王中杭
(湖南农业大学动物科学技术学院,湖南 长沙 410128)
抗生素的长期使用会造成有害菌的耐药性及畜禽体内的药物残留、危害人类健康及排泄物污染环境等问题,抗生素的限用或禁用已成为必然趋势[1]。在这种情况下,各国学者都在研究能解决畜禽健康与高效生产问题的绿色饲料添加剂。在众多备选制剂中,益生素因具有可以调控畜禽肠道菌群、增强机体免疫力、提高畜禽生产性能等多重功效,成为最先被提出的抗生素饲料添加剂的替代品[2]。本文主要介绍益生素的种类、生物学功能及其在猪生产中的应用效果。
益生素指可以直接饲喂动物并通过调节动物肠道微生态平衡,达到预防疾病、促进动物生长和提高饲料利用率的活性微生物或其培养物,又称为微生态制剂或饲用微生物添加剂[3]。按菌种的不同可分为乳酸菌类(嗜酸乳杆菌、粪链球菌)、芽孢杆菌类(胞杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)和酵母菌类(热带假丝酵母、产朊假丝酵母)等[4]。益生素化学性质及主要特点见表1。
表1 常见益生素及其主要特点
益生素可通过合成多种消化酶(如水解酶、发酵酶、呼吸酶等),促进畜禽消化生理机能成熟(如促使小肠黏膜皱襞增多,绒毛加长,黏膜陷窝加深,增加小肠吸收面积等)[5-6],从而提高饲料利用率,改善畜禽生长性能。杨海英等研究发现在断奶仔猪饲粮中添加益生素能显著降低仔猪的料重比(P<0.05),显著提高仔猪空肠绒毛长度(P<0.05);仔猪饲粮添加益生素能显著提高仔猪十二指肠和空肠绒腺比(P<0.05)[7]。张锦华等通过在基础饲粮中添加4种不同的益生素(光合菌组Ⅰ、光合菌组Ⅱ、芽孢杆菌组及复合菌组)研究其对鲤鱼肠道消化酶活性的影响,结果表明,4种益生素均能明显提高鲤鱼肠道蛋白酶活力(P<0.01)和淀粉酶比活(P<0.01),其中,试验组的蛋白酶比活比对照组高出1倍以上,试验组的淀粉酶比活比对照组高出2倍以上[8]。张玉仙等在肉鸡饲粮中分别添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%同源益生素,饲喂6周后,试验结果表明,不管是21日龄还是42日龄肉鸡,试验组肌胃指数与对照组相比均差异显著(P<0.05)[9]。
益生素可通过促进免疫器官的发育,提高免疫细胞的活力,进而改善机体的免疫力。蒋立等研究了益生素对断奶獭兔肠道免疫力的影响,分别饲喂添加0、0.1、0.2和0.4 g/kg水平益生素的饲粮,结果发现,在断奶獭兔饲粮中添加适宜水平的益生素能有效降低腹泻率与提高肠道的免疫力(P<0.05),且在此试验条件下最适添加水平为0.2 g/kg[10]。司振书等发现,在鸡饲粮中添加0.2%益生素能显著提高胸腺指数和脾脏指数(P<0.05),极显著提高法氏囊指数(P<0.01)[11]。王金和研究证明,在蛋鸡饲料中添加富锌益生素能够提高外周血T淋巴细胞转化率和免疫后禽流感、新城疫的抗体水平,对蛋雏鸡病原微生物的感染也具有较好的防治作用[12]。
益生素通过增加动物消化道内的有益菌数量来抑制有害菌的生长繁殖,改善动物肠道内的微生态平衡,促进动物健康生长。黄怡等在三黄鸡的基础饲粮中添加0.1%益生素,试验结果表明,雏鸡空肠和盲肠大肠杆菌数量分别比对照组低27.61%(P<0.05)、25.57%(P<0.05),乳酸菌数量分别比对照组高 16.12%(P>0.05)、11.28%(P>0.05)[13]。赵峰等研究发现,在饲料中添加果寡糖和复合益生素制剂可以有效降低仔猪肠道pH,提高小肠绒毛长度与隐窝深度比值,有利于饲料养分消化吸收;减少肠道有害菌数量,增加有益菌数量,有利于维持肠道菌群平衡,增加肠道健康[14]。邹知明等发现在饲料中添加谷氨酰胺和益生素的互作能够显著促进肠道发育,显著促进肠道免疫球蛋白A的分泌,维持肠道健康,抑制肠道大肠杆菌数量以及增加乳酸杆菌含量,改善肠道微生态平衡[15]。
益生素可以增强仔猪免疫力、防止腹泻、提高生产性能。魏清甜等研究表明,饲粮中添加200 g/t的粪肠球菌能显著提高试验仔猪保育前期1~14 d平均日增重(321.91 g)和降低料重比(34.96%)、极显著降低腹泻率(57.22%),且添加200 g/t粪肠球菌组较基础饲粮组保育猪血清中IgG的含量明显增加,IgA的含量有增加的趋势[16]。张冬梅等研究发现,粪肠球菌制剂部分替代氧化锌后,对保育猪的生长性能及腹泻率并无不良影响,且有改善料重比和皮毛状况的趋势[17]。李兆勇等研究了益生素对仔猪生长和养分消化性能的影响,经1个月试验后发现,饲喂益生素组显著降低51~65日龄仔猪料重比(7.18%)和全期仔猪料重比(4.02%),益生素能显著提高仔猪对干物质和能量的表观消化率(P<0.05),分别使表观消化率提高5.07%和4.34%,显著提高粗蛋白质的表观消化率(P<0.05),并且与对照组相比,添加益生素能显著降低仔猪的腹泻指数和死淘率(P<0.05)[18]。李小军研究了饲粮中添加益生素对仔猪生长性能的影响,试验组在对照组饲粮基础上添加1%益生素,试验期为1个月,试验结果表明,试验组净增重平均为19 kg,对照组净增重平均为18.5 kg,试验组平均日增重633.3 g,对照组平均日增重616.7 g,试验组料重比为1.9,对照组为1.93,说明益生素对仔猪有一定的促生长作用[19]。刘辉等在生长猪饲粮中添加短乳杆菌、酵母菌和复合菌,研究益生素在生长猪不同生长阶段对猪生长性能的影响,试验结果表明,在第 1阶段(1~32 d),各益生菌组的末重较对照组显著提高(P<0.05)[20]。
益生素具有维持肠道微生态平衡、增强免疫力、提高肥育猪的生长性能以及改善肉品质的功效。李荣等发现,在肥育猪饲粮中添加0.5%益生素(主要成分为酿酒酵母、植物乳杆菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌以及多种消化酶和菌体代谢产物)可以显著提高肥育猪增重、血清IgA和IgG含量、盲肠乳酸杆菌数量,降低料重比、血清胆固醇含量、盲肠大肠杆菌数量[21]。丁文强等通过饲喂基础饲粮、基础饲粮中添加0.2 g/kg益生素及在基础饲粮中添加0.15 g/kg土霉素+1.5 g/kg硫酸抗敌素3种饲粮,将试验猪从10 kg饲喂到110 kg,对比研究益生素对生长肥育猪生长性能的影响,试验结果发现,51~110 kg阶段,益生素组平均日增重、血清中胰岛素样生长因子-Ⅰ含量均显著高于抗生素组和对照组(P<0.05),在试验猪体重达110 kg时,益生素组IgG显著高于对照组(P<0.05);IgM含量较抗生素组和对照组也有显著提高(P<0.05)[22]。在刘辉等研究益生素对不同生长阶段的生长猪产生的影响试验中,在第2阶段(33~61 d),与对照组相比,复合菌组的末重显著提高(P<0.05),各益生菌组的平均日增重、平均日采食量和料重比均无显著变化(P>0.05)[20]。造成不同阶段研究结果存在差异的原因可能是益生菌在断奶后仔猪消化系统和免疫系统尚未发育成熟的敏感期具有较好的促生长效果[23],此时应用益生菌可以恢复肠道菌群平衡和胃肠功能,效果明显,但随着猪只的生长发育,消化系统发育逐渐完善,免疫力相对较强,益生菌对平均日增重的提高效果要差于日龄较小的猪体[24]。刘金阳等研究表明,饲粮中添加益生素能够有效提高生长肥育期苏淮猪的生长性能,同时还有助于改善苏淮猪的肌肉品质[25]。
在妊娠母猪饲粮中添加益生素,可改善母猪肠道健康,提高饲料转化率,降低仔猪死亡率,提高母猪生产性能。舒会友等选用怀孕的长大母猪为试验对象,试验组给予益生素饲料,对照组喂常规饲料,用以研究益生素对妊娠母猪生产性能的影响,结果表明试验组的哺乳成活率(94.47%)、育成成活率(91.7%)均高于对照组(89.43%、86.04%)。试验组哺乳期和育成期仔猪腹泻发病率均低于对照组(P<0.01),差异极显著[26]。欧洲一家研究机构通过在产前两周至断奶这段时间对初产母猪和经产母猪饲喂添加复合乳酸菌的饲粮发现,试验组母猪的奶水品质有所提高、断奶前的仔猪死亡率比对照组降低42%,仔猪断奶窝重有所提高,母猪哺乳期的体重损失减少21%,母猪的返情率显著降低。试验组母猪同对照组相比,采食量明显提高,乳腺炎-子宫炎-无乳综合征(MMA)发病率较低,饲料转化率较高[27]。张媛媛等对怀孕母猪和哺乳母猪粪便梭菌检测,结果表明,母猪普遍携带梭菌,且大多数母猪梭菌含量超标,是导致仔猪梭菌性疾病的主要原因;当使用添加200 g/t克洛生TM(主要成分为枯草芽孢杆菌PB6)的饲料饲喂12 d后,能显著降低母猪粪便中梭菌含量,改善猪群肠道健康[28]。
综上所述,益生素具有维持肠道菌群平衡、调节机体免疫机能、提高生产性能等多方面的作用,作为畜禽饲料添加剂具有广阔前景。然而益生素在畜禽生产中的广泛应用还存在以下需要解决的问题:①作用机理研究不充分[29],限制了益生素的研制、生产及使用。②相关的法律法规、质量标准不够完善[30],益生素产品品质难以得到保障。③目前已发现的适宜作益生素投入使用的菌种较少,需加强对新菌种的开发[29]。④加强对包被技术的研究,解决益生素易失活问题。