隨著抗生素時(shí)代的即將過(guò)去,尋找對(duì)動(dòng)物與人類有益無(wú)害的抗生素替代品已成為養(yǎng)殖業(yè)向前發(fā)展的根本所在。其中,益生素乃最先被提出的抗生素替代品,益生素是可直接飼喂動(dòng)物的在動(dòng)物消化道內(nèi)起有益作用的微生物制劑,它以活的形式在動(dòng)物消化道中與病原菌通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制,增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體的免疫力,并直接參與胃腸道微生物的平衡,達(dá)到胃腸道功能正?;娜盏模‵uller,1989)??股厥欠N將菌絲篩選和繁殖培養(yǎng),取其代謝產(chǎn)物制成的抗菌物質(zhì),其作用是抑制和殺滅病原菌以達(dá)到防治疾病的目的,在此同時(shí),也抑殺了動(dòng)物機(jī)體內(nèi)正常共生的菌群,破壞了微生態(tài)平衡。相反,益生素的作用在于扶植正常微生物菌群,提高它們?cè)谀c道中的定居繁殖能力以站抗致病微生物,把生態(tài)失衡調(diào)節(jié)為生態(tài)平衡,從而達(dá)到促進(jìn)生長(zhǎng)、防治疾病的目的。
1 益生素的作用機(jī)理
益生素的作用機(jī)理在理論上的進(jìn)展還很小,現(xiàn)階段對(duì)其作用機(jī)理的研究主要是基于“微生態(tài)平衡理論”,主要包括以下幾方面。
1.1 優(yōu)勢(shì)種群學(xué)說(shuō)
正常微牛物群對(duì)整個(gè)腸道菌群起決定作用,使用微生物的目的就在于恢復(fù)優(yōu)勢(shì)菌群,保持微牛態(tài)平衡。正常情況下,動(dòng)物腸道內(nèi)存在大量的微生物菌群,其中能有效促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和飼料消化的有益菌群主要由桿菌、真菌、消化球菌、厭氧彎曲桿菌等令性厭氧菌群、乳桿菌和雙歧桿菌構(gòu)成。田允波等(1999)指出,一般情況下,豬雞腸道內(nèi)優(yōu)勢(shì)種群為厭氧菌(占99%以上,而需氧菌和兼性厭氧菌只占1%),其中主要是擬桿菌、雙歧桿菌及乳酸桿菌等,各種菌群間既具有正向關(guān)系(偏利共生、相生和互惠現(xiàn)象),又有負(fù)向關(guān)系(競(jìng)爭(zhēng)、偏害現(xiàn)象人正向效應(yīng)促使種群發(fā)展,而負(fù)向效應(yīng)則限制或阻止種群的過(guò)度膨脹,這兩者達(dá)到平衡時(shí),我們稱之為“微生態(tài)平衡”。當(dāng)某些條件如外界環(huán)境中的物理、化學(xué)或生物性狀改變,動(dòng)物受到飼料轉(zhuǎn)換、斷乳、運(yùn)輸或疾病等應(yīng)激作用,機(jī)體處于病理狀態(tài),免疫力下降或使用抗生素藥物后,均會(huì)導(dǎo)致腸道內(nèi)菌落比例失調(diào),此時(shí)腐敗菌和致病菌大量繁殖,有益菌減少,造成微生態(tài)失調(diào),動(dòng)物體容易產(chǎn)生疾病。攝入益生素后,消化道內(nèi)有益菌群得到了有效補(bǔ)充,使有益菌在數(shù)量和作用強(qiáng)度上均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),該菌群的繁殖和代謝,大大的抑制致病菌群的生長(zhǎng)繁殖,從而保持菌群的正平衡,有效地防止菌群失調(diào)(Han等,1984)。
1.2 生物奪氧學(xué)說(shuō)
需氧芽胞桿菌能在指主腸道內(nèi)迅速地定值并生長(zhǎng)繁殖,消耗氧氣,又稱生物奪氧。以益生素形式添加好氧菌特別是芽孢桿菌或添加寡糖特異性地增殖芽胞桿菌,它們?cè)诜敝尺^(guò)程中均對(duì)消耗腸道內(nèi)的氧氣,造成局部厭氧環(huán)境,降低氧化-還原電勢(shì),扶植和促進(jìn)正常菌群——厭氧菌的生長(zhǎng)繁殖(呂道俊等,2000),同時(shí)也抑制了需氧病原菌和兼性厭氧病原菌的生長(zhǎng),從而把失調(diào)菌群恢復(fù)到正常狀態(tài)淇中,酵母則可以分泌一些消耗腸道氧氣的生長(zhǎng)因子,進(jìn)而在腸”道中促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng),維護(hù)菌系平衡(吳額群等,2000),從而達(dá)到防病。治病、促生長(zhǎng)的目的。
1.3 菌群屏障學(xué)說(shuō)
化學(xué)益生素和益生素的添加可使動(dòng)物腸道內(nèi)有益菌增加,而有益菌抑或通過(guò)改變有害菌附著的受體結(jié)構(gòu),抑或因其與病原菌結(jié)構(gòu)相似,競(jìng)爭(zhēng)性抑制病原微生物粘附到腸鼓膜上皮細(xì)胞上,同病原微生物爭(zhēng)奪有限的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生態(tài)位點(diǎn),并參與其與致病菌之間生存與繁殖的時(shí)空競(jìng)爭(zhēng)。定居部位競(jìng)爭(zhēng)以及營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng),限制致病菌群的生存繁殖。同時(shí)有益菌在消化道內(nèi)形成致密的膜菌群,形成微生物屏障,抑制消化道粘附病原菌,中和毒性產(chǎn)物,防止毒素和廢物的吸收(Barrow,1980),從而有助于動(dòng)物消化道內(nèi)建立正常的有益微生物區(qū)系,排除或控制潛在的病原體。
1.4 微生物的代謝途徑
微生物代謝方面的作用可歸納為“三流運(yùn)轉(zhuǎn)學(xué)說(shuō)”,即微生物與宿主動(dòng)物之間或正常微生物種群之間存在新陳代謝和物質(zhì)交換。其主要途徑如下:
1.4.1降低腸道pH值
添加化學(xué)益生素如寡糖類物質(zhì)或益生素,動(dòng)物腸道內(nèi)的乳酸菌和鏈球菌含量會(huì)增多,其代謝產(chǎn)生乳酸。丙酸等有機(jī)酸,使消化道內(nèi)pH值降低,不僅能抑制包括很多革蘭氏陽(yáng)性菌在內(nèi)的病原菌的存活與繁殖,如乳酸菌分解糖類產(chǎn)生乳酸。乙酸,酵母產(chǎn)生乙醇等抑制對(duì)酸敏感病原菌的生長(zhǎng),從而使腸道內(nèi)有益菌重新占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,建立起良好的微生物群系;而且在酸性環(huán)境中,胃蛋白酶航能被激活成有消化能力的胃蛋白酶,有助于蛋白質(zhì)的消化吸收。此外,有機(jī)酸可加強(qiáng)腸的蠕動(dòng)和分泌,促進(jìn)飼料消化,提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。
1.4.2 抑制有害物質(zhì)的產(chǎn)生
腸道內(nèi)的腐敗菌。大腸桿菌等增多,會(huì)產(chǎn)生如氨、生物胺、蚓哚和酚等一些有害物質(zhì),這些物質(zhì)具有潛在抑制生長(zhǎng)和致癌作用,但添加寡糖或益生素后,生成這些物質(zhì)的酶活性會(huì)受到抑制,因而控制有害產(chǎn)物的生成。保加利亞乳酸桿菌的代謝產(chǎn)物能中和大腸桿菌外毒素,許多好氧菌產(chǎn)生的SOD可幫助動(dòng)物消除氧自由基。飼喂啤酒酵母后,腸道內(nèi)有益菌群大量增殖,它們?cè)谝种茲撛诓≡耐瑫r(shí),也能阻止腸內(nèi)腔和氨的產(chǎn)生、促進(jìn)腸蠕動(dòng)、維持完整的腸粘膜結(jié)構(gòu)。雙歧桿菌可以通過(guò)其代謝產(chǎn)物抑制致病菌和腸內(nèi)固有腐敗菌,減少腸道內(nèi)毒素反腐敗產(chǎn)物的含量,減輕肝臟的解毒負(fù)擔(dān),增強(qiáng)肝臟的營(yíng)養(yǎng)代謝功能。
1.4.3 合成與分泌更多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及消化酶
研究表明,動(dòng)物飼喂寡糖或益生素可使腸道內(nèi)有益菌如乳酸菌、雙歧桿菌等增多,它們可在腸內(nèi)合成B族和K族維生素及蛋白質(zhì),增加血液中鈣、鎂的數(shù)量,改善動(dòng)物對(duì)礦物質(zhì)的吸收,甚至產(chǎn)生某些未知生長(zhǎng)因子,加強(qiáng)動(dòng)物體營(yíng)養(yǎng)代謝,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),產(chǎn)生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等酶類,提高3大有機(jī)物質(zhì)的消化率,同時(shí)產(chǎn)生如嗜酸菌素、乳糖菌素等抗菌物質(zhì),抑制病原菌在腸道內(nèi)繁殖,合成氨基酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。許多微生物還具有很強(qiáng)的利用纖維素、半纖維素、果膠、幾了質(zhì)和植酸磷等動(dòng)物本身不能直接利用的物質(zhì)的能力,并釋放出細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)物質(zhì)供動(dòng)物利用,從而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育和增重。Hotten(1988)報(bào)道,枯草芽孢桿菌和地農(nóng)芽桿菌具有較強(qiáng)的蛋白孢酶、淀粉酶和脂肪酶活性,同時(shí)還具有降解植物飼料中非淀粉多糖酶如果膠酶、葡聚糖酶、纖維素酶;酵母菌和霉菌均能產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纖維素酶等多種酶類,可提高蛋白質(zhì)和能量利用率。益生菌的蛋白酶和肽酶組成的蛋白酶系統(tǒng)能分解蛋白質(zhì)和多肽,一方面使飼料養(yǎng)分更易利用,另一方面,益生菌自身蛋白質(zhì)分解后也可以為畜禽提供更多的營(yíng)養(yǎng)素。
1.4.4 產(chǎn)生過(guò)氧化氫
嗜酸乳桿菌。乳酸乳桿菌等在動(dòng)物體內(nèi)可產(chǎn)生過(guò)氧化氫( B.Wren等,1982),激活動(dòng)物大腸內(nèi)的過(guò)氧化物酶-硫氰酸鹽反應(yīng)系統(tǒng),使乳酸過(guò)氧化物酶與過(guò)氧化氫結(jié)合,然后將硫氰酸鹽氧化成氧化性中間產(chǎn)物,抑制葡萄球菌等致病菌的生長(zhǎng)繁殖(閔曉梅等,2001)。顧宏偉(1994)指出,蠟樣芽抱桿菌孢子加到雞飼料中,肉雞后期(28-49日齡)血液中超氧化物歧化酶活性明顯高于對(duì)照組,盲腸沙門氏菌陽(yáng)性率顯著降低。
1.4.5 產(chǎn)生細(xì)菌素
細(xì)菌素是一類選擇性作用于細(xì)菌靶細(xì)胞的抗菌物質(zhì),幾乎每一乳酸菌株都能產(chǎn)生細(xì)菌素。乳酸乳球菌產(chǎn)生的Nisin細(xì)菌素可抑制鏈球菌、葡萄球菌及校狀芽孢桿菌生長(zhǎng)(楊潔彬等, 1996)。嗜酸乳桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素能抑制大腸桿菌DNA合成。自枯草芽孢桿菌中提取的枯草菌素(subticin),能抑制真菌。雙歧桿菌還能產(chǎn)生Bifidin菌素,其主要由苯甲基丙氨酸和谷氨酸組成,對(duì)腸道腐生菌起抑制作用。此外,還有牛肝菌素、嗜酸乳菌素、嗜酸菌素和無(wú)蛋白菌質(zhì)(Reuterin),能有效地抑制廣譜性革蘭氏陽(yáng)性、革蘭氏陰性細(xì)菌、酵母和真菌產(chǎn)生的毒性氧化代謝物則emcora R,(1997)。
1.4.6 產(chǎn)生誘導(dǎo)酶
雙歧桿菌和某些乳桿菌能產(chǎn)生胞外糖苷酶,降解腸粘膜上皮細(xì)胞上致病菌和細(xì)菌毒素的潛在受體??復(fù)雜多糖,通過(guò)酶作用,阻止毒素對(duì)上皮細(xì)胞的粘附和侵入。添加雙歧桿菌,小鼠腹腔巨噬細(xì)胞內(nèi)重要的溶酶體酶??酸性磷酸酶的含量大大提高(鄭仁恕等,1994)。
1.5 調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)
益生菌活菌的粘附特性乃誘導(dǎo)免疫的一個(gè)重要因素。病原菌與上皮細(xì)胞結(jié)合,誘導(dǎo)組織、巨噬細(xì)胞程序性死亡,引起炎癥反應(yīng)(Lu L et al,2001)。益生菌(Ewing et al,1994)可保護(hù)腸壁,與病原菌競(jìng)爭(zhēng)附著并進(jìn)入腸上皮細(xì)胞,增大細(xì)胞間隙,刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生 sIgA、 sIgM,有效地抑制感染(Perdigon et al,1995)。乳酸菌的兩種不同的粘附機(jī)理分別為,一種是需要Ca2+的非特異系統(tǒng),Ca2+信號(hào)活化途徑可促進(jìn)乳酸菌與腸細(xì)胞的特異受體結(jié)合,所有的乳酸桿菌可借助此系統(tǒng)進(jìn)行粘附;另一種是Ca2+獨(dú)立系統(tǒng),該系統(tǒng)中有兩種乳酸成分參與乳酸菌的粘附,一種是抗蛋白酶(與菌體表面吸附有關(guān)),另一種是熱穩(wěn)定縣對(duì)蛋白酶敏感的胞外蛋白,部分乳酸桿菌借助此系統(tǒng)進(jìn)行粘附(Chauviere G et al,1992)。也有人認(rèn)為乳酸菌的細(xì)胞脂磷酸壁質(zhì)是重要的粘附因子,尤其是對(duì)嚙齒類組織的粘附,其粘附于粘膜上的功能與粘膜多糖有關(guān)(Granato G et al,1999)。雙歧桿菌的粘附則是借助細(xì)菌表面或雙歧桿菌培養(yǎng)物上清液中類蛋白促粘附因子,通過(guò)細(xì)絲狀的成分特異性粘附于腸道粘膜表面上,誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生(Ryhanen EL,1996)。用滅活的酵母喂生長(zhǎng)豬3周,可提高十二指腸近端甘露糖從粘膜到漿膜的流速,提高回腸林狀細(xì)胞數(shù)量,增加結(jié)腸粘膜厚度(Breres G et al,2001)。腸道上皮細(xì)胞含有甘露寡糖,腸道病原體凝集素易與甘露寡糖相結(jié)合,而酵母細(xì)胞壁的甘露寡糖也能吸附有毒物質(zhì)和病原菌,使細(xì)菌不能與腸壁上含甘露寡糖的細(xì)胞結(jié)合,從而保護(hù)動(dòng)物腸道(Kent L,2000),提高動(dòng)物抗病力。細(xì)菌脂多糖(LP)和細(xì)菌肽聚糖(PG)可通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)通路刺激巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞產(chǎn)生介質(zhì),如腫瘤壞死因于、IL-1、IL-6、IL-8、IL-12等,對(duì)介導(dǎo)非特異性免疫起重要作用(Kopp et al,1999)。LPS也可單獨(dú)或聯(lián)合IFN-r誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的NO合酶的mRNA表達(dá),促進(jìn)能活化巨噬細(xì)胞殺滅腫瘤細(xì)胞及病原微生物的 NO的合成(Sidney M et al,1994)。Liene (1995)則發(fā)現(xiàn)LPS可通過(guò)活化巨噬細(xì)胞的蛋白激酶C,促進(jìn)NO合酶mRNA的表達(dá)與翻譯。Kitazawa H等(2001)從乳酸桿菌提取的 DNA能夠誘導(dǎo)脾淋巴細(xì)胞擴(kuò)增,其DNA中的2個(gè)核著酸序列(SOL-LG7和SOL-LG10)與促有絲分裂劑的序列具有高度同源性,可誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞分裂。
1.6 減少膽固醇的機(jī)制
膽汁酸、去氧膽汁酸經(jīng)常結(jié)合甘氨酸或牛橫形成甘氨膽酸或?;悄懰?,被乳酸桿菌中的細(xì)菌酶。膽鹽水解酶所解離(Cilliland SE,1990)。解離的膽酸有殺菌作用,粘附到細(xì)菌纖絲上形成沉淀而排出體外,導(dǎo)致腸肝循環(huán)減少,膽固醇轉(zhuǎn)化率升高,產(chǎn)生更多膽酸,從而降低膽固醇(Gilliland,1990)。Fletcher(1995)發(fā)現(xiàn)喂較高膽鹽水解酶活性的乳酸菌,兔和倉(cāng)鼠的血清膽固醇水平下降,糞便膽酸升高。Fukushima等(1996)研究了單一菌種、混合菌種對(duì)血膽固醇濃度的影響,結(jié)果表明混合菌種倉(cāng)鼠血膽固醇濃度比單一菌種下降更明顯,并觀察到糞中膽固醇濃度增加,肝脂肪酸合成減少,肝臟內(nèi)源性膽固醇生物合成的限速酶--β-羥-β-甲基戊二酸輔酶A還原酶活性顯著降低(Mtal,1995)。
益生細(xì)菌也可直接同化吸收膽固醇,在膽汁存在條件下,膽固醇降解顯著。此外,益生細(xì)菌抑制腸內(nèi)分子團(tuán)的形成,促進(jìn)膽固醇與膽酸及短鏈脂肪酸的發(fā)酵作用,對(duì)膽固醇代謝也起重要作用(Mohan,1996)。Bouhnik(1996)發(fā)現(xiàn)膽固醇降解與細(xì)菌濃度高度相關(guān)。博曉麗等(1992)研究表明糞腸球菌、屎鏈球菌及其提取物也具有降低血清膽固醇和甘油三酯的作用。
1.7 延緩不耐乳糖癥
一般說(shuō)來(lái),人與高等動(dòng)物因腸道中缺乏β-半乳糖苷酶而易出現(xiàn)乳糖不耐受,不能完全吸收乳糖,而乳糖會(huì)改變結(jié)腸勝滲透平衡而引起水樣腹瀉,大量乳糖可導(dǎo)致腸內(nèi)菌群失調(diào)。當(dāng)然小腸細(xì)胞中也含有少量?jī)?nèi)源乳糖酶,加之腸內(nèi)菌群亦能消化少許乳糖,因此宿主能耐受少量乳糖(S.salminen AC et al,1998)。然而一旦腸道菌群失調(diào),粘膜杯狀細(xì)胞形態(tài)數(shù)量均發(fā)生變化,則動(dòng)物乳糖耐受程度降低,若加入以乳酸菌為主的益生素可以改善腸道生理狀態(tài),增強(qiáng)乳糖耐受。此外,一些乳酸桿菌中尚含有乳糖磷酸轉(zhuǎn)化酶系統(tǒng)(PTS)及乳糖分解途徑,將乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸(Prouault S,2001)或通過(guò)水解將飼料中乳糖水解成葡萄糖和半乳糖,對(duì)動(dòng)物不造成影響(Drouault S et al, 2001)。Beyer EC等(1982)發(fā)現(xiàn)在成年雞的小腸中有2種結(jié)合乳糖的凝集素,雞乳糖凝集素-1、乳糖凝集素-2,是由小腸粘膜杯狀細(xì)胞分泌的,且伴隨著粘蛋白的分泌而分泌,所以雞對(duì)乳糖的耐受比其它動(dòng)物強(qiáng)。
1.8 凈化環(huán)境的機(jī)制
枯草芽抱桿菌可在大腸中產(chǎn)生氨基氧化酶、氨基轉(zhuǎn)移酶及分解硫化物的酶,將臭源吲哚化合物完全氧化,將硫化物氧化成無(wú)臭無(wú)毒物質(zhì),從而降低血液及糞便中有害氣體濃度,減少其向外界排放的量,改善飼養(yǎng)環(huán)境(趙芙蓉等,1998)。嗜胺菌能消化腸道游離的氨(胺)及吲哚等有害物質(zhì),抑制大腸桿菌的活動(dòng);而排出的糞中所含有的活菌體,可消化剩余的氨(孫黎等, 2001)。蘇云金將桿菌添加到禽舍內(nèi),可抑制蛆的孵化,減少蒼蠅;小雞口服后,產(chǎn)生的糞便對(duì)蛆有殺毒作用(Lahi IM et al,2001)。用放線菌微生物作除糞臭劑,除臭率達(dá)66%,而禽類經(jīng)處理后成分基本不受影響(林敏等,1995)。G Pleluigi等(2001)認(rèn)為,乳酸桿菌中含有精AA脫亞氨陽(yáng)性酶,可明顯降低多胺水平。
1.9 提高液體飼料質(zhì)量的機(jī)制
在生物技術(shù)的角度上講,乳酸菌不僅可以改善腸道菌群,而且有益于液體飼料中的菌群;從動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)而言,則可減少微生物對(duì)飼料的降解。飼料衛(wèi)生差的不良影響多源于微生物的代謝產(chǎn)物。由于微生物利用了飼料中的養(yǎng)分,從而降低了飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。許多大型礦物質(zhì)飼料和預(yù)混料生產(chǎn)商,旨以解決許多地方因飼養(yǎng)衛(wèi)生差所引發(fā)的問(wèn)題,提出了在生態(tài)系統(tǒng)(液體飼料沖使用益生素建立良性生態(tài)平衡的凈化措施。
作為益生素,乳酸菌和釀酒酵母的試驗(yàn)結(jié)果提供了正面依據(jù),乳酸菌的快速繁殖產(chǎn)生了大量的乳酸,降低了液體飼料的pH值,而飼料的酸化對(duì)飼喂系統(tǒng)和動(dòng)物腸道中微生物的分配有利,因?yàn)椴≡⑸锷L(zhǎng)適宜pH一般都在7左右。此外,乳酸菌與有害微生物的競(jìng)爭(zhēng)抑制其繁殖。
2 在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用
2.1 促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育,提高飼料的利用率,改善動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量
益生素通過(guò)產(chǎn)生大量消化酶類,如絲狀真菌中的木酶、曲酶能產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、半纖維素酶等各種消化酶(Jin LZ et al, 2000);或經(jīng)腸內(nèi)發(fā)酵直接產(chǎn)生丙氨酸、纈氨酸、天冬氨酸和蘇氨酸等,還可產(chǎn)生維生素等(劉林如等,1991),提供動(dòng)物機(jī)體所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);在動(dòng)物胃腸道形成微酸性環(huán)境,激活內(nèi)源酶活性,維持腸道內(nèi)pH值,有利于維生素D、Ca2+、Fe2+等的消化吸收。
董傳發(fā)(1986)報(bào)道,牛育肥過(guò)程中添加活性酵母益生素可使生長(zhǎng)速度提高3%-8%;在育肥期可顯著增加胭體凈肉率3.35%,降低脂肪率2.28%;Dawson(1993)報(bào)道,酵母培養(yǎng)物可增加肉牛采食量,提高增重速度和飼料報(bào)酬;Wallace等(1993)綜合 16個(gè)研究結(jié)果報(bào)道,飼喂酵母培養(yǎng)物可使肉牛增重速度提高7.5%。添加真菌益生素可以減緩采食后瘤胃內(nèi)pH值的降低,24h內(nèi)可使瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。苑文珠等(2001)報(bào)道,通過(guò)添加曲霉菌或酵母菌制劑提高乳酸的利用,使瘤胃pH值升高,減少反芻動(dòng)物因飼喂高精料日糧引起的瘤胃pH值降低所造成瘤胃機(jī)能障礙。
益生素可以維持和加強(qiáng)犢牛小腸上皮細(xì)胞胞質(zhì)中細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能,從而在亞細(xì)胞水平上發(fā)揮作用(那日蘇等,2002)。酵母可以通過(guò)改變微生物的作用增強(qiáng)對(duì)瘤胃內(nèi)氨的利用和蛋白質(zhì)合成,增加進(jìn)入后段消化道的微生物蛋白質(zhì)的數(shù)量和小腸中非氨態(tài)氮的吸收率,在消化道內(nèi)促進(jìn)植酸酶產(chǎn)生,提高非反芻動(dòng)物對(duì)磷的吸收利用(Pagen,1980)。大量試驗(yàn)研究結(jié)果表明:真菌益生素能夠提高厭氧菌尤其是纖維分解菌數(shù)量。
Gunther(1989)報(bào)道,在奶牛日糧中添加10g活性酵母培養(yǎng)物,其標(biāo)準(zhǔn)奶產(chǎn)量從28.4kg/d提高到34.3kg/d Huber(1989)報(bào)道,給奶牛飼喂酵母培養(yǎng)物,可使產(chǎn)奶量和標(biāo)準(zhǔn)奶產(chǎn)量分別提高1.2L和0.8L;Dawson(1993)報(bào)道,酵母培養(yǎng)物用于奶??稍黾硬墒沉浚岣弋a(chǎn)奶量,改善乳成分;Walace等(1993)綜合18個(gè)研究結(jié)果報(bào)道,飼喂酵母培養(yǎng)物產(chǎn)奶量平均提高7.8%;在能量、蛋白質(zhì)\酸性纖維和中性纖維均超過(guò)NRC標(biāo)準(zhǔn)的混合日糧中添加酵母,也表現(xiàn)出產(chǎn)奶量增加 3.1%,4%校正乳提高9.3%,乳脂率提高0.29%的效果(Diva等,1993)。
Metyes CC(2000)研究發(fā)現(xiàn),豬、雞血漿中賴氨酸、尿中賴氨酸和機(jī)體中賴氨酸的20%來(lái)源于腸道中有益微生物的合成。光合細(xì)菌菌體營(yíng)養(yǎng)豐富,蛋白質(zhì)含量達(dá)60%-65%,還含有維生素B、泛酸、葉酸等,能提高飼料效率、動(dòng)物抗病能力及產(chǎn)蛋率。
從血清總蛋白和血清尿素含量考慮,添加益生素可使仔豬血清的總蛋白含量明顯升高,由對(duì)照組的平均 50.3g/l升高到55.1g/l;而血清尿素的含量則由對(duì)照組的平均3.63mmol/l下降到2.80mmol/l,提高仔豬對(duì)蛋白質(zhì)和氨基酸的利用(梁明振等,2002)。
王夢(mèng)亮(1999)研究發(fā)現(xiàn),使用光合細(xì)菌添加劑,能提高鯉魚腸道蛋白酶和淀粉酶活力,提高水產(chǎn)品產(chǎn)量。
2.2 增強(qiáng)動(dòng)物免疫力,防止育齡動(dòng)物腹瀉
益生素是良好的免疫激活劑,能有效地提高干擾素和巨嗜細(xì)胞的活性,促進(jìn)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體和提高嗜菌細(xì)胞活性,其細(xì)胞壁上存在的肽聚糖,能刺激腸道免疫細(xì)胞而增加局部免疫抗體,從而提高動(dòng)物抗病力。益生素中的雙歧桿菌等菌株具有清除動(dòng)物體內(nèi)氧自由基的作用(Ten,1987)。1973年Bloksma用酸奶喂無(wú)菌動(dòng)物,發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)免疫球蛋白G1、G2a、G2b的含量大為提高。潘康成等(1999)綜述認(rèn)為,動(dòng)物口服益生菌后,可調(diào)整腸道菌群,使腸道微生態(tài)系統(tǒng)處于最佳平衡狀態(tài),活化腸粘膜內(nèi)相關(guān)淋巴組織,使SIgA抗體分泌增強(qiáng),提高免疫細(xì)胞再循環(huán)而活化全身免疫系統(tǒng),從而增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。Inooka(1983)研究發(fā)現(xiàn),納豆芽孢桿菌能夠增強(qiáng)雛雞抗綿羊紅細(xì)胞抗體的產(chǎn)生,并顯著提高仔雞脾臟T、B淋巴細(xì)胞比例,增強(qiáng)雞的細(xì)胞免疫功能。劉克琳等(1994)報(bào)道,凝結(jié)芽孢桿菌試驗(yàn)組雞的免疫器官生長(zhǎng)發(fā)育較對(duì)照組迅速,血中T細(xì)胞值較對(duì)照組高。潘康成等(1997,1998)還發(fā)現(xiàn)地衣芽孢桿菌對(duì)兔體液免疫功能有促進(jìn)作用。
當(dāng)細(xì)菌性毒素與腸細(xì)胞結(jié)合,將導(dǎo)致腸細(xì)胞分泌功能亢進(jìn),大量液體從細(xì)胞刷狀緣溢出,腸絨毛頂端細(xì)胞吸收功能降低,從而造成水分和電解質(zhì)被大量積蓄在腸管內(nèi),引起臨床上的水樣腹瀉和迅速脫水癥狀。法國(guó)研究發(fā)現(xiàn),使用益生素可以使?fàn)倥8篂a率由82%降至35%,死亡率由10.2%降至2.8%。Marcheter和Rossery分別做了益生素預(yù)防雞白痢試驗(yàn),表明益生菌對(duì)預(yù)防雞白痢有顯著效果。其中釀酒酵母能夠破壞大腸桿菌(E.colt)的致病機(jī)制。S.B.酵母用來(lái)預(yù)防和治療與艱難梭菌有關(guān)的腹瀉和結(jié)腸炎,艱難梭菌分泌毒素A,結(jié)合到細(xì)胞刷狀緣受體上,S.B.酵母一方面減少毒素A受體及刷狀緣蛋白,降低由毒素A引起的液體分泌和甘露糖醇的通透性;另一方面分泌一種。一蛋白酶,抑制毒素A與受體結(jié)合。嗜酸乳桿菌不僅可以減少大腸內(nèi)含氨量,并且還可以分解病原菌產(chǎn)生的毒素,使其失活(Mitchell,1976),從而減輕腹瀉癥狀。也有人認(rèn)為,干酪乳桿菌產(chǎn)生一些表面活性劑抑制病原菌的粘附與繁殖,從而減少了有毒胺類或腸毒素的產(chǎn)生(Reid G,1999)。
2.3 抑制腸道內(nèi)氨及胺等毒性物質(zhì)的產(chǎn)生,改善環(huán)境衛(wèi)生
當(dāng)動(dòng)物腸內(nèi)大腸桿菌等有害菌數(shù)量增多時(shí)會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨、膠和其它有害氣體和物質(zhì),而益生素制劑中某些菌屬如嗜胺菌可利用消化道內(nèi)游離的氨、胺和其他有害氣體和物質(zhì),同時(shí)優(yōu)勢(shì)菌群可抑制大腸桿菌的活動(dòng),扭轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)向胺及氨的轉(zhuǎn)化,從而降低腸內(nèi)容物、血液和糞便中有害物質(zhì)含量。此外,芽孢桿菌在大腸中產(chǎn)生的氨基氧化酶和分解硫化物的酶類,可將臭源吲哚化合物完全氧化成無(wú)臭、無(wú)毒害、無(wú)污染的物質(zhì);芽孢桿菌還有利于氨代謝的酶類,可降低血氨濃度。因此,益生素制劑的添加,可極大地降低糞便臭味,改善舍內(nèi)空氣質(zhì)量,降低對(duì)環(huán)境的污染。
2.4 其它作用
益生素在動(dòng)物腸道內(nèi)產(chǎn)生的物質(zhì)能提高動(dòng)物體的抗應(yīng)激能力。 Andlid等 (1999)試驗(yàn)表明娃魚腸道中的釀酒酵母能產(chǎn)生高濃度的熱應(yīng)激蛋白。將益生素應(yīng)用到水產(chǎn)上,還能夠起到凈化水質(zhì)的作用,這有利于動(dòng)物的健康生長(zhǎng)。