乳酸菌在动物营养中的应用与研究进展

汤 悦 ，谢智银 ，许阿荔 ，汪 沐 ，谢 鹏

（1.淮阴师范学院生命科学学院，江苏 淮安 223000；2.江苏省淮安市农业委员会，江苏 淮安 223000）

随着畜牧业的规模化快速开展，为防治畜禽患病、促进生长，人们大量应用抗生素等药物，而随之所引发的动物抗病力下降、兽药残存、产品质量降低等问题也日益严重，这不仅使畜牧业的可持续发展面临严重挑战，也影响了人类健康安全。因此，世界各国近年来非常注重益生菌在畜禽饲料中的研究与应用，积极筛选具有耐加工、稳定性好的益生菌株来替代抗生素药物，且制定合理有效的使用方法也成为当前动物营养学关注的热点。笔者综述了乳酸菌在动物营养中的应用及研究进展，旨在对畜牧业发展提供一定的理论和实践参考。

1 乳酸菌生物学特性

乳酸菌是一类发酵碳水化合物产生大量乳酸的革兰阳性菌，分属于细菌界的5个门43个属［1］。乳酸菌各种类形态各异，有长杆状、短杆状、圆形等，菌落一般为浅色，菌落直径3 mm左右，不形成芽胞，运动性较差，过氧化氢酶阴性，广泛存在于人、畜、禽的肠道中，其最佳生长繁殖温度为30～35 ℃、pH 值约 6.5，厌氧或兼性厌氧生长［2］，发酵糖类物质的能力强，较为耐盐。乳酸菌在液体培养基中浓度较低，这主要是由其营养需求和代谢生理特性所决定。目前，植物乳杆菌、双歧杆菌乳杆菌、嗜酸乳杆菌和粪链球菌等在饲料中的应用较多［3-5］。

2 乳酸菌在动物营养中的应用

乳酸菌是自然界中普遍存在的微生物，常以微生物发酵饲料或者饲料添加剂的方式应用于动物营养中。发酵就是利用微生物将有机物进行分解获得某种特定产物的生物化学过程［6］，其原料来源广泛，包含各种粮食或食品工业生产副产物，如大豆、小麦、花生壳、果汁残渣等。研究显示，乳酸菌类饲料具备诸多益处，如可提高畜禽生产性能、提高动物产品质量以及改善动物健康水平等，能够从整体上提升动物生产水平和经济效益。

2.1 对动物生产性能的影响

动物饲料在添加或接种乳酸菌后，营养价值提高且易被消化。厌氧环境可促进乳酸菌生长繁殖并产生淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等多种消化酶类及其他活性酶类，利于营养物质的分解和转化，因此，乳酸菌类饲料可明显促进动物对饲料原料的消化，增强养分的吸收利用率，故而有利于饲料营养价值的发挥和畜禽生产性能的提高。王志祥等［7］试验证实，加入了乳酸菌的猪饲料，可使仔猪胰脏以及肠道残留饲粮中脂肪酶和淀粉酶活性明显增强；陈静等［8］试验证明，乳酸菌类饲粮能够使鸡空肠蛋白酶和淀粉酶活性提高、肉鸡平均日增重变大、料重比降低；吴亨进等［9］研究指出，乳酸菌微生态制剂被加入到饲料中后，能显著增加肉鸡增重速度；Kalavathy等［10］的研究显示，肉鸡经饲喂乳酸菌类饲料后，其日增重明显提高。与乳酸菌以添加的方式制成的饲料相比，接种乳酸菌的发酵液体饲料具有类似作用［11］。根据乳酸菌发酵糖类生成乳酸的产率，可将乳酸菌分为2类，分别是同型发酵乳酸菌（Homo-fermentative lactic acid bacteria）和异型发酵乳酸菌（Hetero-fermentative lactic acid bacteria）［12］。同型发酵乳酸菌能够以较少耗能且较大程度地充分利用饲料，经发酵后饲料质量得到改善，Weinberg 等［13］研究表明，家畜采食乳酸菌制剂饲料后，其日增重和产奶量明显提升；金桩等［14］将不同接种量的乳酸菌发酵饲料分别加入生长猪饲料中，在不同水平上，生长猪的各方面生产性能得到不同水平的提高，料肉比也有不同程度的下降。这与乳酸菌及其复合制剂在仔猪饲料中的应用研究结果一致［15-16］。

2.2 对动物产品品质的影响

动物饲粮经乳酸菌发酵后富含多种醇类、酯类和糖类等风味物质，酸味香味浓烈，适合动物的喜好，极大地提高了动物的食欲，增加了畜禽的采食量，此时动物的增重速度自然加快、瘦肉率也相应提高。其次，动物的肌红蛋白经氧化后形成高铁血红蛋白，能够使肉色变暗，而乳酸菌恰恰能够阻碍该类氧化进程，还可以阻止细胞膜脂质的过氧化发生，因而采食乳酸菌类饲料的畜禽，从外观上看其肉的呈色更亮。不仅如此，乳酸菌还能够干预脂肪酸代谢过程，致脂肪沉积更多、脂肪分布范围扩大，肉的嫩度因而显著提高。乳酸菌发酵液具有抗氧化活性，国内外研究人员均有所证明：经饲喂乳酸菌液后的母猪，体内抗氧化酶和其他抗氧化物质活性也有所提高［17-18］；谢全喜等［19］试验结果显示，饲料中加入乳酸菌可明显提高鸡禽总抗氧化水平；马青竹［20］研究发现，饲喂含乳酸菌饲料的猪，其粗蛋白与脂肪含量明显提高、肉色更鲜亮；李涛等［21］试验结果也显示，经乳酸菌发酵的饲料可以显著改善猪肉亮度和嫩度。这些结果在一定程度上均证明了乳酸菌类饲料能够显著改善动物产品的品质。

2.3 对动物肠道健康状况的影响

糖类物质能够被乳酸菌利用，通过代谢生成乳酸等有机酸和多种活性酶类，乳酸菌还能分泌乳酸菌素等细菌素，具有抑制其他微生物生长的功能，生成的有机酸使动物肠道呈酸性，肠道内有害细菌在该环境下其增殖亦受到抑制，消化道中大肠杆菌、沙门菌、胞内劳森菌和短螺旋体等的数量因此大大降低［22-24］。 徐登峰等［25］的试验表明，大肠杆菌的菌类活动受乳酸菌类饲料干预后均被抑制；Jin 等［26］研究显示，乳酸杆菌存在的情况下，肉鸡肠道内大肠杆菌数量有所减少。乳酸菌不仅能够降低有害微生物的数量，还能够调节肠道菌群结构，使肠道环境得到大大改善［27］。 Muralidhara 等［28］研究表明，仔猪在采食乳酸菌类饲料后，其体内有害菌的数量显著降低，而益生菌菌群数量增加。该现象的出现，很好地证明了畜禽肠道微生物环境得到改善；除此之外，覃春富等［29］研究表明，提高饲料的活菌数或降低其pH值，可通过乳酸菌与乳酵素的搭配对饲料进行发酵的方式而实现，与此同时，饲料也获得了更长时间的食用期。乳酸因其具有酸性，故能够很好地抑制有害微生物的异样增长，有利于母猪产后子宫恢复，降低其生产应激［30］。金桩等［31］试验研究显示，发生过流行性腹泻的猪在采食了添加乳酸菌的基础饲料后，其发病率显著降低且病程短，有效地说明了乳酸菌能提高动物的抗病力；Otero等［32］研究表明，牛子宫炎症能够得到预防，主要是因为乳酸菌可以抑制子宫内存在的有害菌繁殖。乳酸菌素可在病原微生物的细胞膜上生成亲水孔道，导致营养物质从胞内向外流出，而水分子由胞外向内流入，再加上乳酸等有机酸的抑菌活性，从而减少或杀死病原微生物［33］。

2.4 对动物免疫状况的影响

禽类的免疫功能强弱与其免疫器官的发育情况密切相关［34］。禽类独一无二的免疫器官是法氏囊，外周免疫器官中最大的、机能较强的器官是脾脏，二者均能够产生抗体，是禽类最重要的两大免疫器官［35］。禽类免疫加强时一般体现在免疫器官质量的增加，免疫抑制将会减小免疫器官质量［36］。有研究表明，乳酸菌类饲料利于畜禽免疫器官的发育，能够加强畜禽免疫功效。张春杨等［37］研究显示，乳酸菌菌剂能显著提高肉鸡脾脏、法氏囊的生长系数；陈静等［8］的试验结果表明，饲料中添加植物乳杆菌可明显利于畜禽脾脏指数和法氏囊指数增长。此外，研究显示乳酸菌能够刺激动物产生免疫球蛋白，从而增强生物体的防病抗病能力。IgG、IgA是两类重要的免疫球蛋白，在动物体内的含量较高，其中，SIgA是主要效应因子，在黏膜免疫中具有重要作用。楚青惠等［38］试验研究表明，母猪经饲喂乳酸菌后，其初乳中IgG含量明显提高，乳中其他成分包括蛋白质、脂肪含量也有所提升；王晶等［39］将乳酸菌液饲喂家禽后，发现肉鸡体内免疫球蛋白G和免疫球蛋白A含量均明显升高；大量试验证明，动物经口服益生菌后，其消化道黏膜内的一些淋巴组织能够被激发分化，分泌型免疫球蛋白被刺激而分泌加速［40］；Huang 等［41］也有研究表明，肉仔鸡的饲料中加入乳酸菌后其体内IgA和IgG含量明显升高。因此，免疫保护系统能够使乳酸菌被活化，这就使得一系列免疫反应，包括体液免疫和细胞免疫被激活，具有抗病毒作用的糖蛋白等细胞活性因子被诱导产生，动物肠道中能够产生更多的黏膜抗体，因而机体免疫水平相应提升，动物抗病力也相应提高。

3 前景展望

综上所述，乳酸菌不仅能够提高饲料营养物质消化吸收率、降解天然原料中的毒素、减少抗生素等添加剂的使用，还能够增强动物的生产性能、改善动物肠道健康和免疫水平，因此，动物产品的品质和食用安全性得到保障，生产者的经济效益也获得巨大提高。在我国畜牧养殖业规模化发展的今天，乳酸菌作为微生态制剂直接添加到动物饲料中已成为主流方法，但在生产实践中如何规范益生菌的使用并发挥其最大效果仍需要研究者和生产者密切关注。生物发酵饲料是动物营养未来的发展方向之一，乳酸菌作为重要的发酵候选菌种，如何通过微生物选育、发酵设备及工艺完善、降低发酵产品的价格以扩大其使用范围等问题仍需要研究人员的进一步努力。

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