摘要
乳酸菌可代謝產(chǎn)生抑菌物質(zhì),抑制或殺死腸道病原菌,與病原菌競(jìng)爭(zhēng)腸黏膜黏附位點(diǎn),調(diào)節(jié)腸道黏膜免疫,維持腸道屏障功能,改善腸道菌群平衡,改善豬只健康。本文綜述了乳酸菌生物學(xué)特性、益生作用及其在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用。
病原菌耐藥性和藥物殘留問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注,歐盟國(guó)家和日本已禁止將抗生素作為生長(zhǎng)促進(jìn)劑。此外,包括中國(guó)和美國(guó)在內(nèi)的其他國(guó)家正在計(jì)劃禁止在飼料用添加抗生素。因此,尋找飼用抗生素替代品成為研究熱點(diǎn)。乳酸菌制劑已成為抗生素的潛在替代品之一,乳酸菌包括乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬、乳球形菌屬、乳酸乳球菌屬、明串珠菌屬、蜜蜂球菌屬、酒球菌屬、片球菌屬,鏈球菌屬和腸球菌屬等,可用于生產(chǎn)飼用微生態(tài)制劑、食品發(fā)酵和防腐,其代謝產(chǎn)物有助于改善食品營(yíng)養(yǎng)組成和風(fēng)味。近年來(lái),諸多報(bào)道闡述了乳酸菌的益生作用,如調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,抑制和預(yù)防腸道的病原體,增強(qiáng)腸道黏膜免疫和維護(hù)腸道屏障功能。
1.乳酸菌生物學(xué)特性和益生作用
1.1 黏附和定殖
乳酸菌作為一種腸道益生菌,應(yīng)具備耐受上消化道不良環(huán)境的能力,如胃酸與消化酶等。最常用益生乳酸菌,如乳酸桿菌和雙歧桿菌,可在一定程度上耐受胃酸、膽鹽和胰酶。閆學(xué)艷等獲得3株乳酸桿菌,在pH3.0酸性環(huán)境和0.1%膽鹽環(huán)境中可大量增殖。仔豬出生時(shí)胃內(nèi)pH5.0-6.0,2月齡前胃內(nèi)pH3.0左右。此外,仔豬出生3周后膽汁量緩慢增加,小腸中膽鹽含量為0.03%-0.3%。乳酸菌具備耐受仔豬體內(nèi)胃酸和膽鹽不良環(huán)境,到達(dá)腸道的潛能。
乳酸菌還應(yīng)具備黏附腸道上皮細(xì)胞的能力,從而定殖腸道,拮抗病原菌,保護(hù)宿主上皮細(xì)胞和免疫調(diào)節(jié)。章文明研究表明,唾液乳酸桿菌和羅伊乳酸桿菌分離株對(duì)Caco-2細(xì)胞系具有較高的黏附能力,黏附數(shù)量分別為4.9CFU/Caco-2細(xì)胞和15.9 CFU/Caco-2細(xì)胞,并且羅伊乳酸桿菌分離株能顯著抑制大腸埃希菌K88和沙門(mén)菌50335對(duì)Caco-2細(xì)胞的黏附。
1.2 抑菌和殺菌
腸道病原菌通過(guò)黏附腸道上皮細(xì)胞,定殖腸道,引發(fā)疾病。乳酸菌與病原菌競(jìng)爭(zhēng)黏附結(jié)合位點(diǎn),抑制病原菌黏附于腸黏膜,還能誘導(dǎo)腸黏膜細(xì)胞分泌黏蛋白,形成物理屏障,保護(hù)腸道上皮細(xì)胞。乳酸菌可代謝產(chǎn)生乳酸,形成腸道酸性環(huán)境,抑制病原菌增殖。乳酸菌還可代謝產(chǎn)生抑菌物質(zhì)。植物乳桿菌DL-13可還原苯丙酮酸生成苯乳酸,作為天然抑菌物質(zhì),苯乳酸可抑制細(xì)菌和真菌感染。短乳酸桿菌ZL43可產(chǎn)生抑菌蛋白,導(dǎo)致大腸埃希菌表面形成孔洞,破壞細(xì)胞壁,也可影響菌體蛋白合成,抑制和殺死病原菌。
1.3 抗氧化和免疫調(diào)節(jié)
氧化作用導(dǎo)致大分子損傷,體內(nèi)過(guò)量自由基導(dǎo)致疾病和衰老,乳酸菌代謝產(chǎn)生天然抗氧化物,Kullisaar T等研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵乳桿菌E-3和E-8菌株有抗氧化活性,在濃度為1mmol/L H2O2中存活時(shí)間較無(wú)抗氧化活性發(fā)酵乳桿菌長(zhǎng)。長(zhǎng)雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌可抑制亞油酸過(guò)氧化反應(yīng),清除自由基。乳酸菌可改善腸道黏膜免疫系統(tǒng),釋放腸道炎性細(xì)胞因子,還能增強(qiáng)機(jī)體免疫細(xì)胞活性,提高抗體水平。
1.4 安全性與耐藥性
生產(chǎn)用乳酸菌需安全和無(wú)致病性,許多菌種經(jīng)過(guò)多代生產(chǎn)和應(yīng)用已證實(shí)為安全菌。然而,乳酸菌耐藥菌株不斷出現(xiàn),存在食品安全隱患。羅伊乳桿菌ATCC 55730存在可轉(zhuǎn)移的四環(huán)素和潔霉素抗性,易形成致耐藥菌株。通過(guò)耐藥機(jī)制研究、耐藥基因分析、基因敲除等技術(shù)可減少耐藥菌株形成幾率。羅伊乳桿菌DSM 1793保留了益生特性,敲除了編碼四環(huán)素和潔霉素耐藥基因質(zhì)粒,已替代羅伊乳桿菌ATCC 55730,成為生產(chǎn)用菌株。
2.乳酸菌在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用
2.1 在新生仔豬中的應(yīng)用
新生仔豬階段是豬生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵階段,消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)發(fā)育尚未健全,仔豬對(duì)疾病抵抗力低下,易引發(fā)應(yīng)激反應(yīng)或病原感染,導(dǎo)致仔豬生長(zhǎng)發(fā)育不良。新生仔豬飼喂乳酸菌利于腸道菌群形成和機(jī)體健康。Hong L等研究表明,口服發(fā)酵乳桿菌可促進(jìn)新生仔豬腸道發(fā)育,降低大腸埃希菌病發(fā)病率。此外,乳酸菌可調(diào)節(jié)腸黏膜細(xì)胞層完整性,改善新生仔豬腸屏障功能,預(yù)防各類(lèi)腸道疾病,如緩解沙門(mén)菌引起的腸道功能紊亂。
2.2 在斷奶仔豬中的應(yīng)用
斷奶期間飼料和環(huán)境的改變可對(duì)仔豬造成不良影響。乳酸菌可緩解斷奶應(yīng)激,預(yù)防仔豬腹瀉和促生長(zhǎng)。糞腸球菌可顯著提高斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率,調(diào)節(jié)腸道菌群平衡。斷奶仔豬日糧中添加2%唾液乳酸桿菌、1%兩歧雙歧桿菌和0.5%苦豆籽粕可提高早期斷奶仔豬腸黏膜SIgA含量,緩解斷奶應(yīng)激反應(yīng),促進(jìn)生長(zhǎng)代謝,增強(qiáng)腸黏膜免疫力。同時(shí)飼喂枯草芽胞桿菌RJGP16和豬源乳酸桿菌B1能顯著增加十二指腸和回腸絨毛長(zhǎng)度、數(shù)量和絨腺比,拮抗大腸埃希菌K88對(duì)仔豬腸道上皮損傷,提高抗感染能力。
2.3 在保育豬中的應(yīng)用
保育豬日糧中添加乳酸菌可改善日糧風(fēng)味和適口性,提高腸道黏膜免疫,調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,提高生長(zhǎng)性能。保育豬植物乳桿菌A190和A203可提高日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。飼喂解乳酸鏈球菌ZZU A190和植物乳桿菌ZZU A203發(fā)酵飼料可降低腹瀉率,腸道大腸埃希菌數(shù)量減少,乳酸菌數(shù)量增多,改善豬生長(zhǎng)性能。
2.4 在母豬中的應(yīng)用
關(guān)于乳酸菌在母豬中的應(yīng)用研究相對(duì)較少,但這個(gè)研究領(lǐng)域非常重要。母豬為自繁自養(yǎng)型豬場(chǎng)的核心,對(duì)其繁殖性能、泌乳性能和基礎(chǔ)代謝性能要求較高。母乳飼喂乳酸菌制劑可降低母豬腸道pH值,提高了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝和吸收,提高泌乳性能,預(yù)防子宮炎癥。妊娠與泌乳母豬飼喂乳酸菌可改善繁殖、再繁殖性能,提高總產(chǎn)仔數(shù)和泌乳性能,減少糞便中有害微生物數(shù)量。Wang J等研究表明,在妊娠末期和哺乳期飼喂約氏乳桿菌可改善母豬生產(chǎn)性能,提高仔豬出生體重,實(shí)驗(yàn)組斷奶仔豬血清IgG水平顯著增高,丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶濃度顯著下降。
3.展望
乳酸菌通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)酸、特殊酶系、細(xì)菌表面成分等物質(zhì),在動(dòng)物體內(nèi)能發(fā)揮許多生理功能,如改善胃腸道功能、提高免疫能力、抗菌、降低膽固醇、調(diào)節(jié)血脂等。乳酸菌已被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn),但不同品種豬適用的乳酸菌種類(lèi)不同,且不同生長(zhǎng)階段應(yīng)用效果也不盡相同。應(yīng)針對(duì)不同品種豬和生長(zhǎng)階段,研發(fā)專(zhuān)用型乳酸菌制劑,提高乳酸菌的應(yīng)用效果。
參考文獻(xiàn) 劉宇《乳酸菌益生特性及在豬生產(chǎn)中應(yīng)用研究進(jìn)展》