近年來,隨著抗生素的大量使用,其在生產表現中的副作用日益突出。開發綠色、環保、安全的飼料添加劑成為廣大畜牧工作者的重要工作之一。微生物添加劑具有提高動物免疫力、改善動物生產性能、對動物無毒、無害、無殘留等特點,從而受到廣泛關注。1989年,美國食品藥物管理局(FDA)公布了43中微生物可以直接在畜禽生產上使用,其中乳酸菌28種,芽孢杆菌5種。2008年,農業部頒布了1126號公告,規定了16種微生物可以在畜禽生產上使用,其中乳酸菌11種,芽孢杆菌2種。目前,生產中應用較多的是乳酸菌類、芽孢杆菌類、酵母菌類。其中,乳酸菌類和枯草芽孢杆菌類產品是市場占有率較高的產品。本文對乳酸菌和枯草芽孢杆菌的作用機製異同做一比較。
1 乳酸菌與枯草芽孢杆菌的作用機製相似之處
1.1 抑菌機製的比較
乳酸菌通過產生有機酸抑製有害菌的生長。乳酸菌在體內可以利用可發酵碳水化合物,產生大量的乳酸、甲酸、乙酸等有機酸,使腸道處於酸性環境。而腸道內的大腸杆菌、沙門氏菌等病原菌最適生長的pH為7.0~7.4,乳酸菌的產酸使腸道環境處於酸性,不利於腸道內病原菌在腸壁定殖和生長,從而抑製了有害菌的生長和繁殖。
乳酸菌通過產生某些抗菌物質抑製有害菌生長。乳酸菌還可產生過氧化氫、雙乙酰、細菌素等抑菌物質,這些產物對腸道病原菌有抑製作用。過氧化氫能夠激活過氧化氫酶——硫氰酸係統,抑製和殺滅革蘭氏陰性菌、過氧化氫酶陽性細菌如假單孢菌屬、大腸杆菌類和沙門氏菌屬等,乳酸杆菌素和雙歧菌素,對葡萄球菌、梭狀芽孢杆菌以及沙門氏菌和誌賀氏菌有拮抗作用。
芽孢杆菌通過生物奪氧來達到抑菌效果,因為芽孢杆菌為需氧菌,而大腸杆菌、沙門氏菌等有害菌也為需氧菌,芽孢杆菌進入動物腸道內,消耗大量的遊離氧,降低了腸內氧氣濃度,從而使大腸杆菌、沙門氏菌等的生長因缺氧受到抑製,同時為乳酸杆菌雙歧杆菌等有益菌創造了一個更好的厭氧環境,從而達到了抑菌作用。
另外,枯草芽孢杆菌在繁殖過程中會產生抑菌類的抗菌蛋白,對多種細菌有抑製和殺滅作用,其中對大腸杆菌的抑製殺滅作用較為明顯。
1.2 免疫機製的比較
乳酸菌能通過特異性免疫應答和非特異性免疫應答途徑來增強動物機體免疫力。研究表明,一些乳酸菌能通過增強單核和巨噬細胞活力,刺激活性氧、溶酶體酶和單核因子的分泌來提高機體非特異性免疫應答水平;乳酸菌還能夠進一步加強黏膜表麵和血清中IgA、IgM和IgG的表達水平,以加強體液免疫,促進T淋巴細胞和B淋巴細胞的增殖,加強細胞免疫,從而刺激特異性免疫應答。據報道,口服乳酸菌後,對巨噬細胞的半乳糖甙酶活性、巨噬細胞的吞噬活性等具有顯著的激活和促進作用。當異物侵入機體時,被乳酸菌激活的免疫細胞,則有增強機體對異物產生抗體的作用。
乳酸菌改善免疫力的研究在人類醫學上有大量報道,目前,很多乳酸菌在人類醫學的研究成果也越來越多被動物營養和獸醫研究人員借鑒和使用。
芽孢杆菌能在腸道發揮免疫佐劑的作用,活化腸粘膜內的相關淋巴組織,使sIgA抗體分泌增強,並誘導T淋巴細胞和B淋巴細胞與巨噬細胞產生細胞因子,從而提高動物體液和細胞免疫水平。曾經有研究表明(Inooka等,1986,1988):以l 000萬cfu/g劑量的枯草芽孢杆菌飼喂雛雞時,將顯著提高脾中T淋巴細胞和B淋巴細胞數量,但對脾中巨噬細胞活性沒有影響。
1.3 營養作用的比較
乳酸菌能分解食物中的蛋白質、糖類,合成維生素,對脂肪也有分解能力,能顯著提高飼料養分的消化率和生物學效價,促進養分的消化吸收。乳酸菌酶、乳糖酶在蛋白質、糖類的分解和吸收中發揮了很大的作用。
乳酸菌在動物體內代謝時產生宿主可利用的必需氨基酸和葉酸等B族維生素及消化酶(如澱粉酶、蛋白酶和纖維素酶等)等;乳酸菌產生有機酸使鈣、磷等元素處於易吸收的離子狀態,能夠提高礦物質的消化率和吸收率,從而增強動物的營養代謝,改善生產性能。
此外,乳酸菌產生的酸性代謝產物使腸道環境偏酸性,而一般消化酶的最適pH為酸性(澱粉酶pH6.5,糖化酶pH4.4),有利於酶促反應進行,從而改善養分的吸收效率。乳酸菌產生的有機酸還可加強腸道的蠕動和分泌,也可以促進養分的消化吸收。
最新的研究表明(張日俊,2010,未發表),飼喂乳酸菌能夠促進腸道內脂肪酶的基因表達,從而增加日糧中脂肪的消化率。馮傑(2004)的研究也曾經發現:在仔豬和生長育肥豬的日糧中添加“盛肥速得”(韓國進口乳酸菌),通過三氧化二鉻作為指示劑,發現添加乳酸菌提高了飼料中粗脂肪的表觀消化率。
枯草芽孢杆菌不僅具有較強的蛋白酶、澱粉酶的分泌活性,同時還可產生非澱粉多糖酶如果膠酶、葡聚糖酶和纖維素酶,從而提高了畜禽對飼料中難以消化的物質的利用程度。
另外枯草芽孢杆菌在動物腸道內生長繁殖過程中,能產生多種營養物質,如:維生素、氨基酸、有機酸和促生長因子等,參與動物機體新陳代謝,為機體提供營養物質。
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