第三章 非营养性添加剂(益生素)

第三章非营养性添加剂益生素

益生素是指可以直接饲喂动物并通过调节动物肠道微生态平衡达到预防疾病、促进动物生长和提高饲料利用率的活性微生物或其培养物，我国又称为微生态制剂或饲用微生物添加剂。

益生素的菌种应具备的特点

1、无病原性，无毒性，无毒副作用，不与病原微生物产生杂交种；

2、体内外繁殖速度快，具有很强韵竞争优势；

3、能在低pH的无机酸、有机酸及胆汁的环境中存活，并定植在胃肠道内；

4、能产生乳酸，过氧化氢等肠道致病菌的抑制物；

5、加工后存活率高，混入饲料后室温下稳定性好；

6、能促进动物的生长发育。

生产益生素的主要菌种乳酸菌、双歧杆菌、粪链球菌、芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等几大类。美国FDA批准用作直接饲喂的微生物已有43种，其中乳酸菌28种(包括乳酸杆菌12种、双歧杆菌6种、链球菌6种、片球菌3种、明串球菌1种)，芽孢杆菌5种，拟杆菌4种，曲霉菌2种，酵母菌2种等。我国农业部允许使用的饲料微生物添加剂有12种，分为乳酸菌类、芽孢杆菌类和酵母菌类。（一）乳酸菌及其制剂

1、乳酸菌是一种可以分解糖类产生乳酸的革兰氏阳性菌，厌氧或兼性厌氧。不耐高温，80℃处理5min，损失70％-80％。耐酸，pH3.0-4.5时仍可生长，对胃中酸性环境有一定耐受性。活菌体内和代谢产物中含有较高的过氧化物歧化酶(SOD)，能增强体液免疫和细胞免疫。乳酸菌在鱼体肠道系统定植，可以抵抗革兰氏阴性致病菌，增强抗感染能力，增加肠系膜的免疫调节活性，促进生长。可用于哺乳和断奶期动物。

2、目前应用的有乳酸杆菌、粪链球菌、双歧杆菌等几大类。在体内能增加血液中的蛋白态氮，改善蛋白质代谢和促进饲料消化的作用；既用于饲料添加，也可用于治疗疾病，多用于猪；在肠道内繁殖一代需50min以上；抑制病菌的能力、刺激有益菌生长的能力以及稳定性较差。

3、双歧杆菌制剂属植物形态型培养物，能产生乳酸，合成维生素等；能促进消化、提高抗感染能力。但稳定性较低，肠道内繁殖速度较慢。可用于预防肠道内细菌产生毒性氨。既可用于饲料添加，也可用作兽药，宜用于猪和牛。

4、乳酸链球菌制剂分泌多量的乳酸、其他短链脂肪酸和类杀菌素，可刺激非特异性免疫系统产生大肠杆菌干扰素；其中SF-68型菌每19min繁殖一代，具有很强的竞争优势；具有抑制有害菌，促进有益菌生长和帮助消化的能力，稳定性也很好。（二）酵母菌

酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶，具有增强动物免疫力、增加饲料适口性、加强消化吸收等功能，并可提高动物对磷的利用率。用于饲料中的酵母菌主要是假丝酵母、红色酵母、酿造酵母和啤酒酵母。酵母菌制剂无抑制病原菌和分泌乳酸的能力，稳定性及繁殖速度较低。（三）芽孢杆菌

芽孢杆菌是好氧菌，在一定条件下产生芽孢，耐酸碱、耐高温和挤压，在肠道酸性环境中具有高度的稳定性，可使肠道pH及氨浓度降低，能产生较强活性的蛋白酶及淀粉酶。目前使用的菌株有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、东洋芽孢杆菌等。。既可用于饲料添加，也可用作兽药，宜用于猪、鸡和牛。

（四）光合细菌

光合细菌能在厌氧光照条件下同化CO2，有些菌还有固氮作用。光合细菌的细胞成分优于酵母菌和其他种类的微生物，菌体蛋白中多种必需氨基酸的含量高于酵母菌。光合细菌不仅为生物体宿主提供丰富的蛋白质、维生素、矿物质、核酸等营养物质，而且可以产生辅酶Q等生物活性物质，提高宿主的免疫力。光合细菌在改善水体环境、增加水产动物体重、色泽等方面有很好的作用。

美国通常认为是安全的饲用微生物

1.黑曲霉2.米曲霉3.凝固芽胞杆菌4.粘连芽胞杆菌5.地衣芽胞杆菌6.短小芽胞杆菌7.枯草杆菌(仅限于不产抗生素者)8.厌气性拟杆菌9.发酵乳杆菌10.纤维二糖乳杆菌11.弯曲乳杆菌12.戴耳布吕氏乳杆菌13.乳酸乳杆菌14.胚芽乳杆菌15.罗特氏乳杆菌16.肠系膜明串珠菌17.乳酸片球菌18.毛状拟杆菌19.瘤胃拟杆菌20.猪拟杆菌21.青春双歧杆菌22.动物双歧杆菌23.婴儿双歧杆菌24.长双歧杆菌25.嗜热性双歧杆菌26.嗜酸乳杆菌27.短乳杆菌28.保加利亚乳杆菌29.干酷乳杆菌30.啤酒片球菌31.戊糖片球菌32．费氏丙酸菌33.谢曼氏丙酸杆菌34.酿酒酵母35.乳酸链球菌36．二乙酸乳酸链球菌37.粪链球菌38.中（间）链球菌39．乳链球菌40.嗜热链球菌41.酪酸菌（酪酸梭状芽胞杆菌）

二、寡糖亦称低聚糖，由2-10个单糖经脱水缩合，以糖苷键连接形成的具有直链或支链的低度聚合糖类的总称。甜度一般只有蔗糖的30％-50％，有少数寡糖有苦味，如龙胆寡糖.根据寡糖的生物学功能分为功能性寡糖和普通寡糖两大类，普通寡糖可被消化吸收和产生能量，主要包括蔗糖、麦芽糖、海藻糖、环糊精及麦芽寡糖；功能性寡糖则指不被人和动物肠道吸收，具有特殊生理学功能并且能够促进双歧杆菌的增殖而有益于肠道健康的一类寡糖，也称为双歧因子。用作饲料添加剂的化学益生素主要指功能性寡糖。甘露寡糖可作为益生素的替代品或补充物。与益生素不同，它是稳定的化合物可以抵抗热、重金属离子和抗生素的破坏。它们在肠道中作为自由飘流的受体位点，使有害细菌结合它们而不是肠壁。此外，它们还可刺激和增强免疫系统的作用。9kg体重仔猪饲喂甘露寡糖和喹乙醇的对比试验(Bolduan，1997)

所有日粮均含有0.65％富马酸。资料来源：养猪科学新概念（第一卷），中国农业大学出版社。

β-葡聚糖或甘露寡糖对断奶后0-13d仔猪生产性能的影响

β-葡聚糖或甘露寡糖对断奶后13～33d仔猪生产性能的影响

断奶后0～14d饲喂梯度水平的甘露寡糖或β-葡聚糖仔猪的生产性能

益生素的作用益生素主要由微生物本身和其代谢产物所产生，作用概括为；

1、促进畜禽生长，改善饲料利用率；

2、防治疾病；，减少死亡率；

3、净化环境。益生素的作用特点是无毒，无蓄积残留，无环境污染等。

益生素的作用机理1．抑制病原微生物的增长：是通过产生抗菌化合物(有机酸、菌毒素及其他抗菌物质)和其他有益化合物，与病原菌竞争营养物质和肠道生存空间而抑制病原菌的生长。2．促进肠道内有益菌的增殖，修饰肠道微生态系统-寡糖作为化学益生素，其主要作用就是为肠道有益菌提供营养，促进其增殖。3．提高动物的免疫功能-益生素能够刺激动物产生干扰素，提高免疫球蛋白浓度和巨噬细胞活性，从而增强抗病能力。

益生素作用机理的理论基础

优势种群假说微生物种群中的优势种群对整个群落起决定作用。一旦失去优势种群，则该微生态平衡失调，原有优势种群发生更替，使用益生素的目的就在于恢复优势种群。

微生物夺氧假说当益生素中某菌种以孢子状态进入畜禽消化道后迅速生长繁殖，消耗肠内的氧气，使局部的氧分子浓度下降，从而恢复肠内微生物之间的微生态平衡，达到治病促生长之目的。

膜菌群屏障假说益生素可竞争性抑制病原体附到肠细胞上，发挥屏障作用，也就是竞争性颉颃作用。同时在非有益微生物区系建立之前，给新生动物接种有益的微生物有助于动物建立正常的微生物区系，排除或抑制潜在的病原菌。“三流运转”假说

益生素可以抑制有害微生物的过度生长和毒性物质产生，促进肠蠕动，维持黏膜结构完整，从而保证了微生态系统中基因流、物质流和能量流的正常运转。益生素的应用效果

1．猪生产

仔猪从出生后1-3d开始直接饲喂益生素可使仔猪成活率提高4％-5％，并且可显著提高仔猪日增重和饲料利用率。用蜡样芽孢杆菌治疗猪细菌性痢疾疗效达90％以上，用无毒芽孢杆菌治疗仔猪黄白痢也取得了较好效果。

2．家禽生产

在肉鸡日粮中添加益生素，肉用仔鸡增重可提高5％左右；在蛋鸡日粮中添加益生素，产蛋率可提高，并使蛋重略有提高。3．反刍动物生产

犊牛日粮中使用益生素可使牛日增重提高，还可使牛腹泻发病率和死亡率降低，且病情减轻。用乳酸杆菌饲养奶牛，产奶量提高20％-26％。

4．水产养殖

在水产养殖上使用益生素，可提高鱼、虾、蟹等水产品的产量10％-30％，改善水产晶的质量；具有防病抗病功能，能提高鱼种成活率5％-20％。目前，国内外虾类、鱼类专用的活菌制剂大都由健康水产动物体内的微生物系统中分离；提纯；再作用于水产动物，不会对水产动物产生任何危害，也不会在水中和鱼体内有残留。在猪和犊牛日粮中使用益生素对生产性能的影响

益生素应用注意事项

1．使用量

用作饲料添加剂以促生长为目的的益生素用量一般在0.02％-0.20％之间。

2．使用对象和使用时间

不同种类动物之间、单胃动物与复胃动物之间、动物的不同年龄阶段、甚至同一动物在饲喂不同饲料期间，其消化道的微生物区系组成不尽相同，因此对益生素的要求也不同。

3．益生素与抗生素的联合应用益生素是一种微生物制剂，抗生素则是一种抗微生物制剂，两者是一对矛盾，但在抑制动物体内的病原菌这方面，两者是相同的，因此只要将两者合理地配合使用，可以取得更为理想的治疗结果。4．益生素的稳定性

在益生素的生产、加工、保存、运输及应用等各个环节都存在着影响益生菌活性的因素，导致其功效降低。因此，应采取各种措施，有效地保证益生素的活性。活菌制剂的要求

1、对机体无害2、对消化道抑制因素有较强的抵抗力3、有优良的吸附上皮细胞的特性4、生长繁殖速度快5、能产生抑菌性物质6、能保持较强的活力

影响益生素有效性的因素

(1)活菌制剂的稳定性；

(2)饲料成分和营养水平；

(3)饲料加工方法；

(4)贮存条件和时间；

(5)消化道内环境；

(6)动物抗病能力；

(7)卫生条件；

(8)应激状态；

(9)动物种类；(10)抗生素使用。

活菌制剂的应用前景

1、安全性；

2、长效性；

3、多效性；

4、广泛性；

5、高效性；

6、针对性。

益生素存在