益生素的作用机理及其在饲料中的应用

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1、益生素的作用机理及其在饲料中的应用益生素的作用机理及其在饲料中的应用无锡轻工大学食品学院　　徐　晶　金征宇　　1989年Fuller给益生素下的定义是:“一种通过改善寄主动物肠道菌群平衡,而对其发挥有益影响的活性微生物饲料添加剂”。按益生素的定义,其产品必需具备以下两大特点:1)包含活的微生物;2)通过在口腔、胃肠道、上呼吸道或泌尿生殖道内发挥作用而改善人或动物的健康。1　益生素的作用机理111　营养竞争　营养竞争的假说,是建立在一系列实验观察的基础上,试验表明种群控制机理与化学恒定器的原理是一致的,而化学

2、恒定器的最基本原理,是连续流动培养中的细菌,都在竞争最基本的生长物质。1983年Freter证明,当把大肠杆菌接种于老鼠结肠菌丛,经过连续流动培养后的滤液中时,它们的繁殖被大大地抑制了。112　结合位点竞争　理论上讲病源菌会被冲出肠道,因此病源微生物与粘膜的粘附能力,是其能否成功定植于肠道的决定因素。1985年Kennedy和Volz在研究中发现:当大鼠被饲喂青霉素后,其肠内容物里会出现大量的白假丝酵母,并且肠粘膜表面也粘附着大量的白假丝酵母。而未饲喂青霉素的大鼠肠内容物和粘膜表面,只存在少量的白假丝酵母。

3、青霉素降低了老鼠盲肠内粘附于粘膜层的梭状细菌,从而释放出一些附着位点,这些被释放的位点,随后立即被白假丝酵母占据。113　代谢产物作用　1986年Que的试验显示,抗生素能明显降低乙酸、丙酸和丁酸的浓度。试验中先将同一种病源菌分别接种到用青霉素处理过的和未处理过的动物上,并做出生长曲线。由曲线上可以看到:用青霉素处理过动物体内病源菌的增长率和数量远远大于未处理过的动物。而将青霉素处理过动物肠内容物的pH值和挥发性脂肪酸浓度调整到与未处理过动物一样的水平,发现调整后内容物的生长曲线,竟然与未用青霉素处理过的动

4、物完全一样。上述试验结果表明,挥发性脂肪酸对病源菌侵袭肠道起着保护作用。114　激活免疫功能　1979年Bloksma用酸奶喂无菌动物,发现其体内免疫球蛋白G1、G2a、G2b的含量大为提高。另有试验显示,干酪乳酸杆菌能提高巨嗜细胞的活性。除非抗体被分泌于胃肠道内,否则其作用不会影响胃肠道菌群。干酪乳酸杆菌能诱导免疫球蛋白A的分泌,免疫球蛋白A的激活,将会影响胃肠道菌群的组成,进而阻止微生物在肠道内的定植。免疫系统作用,只有在吸收了可溶性抗体或细胞移位穿过胃肠道壁进入血液淋巴细胞时才会产生。1986年关于人

5、的血液淋巴细胞的体外试验证明,少量的酸奶,可以通过激活T细胞而提高干扰素的产生。2　益生素的研究动态国外益生素的研究兴起于20世纪70年代。理论研究主要侧重于作用方式及机理探讨方面,生产研究主要侧重于微生物优良品种的筛选。随着对益生素作用机理研究的深入,研究人员正力求通过基因工程生产出半永久性定居肠道的有益菌株。另外在益生素产品的保藏及加工处理过程中,保持菌体活性方面也进行了大量研究和探讨。211　菌种的筛选　菌种筛选是益生素研制的关键。但由于益生素作用机理还不完全清楚,所以益生素组成菌种的筛选,缺少统一的

6、规范标准。美国食品与药物管理局曾发表过一张被认为可以直接饲喂且安全的微生物品种名单,共42种。日本的科研工作者在筛选益生素菌种时,并未完全采用美国的标准。例如日本琉球大学比嘉照夫发明的EM微生物制剂,就是由光合细菌、放线菌、乳酸菌及发酵型丝状真菌5个科属的多种微生物复合培养而成的微生物群,具有除粪臭、促生长、抗病、改善畜禽产品品质等作用。国内四川农业大学研制的微生态制剂多为芽孢杆菌类。212　益生素的研制及保藏　在益生素制剂的研制中,活菌量是衡量产品质量的一个关键指标,但世界各国的科学家,对此指标的研究结果

7、并不一致。例如Henry(1990)报道,在猪饲料中加入益生素后,应达到每克饲料106cfu的菌数。德国学者　2001年第1期　　　　　　　　　　　　　　　　中国饲料—37—认为加入益生素后的仔猪饲料含菌数应为(0126～015)×106cfu/g。Fuller(1992)认为益生素制剂的含菌量应达到108～109cfu/g,或者为106～107cfu/g。另有试验证明:益生素制剂中活菌数量,会随着时间延长不断减少,减少速度因微生物种类不同而异,芽孢杆菌最为稳定,其次是乳杆菌,最差的是双歧杆菌且不易工业化生

8、产。因此细菌保存也成为科研人员研究的一个重要领域。213　益生素的应用　益生素不但可作为新型饲料添加剂促进动物生长,而且还能明显提高动物抗病能力,在畜禽饲养中的运用越来越广泛。21311　反刍动物中的应用　在法国犊牛出生后立刻投喂健康犊牛的肠道微生物群落,腹泻发病率由82%降至35%,死亡率由1012%降至218%。加拿大研究人员于犊牛出生后当日便喂给乳酸菌等混合发酵的初乳,结果犊牛日增重可达239～248g,而