第四代活菌益生素研究进展及其在猪生产中的应用

益生素的发展历史
益生素(Probiotic),又称促生素、生菌剂、活菌制剂、微生态调节剂,其中文名称尚无统一规定,对其定义的解释也不尽一致。首先Lilley和Stillwell于1965年使用益生素一词(Probiotic),与抗生素(antibiotic)相对,两者的作用矛盾。抗生素是直接杀灭或抑制有害菌生长。1974年美国REParker认为“益生素是维持肠道菌群平衡的微生物或物质”。1989年Fuller重新定义为“一种可通过改变肠道微生物平衡而对动物施加有利影响的活的微生物饲料添加剂。1990年H.Sossard给益生素的定义是“摄入动物体内参与肠内微生物群落的阻碍作用,或者通过增强非特异性免疫功能来预防疾病而间接地起促进作用和提高饲料效率的活的微生物培养物”。1991年我国学者又提出了一个较通俗的概念———饲用微生物添加剂。
益生素的种类
可用作益生素的微生物种类很多,美国FDA(1989年)规定允许饲喂的微生物有42种。我国1999年经农业部批准使用的微生物品种有12种,包括蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪链球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌和乳酸链球菌等。生产上使用的益生素有两种:一种为单一菌属组成的单一型菌制剂,另一种为多种不同菌属组成的复合型菌制剂。一般来说,前者功能性更专一。若按照益生素技术进步,则可划分为四代:
第一代益生素:用酵母菌、乳酸菌以稻壳粉,沸石粉等作载体固体发酵,自然晾晒而成,质量稳定性较差。
第二代益生素:在第一代益生素的基础上复配一部分酶制剂,由于酶制剂数量、酶活都不确定,效果与第一代益生素差别不大。
第三代益生素:以枯草芽孢杆菌为主要菌种发酵的一类产品,枯草芽孢杆菌繁殖代谢过程中可产淀粉酶,所以称为产酶益生素,与工业酶制剂比起来酶数量、酶活性都很低,芽孢杆菌加工后处于休眠状态,所以应用后5-7天才能见效。
第四代益生素:用乳酸菌以中草药或提取物作载体发酵的活菌中药微生态制剂。因为保持活菌状态,所以具备所有活菌制剂的作用,同时可以提高动物免疫水平、提高饲料利用率、提高成活率、提高养殖效益。第四代益生素代表微生态制剂的技术领先水平,目前国内只有哈尔滨中科生物工程有限公司等为数不多的公司生产。
第四代益生素“本草倍利康”“猪康肽”“保禽肽”“霉立肽”等产品在市场上受到很多大型养殖企业认可。

第四代益生素的作用机理
目前主要有:(1)建立优势菌群学说;(2)形成菌群屏障学;(3)微生物夺氧。
通过下述途径在动物体内发挥其作用的。
1、补充有益菌群,改善消化道菌群平衡,预防和治疗菌群失调症
畜禽消化道内存在大量的微生物菌群,其中有些菌群能有效地促进畜禽生长和饲料消化,称有益菌群;有些菌群具有抑制生长和致病作用,称为有害菌群。正常情况下,畜禽消化道内的这些菌群都保持着良好的平衡,维持着畜禽的正常生长和生产,或抗生素滥用,这些菌群一旦失去了平衡,则引起消化机能紊乱、抑制生长发育,严重的则可治病。
2、刺激机体免疫系统,提高机体免疫能力
第四代益生素中的有益菌是良好的免疫应激活剂,能有效地提高巨噬细胞的活性,通过生产抗体和提高噬菌作用活性等刺激免疫,激发机体体液免疫和细胞免疫,导致机体免疫力和抗病能力的增强。

3、参与菌群生存竞争,协助机体消除毒素和代谢产物
第四代活菌益生素参与消化道有益菌群与致病菌之间的生存和繁殖空间竞争、时间竞争、定居部位竞争以及营养竞争,限制致病菌群的生存、繁殖。有益菌在消化道内生成致密的膜菌群,形成微生物屏障,一方面抑制消化道粘附病原菌,中和毒性产物;另一方面防止毒素或废物的吸收。
4、改善机体代谢,补充机体营养成分,促进畜禽生长
活菌益生素的有益菌群能在消化道内繁衍,能促进消化道内多种氨基酸、维生素等一系列营养成分的有效合成和吸收利用,从而促进畜禽生长发育和增重。
第四代益生素在猪生产中的应用
1、在防止仔猪腹泻中的应用
仔猪腹泻是困扰仔猪饲养的最主要的疾病之一,据报道,一般情况下,发病情况较轻的在10%~20%,严重的可达40%~50%,有的甚至达到100%。同时该病所造成的子猪死亡率也相当高,一般在10%~30%,严重的可达50%以上。
相关研究人员研究液态第四代益生素和产酶益生素对哺乳猪日增重、腹泻率和存活率的影响,结果发现,添加第四代益生素的试验组,哺乳子猪日增重比对照组提高15.94%(P>0.01);而腹泻率比对照组降低了8.92%(P
研究表明,在断奶仔猪日粮中添加适量的第四代益生素可促进断奶子猪肠道发育、缓解断奶应激性、降低腹泻率、提高断奶子猪生长性能和免疫能力。
研究发现,在仔猪断奶(21天断奶)后1天~10天内的日粮中添加0.5%的第四代益生素;或者在断奶后10天~20天内的日粮添加0.3%的第四代益生素均可显著提高仔猪日增重,提示早期断奶仔猪补充外源活菌益生素可促进其生长发育。
2、在仔猪生产性能上的应用
第四代益生素可以改善仔猪胃肠道的微生态环境,从而保证动物对饲料具有良好的消化率和利用率,进而获得良好的饲养效果。研究发现,与对照组相比,断奶仔猪在35日龄~50日龄阶段,添加普通益生素和第四代益生素平均日增重分别提高了25%和36%,且试验组与对照组间的日增重存在显著性差异;料重比分别降低了13%和19%。研究发现,在断奶仔猪日粮中添加0.5%的第四代益生素,可使仔猪日增重提高4.6%、饲料利用率提高5.7%。研究还证明,第四代益生素可使哺乳仔猪日增重提高15.94(P
3、在母猪生产性能上的应用
研究表明,在长大和大长经产3胎次母猪日粮中添加第四代益生素,母猪产子数提高7.43%、产活子率提高了8.5%、仔猪初生重提高10.61%。研究发现,在母猪日粮中添加第四代活菌益生素,可显著提高仔猪的平均断奶个体重量(P
Inteross等报道,在母猪日粮中添加活菌益生素,可使断奶仔猪数和仔猪断奶体重显著地高于不添加组。Williams指出在母猪日粮中添加活菌益生素能刺激母猪小肠及大肠后端发酵,从而增加挥发性脂肪酸和细菌发酵终产物的产量,为母猪提供了更多的能量,有利于母猪的养分利用和产奶量,并由此提高仔猪的断奶体重和缩短了子猪达到断奶体重的年龄。
益生素存在的问题和研究方向
1、目前已确认适合发酵的中草药物需要开发和深入试验,适宜作活菌益生素的菌种尚少,也可以采用分子生物学的手段,改造现有的菌株,使之具有需要的性能。
2、目前对活菌益生素作用机理的研究进展缓慢,急需加强力量对益生素的作用机理进行更加深入的研究,以指导益生素的研制、生产及使用。
3、加强对第四代活菌益生素剂型的研究,提高活菌浓度,提高菌剂对不良环境的耐受力,延长产品保存期。
4、由于技术限制市场上活菌益生素极少,绝大多数都是死的菌体制剂,产品质量不稳定,生产处于复配、仿制阶段,检测手段不完善,产品的标准和检测方法尚显混乱,造成市场上的益生素产品良莠难辨。因此必须建立完善的行业检测标准,制定有关法律法规的实施细则,使生产与宣传规范化。

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