饲料添加剂是为提高饲料利用率,保证或改善饲料品质,促进饲养动物生产,保障饲养动物健康而掺入饲料的少量或微量的营养性或非营养性物质。目前,益生素是人们研究较多并且比较成熟的替代品之一,益生素的消费已经有几个世纪的历史了,由于它们特有的优势使其成为饲料添加剂研究的热点。
1. 益生素
益生菌又称益生素、促生素、利生素等,1990年Soggaard提出益生菌是指摄入动物体内参与肠内微生态平衡的具有直接通过增强动物对肠内有害微生物的抑制作用,或者通过增强非特异性免疫功能来预防疾病,而间接促进动物生长和提高饲料转化率的活性微生物培养物。
1.1 益生菌的分类
美国食品药物管理局认为安全的益生菌有40种,常见的益生菌主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等几大类。
乳酸菌以乳酸杆菌、双歧杆菌和粪链球菌为代表。主要来源于乳酸杆菌属、双歧杆菌属和乳酸链球菌属的近30种微生物。
芽孢杆菌类以芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、腊样芽孢杆菌等为代表。芽孢杆菌可以产生芽孢,环境耐受性强,便于加工、贮藏和在动物肠道内定植。
酵母菌类主要有啤酒酵母菌、石油酵母菌和假丝酵母菌等用做于饲料添加剂,可加强动物肠道的吸收功能等。
1.2 益生菌的作用机理
1.2.1 改善肠道微生态环境,维持肠道菌群的生态平衡。
猪的肠道微生物菌群是一个复杂的生态系统,大约有400种不同的菌种和宿主共生,各菌种间显现出栖生、互生、偏生、竞争或吞噬等复杂关系,正常情况下肠道内的微生物与宿主保持着动态平衡,且微生物种群中的优势种群对整个机体内微生物种群起决定作用,维持着猪的健康和生产,当肠道中的微生物平衡失调时,就会出现生产性能下降和疾病症状,而添加益生素的目的就是为了补充有益菌群,使有益菌群在数量和作用强度上占绝对优势,使优势菌群得到恢复,这些菌群的繁殖和代谢,大大地抑制了致病菌群的生长繁殖,从而保持菌群的正平衡,有效防止菌群失调的发生。
1.2.2 刺激免疫系统,增加动物免疫机能。
宿主胃肠道内免疫细胞包括上皮细胞、自然杀伤细胞、巨噬细胞、嗜中性粒细胞、树突细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞,宿主免疫系统对各种病原菌存在非特异性或特异性的免疫应答。病原菌与上皮细胞结合,诱导组织、巨噬细胞程序性死亡。益生素可保护肠壁,与病原菌竞争性附着并进入肠道上皮细胞,增大细胞间隙,提高巨噬细胞的活性,刺激巨噬细胞产生 sIgA、 sIgM非特异性免疫调节因子,增强机体免疫功能。
1.2.3 益生素产生有益的代谢产物,为宿主提供营养素和消化酶等有益物质。
益生素的有益菌群能在消化道繁衍,它们可在肠道内合成B族维生素及多种氨基酸,为宿主提高更多的营养元素,增加血液中钙、镁的数量,改善动物对矿物质的吸收;同时益生素在消化道中可产生水解酶、发酵酶和呼吸酶,这些酶有利于降解饲料中蛋白质、脂肪和较复杂的碳水化合物,提高饲料的转化率。
1.2.4 益生菌分泌杀菌物质,抑制病原菌的生长。
益生菌能合成细菌素、有机酸、溶菌酶、过氧化氢和类抗生素等抑菌物质,其中过氧化氢既可以直接杀灭潜在的病原微生物,又可以降低肠道内的pH值;类抗生素则通过改变肠道内活菌数量和代谢途径发挥作用。
1.3 益生素在猪生产中的应用
1.3.1 促进猪的生长发育,提高饲料的利用率,提高猪的生产性能。
益生素中有益菌群可以在猪等动物体的肠道里发酵产生丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸和苏氨酸等,还可以产生维生素等营养物质,这些物质可以被宿主直接吸收利用;同时有益菌群自身代谢可以产生许多消化酶类,如曲霉能产生蛋白酶、淀粉酶和半纤维素酶等各种消化酶,从而保证对饲料具有良好的消化率和利用率,进而促进猪的生长发育。
1.3.2 增强动物的免疫力,防止仔猪腹泻。
益生素是良好的免疫激活剂,能有效地提高干扰素活性,刺激巨嗜细胞产生特异性抗体如IgA,提高嗜菌细胞活性,其细胞壁上存在的肽聚糖,能刺激肠道免疫细胞而增加局部免疫抗体,同时益生素可与病原菌竞争性地黏附定植于肠道上皮细胞,有效抑制病原菌的感染,从而提高动物抗病力。初生动物肠道内微生态系统还不完善,微生物群落还未建立,此时补充益生素,有益菌群易于在肠道内定植并成为优势菌群,从而抑制了病原微生物的定植,因此益生素作为预防和治疗畜禽腹泻的新型饲料添加剂,对幼小动物消化功能性疾病或代谢障碍有显著疗效。
1.3.3 抑制肠道内氨及胺等毒性物质的产生,改善猪舍的环境卫生。
氨、胺、吲哚、硫化氢等物质在动物肠道粘膜中对细胞有明显的毒害作用,当肠道内大肠杆菌等有害菌数量增多时就会导致蛋白质转化为氨等有害气体和物质,而益生素制剂中某些菌属如乳酸菌能在肠道内产生有机酸、过氧化氢、细菌素等抑制物质,可抑制肠道内有害细菌的生长,降低脲酶的活性,进而减少有害物质的产生。此外,芽孢杆菌在大肠中产生的氨基氧化酶和分解硫化物的酶类,可将臭源吲哚化合物完全氧化成无臭、无毒害、无污染的物质;芽孢杆菌还可以产生有利于氨代谢的酶类,可降低血氨浓度,有利于动物的健康和生长。因此,益生素添加剂,可极大地降低粪便臭味,改善舍内空气质量,降低对环境的污染。
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