植物乳杆菌的功能优点及在动物生产中的应用效果

2019-11-01 17:12:46      点击:

  动物微生态制剂随着畜牧业的进步及动物营养研究的深入,已经从最初作为抗生素替代品发展成为有效调节动物肠道菌群平衡的饲料微生物添加剂。目前动物饲料生产过程中选用的微生物饲料添加剂主要有芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌,其作用目的是使有益微生物在肠道中繁殖成为优势菌,抑制肠道中的有害菌,维持肠道健康状态,促进营养物质的利用率。我国农业部在2008年《饲料添加剂品种目录》中规定枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母和沼泽红假单胞菌可以在动物日粮中直接添加,而不必对其安全性和稳定性进行技术评审。文章主要对植物乳杆菌的功能及在动物营养领域的研究进展进行综述。

  植物乳杆菌属于乳酸菌的一种,广义的乳酸菌是指能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸的细菌。狭义的乳酸菌是一类革兰染色呈阳性的杆菌或球菌,不形成芽孢、过氧化氢酶试验呈阴性且对葡萄糖发酵能产生超过50%的乳酸,而且是在缺少氧气的环境中生长良好的兼性厌氧性细菌。植物乳杆菌属于乳杆菌科中的乳杆菌属,革兰阳性兼性厌氧,不产芽孢圆端直杆,单个、成对或短链状,产生D型和L型2种乳酸。可在10℃生长,在45℃不生长,最适生长温度为30~35℃。在pH4.5~9.5生长,最适pH约为6.5。植物乳杆菌最早是从唾液中分离出的,分布很广泛。

  植物乳杆菌能利用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、L-山梨糖、乳糖、纤维二糖、木糖、蜜二糖、果糖、核糖和葡萄糖酸钠产酸,但发酵葡萄糖和葡萄糖酸钠均不产气,属于同型发酵类型中的兼性异型发酵群。利用其发酵乳糖产酸处理乳清中乳糖转化时,具有其他菌无法比拟的优越性,它既可以高转化率地利用乳糖转化为乳酸,又可以利用乳清中残留蛋白质。植物乳杆菌在发酵过程中只产生乳酸,是典型的兼性厌氧菌,有很强的发酵糖类的能力,较耐盐,与其他乳酸菌有协同作用。

  1 植物乳杆菌的功能

  植物乳杆菌通过产生有机酸、细菌素、过氧化氢和双乙酰等多种抑菌物质,促进营养物质吸收等多种功能,能改善调节肠道微生物菌群的平衡,增强机体的免疫力。

  1.1 生物屏障作用

  植物乳杆菌通过与病原菌对营养素的竞争,抑制病原菌,调节肠道微生态平衡,形成生物学屏障。同时,其代谢产物乳酸和细菌素具有抑制其他有害细菌在肠道内增殖的作用,维持和保证菌群最佳优势组合及这种组合的稳定,阻止了致病菌的定殖和入侵,抑制致病菌和有害微生物的生长及其毒素的黏附。

  1.2 营养作用

  植物乳杆菌具有降低血清胆固醇水平,降低心血管疾病发病率的良好功效。试验证实,乳杆菌具有降低介质及血清胆固醇的能力。其机制是乳杆菌产生的胆盐水解酶可使结合胆酶分解为游离胆酸,在酸性条件下,游离胆酸与胆固酸发生共沉淀。

  1.3 对低聚半乳糖的降解作用

  植物乳杆菌中含有的α-半乳糖苷酶对肠道中的低聚半乳糖含量产生显著的影响,α-半乳糖苷酶的活性在到达盲肠前增强,将棉子糖和水苏糖水解成小肠中可吸收的小分子化合物。

  1.4 免疫调节功能

  植物乳杆菌可为黏膜免疫系统提供异性抗原,与传统的接种免疫相比,具有非侵入性、激发全身免疫应答和黏膜免疫应答等特点。研究发现,相对于副干酪乳杆菌和鼠李糖乳杆菌而言,来自肠道的不同植物乳杆菌菌株诱导血单核细胞产生白介素IL-12和白介素IL-10的应答更为平衡。植物乳杆菌可以减少肠道上皮细胞中白介素IL-8的分泌,从而起到免疫保护作用。

  1.5 植物乳杆菌的黏附特性

  植物乳杆菌具有良好的肠道黏附特性。植物乳杆菌对人体黏膜具有很高的黏附能力,这种黏附依赖于甘露糖特异性黏附素的合成分泌。植物乳杆菌与致病菌对甘露糖特异性受体的竞争,减少了致病菌对人体细胞的黏附,从而保护宿主免于感染。

  1.6 对致病菌的拮抗特性

  植物乳杆菌对革兰阳性和革兰阴性致病菌均有抑制作用。植物乳杆菌能够抑制大肠杆菌和沙门菌对Caco-2细胞的黏附,从而阻止其在肠道内的定植。

  2 在动物营养领域的应用

  2.1 植物乳杆菌对动物生产性能的影响

  研究表明,在饲粮中添加植物乳酸菌,能够提高断奶仔猪的日增质量和日采食量,同时能够提高饲料转化率。吕利军等用植物乳杆菌饲喂仔猪,日增质量比对照组提高了19.63%。其研究结论为,添加0.25%和0.5%的植物乳杆菌能显著提高断奶仔猪的平均日增质量,降低料重比,分析原因可能是植物乳杆菌能分泌消化酶、小肽和维生素等物质,提高饲料利用率。王士长等研究表明,断奶仔猪饲喂植物乳杆菌平均日增质量提高25.46%,试验组的料肉比较对照组下降11.8%。试验研究表明,添加1%植物乳杆菌时,肉鸡平均日增质量显著高于对照组,料重比显著低于对照组,所以植物乳杆菌可以有效改善肉鸡生产性能。

  2.2 植物乳杆菌对动物肠道菌群的影响

  添加植物乳杆菌可以刺激断奶仔猪肠道乳酸菌数量增加。试验研究表明:断奶仔猪日粮中添加0.25%和0.5%的植物乳杆菌制剂均能显著增加粪中乳酸菌活菌数,并显著降低大肠杆菌含量。

  2.3 植物乳杆菌对动物血清生化指标的影响

  日粮中添加植物乳杆菌制剂,断奶仔猪血清尿素氮BUN下降,血清BUN是蛋白质分解的最终产物,能够反映氨基酸代谢和利用状况,血清BUN下降是由于蛋白质利用率增加的结果,表明植物乳杆菌可以改善仔猪氨基酸的利用,增加蛋白质的沉积,从而影响仔猪的生长性能。王士长等研究表明,植物乳杆菌有利于提高仔猪对蛋白质和氨基酸的利用,是因为植物乳杆菌有利于日粮中氨基酸的平衡性吸收,使进入机体的各种氨基酸的组成和需要一致,更有利于合成动物机体的蛋白质。

  Huang等研究表明,添加植物乳杆菌可显著提高肉仔鸡30日龄血清免疫球蛋白IgA和免疫球蛋白IgG水平。植物乳杆菌能通过淋巴循环活化全身的免疫防御系统,激发机体的体液免疫和细胞免疫,诱导干扰素和白细胞介素等细胞因子的产生,刺激肠道产生黏膜抗体,增强机体抑制癌细胞增殖的能力,从而提高机体局部免疫功能。

  2.4 植物乳杆菌对动物组织学指标的影响

  植物乳杆菌提高十二指肠肠绒毛长度和加深胃底腺胃小凹深度。肠绒毛的长短可以评价小肠对营养物质的消化吸收能力,肠绒毛越长,消化吸收表面积越大,越有利于营养物质的消化吸收。胃小凹的深度也可评价胃对营养物质的消化吸收能力,胃小凹越深消化吸收表面积越大,越有利于营养物质的消化吸收。陈静等研究表明,添加1%植物乳杆菌对肉鸡免疫器官的相对质量有促进增加的作用,促进了肉鸡免疫器官的成熟。

  3 小结

  目前植物乳杆菌作用机制尚有很多问题需要研究和探讨,所以得到越来越多研究者们的关注。现在国内外植物乳杆菌的报道主要着重于其作用效果。植物乳杆菌可以作为免疫增强剂提高动物机体的免疫机能,作为生长促进剂提高日增质量和成活率等生产性能,而且作为国家允许使用的微生物饲料添加剂使用菌种,其具有无污染且无残留的化学特性,有广阔的发展前景。

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