益生菌在饲料添加剂中的应用.doc

益生菌在饲料添加剂中的应用摘要近年来, 随着世界上许多国家限制或禁止在饲料中使用抗生素, 寻找新的抗生素替代品成为畜牧业的一个紧迫的任务。益生菌发酵饲料是一类集益生菌的功效与优质饲料的优点, 具有潜在替代含抗生素饲料的一种新型饲料。动物饲养实践显示, 其具有维持动物肠道的菌群平衡,提高动物生产性能, 减少肠道病原微生物和净化畜舍环境的积极作用。本文就益生菌发酵饲料在动物生产中的应用研究进展进行了综述。前言自上世纪50年代开始, 在动物日粮中添加抗生素显著促进了动物生产, 并对集约化畜牧业的发展做出了重大贡献。然而随着时间的推移, 饲料中添加抗生素的危害日益显现, 并受到社会的广泛关注。2004年, WTO、联合国粮农组织( FAO) 和世界动物卫生组织(O IE) 联合召开专题讨论会, 讨论了非人用抗生素的使用和抗生素的耐药性问题。欧盟自2006年1月起全面禁止在畜禽饲料中添加抗生素。在生猪等饲养中不得添加抗生素目前已经是国际公认的食品安全标准。人们开始纷纷寻求其它的替代品和替代技术, 以保证畜牧业生产的效率与效益不受影响。益生菌发酵饲料技术是新近成长起来的具有许多优点的新型饲料技术, 饲料经益生菌发酵后含有更多的活性益生菌菌体、各种酶、各级代谢产物、多种维生素、蛋白质分解产物、活性小肽、氨基酸、抑菌物质、免疫增强因子、促生长因子等, 起到促进生长, 维持动物肠道的菌群平衡作用; 由于不添加抗生素等药物, 不会造成抗生素药物残留, 益生菌发酵饲料技术是一种生态健康型饲料生产技术。本文就当前益生菌在饲料添加剂中的应用研究进展作一综述。正文一、益生菌的概述 益生菌又称益生素、促生素、利生素、生菌素、益康素和活菌制剂等。最初是1965年由Liny和Stillwell提出，定义为“对饲养动物肠道菌平衡有益的促进物或微生物”。1989年，Fuller将益生菌重新定义为“一种活的微生物制剂，它能改善宿主动物肠道菌群的组成，从而有利于动物健康”。 1994年人,人们对益生菌的定义作了再次修订：“益生菌是含活菌和(或)死菌包括其组分和产物的细菌制品，经口或其它粘膜途径投入，旨在改善粘膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特异性或非特异性免疫机制”。到了2000年，Versehuere等又对益生菌的概念作了修改，将其比较科学地定义为“通过改善养殖动物微生物群落或提高饲料利用率、增强饲料营养价值、增强机体对疾病的反应或改良机体周边环境质量的一类对动物有益的活菌”，并广为应用。直到2002年，欧洲食品与饲料菌种协会(EFFCA)最新定义为“益生菌是活的微生物，通过摄入充足的数量，对宿主产生一种或多种特殊且经论证的功能性健康益处”。总之，益生菌制剂是一种含有大量有益微生物，在肠道环境中存活并进行代谢，并具有维持肠道微生态平衡，提高机体健康水平的活菌制剂。二各国益生菌作为饲料添加剂的应用最早将活菌真正做为商品应用于畜禽饲养业的是韩国和日本。他们先是将人用的益生菌用于治疗家畜泻痢和肠炎的防治，后来因见到这种物质可改善动物的发育和生长，从而扩大应用，饲料厂商为了生产仔猪的人造乳和犊牛的代用乳而使用活菌制剂。 益生菌概念的提出以及真正的发展还是在欧美。其开发的始动力是为了寻找抗生素的代用品。自从抗生素作为饲料添加剂用于畜禽饲养业后，发挥了巨大的作用。但随着应用的扩大，也暴露出一些不足，并引起一些争论。细菌的耐药性问题和抗生素的残留问题使得世界各国对兽用抗生素，尤其是饲料抗生素添加剂使用的限制越来越严格。此外，饲料药物添加剂的使用确实存在某些毒副作用和不足。抗生素在灭菌的同时，也对某些有益于动物机体的生理性细菌产生了抑制，破坏了肠道微生物的生态平衡，出现菌群失调现象，导致幼畜对病原微生物的易感性。基于上述原因，寻找抗生素的代用品或补充品，益生菌这类物质引起了饲料工业的重视。 在韩国、日本，益生菌主要添加在哺乳期的仔猪料（人工乳）、母猪料和哺乳期的犊牛料（代用乳）中，以及雏鸡和种鸡的配合饲料中，用以提高畜禽的生产性能。同时也用益生菌治疗畜禽的腹泻等疾病。现在被广泛应用于育肥猪的饲料添加通过改善肠道来实现生态健康养殖。 在欧美，益生菌的开发和应用相对广泛，并有普及的趋向。益生菌的应用对象主要有猪、牛、绵羊、鸡、马、狗、猫等。在德国、荷兰、丹麦、法国以及西班牙等国的大型配合饲料厂和畜牧饲养场中，已经开始普及“母猪-仔猪”一条龙程序，将益生菌于分娩前1-2周开始添加于母猪饲料中，直到断奶后的仔猪饲料中，使正常的母猪肠内菌群在仔猪定居，改善了仔猪发育，提高了仔猪成活率。 我国益生菌的研制开发和应用并不十分广泛，还处于初级阶段。国外产品也进入我国。尽管目前非抗生素生长促进剂（益生菌）产品还不能完全取代日粮中的抗生素类添加剂，但自应用以来，其应用范围不断扩大，可靠性在逐步提高。逐步减少用于促生长作用的抗生素，转而用对畜禽生长和健康有益的益生菌。益生菌将成为将来发展的方向之一。当然。更应考虑到益生菌、酶、抗生素之间的相互作用，将他们配合使用，效果会更好。三，益生菌的作用机制 1、益生菌对病原菌的拮抗作用 1)是通过改善肠道环境抑制有害菌生长。饲料发酵4天后，pH值由7下降至5以下成为酸化饲料，有利于保持胃肠道的酸性环境，既减少了有害微生物的作用和对养分的消耗，又大大降低了消化道疾病尤其是腹泻的发生率。2)是通过产生某种抗菌物质抑制有害菌生长。许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素, 如乳酸链球菌肽等, 这些多肽类物质能抑制沙门氏菌、志贺氏菌、绿脓杆菌和大肠杆菌等有害菌的生长。有些乳酸菌如嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌, 可以产生少量的过氧化氢, 从而抑制许多细菌, 尤其是革兰氏阴性病原菌的生长。另外, 有些有益微生物可以产生酶类, 如双歧杆菌和乳酸杆菌产生的胞外糖苷酶可以阻止细菌毒素在上皮细胞黏附和侵入。 3)是在肠道内与有害菌竞争营养素。 还有，通过占据肠道位置阻止病原菌附着。 益生菌随发酵饲料颗粒进入动物体内，充分发挥益生作用。益生菌能黏附到肠壁细胞上起到屏障作用，竞争性抑制并排斥病原菌，从而使失调菌群恢复正常，即生物夺氧作用。如需氧芽孢杆菌在肠道内能迅速消耗氧气，使pH值迅速降低，从而有利于双岐杆菌与乳酸菌的生长。2、营养素的提供 益生菌可为动物机体提供多种对其生长发育有益的物质，如维生素（尤其B族）、氨基酸、淀粉酶和蛋白酶等，以及其他促生长物质。益生菌在生长繁殖过程中能够产生很高的VB1、VB2、VB6、VC和各种氨基酸，为动物肠道提供维生素营养和蛋白质；还能够产生乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，降低动物肠道的pH值；此外，还能提高钙、磷、铁的利用率，促进铁和维生素D的吸收；芽孢杆菌在生长繁殖过程中还能够产生植酸酶，促进动物对植酸磷的利用和对脂肪的消化吸收。3、提高机体的免疫功能消化道内的益生菌是良好的免疫激活剂，能刺激肠道免疫器官的生长发育，提高动物抗体水平和巨噬细胞的活性，增强机体的体液免疫和细胞免疫功能，及时杀灭入侵的致病菌，增强动物对多种疫病的抵抗力，大幅度降低发病率和死亡率。如双歧杆菌能通过细胞上的磷酸与肠粘膜上皮细胞特异性结合，从而占据肠粘膜表面，形成与肠上皮细胞相连接的细菌生物膜，阻止各种致病菌、条件致病菌的定植、入侵。益生菌和肠道原籍菌群本身具有较强的抗感染作用。潜在的致病菌大量繁殖，穿过肠道粘膜细胞，进入结缔组织和局部淋巴组织。益生菌首先抑制病原菌不再繁殖并逐渐减少，其次迅速治理已经严重失调的肠道微生物群系，恢复肠道微生态平衡，共同参与对病原菌的竞争排斥和拮抗作用。最后，动物通过自身免疫机能的提高和微生态平衡的恢复而达到了抗感染效果。4、净化肠道内环境 5、减轻机体的应激反应6、改善环境卫生益生菌制剂中的某些菌属，例如嗜胺菌可利用消化道内游离的氨、胺及吲哚等有害物质，使肠内粪便和血中氨下降，排除的氨也减少，降低对环境的污染。如芽孢杆菌在生长繁殖过程中产生的氨基氧化酶及分解硫化氢的酶类，可将吲哚类氧化成无毒、无害的物质，从而降低畜禽舍内氨气、硫化氢的浓度和臭味，减少环境污染。7、提高动物生产性能经益生菌发酵后饲料有特别的香味, 适口性好,可刺激食欲, 提高采食量; 同时由益生菌产生的蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶, 可以帮助动物消化吸收, 转化利用率较高, 可以提高动物的生产性能。四，益生菌的选择1、对机体无害 许多细菌可以产生各种毒素或类毒素等对机体有害的物质，将会对机体产生不利影响。国外的技术目前在筛选菌种以及农业部引进把关还是很严格的。安全性永远是饲料添加剂所应考虑的首要条件。 2、对消化道抑制因素有较强的抵抗力 大部分益生菌需要口服，经胃到达肠道发挥作用。因此，益生菌首先必须具有较强的耐酸能力，否则，到达肠道前被胃酸杀死，无法发挥作用。据美国Alltech生物技术中心规定，用于饲料添加剂的细菌对胃酸要具有70%以上的抵抗力。3、具有优良的吸附于上皮细胞的特性 4、生长繁殖速度快 5、能产生抑菌物质 6、能用于生产并能保持较强活力 好的益生菌能经受住饲料添加剂的各种加工过程，并保持较强活力；能在产品保存过程中保持较强的活力等。耐热性通常在80度、10分钟内的稳定性来确定，而在饲料中的保存期至少在2个月以上。 除上述特点，实际应用中，人们还关注以下特点： 1)是具有产孢子能力。 2)是菌种最好是动物消化道固有或互生菌种。 3)是菌种具备产酸能力。 4)用于生产的菌种要符合农业部公布的饲料添加剂品种目录。五，生产中常用益生菌简单介绍益生菌种类繁多, 美国食品药物管理局( FDA)和美国饲料公定协会(AAFCO) 公布了40余种。我国农业部2003年12月发布的第318号公告“饲料添加剂品种目录”中有15种: 地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌。目前市场上用于饲料发酵的益生菌种类主要是乳酸菌、芽孢杆菌、酵母和霉菌。乳酸菌是应用最早、最广泛的益生菌, 是一类能在可利用的碳水化合物发酵过程中产生大量乳酸的细菌的总称。通常为厌氧或者兼性厌氧菌, 耐酸, 在pH值为415以下时仍可生长, 研究发现代谢产物和活菌液对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌都有很强的抑菌效果, 随着pH值的降低抑菌作用逐渐变强, 活菌体内和代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶( SOD) , 能增强动物的体液免疫和细胞免疫。芽孢杆菌是一种能够产生芽孢的好氧菌, 能耐受高温、高压和酸碱, 生命力强。芽孢杆菌能够耐受胃酸和消化道上段胆盐和消化液破坏, 在到达消化道下段以后出芽生长繁殖; 芽孢杆菌是好氧菌, 在消肠道内消耗大量的氧气, 维持肠道厌氧环境, 从而促进乳酸菌双歧杆菌等厌氧益生菌的生长, 抑制需氧致病菌的生长, 维持动物肠道的菌群平衡。芽孢杆菌能够产生维生素B1、B2、B6 等B族维生素、维生素C、蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等酶以及多种代谢产物, 对饲料的降解消化吸收和动物的营养代谢起到促进作用。酵母是一类非丝状真核微生物, 一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌, 酵母菌体中含有非常丰富的蛋白质、B 族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分。大量的应用研究试验证明, 酵母在提高动物疫力、提高动物生产性能和减少应激等方面均起作用。饲用酵母的主要种类有啤酒酵母和产朊假丝酵母。啤酒酵母除用于酿造啤酒及其他的饮料酒外, 还可发酵面包。菌体维生素、蛋白质含量高, 可作食用、药用和饲料酵母。产朊假丝酵母能发酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖, 能同化硝酸盐。产朊假丝酵母的蛋白质含量和维生素B含量均高于啤酒酵母。它能以尿素和硝酸盐为氮源, 不需任何生长因子。特别重要的是它能利用五碳糖和六碳糖, 还能利用造纸工业的亚硫酸、木材水解液及糖蜜等生产人畜食用的蛋白质。常用的霉菌有根霉、黑曲霉、米曲霉等。霉菌可利用分解纤维素和淀粉。六，存在问题1. 品质评定不全面对饲料品质评定除了对饲料进行粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维等常规成分分析外，再就是对饲料的饲喂效果进行评价，往往采用采食量、增重率、料重比等指标。但是对胴体品质及肉的风味的影响的报道却很少见。2.营养素结构改变发酵过程中，微生物生长代谢、繁殖都需要消耗能量。因此，饲料在发酵后，能量必将减少。所以，在发酵饲料生产中，生产者应考虑传统日粮结构配方应该如何改变。很多生产厂家都忽略了这个问题，致使发酵料的能量不足，增加了饲料的料重比，使养殖成本增加。3.微生物研究不足虽然发酵饲料的发展历史已相当悠久，但对发酵微生物的研究还不是很系统，尤其要加强对发酵过程中微生物的数量、种群结构演变过程与存活时间的研究，从而使发酵时间得到更好的控制。4.保质期短很多发酵饲料，生产者都建议尽快用完，一些养殖户发现购买回来的发酵饲料不久后便会出现结块、霉变现象，给生产者与养殖户带来了不便。结语益生菌在饲料中所起的作用相当巨大，如维持动物胃肠道菌群平衡、提高免疫水平、促进动物生长和改善环境, 具有无残留、不产生耐药性和无毒害作用等优点, 而且作为功能性饲料,它还有气味香、适口性好、动物喜食、饲喂简单方便省时省力、消化率高、功效稳定等优点。益生菌发酵饲料技术融汇了动物营养学、饲料学、微生物学等学科知识; 结合了配合饲料工业