李慧敏, 劉 軍, 李洪民, 董 麗, 喻禮懷
(揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225000)
斷奶仔豬生長速度快且代謝旺盛, 但其消化機(jī)能尚未完善,消化酶及胃酸分泌不足,因而對營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收能力較弱(孫繼權(quán),2021),同時(shí)對飼料添加劑的要求較高。 微生態(tài)制劑是利用動(dòng)物體內(nèi)的有益微生物及其代謝產(chǎn)物, 通過特殊工藝制成的對動(dòng)物有益的生物制劑或活菌制劑, 因具有維持宿主的微生態(tài)平衡和提高健康水平的功能而被廣泛應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)中(汪文忠,2020)。微生態(tài)制劑按照物質(zhì)組成可分為益生菌、 益生元及合生元三類。目前在動(dòng)物中應(yīng)用較多的是益生菌,常用的有乳桿菌、 雙歧桿菌、 乳球菌等 (馬先強(qiáng),2020)。 本文針對常見微生態(tài)制劑對斷奶仔豬的應(yīng)用效果及機(jī)制進(jìn)行綜述, 以期為微生態(tài)制劑在斷奶仔豬中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。
益生菌是一類能夠?qū)δc道產(chǎn)生有益作用,改善宿主腸道微生態(tài)平衡的活性有益微生物。 對人類及動(dòng)物有益的益生菌主要有:乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌等(趙金波等,2021)。益生元可以選擇性地刺激益生菌的生長與活性并可以作為膳食使用的補(bǔ)充劑。 常見的益生元主要有:低聚多糖、低聚麥芽糖、猴頭菇多糖等。益生元只有與益生菌共同發(fā)揮作用才具備功效。 機(jī)體消化道內(nèi)并沒有可以分解益生元的物質(zhì), 因此大部分有益的益生元物質(zhì)在通過小腸和胃時(shí)并未被分解利用, 而在大腸內(nèi)定植的乳酸菌等益生菌可以發(fā)揮作用將益生元物質(zhì)分解利用(柴振宇等,2020)。益生菌和益生元二者組合制劑即稱作為合生元。 合生元可以通過益生元選擇性地刺激腸道中一定種類益生菌群的生長,從而達(dá)到維持動(dòng)物機(jī)體健康、增強(qiáng)機(jī)體活力的目的。 比起單獨(dú)使用益生元或益生菌效果更佳(董沛晶,2017)。 與抗生素相比,微生態(tài)制劑應(yīng)用于斷奶仔豬的實(shí)際生產(chǎn)中更安全, 不會產(chǎn)生耐藥性等問題,但具體作用機(jī)理尚不明確。目前使用較多的微生態(tài)制劑如表1 所示。
表1 不同日齡仔豬添加的常見微生態(tài)制劑及其使用劑量和添加效果
2.1 微生態(tài)制劑對斷奶仔豬生長性能的影響及作用機(jī)制 微生態(tài)制劑具有提高斷奶仔豬生長性能的作用。 Zhao 和Kim(2015)研究報(bào)道乳酸菌復(fù)合物在斷奶仔豬初期基礎(chǔ)日糧中添加具有顯著的促生長作用。 在日糧中添加微生態(tài)制劑(0.1%菌腸保和0.02%復(fù)合酶),試驗(yàn)組的平均日增重比對照組高14.44%(邢艷艷,2019)。 據(jù)報(bào)道添加微生態(tài)制劑A(酪酸芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、乳酸菌等)在基礎(chǔ)日糧中,試驗(yàn)組的末體重和平均日增重均顯著高于對照組,分別為17.23%、14.86%(黃金華等,2019)。 同時(shí)在不添加任何抗生素及合成藥物的情況下, 在仔豬斷奶階段基礎(chǔ)日糧中添加微生態(tài)制劑、 酸化劑、 微生態(tài)制劑和酸化劑聯(lián)合使用, 均提高了斷奶仔豬的平均日增重, 分別為8.0%、5.1%、14.2%(胡虹等,2018)。 斷奶仔豬因消化系統(tǒng)不完善, 容易遭受斷奶應(yīng)激的影響而增加腹瀉率。研究表明,復(fù)合微生態(tài)制劑可以降低腹瀉率,但是這與添加的劑量及濃度相關(guān)聯(lián),并非在飼料中添加濃度越高, 腹瀉率就越低 (屈圣富等,2020)。 同時(shí)有研究表明,在基礎(chǔ)日糧中添加復(fù)合微生態(tài)制劑(地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、丁酸桿菌) 可以降低斷奶仔豬腹瀉率 (降低65.98%)(何佳等,2017)。微生態(tài)制劑可以調(diào)節(jié)和維持腸道消化道微生物區(qū)系, 增加腸道內(nèi)有益菌群并且抑制有害菌群,增加斷奶仔豬消化能力,提高飼料轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)動(dòng)物生長。飼喂仔豬益生菌可以顯著降低糞便中大腸桿菌的數(shù)量, 提高生長性能和免疫力。微生態(tài)制劑也可改善腸黏膜屏障,保護(hù)腸黏膜免受外界損害,維護(hù)腸道健康,增強(qiáng)腸道的消化吸收能力(Dong 等,2014)。 益生菌主要可通過競爭營養(yǎng)吸收位點(diǎn), 阻止有害菌增殖以及益生菌定植后可產(chǎn)生抑菌或殺菌的酶類物質(zhì)影響病原菌的繁殖, 進(jìn)而使斷奶仔豬抵抗有害微生物的能力提高,并在一定程度上阻止了腸道過度蠕動(dòng),降低了斷奶仔豬的腹瀉率(王天威等,2019)。綜上所述,微生態(tài)制劑可以通過調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系來增加有益菌,促進(jìn)仔豬飼料轉(zhuǎn)化率以及增加腸道消化吸收能力,降低消化率來促進(jìn)斷奶仔豬生長性能的提高。
2.2 微生態(tài)制劑對斷奶仔豬免疫功能的影響及作用機(jī)制 微生態(tài)制劑具有提高斷奶仔豬免疫性能的作用。有研究表明,斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加0.02%的復(fù)合微生態(tài)制劑 (乳酸菌、 地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等),血清中免疫球蛋白G(IgG)含量比基礎(chǔ)日糧中添加0.1%的金霉素和對照組分別提高38.9%和23.6%, 添加復(fù)合微生態(tài)制劑組和添加金霉素組血清中免疫球蛋白 M(IgM) 比對照組分別提高50.0%和32.3%(劉慶雨等,2018)。與此同時(shí)復(fù)合微生態(tài)制劑能夠提高血液中紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白濃度, 顯著提高血清中免疫球蛋白 A(IgA)和 IgM 的濃度(張建梅等,2012)。微生態(tài)制劑能夠通過提高白細(xì)胞介素-2(IL-2)、γ干擾素(IFN-γ)等細(xì)胞因子促進(jìn)斷奶仔豬機(jī)體細(xì)胞免疫,從而提高其免疫功能。微生態(tài)制劑是一種較好的免疫激活劑, 添加一定劑量可明顯改善斷奶仔豬的免疫機(jī)能,促進(jìn)其免疫能力提升。腸道益生菌菌群可以通過改善腸上皮細(xì)胞免疫功能以及腸道抗原遞呈細(xì)胞、 淋巴細(xì)胞等的功能來調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能(朱向博等,2017)。益生菌不僅可以刺激動(dòng)物機(jī)體的免疫細(xì)胞, 同時(shí)可以對胃腸道黏膜內(nèi)的淋巴組織進(jìn)行活化, 從而激活宿主免疫細(xì)胞,提高機(jī)體免疫力以及增強(qiáng)對疾病的抵抗能力。微生態(tài)制劑能夠提高斷奶仔豬體內(nèi)巨噬細(xì)胞的吞噬活性,促進(jìn)免疫器官發(fā)育,提高機(jī)體抗體水平,從而提高機(jī)體免疫力(包紅梅等,2003)。有研究報(bào)道,添加不同水平復(fù)合微生態(tài)制劑(乳酸菌、芽孢桿菌、雙歧桿菌)均會提高 IL-2、IFN-γ 細(xì)胞因子含量,且2.0 g/kg 添加劑量的作用效果較優(yōu)(楊紅萍和鮑玉林,2017)。謝大識等(2020)研究也發(fā)現(xiàn),斷奶仔豬日糧中添加復(fù)合微生態(tài)制劑能夠顯著提高 IL-2、白細(xì)胞介素-4(IL-4)和 IFN-γ 含量,提高機(jī)體免疫力。綜上所述,微生態(tài)制劑可以提高淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的功能, 提高血清中免疫球蛋白和免疫細(xì)胞因子的含量,促進(jìn)免疫器官的發(fā)育,進(jìn)而提高機(jī)體的免疫能力。
2.3 微生態(tài)制劑對斷奶仔豬機(jī)體抗氧化功能的影響及作用機(jī)制 微生態(tài)制劑具有良好的抗氧化活性,可通過提高機(jī)體抗氧化酶谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等活性而有效地改善機(jī)體抗氧化能力(陳輝,2019)。 添加微生態(tài)制劑后總超氧化物歧化酶(T-SOD)(21 d 和 42 d)及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)(42 d)的活力提高,丙二醛(MDA)(21 d)的濃度降低(劉艷君,2019)。研究發(fā)現(xiàn),在豬日糧中添加復(fù)合微生態(tài)制劑能夠使豬肉品中SOD 活性顯著提高,MDA 含量降低 13.89%(于寶君等,2017)。微生態(tài)制劑能夠降低保育豬血清中MDA 的含量,從而達(dá)到保護(hù)細(xì)胞的作用,增加抗氧化能力(孫銘君等,2016)。研究表明微生態(tài)制劑可有效抑制膽固醇吸收,提高機(jī)體超氧化物歧化酶的活力,清除超氧陰離子,使細(xì)胞免受損傷(宋海彬等,2016)。同時(shí)復(fù)合微生態(tài)制劑在體內(nèi)代謝產(chǎn)生的有益活性物質(zhì)被機(jī)體吸收, 可刺激機(jī)體內(nèi)SOD 和GSH-Px 活性升高或微生物本身在代謝過程中產(chǎn)生SOD, 以及在腸道內(nèi)形成強(qiáng)大的優(yōu)勢菌群 (邢廣林等,2007),從而提高斷奶仔豬抗氧化功能。蔣磊等(2020)研究表明,日糧中添加微生態(tài)制劑(枯草芽孢桿菌、乳酸桿菌、酵母菌)使機(jī)體血清中GSH-Px 和SOD 的活性提高, 但針對于微生態(tài)制劑的作用機(jī)制尚不明確。 推測可能是活性菌或代謝產(chǎn)物含有抗氧化物質(zhì),能夠抑制自由基的產(chǎn)生;也可能是活性菌可刺激機(jī)體免疫系統(tǒng),或抑制相關(guān)的氧化應(yīng)激。 在斷奶仔豬日糧中添加微生態(tài)制劑可以提高斷奶仔豬血清和肝臟中核因子E-2-相關(guān)因子(Nrf2)的mRNA表達(dá)量, 降低肝臟中 Keap1 的 mRNA 表達(dá)量。Keap1-Nrf2-ARE 是機(jī)體內(nèi)最重要的內(nèi)源性抗氧化信號通路,Nrf2 可誘導(dǎo)各種解毒酶和抗氧化蛋白酶的表達(dá),調(diào)控Keap1-Nrf2-ARE 信號通路(Tanaka 等,2006)。 綜上所述,微生態(tài)制劑提高抗氧化能力可能與微生態(tài)制劑能夠提高血清中抗氧化酶活性,調(diào)控Keap1-Nrf2-ARE 信號通路有關(guān)。
微生態(tài)制劑通過調(diào)節(jié)消化道有益菌群以及含有的蛋白酶等酶類, 提高了斷奶仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力,從而促進(jìn)斷奶仔豬的生長。同時(shí)微生態(tài)制劑可以提高免疫球蛋白的濃度, 增強(qiáng)斷奶仔豬的免疫力, 并且微生態(tài)制劑具有較強(qiáng)的抗氧化活性。但是微生態(tài)制劑的缺點(diǎn)也不可忽視。乳酸菌被公認(rèn)為是一類安全可靠的微生物, 但近些年, 乳酸菌類群之一的腸球菌被證明會造成疾病感染及菌血癥的發(fā)生, 這些病原菌大多是溶血鏈球菌、草綠色鏈球菌等。 另外有研究報(bào)道,鼠李糖乳桿菌(LGG)能使蛋白核心暴露并被降解(黃慶生和王加啟,2001)。 因此可以說明微生態(tài)制劑應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中,仍有很多不可控的因素,主要有以下幾個(gè)問題:首先,單一微生態(tài)制劑作用機(jī)制較清楚, 多種復(fù)合微生態(tài)制劑聯(lián)合使用作用機(jī)制復(fù)雜,目前研究較少。 其次,活菌制劑一方面在腸道內(nèi)容易受到酸性物質(zhì)的破壞, 造成微生態(tài)制劑使用效果不佳,另一方面,活菌制劑因?yàn)闆]有包被技術(shù)的處理而容易失去活性。最后,市面上微生態(tài)制劑產(chǎn)品琳瑯滿目,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,安全管理方原則界限不明確。 微生態(tài)制劑要想成為抗生素的替代品仍有很多難關(guān)需要攻克, 調(diào)控機(jī)制仍需要進(jìn)一步的研究探討。