌对肠道内有害菌能产生非特异性颉颃作用，也可以抑制或减少有害菌的繁殖，并且其自身能产生多种抑菌物质，这些功能均可以有效替代抗生素达到提高动物的生长性能和改善饲养环境的目的［7］。Kobashi等通过将乳酸菌发酵的饲料饲喂断奶仔猪的研究结果表明，仔猪肠道乳酸菌数量明显增加，且有害菌数量急剧下降［8］。另外，乳酸菌在代谢过程中产生的抑菌物质，如H2O2、细菌素等，能使有害菌细胞氧化进而杀灭有害菌。此外，乳酸菌还能与大肠杆菌等有害菌通过营养物质的竞争，使其无法在小肠内膜上皮部位的结合位点附着而发挥抑菌作用［9］。

1.2促进营养物质的吸收

一些大分子不易水溶的蛋白质很难被机体消化，乳酸菌可以通过自身产生的蛋白酶将其降解为游离的氨基酸和小肽，氨基酸和小肽易于消化与吸收。乳酸菌还可以产生乳糖酶，能将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖。半乳糖是脑苷脂和神经物质的合成原料，促进脑组织发育。另外还可以通过乳酸菌的次级代谢合成动物体需要的各种维生素，增强其抵抗力，同时乳酸菌代谢还可以产生乙酸、乳酸和促生长因子［10］。此外，乳酸菌能将饲料代谢所产生的抗营养因子降解，例如棉籽粕的棉酚，菜籽粕的硫苷等，这对饲料适口性、动物进食量、饲料的消化率和利用率均有显著改善。除了上述功能外，乳酸菌还能促进脂类的代谢、维生素、矿物质钙、磷和铁的吸收。Carlson等报道，乳酸菌发酵饲料可使植酸磷降解成易被动物机体吸收的游离磷，提高了有效磷的利用［11］。

1.3增强机体免疫力

乳酸菌及代谢产物具有免疫调节活性，通过对乳酸菌加热致死后的菌体、细胞壁分离产物、菌体破碎液及细胞质提取液检测发现各种产物均都有免疫调节功能。Jessica等给小鼠灌注罗伊氏乳杆菌发酵食物，表明这种发酵食物能刺激机体产生CD4+和CD25+淋巴细胞，产生的这两种淋巴细胞可有效抑制乳腺肿瘤的发生［12］。Schnurer等研究表明，乳酸菌可广泛地应用在防治真菌感染方面［13］。此外，乳酸菌能产生特殊酶系，这些酶系能黏附并定植在肠黏膜上，从而降低血清中的胆固醇含量，起到预防和治疗心脑血管疾病的作用。

1.4改善风味

乳酸菌发酵后能产生乳酸、丁二酮、乙醛和3-羟基丁酮等很多风味物质，直接影响发酵产品的风味。研究表明，明串珠菌属和乳酸菌进行联合发酵能将糖转化成双乙酰、甲基乙酰甲醇等芳香成分，乳酸与酵母菌联用可以产生含有脂类香味的醇类［14］。乳酸菌产生的风味物质不仅能改善食品风味，还能去除某些原料的异味，例如保加利亚乳杆菌发酵产生的酸奶可以除去牛奶生臭味［15］。

2　乳酸菌发酵饲料在动物生产中的应用

2.1禽类

朱风华等研究表明，在蛋鸡饲料中采用乳酸菌发酵饲料替代部分蛋鸡料可以显著降低料蛋比，提高产蛋率，从而提高经济效益，并得出采用乳酸菌发酵饲料替代15%蛋鸡料是能提高蛋鸡生产性能的最佳比例［16］。郭元晟等在艾维茵肉鸡日粮中分别添加不同量的发酵乳杆菌微生物制剂，研究表明，肉鸡的肠道消化酶活性显著增强，且空肠、胰腺淀粉酶活性和十二指肠糜蛋白酶活性均显著提高（P＜0.05）［17］。尹鹏鹏在35日龄肉鸭饲料中添加发酵饲料（乳酸菌和芽孢杆菌协同发酵的饲料），末期体重和平均日增重显著提高［18］。

2.2猪

金桩等在生长猪饲料中分别添加不同比例（20%、30%和50%）的乳酸菌发酵饲料，研究结果表明，与对照组相比，平均日采食量、平均日增重显著增加，而料肉比显著下降（P＜0.05），且50%添加组的增重幅度和料肉比的降低幅度最大，发病率分别比对照组降低，表明乳酸菌的添加可以提高猪的抗病能力［19］。巩德球等在育肥猪饲粮中添加不同量的乳酸菌，结果表明，与对照组相比，育肥猪的平均日增重和平均日采食量显著增加，而平均料肉比均降低［20］。刘瑞丽等将复合益生菌发酵制剂饲喂育肥猪，研究结果表明，复合益生菌制剂的添加可显著提高育肥猪对饲料各营养素表观消化率，且提高采食量和日增重，改善料肉比，减少N、P污染［21］。

2.3牛

乳酸菌在反刍动物的饲粮中应用也较广泛，在反刍动物饲料中添加乳酸菌可有效降解粗纤维，提高日粮的适口性，增加动物抗病能力。何爽等采用乳酸菌发酵秸秆饲料饲喂架子牛，结果表明，与对照组相比，试验组的平均日增重提高0.17 kg，饲料转化率提高11%［22］。王曙阳等将乳酸菌等复合微生态制剂发酵的甜高粱渣饲喂奶牛，试验组奶牛产奶量和采食量及牛奶中乳蛋白含量和乳脂率均高于青贮玉米秸秆组［23］。李炳志灌注乳酸杆菌发酵液在患子宫内膜炎的奶牛子宫内，结果表明，治愈率高达85.71%［24］。Schmidt等将发酵过的甘蔗青贮饲料饲喂15～18月龄公牛，与对照组相比，公牛的平均日增重和饲料的利用率大幅提高，进而提高了公牛的生产性能［25］。

3　结论

乳酸菌发酵饲料技术融汇了酶工程技术、发酵工程技术和饲料工业技术等专业技术，并结合动物营养学、微生物学和饲料学等学科知识。乳酸菌发酵的饲料能提高饲料品质、稳定性、营养价值、适口性，饲料营养成分破坏较小。饲喂动物后能改善机体营养状况，提高饲料的转化率和动物生长性能等。随着乳酸菌代谢机制和遗传的进一步研究，其具有重要益生功能的基因被逐渐发现，乳酸菌发酵饲料成为未来发展的方向，也将会得到越来越广泛的应用。

［参考文献］

［1］ 张和平.自然发酵乳制品中乳酸菌生物多样性［M］.北京:科学出版社，2012.

［2］李姣.LB-19乳酸菌制剂保存、抑菌及临床应用效果的研究［D］.雅安:四川农业大学，2011.

［3］Jones C K，Derouchey J M，Nelssen J L，et al.Effects of fermented soybean meal and specialty animal protein sources on nursery pig performance［J］.Journal of Animal Science，2010，88（5）:1 725-1 732.

［4］刘海燕.乳酸菌发酵豆粕及其功效研究［D］.长春:吉林农业大学，2012.

［5］何谦，吴同山，李岩，等.发酵饲料对规模化猪场断奶仔猪生产性能的影响［J］.畜牧与兽医，2008，40（6）:62-64.

［7］徐子涵，许丽.乳酸菌在家禽生产中的应用［J］.饲料博览，2011 （5）:23-25.

［8］Kobashi Y，Ohmori H，Tajima K，et al.Reduction of chlortetracycline-resistant Escherichia coli in weaned piglets fed fermented liquid feed［J］.Anaerobe，2008，14（4）:201-204.

［9］Schär-Zammaretti P，Ubbink J.The cell wall of lactic acid bacteria:Surface constituents and macromolecular conformations［J］.Biophysical Journal，2003，85（6）:4 076-4 092.

［10］任科润，齐景伟，乌兰，等.反刍动物微生态制剂开发应用的研究进展［J］.饲料研究，2012（12）:17-19.

［11］ Carlson D，Poulsen H D.Phytate degradation in soaked and fermented liquid feed—effect of diet，time of soaking，heat treatment，phytase activity，pH and temperature［J］.Animal Feed Science and Technology，2003，103（1-4）:141-154.

［12］ Jessica R，Poutahidis T，Levkovich T，et al.Beneficial bacteria stimulate host immune cells to counteract dietary and genetic predisposition to mammary cancer in mice［J］.International Journal of Cancer，2014，135（3）:529-540.

［13］ Schnürer J，Magnusson J.Antifungal lactic acid bacteria as biopreservatives［J］.Trends in Food Science&Technology，2005，16 （3）:70-78.

［14］Smit G，Smit B A，Engels W J M.Flavour formation by lactic acid bacteria and biochemical flavour profiling of cheese products［J］.Fems Microbiology Reviews，2005，29（3）:591-610.

［15］Heyman M，Effect of lactic acid bacteria on diarrheal diseases［J］.Journal of the American College of Nutrition，2000，19（2）:137-146.

［16］朱风华，陈甫，徐进栋，等.乳酸菌发酵饲料对蛋鸡生产性能及蛋品质的影响［J］.饲料研究，2015（6）:48-52.

［17］郭元晟，闫素梅，张和平，等.发酵乳酸杆菌对肉鸡胰腺和小肠消化酶活性及营养物质消化率的影响［J］.动物营养学报，2011，23（7）:1 225-1 232.

［18］尹鹏鹏.发酵饲料对肉鸭生长性能及回肠菌群的影响［D］.雅安:四川农业大学，2012.

［19］金桩，彭健，胡新文，等.乳酸菌发酵饲料对生长猪生产性能的影响［J］.粮食与饲料工业，2010（3）:37-40.

［20］巩德球，关玮，陆逵，等.热带地区乳酸菌发酵饲料对育肥猪生产性能的影响［J］.饲料工业，2012，33（15）:26-28.

［21］刘瑞丽，陈小莲，卢永红，等.复合益生菌发酵非常规饲料对肥育猪生产的影响［C］.第六次全国饲料营养学术研讨会论文集，2010.

［22］何爽，张丽，张田田.秸秆乳酸菌发酵饲料饲养架子牛的试验［J］.黑龙江畜牧兽医，2009（22）:94.

［23］王曙阳，张向阳，苏宏，等.复合微生物菌剂袋装发酵甜高粱渣对奶牛产奶量及奶成分的影响［J］.甘肃农业大学学报，2014，49（2）:21-24.

［24］李炳志.奶牛子宫内膜炎菌群分析及微生态制剂对其疗效观察［D］.杨凌:西北农林科技大学，2014.

［25］ Schmidt P，Nussio L G，Queiroz O C M，et al.Effects of Lactobacillus buchneri on the nutritive value of sugarcane silage for finishing beef bulls［J］.Revista Brasileira De Zootecnia，2014，43 （1）:8-13.

Application and Research Progress of Lactobacillusin Animal Production

LIU Huan，WANG Xue，JI Xiaoning，WANG Yan*，LONG Dan，HONG Chuangjian
（College of Food and Biological Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，Heilongjiang China）

Abstract：Lactobacillus is recognized as the most traditional and safe fermentation bacteria in fermented feed.This paper reviewed the main physiological functions of Lactobacillus and described the application status of Lactobacillus in animal production.

Key words：Lactobacillus；application；progress

中图分类号：S816.6；Q939.11+7

文献标志码：A

文章编号：1001-0084（2016）04-0028-03

收稿日期：2016-02-21

基金项目：大学生创新创业项目（201510221030）；黑龙江省自然科学基金项目（C2015049）；齐齐哈尔大学青年基金（2014k-M26）；齐齐哈尔教研项目（2014095）；农业部现代奶牛产业化技术体系（CARS-37）；黑龙江省应用技术研究与开发计划重大项目（2013G0880）；国家星火计划项目（2013GA670002）；齐齐哈尔市科技局项目（NYGG-201410）

作者简介：刘欢（1993-），女，天津人，硕士研究生，研究方向为食品科学。

*通讯作者：副教授，硕士生导师，E-mail:wangyan0468@126.com。