时间:2024-05-23
王怀禹
(南充职业技术学院,四川 南充 637131)
动物微生态制剂又被称为益生 素(Probiotics)、 微 生 态 调 节 剂(Microecological modulator)等,是在微生态学的理论指导下,利用动物体内活的、有益的正常微生物或其分泌的促生长物质经培养、发酵、干燥、加工等特殊工艺制成的生物制剂,具有安全、无毒副作用、无残留、无污染的特点。动物微生态制剂是在畜牧业减抗乃至停用抗生素呼声日益高涨的形势下较为适宜的替代品,因其具有补充、调整和维持动物肠道微生态平衡的功能,从而起到促进动物生长发育、防治疾病及促进健康等作用,而成为学术界和生产中关注的焦点、研究的热点。复合微生态制剂采用多个微生物菌种按各自权重比例复合配制而成,适应的条件和宿主更为广泛多样,较单一菌类微生态制剂的作用更大,特别是在对猪的影响研究与应用中取得了较多成果,预示着其广阔的应用前景。
复合微生态制剂中所用菌种必须是国家农业部2013年第2045号公告中允许使用的微生物添加剂,包括酵母菌、乳酸杆菌和芽孢杆菌三个大类,共46种微生物菌种。复合微生态制剂以成分不同分为复合菌微生态制剂和合生态微生态制剂——合生元。复合菌微生态制剂可以是两种及两种以上相同种属或不同种属菌株组成,以EM菌露为例,即是含有80多种好氧和厌氧微生物的优良菌群,如乳酸菌、酵母菌、光合细菌等。菌群中的微生物之间相互协同、相互促进,共同构成一个具有多元功能、复杂而又稳定的微生态系统,可广泛应用于养殖生产。合生元是由益生菌和益生元组成。益生元是指能够促进动物健康的物质,最基本的益生元为碳水化合物,主要包括各种寡糖类物质(Oligosaccharides)或称低聚糖(由2~10个分子单糖组成)。这些功能性低聚糖通过选择性地刺激一种或几种细菌的生长或活性而对寄主产生有益的影响。如能够调节肠道的有益菌——双歧杆菌和乳酸菌数量增加或活性增强,而又不被动物自身及其肠道内的某些致病菌所消化和吸收,从而间接抑制有害菌的生长繁殖,调节动物肠道正常菌群,改善寄主健康。
动物肠道微生态系统是在长期历史进化过程中形成的,其微生物之间相互作用机理非常复杂,人们的研究进展也较慢,目前已经明确的作用机制主要有:1)优势菌群作用机制。动物在健康状态下,肠道内微生态系统处于平衡状态,一旦失衡,动物免疫力就会下降而发病。动物微生态制剂的使用目的就在于使失衡的微生态系统重新处于平衡状态,恢复其肠道健康;2)生物颉颃作用机制。正常情况下,动物肠道微生态系统形成一道生物学和化学屏障,微生物菌群有序定植于肠道黏膜上,其可防止致病菌的侵袭,发生占位争抢营养、共生或颉颃作用;3)微生物夺氧作用机制。微生态制剂中含有的需氧微生物在动物肠道内可降低某个区系氧浓度,一方面有利于厌氧菌的生长繁殖,另一方面使需氧和兼性厌氧菌数量下降,从而使动物肠道生态系统菌群达到平衡状态;4)“三流循环”作用机制。“三流循环”即基因流、能量流和物质流的循环,其主要作用机理:一是微生态制剂是一种很好的非特异性免疫调节因子,能够激活宿主T淋巴细胞、B淋巴细胞及巨噬细胞的活性,提高动物免疫力;二是产生有益的代谢产物。比如产生多种消化酶类,提高饲料利用率;合成动物生长发育所需要的氨基酸、维生素及其他未知促生长因子,加快动物生长发育;改变肠道酸性环境,降低pH,抑制致病菌的生长;减少氨、吲哚等有害气体的产生,维持动物肠上皮组织正常吸收状态,降低肠上皮细胞的淘汰更新率,减少其维持需要。
复合微生态制剂能够提高母猪生产性能、改善乳汁质量以及防止便秘等。徐斌龙等[1]在妊娠母猪饲料中添加复合微生态制剂(金倍素P800),主要成分为嗜酸乳杆菌、产朊假丝酵母菌、低聚糖、多肽等,结果显示,通过给妊娠后期母猪饲喂金倍素P800可以有效提高母猪的繁殖性能,仔猪初生窝重增加1.78 kg,初生个体重增加 0.15 kg,同时能有效降低妊娠母猪的便秘情况。汪孟娟等[2]研究了由维生素、酵母铬、酵母硒、乳酸菌和芽孢杆菌等组成的复合微生态制剂(活菌总数≥6.0×108)对经产母猪的作用效果,结果表明:添加了微生态制剂组的窝产仔数较对照组增加 1.0 头 /窝,窝产活仔数增加 1.27头/窝,较对照组分别提高了9.09%及12.49%,初生个体重、初生窝重分别较对照组提高了10.92%、11.03%;试验组的弱仔率、死胎率较对照组降低了40.85%、38.92%。谢全喜等[3]研究了微生态制剂和中草药对母猪繁殖性能和粪便菌群数量的影响,添加复合微生态制剂和中草药后,仔猪活仔率、仔猪育成率分别较对照组提高了8.57%和6.75%;断奶重提高了14.01%,平均日增重提高了25.73%(P<0.05);母猪粪便中乳酸杆菌数量提高了6.63%,大肠杆菌数量降低了4.71%(P<0.05)。刘爱君等[4]研究了复合微生态制剂(Z800-200)对哺乳母猪乳成分及生产性能的影响。Z800-200主要包含乳酸菌( 猪源粪肠球菌) 、枯草芽孢杆菌、酵母菌及其代谢产物(有效活菌数≥200 亿 CFU/g)。结果表明:微生态制剂组分别显著提高母猪哺乳,第1 d和第14 d乳蛋白含量 6.10% 和 6.14% 、第 1 d 和第 14 d乳脂率11.19% 和10.48%、第1 d 乳糖含量10.60%及第1 d和第14 d乳中总固形物含量7.35% 和 11.22%。相比对照组,微生态制剂组提高仔猪初生质量3.65%、仔猪断奶均质量7.04%、仔猪日增质量7.89%及母猪采食量3.39%,母猪发情间隔也显著缩短。
处于哺乳期的仔猪,自身抵抗力较弱,容易受到病原微生物的侵染,导致腹泻等疾病高发。仔猪在断奶前后由于饲粮和生活环境的急剧改变,以及仔猪自身免疫系统的不完善,仔猪在断奶后易产生应激,造成腹泻和生长受阻,导致生产性能下降。众多研究表明,复合微生态制剂可使哺乳仔猪、断奶仔猪的腹泻率、死亡率及淘汰率显著降低,断奶仔猪的生长性能和经济效益明显提高。唐荣等[5]研究发现,添加了安巢菌宝复合微生态制剂的试验组哺乳仔猪的平均末期体重较对照组提高1.814 kg(P<0.01),平均净增重比对照组高2.295 kg(P<0.01),平均日增重比对照组高 114.7 g(P<0.01);同时试验组的采食量有所提高,料重比有所降低,哺乳仔猪的腹泻指数及死淘率也有所降低,平均每头仔猪经济效益提高了59.93%。谢全喜等[6]将复合微生态制剂添加到仔猪教槽料中,以测定仔猪的生产性能、健康状况和粪便菌群数等指标。结果显示,在教槽料中添加复合微生态制剂1‰使产后 21~35 d料重比降低2.41 %,日采食量及平均日增重分别提高 14.96%和 12.19%(P<0.05)。出生后 21 d 和35 d时,试验组粪便中乳酸菌数高于对照组(P>0.05),同时试验组大肠杆菌数低于对照组(P>0.05)。出生后21 d和35 d时,试验组R/D值分别较对照组高9.09%和 9.52%;出生后35 d时,试验组仔猪粪便中粗蛋白质含量较对照组低16.53%。表明复合微生态制剂能够降低饲料增重比和粪便中大肠杆菌数量,促进乳酸杆菌等有益菌的增殖,改善肠道健康,降低粪便中粗蛋白质含量,提高仔猪断奶后饲料消化率。高林[7]研究发现,添加复合微生态制剂后,断奶仔猪的生长性能、机体免疫力及氮利用率得到显著提高。微生态制剂组较对照组平均日增重显著提高(P<0.05),腹泻率显著降低(P<0.05);微生态制剂组仔猪的表观消化率较对照组显著提高(P<0.05),其中干物质、粗蛋白、粗纤维及消化能分别提高8.01%、5.08%、6.95%和4.64%;微生态制剂组的血清总蛋白、IgG及IgM含量较对照组显著提高(P<0.05),尿素含量有所降低。杨红萍等[8]以乳酸菌、芽孢杆菌及双歧杆菌为主要成分的复合微生态制剂对断奶仔猪的试验研究也与上述研究基本吻合,对仔猪养分表观消化率的影响将随着复合微生态制剂添加水平的提高而增强,并筛选出2.0 g/kg 的最适添加剂量。这些事实表明,复合微生态制剂能较好地调节蛋白质和氨基酸之间的平衡状况,促进蛋白质的消化吸收和沉积。同时还发现复合微生态制剂2.0 g/kg的添加水平能够显著提高猪瘟抗体效价和 IgG、IgA 含量 (P<0.05); 复合微生态制剂不同添加水平均能够提高IL-2、IFN-γ细胞因子含量,且2.0 g/kg添加剂量的作用效果明显优于0.5 g/kg和1.0 g/kg添加剂量的作用效果。
在近两年复合微生态制剂作用于断奶仔猪的研究中,黄其田等[9]用3种复合微生态制剂、金三俊等[10]用发酵好的复合微生态制剂、李小成等[11]用 1.0‰的肽菌素作用于断奶仔猪,其研究结果都取得了与前述研究结果相似的结论。
研究证实,复合微生态制剂能够显著改善育肥猪的生产性能,减少肠道病原菌的数量,降低腹泻发生率。刘海生等[12]研究复合微生态制剂对育肥猪生产性能及粪便中微生物的影响,发现复合微生态制剂能显著提高育肥猪的生产性能,平均日增重提高了 74.1 g(P<0.05),增幅达到 11.7%,料重比降低 0.13(P<0.01);复合微生态制剂组的粪便pH显著低于对照组(P<0.05),试验组粪便中大肠杆菌的数量显著低于对照组(P<0.05),乳酸杆菌数量极显著高于对照组(P<0.01),并且试验组的腹泻率显著降低(P<0.05)。郭建军等[13]研究复合微生态制剂对育肥猪生产性能及养分消化率的影响,发现复合微生态制剂能显著提高育肥猪的生产性能,平均日增重提高92.3g,增幅达到13.7%,料重比降低 0.39(P<0.01);在提高生长猪日粮养分消化率方面,微生态制剂与抗生素作用相似;粪样中大肠杆菌的数量显著降低,同时粪样中乳酸菌和双歧杆菌数量都极显著高于对照组(P<0.01),整个试验周期,试验组较对照组腹泻率降低了 8.19%(P<0.01) 且多盈利38.16元/头。综上所述,在育肥猪日粮中添加复合微生态制剂能够明显地提高育肥猪生产性能和养殖效益。
梳理国内目前已有的研究,复合微生态制剂对猪的影响主要集中在母猪、断奶仔猪及育肥猪的研究上,种公猪、保育猪研究较少;还有不同品种(系)、不同阶段的猪对复合微生态制剂的耐受性也可能存在差异;就复合微生态制剂而言,研究发现,并非猪摄入复合微生态制剂的剂量越大,效果就越好;同时也说明复合微生态制剂存在最适添加量和范围的问题,这是已有研究欠缺的,尚需进行大量的筛选性研究。再就是试验方法的差异性和复合微生态制剂中组成菌的种类、比例及活菌总数等指标,对研究结果可能有一定影响。目前将发酵好的微生态制剂直接与饲粮混合饲喂动物的报道较为少见,一些研究报道都是采用对饲料原料进行发酵和将有益菌直接添加到饲粮中进行饲喂。
当今饲用抗生素过度滥用衍生出的药物残留和抗药性问题越来越受到关注与重视,许多国家已出台相应政策来控制抗生素的使用。随着我国养猪业的规模化快速发展,饲养密度趋于加大,养猪发病风险日益增高,故减少甚至禁止抗生素的使用并寻找适宜的新型绿色替代物逐步成为我国养猪业研究的重点与热点。复合微生态制剂具有天然、安全、无残留、无毒副作用、绿色环保,更不会产生耐药性等优点,且开发相对容易,费用较小,有望替代抗生素成为新一代新型绿色饲料添加剂。随着养猪业的发展和研究的不断深入,其应用前景会更加广阔。
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