乳酸菌的生理功能及其在畜禽养殖中的应用

陈博

（黑龙江省兽药饲料监察所，哈尔滨 150069）

乳酸菌的生理功能及其在畜禽养殖中的应用

陈博

（黑龙江省兽药饲料监察所，哈尔滨 150069）

在畜禽养殖饲料中大量的使用抗生素带来了诸多负面影响。因此，寻找一种高效、健康型抗生素替代物已成为当务之急。乳酸菌作为目前替代抗生素的产品之一，受到广大研究人员的关注。文章在介绍乳酸菌的生理功能的基础上，综述了乳酸菌在畜禽养殖中的应用，并对其应用前景进行了展望。

乳酸菌；生理功能；畜禽饲料；应用

抗生素在预防动物腹泻，促进动物体生长方面具有显著的作用，特别是在饲料中添加抗生素，对促进动物生长、预防动物发病、提高畜禽产品产量等方面有着重要的作用[1]。但是，在畜牧生产中对抗生素的长期使用，抗生素带来的负面影响也日益突出，许多国家和地区已经对抗生素的使用进行了限制和禁止。因此探寻一种高效、健康型动物饲料迫在眉睫。近年来，抗生素抗性细菌的出现已经激发了许多研究人员对开发促进动物生长饲料的兴趣[2]。

乳酸菌是一类革兰氏阳性细菌，其能够代谢糖类物质，发酵产生乳酸。主要包括双歧杆菌属、乳酸杆菌属、肠球菌属、链球菌属、芽孢乳杆菌属、芽孢杆菌等微生物[3]。乳酸菌作为替代抗生素的新型饲料发酵剂，具有益生菌的效用，且无残留、无毒害，并且不产生耐药性，这样既可以保证人类健康，又可确保生态环境安全。此外，作为一种功能性饲料，乳酸菌发酵型饲料不仅在气味和适口性上具有良好的接受性，而且饲喂方法更简便，畜禽体内消化率更高，提高了其生产及应用价值[4]。本文在介绍乳酸菌的生理功能的基础上，综述了乳酸菌在畜禽养殖饲料中的应用，并对其应用前景进行了展望，以期为乳酸菌在饲料研究中的进一步推广和应用提供借鉴。

1 乳酸菌的主要生理功能

许多试验研究表明，乳酸菌能够促进营养成分的分解和吸收；乳酸菌能够调节胃肠菌群结构的同时，还能够有效地维持微生态平衡；此外，乳酸菌能够提高机体的免疫力，具有抗肿瘤等功效。因此，乳酸菌的生理功能与动物机体的生命活动密切相关。

1.1 促进营养成分的分解和吸收

乳酸菌能够促进机体对营养物质的充分吸收，这与乳酸菌可降解大分子物质有关。在乳酸菌的作用下，饲料中的大分子物质，如蛋白质等会降解成肽段及游离氨基酸类物质；此外，乳酸菌还可以将一分子的乳糖分解成一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖，这些小分子化合物在胃肠道内较容易被机体吸收。此外，乳酸菌的代谢过程产生的有机酸会提高钙、磷、铁等元素的吸收性。这些矿物质元素生物性提高了，为机体生长提供营养元素，动物的营养代谢得到增强。乳酸菌可产生许多种类的消化酶，如蛋白酶、淀粉酶和葡萄糖苷酶等，这些酶类均可促进营养物质的消化、吸收。

1.2 改善胃肠道功能

乳酸菌是肠道中正常菌群的优势菌群[5]。畜禽服用乳酸菌后，能够与有害菌竞争消化道上皮的附着位点，抑制有害菌的繁殖，抵抗病原菌的感染，调整胃肠道菌群平衡，与肠黏膜一同构成肠道的生物屏障，从而恢复宿主的抵抗力，达到治疗肠道疾病的作用。如果某些因素破坏了这种生物屏障，则外来菌会攻击宿主细胞，丧失对其抵抗力，这时一些具有耐药性的肠道寄生菌就会迅速繁殖，进而成为优势菌群，打破肠道内微生物菌群平衡。胡余明等将含乳酸菌和双歧杆菌的酸奶及普通酸奶连续给予志愿者服用15 d，对人体肠道菌群的影响进行评价，结果表明，乳杆菌和双歧杆菌的数量在研究对象肠道内发生了显著增长，而产气荚膜梭菌数量显著降低，表明活性乳酸菌饮料能够改变研究对象的肠道菌群，并起到改善机体胃肠功能的作用[6]。

1.3 改善免疫能力

乳酸菌是肠道中的主要菌群，维持肠道的正常生理功能，影响粘膜免疫系统。乳酸菌在肠道内的免疫功能主要表现在除了可激活巨噬细胞的吞噬作用外，还能够在肠道内定植，自动发挥和增强体液免疫和细胞免疫功能。体液免疫主要通过提高粘膜表面与血清中免疫球蛋白数量，细胞免疫主要通过T细胞、B淋巴细胞数量增多产生大量的抗体[7]。特异性免疫和非特异性免疫都得到增强，机体抗病能力和免疫能力就会得到提高和改善。

1.4 抗菌作用

已有研究表明，部分腐败菌和低温细菌能够被乳酸菌很好的抑制[8]。由于乳酸菌在发酵过程中，能够产生大量的乳酸和乙酸，使发酵环境pH下降，形成一个酸性环境，当pH达到一定酸度值时，会抑制李斯特菌、葡萄球菌和沙门氏菌等腐败菌及其他一些有害菌的生长。同时，许多乳酸菌能够产生细菌素，对大肠杆菌素和金黄色葡萄球菌素等有颉颃作用。因此，将乳酸菌用于保健食品中，可以增强机体对致病菌的抵抗力，防治腹泻、肠炎、便秘等由于肠道功能紊乱引起的疾病。

1.5 其他功能

血液中的胆固醇含量过高可引起心血管系统疾病，而乳酸菌可以通过抑制胆固醇合成酶活性和同化胆固醇两种途径来减少胆固醇合成和降低血清胆固醇水平[9]。降低胆固醇的乳酸菌菌种筛选可以用CaCO3-MRS培养基从传统食品中获得，能够通过菌落形态、过氧化氢酶试验、明胶液化试验和糖发酵试验进行菌株鉴定。吕秀红等从传统泡菜中筛选出的乳酸菌具有较高的胆固醇降解率，分别达到49.11%和50.03%[10]。袁起伟等用结肠细胞研究乳酸菌抗肿瘤活性，将结肠癌移植到小白鼠体内，研究发现饲喂添加乳酸菌饲料的白鼠体内肿瘤细胞显著低于对照组，因此认为乳酸菌在生长代谢过程中产生了某种对肿瘤细胞增殖有颉颃作用的物质[11]。

2 乳酸菌在畜禽养殖饲料中的应用

2.1 反刍动物饲料

反刍动物对饲料采食和消化过程与单胃动物并不相同，其采食过程短，采食量大，饲料未经充分咀嚼便进入瘤胃，因此超过一半的饲料都是通过瘤胃微生物发酵被分解并被反刍动物吸收利用的。益生菌制剂的使用能够促进瘤胃对饲料的分解吸收，目前用于反刍动物饲料最多的是以乳酸菌属为主的益生菌制剂。乳酸菌发酵饲料气味酸甜，品质稳定，适口性好，提高了饲料的利用率，可达到增产的目的[12]。粗饲料中添加乳酸菌制剂，能够有效提高牛对饲料的消化吸收率，并能显著的提高牛体重和产奶量，给犊牛每天饲喂含有乳酸菌40 g的饲料，犊牛的体斜长、身高和胸围最大[13]。岳寿松等以泌乳奶牛为研究对象，进行添加芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌复合微生物制剂的饲喂试验，结果表明，饲喂复合微生物制剂后，奶牛平均日产奶量增加1.4 kg，提高7.26%[14]。乳酸菌制剂同样可显著提高公牛的生产性能，研究表明，给15～18月龄的公牛饲喂乳酸菌发酵的甘蔗青贮饲料，发现公牛对饲料的利用率显著提高，公牛日增重提高，生产性能提高[15]。Keles等在羊羔饲料中添加了由乳酸菌发酵的野豌豆，摄入量为656 g（DM）·d-1，研究表明，饲喂乳酸菌发酵饲料的试验组羊羔日增重为84 g，明显高于对照组，改善了羊羔的生产性能[16]。

研究人员发现，直接饲喂作为饲料添加剂的微生物（DFM）可以成为一种可行的替代抗生素的方法。DFM是活的天然存在的微生物原料，包括细菌和真菌。直接饲喂DFM主要是将有益微生物添加到动物的饲料中直接饲喂，使有益生物在胃肠道中生长并防止病原体的形成，同时，也不会产生类似抗生素药物残留的问题。Krehbiel等利用乳酸菌作为一种特定类型的DFM，在牛中建立和维持“正常”的肠道微生物[17]。使用乳酸菌作为饲料添加剂不仅可以改善动物的微生物生态系统，帮助其建立机体本身瘤胃微生物群体；还能维持瘤胃生态系统的各种微生物群之间的平衡[18]。

2.2 猪饲料

由于新生仔猪胃肠道未发育完全，免疫系统并不成熟，导致仔猪生长过程中容易受到病原菌侵害和饲料中抗原的危害，严重情况下会使仔猪致死[19-20]。如果将乳酸菌作为添加剂适量添加在仔猪日粮中，能改善仔猪肠道菌群，提高仔猪成活率，促进仔猪健康生长[21]。在仔猪的养殖过程中，添加乳酸菌还能够通过降低仔猪肠道pH，抑制大肠杆菌生长，有效的降低仔猪腹泻病的发生。然而，为了提高生产效益，养殖户们推行了早期断奶技术，但是这又带来了早期断奶仔猪抵抗力下降等诸多新问题。仔猪在断奶期间，由于摄入的营养物质发生了变化，使仔猪的心理和生理上产生了不适，免疫力和抵抗力严重下降，容易引发疾病。而乳酸菌及其制剂的添加能提高仔猪免疫力和抵抗力，进而提高断奶仔猪的生产性能。单一菌种如生芽孢乳酸杆菌，复合菌制剂如植物乳杆菌、发酵乳杆菌和粪肠球菌复合，在仔猪日粮中添加后，大幅降低了仔猪的腹泻病发生率，显著提高了仔猪健康，日增重也显著增加[22-23]。在育肥猪日粮饲料中添加乳酸菌制剂效果同样明显，主要表现在能有效降低其死亡率，显著增加体重。研究表明，在肥育猪的饲料中添加保加利亚乳酸杆菌，发现猪肠道中乳酸杆菌数量显著增多，猪生长速度显著加快，肉色也得到明显改善[24-25]。预产期和哺乳期母猪日粮饲料中添加乳酸菌制剂同样能起到良好作用，添加约式乳杆菌后，仔猪出窝质量、断奶仔猪质量都有显著提高，仔猪死亡率显著降低，仔猪增重显著增加（P<0.05）[26]。Kantas等将植物乳酸杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌3种菌混合成复合菌制剂，添加到猪日粮中，发现复合菌制剂的添加，能显著提高猪肠道中淀粉酶活性，猪日增重显著提高（P<0.05）[27]。作为有益菌添加剂，乳酸菌可提高仔猪、断奶仔猪、育肥猪、母猪的机体健康，提高生产性能，同时可代替抗生素使用，在猪的生产中得到普遍的应用。

2.3 家禽饲料

家禽饲养在我国畜禽业的发展中占据重要地位，随着人类对食品安全的重视程度越来越高，对畜禽产品的质量要求也越来越高，随着我国家禽饲养业的发展，对畜禽产品的要求愈来愈高，但为了防治家禽饲养过程中疫病的发生，大量的抗菌素类药物被长期使用，导致畜禽产品中药物残留超标明显。针对这一现象，众多研究者去寻求可替代抗菌素类药物的添加剂，在预防疫病的同时保证家禽健康和提高其生长性能。研究表明，植物性乳酸菌在肉鸭的饲养中能起到明显改善效果，添加植物性乳酸菌能显著提高饲料利用率，显著降低发病率，出栏成活率显著提高[28]。在日粮中添加乳酸菌制剂后，能提高动物胃肠道内消化酶活性，同时能改善小肠肠道的黏膜组织形态，增加小肠绒毛高度，这种变化能有利于饲料的消化吸收和利用，提高饲料利用率，进而促进了家禽的生长性能或产蛋性能的提高[29]。

国内外众多研究和生产实践证实，乳酸菌可以作为有益活性菌制剂在家禽生产中进行利用，不仅无毒无害，还能够提高家禽免疫功能，对生产健康有益的畜禽产品，具有重要的现实意义。

3 小结

在反刍动物营养和家禽养殖过程中，可筛选的菌种数量众多，因此在菌种选择时不仅要考虑菌种的效果，同时要注意菌种的其他功能作用和安全性，达到添加简便，效果明显的目的。乳酸菌素作为目前替代抗生素的产品之一，越来越受到研究工作者的关注，尤其是乳酸菌素制剂含有活乳酸菌、乳酸菌素、乳酸、细菌酶和代谢营养素等物质。乳酸菌能够促进营养成分的分解和吸收，调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡和提高机体免疫力等生理功能，而且由乳酸菌发酵的饲料品质稳定、适口性好和饲料营养成分破坏较小、营养价值高，饲喂动物后能够改善机体营养状况，提高饲料转化率和动物生长性能等[30-33]。通过乳酸菌素制剂生产出安全的畜产品，同时净化环境，利用乳酸菌生产新型、绿色、功能性饲料具有广阔的市场前景。在未来的研究中，可以利用蛋白质组学技术和基因工程技术，将乳酸菌广泛应用于畜牧业饲料中，使益生菌发酵饲料成为未来发展的方向。

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Physiological Function of Lactic Acid Bacteria and Its Application in Livestock and Poultry

CHEN Bo

（Heilongjiang Provincial Veterinary Medicine Feed Monitoring Institute,Harbin 150069,China）

In recent years,the negative effects of using antibiotic have become increasingly serious.Therefore, looking for an efficient and healthy replacement has become a priority.As one of the current alternative to antibiotics, lactic acid bacteria has been paid more and more attention by the majority of researchers.In this paper,based on the physiological function of lactic acid bacteria,the application of lactic acid bacteria in livestock and poultry breeding was reviewed,and its application prospect was prospected.

lactic acid bacteria;physiological function;livestock and poultry feed;application

S 814；Q939.11+7

A

1001-0084（2017）05-0013-04

2017-03-17

陈博（1983-），男，黑龙江哈尔滨人，畜牧师，主要从事实验室质量体系管理。