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益生素在飼料中的應用

發布時間:2021-08-13   點擊數:192

 

                    

 

 益生素作為一種綠色飼料添加劑已廣泛應用于畜牧生產中。由于其具有維持腸道菌群平衡、調節機體免疫機能、改善機體代謝和凈化腸道環境等多方面的作用, 且在使用過程中無毒副作用、無藥物殘留、不產生耐藥性,已成為抗生素的理想替代品。文章對益生素的概念、種類、作用、在動物營養中的應用、使用益生素的注意事項進行了綜述。

     目前在畜牧業生產中由細菌引起的疾病主要是通過抗生素來治療,但是抗生素的不合理使用使得大部分細菌對其產生不同程度的抗藥性,給疾病治療帶來了隱患。實踐證明,益生素具有安全無毒、無蓄積殘留、無抗藥性、無環境污染等特點,且是一種可直接飼喂動物并能促進動物腸道菌群平衡的微生態制劑,因此,選用益生素作為飼料添加劑替代抗生素的使用有望解決抗生素殘留問題及動物耐藥問題,對畜牧業發展具有不可估量的作用。本文從益生素的概念、種類、作用、在動物營養中的應用以及使用益生素的注意事項進行闡述,以期能為益生素在畜牧業上的廣泛應用提供參考。

 

01

益生素的種類

1.1 益生素

益生素指可以直接飼喂動物并通過調節動物腸道微生態平衡達到預防疾病、促進動物生長和提高飼料利用率的活性微生物或其培養物,又稱為微生態制劑或飼用微生物添加劑。其作用特點是安全無毒、畜產品中無蓄積殘留、無抗藥性、無環境污染等,是減少或替代抗生素的理想綠色添加劑。

1.2 益生素的種類

目前較多使用的益生素分類方法是依據菌種類型分類。我國農業部允許使用的飼料微生物添加劑有12種,分為乳酸菌類、芽孢桿菌類和酵母菌類。

1.2.1 乳酸菌制劑

乳酸菌是一種可以分解糖類產生乳酸的革蘭氏陽性菌,厭氧或兼性厭氧。不耐高溫,經80℃ 處理5 min可損失70%~80%。但其在pH為3.0~4.5環境中仍可生長,對胃中的酸性環境有一定的耐受性。該類制劑應用最早、最廣泛,種類繁多。目前應用的有乳酸桿菌、糞鏈球菌、雙歧桿菌等。乳酸桿菌制劑為孢子培養物,分泌乳酸及短鏈脂肪酸,在體內能增加血液中的蛋白態氮,改善蛋白質代謝和促進飼料消化;既可用于飼料添加,也可用于治療疾病,宜用于豬和牛。

1.2.2 真菌及酵母類制劑

真菌主要是絲狀菌,目前常用的制劑有米曲霉和釀酒酵母的培養物,是包括真菌及其培養物的制劑,多用于反芻動物。酵母細胞富含蛋白質、核酸、維生素和多種酶,具有增強動物免疫力、增加飼料適口性、加強消化吸收等功能,并可提高動物對磷的利用率。

1.2.3 芽孢桿菌制劑

芽孢桿菌屬好氧菌中的不致病菌,在一定條件下產生芽孢,耐酸堿、耐鹽、耐高溫和耐擠壓,在腸道酸性環境中具有高度的穩定性,可使腸道pH及氨濃度降低,能產生較強活性的蛋白酶及淀粉酶。目前,使用的菌株有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、東洋芽孢桿菌等。

02

益生素的作用

2.1 增強動物機體免疫力

益生素與致病菌有相同或相似的抗原物質,刺激動物機體產生對致病菌的免疫力。同時,研究也發現益生素能夠促使動物機體免疫器官發育(P<0.05)。張春楊等用產蛋白酶的益生菌制備成益生菌劑飼喂肉雞,發現能顯著促進肉雞免疫器官的生長發育,脾臟、胸腺和法氏囊指數分別提高了18.47%、41.46%和6.42%[1 ]。

2.2 維持動物腸道微生態平衡

益生素能夠抑制動物體內致病菌和腐敗菌的生長,改善動物微生態環境,提高動物機體的免疫力。有試驗證明,乳酸菌和雙歧桿菌在腸道內產生醋酸和乳酸降低腸道pH,從而抑制大腸桿菌和梭菌類的生長,抑菌率80%。

2.3 促進畜禽生長、提高飼料利用率

益生素在消化道產生有機酸(乳酸),其酸化作用可提高飼糧養分利用率、促進動物生長、防止腹瀉;產生淀粉酶、蛋白酶、多聚糖酶等碳水化合物分解酶,消除抗營養因子,促進動物的消化吸收,提高飼料利用率;合成維生素、螯合礦物元素,為動物提供必需的營養補充。

2.4 凈化動物腸道微生態環境

動物自身及許多致病菌都會產生有毒物質(毒性胺、氨、細菌毒素、氨自由基等)。益生素中有硝化菌,可阻止毒性胺和氨的合成,凈化動物腸道微生態環境。

03

益生素在動物營養中的應用

3.1 在雞生產中的應用

益生素在蛋雞生產中的應用主要表現為提高產蛋率和飼料利用率、延長生產期、改善蛋品質。蘇志勇等在蛋雞飼料中添加復合微生物制劑(由酵母菌、乳酸桿菌、鏈球菌和芽孢桿菌等組成)0.15%,結果表明, 產蛋率提高5.70%, 飼料利用率提高10.00%,平均蛋重提高1.2 g,而破蛋率降低1.12%[ 2 ]。鄭學斌等在海藍蛋雞日糧中添加益生素0.01%, 研究表明,產蛋率提高, 料蛋比降低4.74%,破蛋率顯著降低(P<0.05);在蛋品質方面,蛋中膽固醇含量降低30.39%,蛋白質含量提高18.94%,灰分含量提高27.56%[ 3 ]。王芳等在蛋雞日糧中分別添加復合益生素0、3%、5%,發現與對照組相比,3%和5%益生素組乳酸菌濃度分別提高6.26%和6.52%,大腸桿菌濃度分別降低4.79%和6.18%,但差異均不顯著(P>0.05)[4 ]。說明在雞飼糧中添加益生素在提高蛋雞生產性能的同時,對改善蛋雞腸道菌群也起到了促進作用。益生素對肉雞的主要作用是提高肉仔雞成活率和生長速度,改善飼料利用率和提高肉雞日增重[ 5 ]。

吳建忠等在肉雞日糧中分別添加乳酸芽孢菌制劑200 mg · kg-1和土霉素50 mg ·kg-1,發現乳酸芽孢菌制劑組和土霉素組的全期平均增重比對照組分別提高15.29%和9.10%[ 6 ]。李菊等在肉雞日糧中添加益生素,發現益生素能顯著提高肉仔雞的胸肌率(P<0.05)[7 ]。王書全在1日齡法國莎維麥脫肉鵪鶉基礎日糧中添加益生素0.05%,結果表明,21、42日齡益生素組的平均體重分別較對照組提高7.48%和6.56%(P<0.05);日采食量分別提高3.57%和2.49%(P>0.05);料重比分別降低14.13%(P<0.05)和2.51%(P>0.05);日糧中添加益生素可提高肉用鵪鶉免疫器官指數,促進免疫球蛋白的合成、抗體的分泌和T淋巴細胞的轉化,從而非特異地增強機體的免疫功能[ 8 ]。陳鳳芹在1日齡皖南黃肉用仔雞基礎日糧中分別添加益生素0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%,結果表明,0.4%和0.6%兩個水平益生素組的平均日增重較高,平均日采食量較低,料重比較低;0.2%和0.8%水平益生素組的平均日增重和料重比差于對照組差;0.2%水平益生素組的全凈膛率顯著低于對照組(P<0.05);0.6%水平益生索組的胸肌率顯著高于0.8%組(P<0.05),益生素對皖南黃雞的其他屠宰性能指標無顯著影響(P>0.05);添加益生素對肉樣的化學組成、氨基酸組成無顯著影響(P>0.05),0.8%水平益生素組的某些氨基酸含量有所增加;益生素對胸肌肉樣的肌纖維直徑無顯著影響(P>0.05);各益生素組肉樣的滴水損失與對照組無顯著差異(P>0.05),益生素組的水浴損失分別比對照組高31.07%、38.28%、16.22%、41.17%,除0.6%水平的益生素組外,其他水平的益生素組的水浴損失均與對照組間差異顯著(P<0.05),這表明對照組肌肉的系水力較高[ 9 ]。

3.2 在豬生產中的應用

益生素可以增強仔豬免疫力、防止腹瀉、提高生產性能。仔豬腹瀉是困擾養豬業的常見疾病,也是引起仔豬死亡的重要病因之一。研究發現,在仔豬日糧中添加益生素可顯著增強機體免疫力(P<0.05),有效防治仔豬腹瀉。楊旭輝等在仔豬日糧中添加復合益生素(干酵母0.2g · kg-1和嗜酸乳桿菌液0.4 g · kg- 1),發現試驗組仔豬IgG、IL-2、IL-5 和IFN-γ的含量顯著高于對照組(P<0.05),可見復合益生素能夠顯著增強仔豬的免疫功能(P<0.05)[10]。張海棠等在豬日糧中添加益生素(枯草芽孢桿菌、酵母菌、乳酸菌等),結果顯示,益生素組中免疫球蛋白IgG、IgM、IgA及補體C3、C4 水平分別提高25.92%、8.39%、4.91%、6.17%和5.50%[11]。張巖等在仔豬日糧中添加加酶益生素0.4%,試驗組腹瀉發生率為2.9%,對照組為18.3%,腹瀉率下降了84.2%[12]。

益生素對生長育肥豬的生長具有正效應,可提高其日增重和采食量,提高飼料利用率及經濟效益。張茂華等研究低聚木糖和產酶益生素對生長豬的影響,試驗發現,兩種添加劑單獨添加能顯著提高生長豬的平均日增重(P<0.05),較對照組分別提高6.5%和7.5%,而此兩種添加劑合用可極顯著提高生長豬的平均日增重(P<0.01),較對照組提高14.1%[13]。張東在斷奶仔豬日糧中分別添加益生素、中草藥、益生素+中草藥,結果表明,3個試驗組的生長性能均比對照組有所改善,而以益生素+中草藥組效果最好,益生素+中草藥組與對照組相比、中草藥組與對照組相比飼料效率差異顯著(P<0.05),益生素+中草藥組的飼料轉化效率比對照組提高12.8%;益生素+中草藥組與對照組相比總超氧化物歧化酶(TSOD)、IgG、IgA差異極顯著(P<0.01);益生素+中草藥組與對照組相比IgM差異顯著(P<0.05);益生素+中草藥組與對照組相比T細胞成環率差異極顯著(P<0.01);單獨添加益生素或中草藥均可改善仔豬的抗氧化能力、體液免疫與細胞免疫能力,而共同添加時效果更好[14]。

3.3 在牛生產中的應用

初生反芻動物由于腸道菌群處于不斷變化的狀態,當犢牛腸道以擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌和消化球菌為優勢菌群時,犢牛處于健康狀態,當犢牛腹瀉時,其腸道中的大腸桿菌和梭桿菌數量顯著增加(P<0.05),而雙歧桿菌和乳酸桿菌數量減少,出現顯著的菌群失調。研究發現,在犢牛飼糧中添加益生素可以提高犢牛存活率、防止腹瀉、改善生長和飼料利用率等。犢牛出生后立即飼喂健康牛的腸道微生物菌群,腹瀉發病率由82%下降至35%,死亡率可由10.2%下降至2.8%。目前主要應用的益生素有地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和乳酸桿菌等,通過幼畜飼糧以活菌制劑的形式添加,維持腸道菌群平衡。

生廣緒研究證實,瘤胃中豐富的微生物菌群能為奶牛提供約80%的蛋白質和能量需求[15]。因此,擁有健全的瘤胃微生物菌群對奶牛產奶量具有至關重要的作用。喬國華等試驗表明,在奶牛飼糧中添加地衣芽孢桿菌能夠顯著提高產奶量(P<0.05),提高總揮發性脂肪酸濃度和乙酸、丙酸的比例[16]。徐明等試驗表明,奶牛飼糧中添加益生素20 g · d-1 和雙乙酸鈉30 g· d-1,產奶量分別提高7.4%和9.4%[17]。

04

使用注意事項

益生素類產品重在于防病而不是治病。其可以最大限度地發揮動物生產潛能,但對于某些飼料,其配制水平已較高,添加益生素的作用不能顯現。腸道菌群平衡理論適用于任何動物,這也是益生素應用范圍廣的原因,但由于菌株有宿主源性,即從豬腸道分離的菌株對豬效果很好而對雞則未必有效,因不同菌株復合成的益生素產品必有其最適合的使用對象。

初生動物由于腸道菌群未建立或處于不斷變化狀態,在這期間飼用益生素要比生長后期已建立起相對穩定的菌群后效果顯著。宿主腸道內的菌群組成缺乏有益菌或腸道內有反作用菌(即抑制生長的菌)存在時效果顯著。否則,如果動物自然接種了大量有益菌或沒有反作用菌存在時效果不顯著。由于益生菌株間存在著血清的周期性變異,存留在腸道中的菌株能否繼續存在還取決于其競爭性爭奪腸黏膜結合位點的能力。不同生長期動物需要的益生菌也有差別。對于哺乳動物,斷奶前后日糧不同,腸道中營養物質不同,所需益生菌也不同。因此對不同動物應供給專門適用的益生素。研究表明,在低水平日糧中使用益生素,其效果比營養較為全面的全價日糧更為顯著。應用益生素時應注意飼料中有無抗生素存在和其含量。盡管一些益生素菌種(株)具有一定的耐受性或產生細菌素,但使用的菌種絕大多數對抗生素敏感。即使能產生少量的細菌素,也是生物體自我保護機制的一種形式。配合飼料中采用的亞治療量抗生素劑量,遠遠超過益生菌的耐受性劑量。

05

前景展望

     益生素的研究和應用已經日趨成熟,可開發利用的菌種不斷增加,益生素的配方日趨復雜化,生產加工技術也得到改進。今后在開發研究中應從細胞水平和分子水平上進一步深入研究益生素的作用機理;通過基因工程手段獲得能“永久性”定居在腸道的益生菌和“多功能性”微生態制劑。除加工穩定性研究外,如何提高菌體的耐酸性、膽汁耐受性和提高產酶能力,將成為研究的重點和難點;隨著人們環保意識的增強,對畜禽養殖業引起的臭氣、糞便污染越來越關注,而能夠減少臭氣和糞便排放的益生菌將在這一領域具有廣闊的前景;加強益生素與酸化劑、中草藥制劑等綠色飼料添加劑的協同效應和作用機理的研究。益生素具有維持動物胃腸道菌群平衡、凈化腸道環境、提高免疫水平和促進動物生長等多方面作用,而且具有無毒害作用、無殘留和不產生耐藥性等優點,因此成為當前替代抗生素的理想產品。隨著人們對食品安全和環境保護的日益關注,益生素的應用前景必將更加廣泛。(來源:中國飼料添加劑網)


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