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灭活乳酸菌在动物日粮中的研究与应用(一)

来源:时间:2025-04-21 21:38:09

自1949年發現抗生素對動物具有促生長作用以來,灭活抗生素在畜牧業中的乳酸應用已有約70年的曆史。實踐證明抗生素對保障動物健康、菌动究促進動物生長、物日提高飼料利用率確實具有明顯效果。粮中但隨著抗生素的灭活不合理使用造成的耐藥性和殘留問題日益嚴重,越來越多的乳酸國家開始禁止使用飼用抗生素。1986年瑞典宣布全麵禁止飼用抗生素,菌动究成為首個禁用飼用抗生素的物日國家。隨後歐盟於2006年起全麵禁止在飼料中使用抗生素。粮中2019年7月10日,灭活農業農村部發布了第194號公告要求除中藥類外的乳酸所有促生長類藥物飼料添加劑在2020年底前全部退出。12月26日農業農村部又發布了第246號公告稱自2020年1月1日起廢止僅有促生長用途的菌动究藥物飼料添加劑質量標準,在飼料端“禁抗”、物日養殖端“減抗、粮中限抗”已成必然趨勢。尋求安全有效的抗生素替代品,是我國畜牧業當前麵臨的緊迫任務。益生菌、抗菌肽、植物提取物、酸化劑、精油、酶製劑和功能性寡糖等都是目前熱門的替抗產品。 

在這些替抗產品中,益生菌以其綠色安全、效果確切在抗生素替代方麵承擔著重要的角色。乳酸菌是一類能夠代謝產生有機酸、細菌素和多種有益代謝產物的益生菌。在動物日糧中添加活性乳酸菌具有調節動物腸道菌群平衡、提高動物免疫力、減少動物腹瀉、保障動物健康的功效,是替抗產品的中堅力量。但乳酸菌應用最大的問題是耐高溫和耐儲存性能較差,在飼料高溫製粒和儲存過程中極易失活,使大多數活菌無法進入動物腸道發揮作用,極大降低了乳酸菌的飼用價值。將乳酸菌發酵完成以後采用特殊的工藝將其滅活,完整保留乳酸菌在生長過程中的各種有益代謝產物和死菌體製成滅活乳酸菌,有效解決了乳酸菌在高溫製粒和儲存過程中的活性損失問題。研究表明滅活乳酸菌同活性乳酸菌一樣具有維持動物腸道健康,促進動物生長,調節動物機體免疫力,提高飼料利用率的功能,隻是兩者發揮效用的作用機理有所不同。 

1活性乳酸菌的作用機理 

乳酸菌是一類能夠發酵碳水化合物產生大量乳酸的無芽孢革蘭氏陽性菌的統稱,厭氧或兼性厭氧,在無氧條件下生長更好,在pH3.0~4.5的酸性條件下能夠生存,不耐熱。活性乳酸菌主要通過競爭性粘附作用及其代謝產生的有機酸、細菌素等抑菌物質,抑製和殺滅腸道有害菌,調節腸道菌群平衡通過菌體及其活性成分肽聚糖、脂多糖、脂磷壁酸和代謝產生的胞外多糖等物質,調節動物機體免疫水平,維持動物健康。 

1.1競爭性粘附作用 

乳酸菌是動物腸道內的優勢菌群,屬於腸道共生菌,對抵禦外來致病菌的入侵和維持動物消化道內菌群平衡具有重要作用。乳酸菌對腸道粘膜的粘附是其發揮益生功能的前提條件,是影響乳酸菌飼用效果的關鍵因素。乳酸菌依靠其細胞表麵具有粘附能力的完整肽聚糖、脂磷壁酸、表麵粘附蛋白和胞外多糖等粘附素與腸粘膜上皮細胞和腸道粘液中的粘附素受體進行特異性和非特異性結合,使其能夠大量牢固地定植在動物腸粘膜表麵,形成一層菌膜,發揮生物屏障作用,在空間上阻礙致病菌與腸粘膜的接觸和粘附,抑製病原菌的定植,並通過其代謝產物抑殺致病菌,保護動物腸道健康。乳酸菌通過與致病菌競爭腸粘膜上的結合位點和生存空間,在動物腸道內定植和生長發揮其生物學功能。 

1.2產生有機酸 

乳酸菌在腸道內生長繁殖過程中會產生大量乳酸等有機酸,有機酸的持續積累能夠降低腸道pH值和氧化還原電位,利於腸道形成酸性環境,優化腸道有益菌的生存環境,抑製嗜堿性有害菌的生長和增殖,降低有害菌的感染率,維持腸道微生態平衡和腸道的正常功能。有機酸能夠促進腸道蠕動,增加糞便含水量,潤腸通便,同時為動物腸道提供適宜的消化吸收環境,有利於營養物質的消化吸收,提高飼料利用率,增進動物健康,減少疾病發生。乳酸菌代謝產生的苯乳酸具有較寬的抑菌譜,可有效抑製革蘭氏陰性菌、陽性菌和真菌的生長。 

1.3產生乳酸菌細菌素 

絕大多數乳酸菌在生長代謝過程中會產生具有抑菌活性的肽類物質,稱成乳酸菌細菌素或乳酸菌素。細菌素是乳酸菌在代謝過程中通過核糖體合成的具有抑菌活性的多肽或蛋白質類物質,對熱穩定。細菌素可選擇性抑製或殺死腸道內的病原菌,而對乳酸菌自身不起作用。根據化學結構、穩定性和分子量大小的不同,通常將乳酸菌細菌素分為四類:羊毛硫抗生素(Ⅰ)、肽類乳酸菌素(Ⅱ)、蛋白類乳酸菌素(Ⅲ)和複合型乳酸菌素(Ⅳ)。細菌素作用的靶細胞是致病菌的細胞膜。細菌素通常先結合到致病菌細胞表麵上的特異性受體或非特異性受體上,然後再嵌入到質膜內部後,開始聚集形成寡聚體結構,最終在質膜上形成膜孔,通過形成膜通透孔道引起致病菌細胞內重要物質的流失而達到殺菌目的。乳酸菌細菌素一般對革蘭氏陽性致病菌的抑菌效果更好。 

1.4產生乳酸菌胞外多糖 

胞外多糖是微生物在生長過程中分泌到細胞壁外的長鏈多糖,通常分為莢膜多糖和粘液多糖。莢膜多糖是指疏鬆地附著在細菌表麵的多糖,粘液多糖則是以粘液的形式完全分泌到胞外環境中的多糖。乳酸菌胞外多糖是乳酸菌在生長代謝過程中分泌到細胞壁外滲透在發酵底物中的糖類化合物,分為同型多糖和異型多糖。同型多糖是隻包含一種類型單糖的多糖物質。異型多糖也稱雜多糖,是由幾種不同類型的單糖組成的多糖物質。乳酸菌胞外多糖能夠促進乳酸菌與腸道粘膜的粘附,在乳酸菌菌體與腸粘膜的粘液層接觸及粘附過程中發揮重要作用。乳酸菌胞外多糖能夠選擇性促進腸道有益菌的增殖,作為能源物質為腸道有益菌提供營養。乳酸菌胞外多糖具有免疫調節活性,能夠提高動物機體的免疫應答,是一種免疫調節劑。胞外多糖能夠激活巨噬細胞、NK細胞和B淋巴細胞等免疫細胞的活性,促進細胞的吞噬能力,調節免疫細胞因子的分泌,增強機體特異性和非特異性免疫應答反應,提高動物免疫力。 

1.5乳酸菌的免疫調節作用 

乳酸菌對動物機體的免疫具有重要的調節作用。菌體和菌體細胞壁是乳酸菌發揮免疫激活作用的主要活性成分。乳酸菌通過其菌體以及細胞壁成分肽聚糖、脂多糖、脂磷壁酸和乳酸菌細胞DNA等多種活性成分提供免疫信號,激活巨噬細胞、B淋巴細胞和NK細胞等免疫細胞的活性和增加腸道中IgA水平,激活機體的細胞免疫和體液免疫等特異性免疫反應。乳酸菌也是良好的非特異性免疫增強劑,能夠提高機體的非特異性免疫水平。 

1.6吸附黴菌毒素 

黴菌毒素是黴菌在生長過程中產生的有毒有害代謝產物,通過飼料進入動物體內對動物的健康產生嚴重危害。乳酸菌的代謝產物能夠抑製黴菌的生長,從而抑製黴菌毒素的產生。活性乳酸菌的細胞壁具有吸附黴菌毒素的能力。乳酸菌通過細胞壁中的多糖、蛋白質和脂質成分,利用離子交換作用與黴菌毒素結合,吸附黴菌毒素,並將黴菌毒素一起隨糞便排出體外,降低和減少黴菌毒素對動物的侵害。

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