水貂专用合生素研发及可能遇到的困境
2019-01-05屈平平李涛杨万郊姜八一
屈平平 李涛 杨万郊 姜八一
(山东畜牧兽医职业学院261061)
合生素是一种新型的微生态制剂,是有益生菌与促进益生菌生长的益生元组合而成。高效配伍特定的益生菌和益生元,通过饮水或者饲料进入动物肠道,有针对性地促进外源性益生菌在动物肠道中定植和生长,并选择性刺激肠道内源有益菌群的增殖,以改善动物肠道微生态群系平衡,提高肠道对病原微生物的防御能力。肠道健康,动物自然健康。
1 合生素的研究进展
1.1 合生素的组方
1.1.1 功能性低聚糖+益生菌[1-5]
低聚木糖和低聚甘露糖+枯草芽孢杆菌;低聚糖+双歧杆菌QB9701、乳酸杆菌Q与705及芽孢杆菌;不同寡糖(菊糖、果寡糖、低聚木糖、异麦芽低聚糖)+鸡源乳酸菌;甘露寡糖、黄芪多糖+枯草芽孢杆菌;甘露寡糖+芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌;酿酒酵母和壳寡糖+植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌等。以上是最常见的合生素组方。
1.1.2 中药提取物或中药方剂+益生菌[6-11]
苦豆籽粕+双歧杆菌;黄芪多糖+益生菌;复方中草药+蜡样芽孢杆菌;中药组方+乳酸杆菌枯草;植物提取物+芽孢杆菌;山药多糖纳米粒与双歧杆菌;银杏叶粉+枯草芽孢杆菌;等。这类合生素也是当前研究的热点,在动物生产中应用效果良好。
1.2 合生素的作用机理及优势
合生素进入肠道可同时发挥益生菌与益生元的双重作用,达到“1+1>2”的效果。单一的外源性益生菌进入肠道后,复活后因为缺乏增殖需要的营养物质,不能快速定值,很快被排出体外,无法发挥其维持肠道微生态平衡的作用。而益生菌与益生元同时进入肠道,不仅可以促进外源性活菌在动物肠道中定植,还可以选择性刺激肠道本土有益菌生长和繁殖,从而使得被微生物感染扰乱的肠道微生态平衡快速恢复。
(1)益生元和益生菌一同进入肠道,能使外源性活菌以更大的数量到达体内,提高外源性活菌的生存率,定植率,延长其作用时间[12]。
(2)肠道内源性有益菌,双歧杆菌和乳酸菌能分解利用益生元,从而大量繁殖增生,并生成多种有机酸,降低肠道的pH,使大量有害微生物得到抑制,并产生抑制有害菌的细菌素、过氧化氢等,又可促进有益菌的增殖,形成一个良性循环[13]。
(3)与益生菌一起添加的益生元除了为内外源性益生菌提供营养外,还可以作为免疫刺激的辅助因子来发挥作用,从而增加动物体液及细胞免疫能力,促进动物血液淋巴结细胞的增加[14]。
(4)益生菌在利用益生元增殖时,代谢所产生的降解产物可被肠细胞吸收利用,为肠细胞增殖提供能源。如降解产生的丁酸盐能通过修复损伤和稳定DNA来促进正常细胞的形成,从而能增加肠黏膜隐窝内细胞的密度及隐窝深度,改善肠道生理结构,促进营养物质消化[15]。
1.3 合生素的制备方法
1.3.1 复合添加
这种方法最为常用,简单易行[16-17]。方法是益生菌和益生元按一定比例同时添加到日粮中。
1.3.2 共同发酵[18]
如将益生菌菌液接种于益生元溶液进行培养,制作合生素菌液,或将复方中草药散剂和益生菌按一定比例经固体发酵培养制成合生素。
1.3.3 微胶囊制备[19]
这种方法较为先进,目前合生元微胶囊制备的方法有益生菌和益生元使用乳化缩聚法制备合生素微球胶囊;以海藻酸钠和壳聚糖为包埋剂,在其中加入低聚半乳糖,对嗜热链球菌进行包埋,制备海藻酸钠/壳聚糖双层合生元微胶囊。
1.4 合生素对机体生理状态的影响[20-21]
(1)提高生产性能提高肉鸡、仔猪日增重、饲料转化率等。(2)增强机体免疫提高免疫器官指数、血清免疫球蛋白水平等。
(3)改善肠道内环境增加肠道有益菌如乳酸菌、双歧杆菌的数量、抑制致病菌如大肠杆菌、沙门氏菌生长;提高肠道酶活性;降低肠道pH等。
(4)提高肉、蛋品质,降低蛋黄胆固醇含量、增强蛋壳强度、加深蛋壳和蛋黄颜色等。(5)降低腹泻发生率。
(6)提高机体抗氧化功能。
2 水貂专用合生素研发的意义
2.1 新型水貂饲料添加剂和保健品需求迫切
如何提高水貂的生长性能,增加水貂的免疫力,仍旧是水貂生产中亟待解决的问题。合生素作为一种新型的微生态制剂,越来越受到人类的青睐。合生素是一种极佳的饲料添加剂和保健品,无毒副作用、无耐药性,使用安全;绿色无残留,符合当前无抗养殖的趋势;生产成本较抗生素低、生产效果显著。合生素在禽类、生猪、反刍动物、鱼等的生产中应用较多,有明显的促进生长、增强免疫的功能。目前,关于毛皮动物专用合生素的研发及合生素对毛皮动物生产性能和免疫力的影响的研究几乎没有报道。但水貂专用合生素的临床需求急迫,如果能从现有的益生菌菌群中筛选出几种效果确实,使用安全的菌株,选择一种或几种来源广泛,低价质高的益生元,参照其他动物益生菌和益生元的配伍比例,使用简单的生产工艺制备出水貂专用合生素,并将其应用于生产中,对提高水貂的生产性能,增加水貂养殖的经济效益具有重要意义[22]。
2.2 水貂腹泻病防治措施效果欠佳,急需寻求新途径
水貂腹泻病仍旧是多发病,常发病,严重影响仔貂成活率和养殖效益。水貂腹泻病的防控制也是困难重重。导致水貂腹泻的病因复杂,病毒性腹泻、细菌性腹泻、寄生虫性腹泻、食饵性腹泻和应激性腹泻发生,确诊困难。无论何种原因引起的腹泻,胃肠黏膜的损伤,肠道微生态平衡的破坏却是共同的特征。除了使用传统的消炎、补液疗法,还要加快受损胃肠黏膜的修复,促进肠道微生态平衡的恢复。大量研究表明,合生素可以通过提高肠黏膜绒毛高度、黏膜厚度和V/C值(绒毛高度/隐窝深度),降低隐窝深度,改善肠道组织结构的形态发育,还可以促进肠道乳酸杆菌和双歧杆菌增殖,对肠道大肠杆菌和沙门氏菌都有很好的抑制作用。使用效果相当于或优于抗生素,而其成本低于抗生素等抗菌药,是一种新型的抗生素替代品,在防治动物肠道感染方面具有良好的应用前景[23]。
3 开发水貂专用合生素可能遇到的困难
合生素的研发还处于初步阶段,要研发出水貂专用的合生素更是困难重重[24-25]。
(1)缺乏水貂源性益生菌菌株,理想的可直接饲用的微生物菌种最好来自动物自身肠道中,目前据可查询的资料表明,青岛农业大学从水貂肠道分离出几株益生菌(乳酸杆菌、长双歧杆菌、青春双歧杆菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌),但未验证其作为微生态制的临床应用效果。
(2)水貂的消化生理特点有别于禽、猪、和牛羊,其胃液酸度大、肠道短、肠内容停留时间短,对益生菌的要求也高。所以用于水貂的益生菌,最好能抗酸,复活快。
(3)根据益生菌选择适当的益生元,所选的益生元必须能刺激该益生菌的生长与活性,并且不能为有害菌利用。
(4)找到益生菌和益生元的最佳配伍剂量,协同发挥两者的作用,需要大量的临床实验。
(5)合生元生产工艺还不成熟。