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益生素作用机制及畜禽养殖中应用现状与趋势

更新时间:2016-07-05

1 益生素的定义及分类

1907年,Metchnikoff最早提出益生素的概念。直到1965年,Lilly指出益生素是一种可分泌出能刺激另一种微生物生长的物质。随着国内外研究者对益生素的大量研究,广义来说益生素是一种可以平衡微生物系统的单一的或复合的微生物添加物。狭义上讲,它是一种可以激发自身菌种繁殖生长,同时抑制有害菌系生长的微生物添加剂,包括活的微生物及其发酵产物。益生素主要通过特异性分泌物刺激宿主免疫应答(如,细菌素)和消化道(如,沙门氏菌,大肠杆菌)中潜在致病性细菌的竞争排除作用来维持动物健康。美国食品与药物管理局( FDA) 和美国饲料管理协会( AAFCO),于1989年公开了42种可供直接喂饲且安全的微生物菌种。截至目前,我国农业部2045号文件将益生素种类由最初的12种增加至现有的34种饲料级益生素添加剂。国内外在畜禽养殖上最常用的益生素有乳酸菌类(嗜乳酸杆菌、双歧杆菌等)、酵母类真菌(酿酒酵母、石油酵母等)、芽孢杆菌类(芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等)及其他相关复合制剂等。

2 益生素作用机制及生物作用

2.1 调控肠道微生物菌群平衡

健康动物胃肠道内栖息大量的细菌,且维持机体微生物系的动态平衡。动物胃肠道中主要以厌氧菌为主,该优势菌群对机体肠道菌群起关键作用。如今,随着畜禽养殖逐渐规模化,各种环境应激因素逐渐增多,导致宿主机体优势菌群发生更替,胃肠道菌群的动态平衡遭到破坏,原有优势菌群不足以满足动物的生长要求,导致肠道功能发生紊乱,严重时引起疾病甚至死亡。益生素在机体生长代谢过程中产生的抗微生物活性物质,其可以抑制肠道有害菌生长繁殖,而部分益生素可以阻止有害菌及动物自身产生毒性胺和氨气,形成新的优势菌群使机体肠道菌群恢复动态平衡。

幼儿园的教育对象是一群六岁以下的幼儿,区域活动是较为重要的一个教育环节,在整个幼儿园教育中有着重要作用。幼儿园开展的区域活动要求保证具备良好的科学性及规范性,能结合实际情况不断完善和创新活动内容。但是在实际的教育过程中仍存在很多问题,本文针对这些问题进行了分析,并就提高幼儿园教育区域活动有效性做进一步的分析。

2.2 通过夺氧提高机体免疫力

饲料中以孢子形式添加的益生素,进入机体消化道后迅速增殖,且消耗机体胃肠道内大量O2降低其浓度,通过“夺氧”形成厌氧环境的方式大幅度降低致病性需氧菌和兼氧菌,从而使机体失调菌群恢复到正常状态,达到提高免疫力和促生长等防止疾病的发生。

在一次海洋基座式起重机回转平台物资质量监造中,胜利油田的设备监造人员发现龙骨之间和封板角焊缝焊脚高度与图纸要求存在1毫米偏差后,立即要求厂家对其焊缝打磨后重新焊接,否则不允许进行下道工序。

2.3 形成微生物屏障

益生菌通过调节肠道菌群平衡,从而有利于家畜对营养物质的吸收,提高家畜机体免疫能力,改善产品品质,进一步提高生产性能。如今,国内外学者对益生菌的研究越来越多。各种试验研究表明,益生素治疗雏鸡白痢效果明显,其治愈率达85%以上;益生素可提高机体对营养物质的吸收。Alkhalf(2010)等研究显示,在21日和42日肉鸡基础日粮中添加益生素可降低龄料其重比,提高饲料利用率。Brisbin(2011)等研究乳酸杆菌单独或联合使用对肉鸡免疫系统的影响时发现,口服乳酸杆菌可以治疗全身性抗体和细胞介导的免疫反应。Abudabos(2013)等研究指出,益生菌通过竞争性排除机制来阻止致病菌如产气荚膜梭菌和沙门氏菌在肠道的定殖。Alaeldein(2014)等等研究表明,益生菌对肉鸡性能均有积极影响,可作为肉鸡饮食中抗菌促生长剂的替代品。梁海威(2015)等研究饲料中添加适量植物乳杆菌对大肠杆菌攻毒肉鸡与未攻毒肉鸡的影响,结果表明其可提高ADG、降低ADFI和F/G。Nihar等(2016)等研究表明,饲料未添加益生菌组和添加益生菌组相比,益生菌组肉鸡体重增加,饲料消耗、FCR、死亡率和胴体产量百分比显著增加。

2.4 产生抑杀菌代谢物抑制原体

2.1.1 正常胎儿 三血管-气管切面显示主动脉横弓与动脉导管呈“V”字形共同汇入降主动脉,上腔静脉与气管均位于主动脉横弓的右侧,上腔静脉在前,气管在后。

2.5 抑制有害代谢物的产生

益生素进入机体肠道后,可以减少肠道内氨或抑制致病菌的生成,降低肠内容物、粪便中氨、对甲酚、吲哚和3-甲基吲哚等有害物质的含量,从而减少粪便的臭气及致病菌,降低对环境的污染。当机体肠道内致病菌减少,使其保持良好的吸收营养的功能,并降低肠上皮的更新率,减少不必要的消耗,提高饲料利用率,因此可以提高畜禽产品质量。

2.6 合成各种消化酶和营养物质,提高畜禽生产力

近些年,因益生素具有提高畜禽生产性能、防治畜禽疾病等作用,逐步用于畜禽养殖中,以期提高养殖经济效益。国外已广泛应用临床实际中,但是国内已刚起步,仍亟待研发相关产品应用在实际畜禽生产中,提高养殖经济效益。

3 益生素在畜禽养殖中应用现状及趋势

益生素在机体内可产生各种维生素、氨基酸、无机盐、微量元素和消化酶等。如益生素能增加血液中钙、镁,减少钾量,改善矿物质的吸收。尤其是芽胞杆菌具有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等酶活性;还可以降解饲料中的某些复杂的碳水化合物;还可以产生细胞壁裂解酶、透明质酸酶、果酸果胶裂解酶、脂肪酶等。该类酶有助于提高饲料的消化吸收,继而提高畜禽生产力。

3.1 益生素在家禽养殖中应用现状及趋势

当饲料中的益生素以孢子形式进入肠内后,定植在机体胃肠道黏膜表面和致病菌进行竞争,其通过调控黏膜免疫功能、改善肠道微生态以形成微生物屏障,提升机体肠道黏膜屏障功能,形成不利于致病菌生存的环境,或与致病菌竞争定居部位,抑制致病菌附着到肠细胞上,与致病菌发生竞争性拮抗作用,将其驱出定植点。

益生素进入肠道后,在动物机体生长代谢过程中,会产生有机酸、过氧化氢及细菌素等抗微生物活性物质,通过抑制肠道致病菌生长繁殖建立肠道优势菌群。乳酸杆菌可以产生大量有机酸,如乳酸等,其通过降低肠道pH抑制大肠杆菌等致病菌的生长和繁殖。在酸性环境下有机酸可以将胃蛋白酶原激活成胃蛋白酶,有助于饲料中蛋白质的消化吸收。此外,抗微生物活性物质可加强机体胃肠道蠕动,促进饲料消化吸收,提高饲料利用率。

3.2 益生素在猪养殖中应用现状及趋势

益生素在猪生产中应用比较广泛,在饲料中添加益生素,可提高猪对营养的吸收利用及产奶量;还可以提高仔猪的断奶体重,继而缩短仔猪断奶日龄。Schierack(2009)等研究怀孕母猪免疫指标的变化时发现,Ttoyoi芽孢杆菌可以改变淋巴细胞增殖反应。Gaggia(2010)等研究益生菌对动物机体影响,结果指出益生菌可以抑制机体胃肠道致病菌的生长繁殖, 改善胃肠道有害菌群体系建立肠道优势菌群,提高机体免疫,提高动物健康水平。Pasca(2009)等、Ross(2010)等研究发现,益生菌有益于仔猪早期肠道微生物的定植,降低仔猪腹泻、提高生产性能。Simonl(2010)等研究结果指出,在猪饲料中添加屎肠球菌,其抑制致病菌附着到肠细胞上,与致病菌发生竞争性拮抗作用,将其驱出定植点,降低衣原体、致病菌感染,提高机体健康水平。Bron(2012)等研究指出,益生菌可以调节宿主肠道内的免疫应答,降低转化生长因子-β及视黄酸等。邓军(2013)等研究结果显示,断奶仔猪饲喂枯草芽孢杆菌和猪源乳酸杆菌能显著增加回肠的肠绒毛高度,降低空肠和回肠的隐窝深度,以及提高十二指肠、空肠和回肠的绒腺比。Gao (2013)等研究指出,酪酸梭菌还能够维持动物肠道微生物系统稳定,促进机体肠道有益菌的生长繁殖,抑制有害菌的生长,改善肠道健康继而减少疾病。祝天龙(2015)等研究结果显示,在仔猪日粮中添加1%枯草芽孢杆菌,可提高弱仔猪血清中IgA 等抗体水平,显著提高弱仔猪的生长性能,提高仔猪免疫水平。 Ahasan(2015)等描述了益生菌对单胃动物胃肠道微生物生态系统的最重要益处,以及它们对动物营养和健康的影响。研究指出,益生素对肠道黏膜、体液及细胞均具有免疫作用,因此,在日粮中添加发酵饲料能增强仔猪的免疫功能。但是其作用机制尚未研究透彻,仍亟待研究。

3.3 益生素在家畜养殖中应用现状及趋势

研究表明,饲料添加益生素可显著提高畜禽对纤维素的利用率、日增重、产奶量等,整体提高增加养殖效益。 Qiao(2007)等研究表明,给奶牛饲喂含有枯草芽孢杆菌的饲草,奶牛产奶量显著提高。金龙(2010)等研究结果表明,在饲料中添加适量的酵母培养物,可提高青年牛的干物质采食量,提高饲料利用率及日增重。李阳友(2012)等研究结果指出,在饲料中添加益生素和NSP酶可以提高羔羊的日增重且有明显的促进作用;奶牛精料中添加益生素制剂,奶牛日增重平均提高0.88 kg,牛奶乳脂率提高9.68%,差异显著(P<0.05)。黄良策(2012)等研究指出,酵母菌、纳豆芽孢杆菌和乳酸菌可以显著降低牛奶导电率(P<0.05),在奶牛乳房炎防治发挥很好作用,显著提高奶牛产奶量。Maria(2014)等提出不同的益生菌菌株可以改善生长性能,减少反刍动物、猪、家禽和鱼类的肠道疾病。史慧玲(2015)等研究不同益生菌组合对猪粪污氮磷减排的影响结果指出,可有效提高氮、磷和粗纤维的表观消化率,减少粪便中氮和磷含量,降低畜禽粪便对环境的污染。

有关社区家长教育的相关法规和政策并不多见。2002年,教育部和妇联在《全国家庭教育工作“十五”计划》的具体目标中指出:“逐步建立健全中、小、幼家长学校、社区家庭教育指导与社会家庭教育指导相结合的家庭教育指导工作体系,社区家庭教育指导工作要有较大幅度扩展。”但是在具体实施措施和检查评估中,并未涉及社区家长教育的内容。由此可见,社区家长教育政策内容并不完善,缺乏强有力的队伍建设,也并没有专项的财力保障支持,考核评估及奖励都有问题。社区教育政策制定不规范直接导致的是社区教育政策执行有偏差,社区家长教育政策不能形成体系,缺乏系统性。

4 总结

一直以来,畜禽饲料中添加各种抗生素制剂可以达到抗菌促生长等作用,但是长期使用容易导致药物残留、细菌耐药性等问题日趋突出。因此,寻找一种新制剂来替代抗生素是目前亟待解决的问题。益生素作为一种新型饲料添加剂已广泛应用于畜禽养殖中。随着分子生物技术、基因组学、代谢组学、蛋白质组学等先进技术的快速发展,已初步应用于益生素的研究,可使益生素在机体肠道内产生各种必需物质,进一步加强机体的免疫功能。畜禽养殖中使用的益生菌微生物,应富含某些细菌的益生元底物种群或益生元的合生素组合益生菌来增加其作用范围。因此,现有研究重点是确定有益的细菌菌株和底物以及有效的条件是研究复合益生菌的前提。益生素的安全性和有效性等问题亦是不容忽视的问题,因此学者们应正确认识益生素的安全性和有效性等问题,进一步深入研究,如应根据不同菌株的性质研制不同剂型,使其成为一种高效、安全、理想的饲料添加剂。

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张金宝,杨玉东,张玉彦,狄良娇,刘海艳,任建军,王莉
《畜牧兽医杂志》 2018年第3期
《畜牧兽医杂志》2018年第3期文献

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