益生菌在家禽飼養中的應用

1益生菌的產生眾所周知，這種生物通常被定義為含有活的微生物飼料添加劑，通過改善主動物腸的微生物平衡對主動物生物有有益影響（dannyzhaoyachang）。益生菌食品,例如,酸奶已經被食用了幾個世紀。在人和鼠類動物模型上的試驗證明,益生菌可以降低致病菌的定植,改變腸道微生物的種群結構數量,增強免疫系統功能,預防癌癥的發展,降低血液的甘油三脂和膽固醇的含量(Walker和Duffy,1998;Gibson和Fuller,2000;Simmering和Blaut,2001)。最早將益生菌應用于牧場飼養動物是歐洲的Swann委員會,在1969年的報告中提出,抗生素在畜牧業中的應用導致了多種抗生素耐藥性細菌的產生,這些耐藥性細菌可傳播到人類,威脅人類的健康。委員會建議,應限制抗生素在動物飼料中的應用(Swann等,1969;Fuller,1999)。益生菌對家禽益生功效的最早的科學依據是:1973年Nurmi等發現,剛剛孵化的雛雞被喂了健康成年雞的腸道內含物后,能夠抵御腸道沙門氏菌(SalmonellaEnteritidis)的定植(Nurmi,Rantala,1973)。我國是僅次于美國的第二大肉雞生產國,但是益生菌飼料添加劑在我國家禽飼養中的應用起步較晚,研究比較少,本文對近年國外益生菌在家禽飼養中的功效做了綜述,這些研究成果將有助于我國家禽益生菌的研究和推廣。2防沙門氏菌感染的藥物腸道疾病是造成家禽業損失主要的原因,導致家禽牧場的產量下降,動物死亡率上升,同時引起家禽產品的污染。全世界對于抗生素耐藥性的問題越來越重視,歐洲已經禁止非治療性的抗生素在家禽業中的使用(EuropeUnionCommission,2005)。美國也將限制抗生素在家禽業中的應用。因此,尋找抗生素的替代品已經成了家禽業的當務之急?？茖W研究表明,益生菌可以預防和降低家禽的腸道疾病,降低家禽產品的病菌污染(Immerseel等,2002)。已發現幾種類型的微生物可防止或減少肉雞沙門氏菌感染。Jin等(1996年a,b)發現,乳酸菌能抑制腸炎沙門氏菌(SalmonellaEnteritidis)在雞體內的生長。不同的乳酸菌種通過不同的機制來抑制沙門氏菌感染。1×108cfu的唾液乳桿菌CTC2197(LactobacillussalivariusCTC2197)和1×106cfu的腸炎沙門氏菌(SalmonellaEnteritidis)同時對雛雞灌胃后,經21d試驗,雞體沙門氏菌徹底清除(Pascual等,1999)。羅伊氏乳酸桿菌(Lactobacillusreuteri)分泌一種中間代謝物(reuterin),有抗沙門氏菌、大腸桿菌、彎曲菌的作用(Mulder等,1997)。把羅伊氏乳酸桿菌(Lactobacillusreuteri)接種到正在孵化的蛋上可以降低沙門氏菌和大腸桿菌在剛剛孵化的雛雞上的定植,從而減少沙門氏菌和大腸桿菌感染引起家禽死亡(Edens等,1997)。植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)是甘露糖敏感受體,可以和致病菌競爭雞腸道的甘露糖的結合位點,從而抑制致病菌在雞腸道的定植(Bengmark,1998)。除了乳酸桿菌,從自由放養的雞的腸道里分離出的屎腸球菌(EnterococcusfaeciumJ96)能夠預防沙門氏菌對雞的感染。體外研究表明,屎腸球菌J96通過產生乳酸和細菌素抑制雞白痢沙門氏菌(Salmonellapullorum)、鶉雞沙門氏菌(Salmonellagallinarum)、鼠傷寒沙門氏菌(Salmonellatyphimurium)和腸炎沙門氏菌(Salmonellaenteritidis)的擴增(Audisio等,1999)。研究人員把1×109cfu的屎腸球菌飼喂雛雞,24h后,雛雞感染1×105cfu的雞白痢沙門氏菌,發現飼喂屎腸球菌的雞存活,對照組的雞沒有存活(Audisio等,2000)。添加酵母可以預防肉雞的沙門氏菌感染。釀酒酵母菌(Saccharomycesboulardii)是非致病性酵母菌,已在一些國家被用作口服的活性生物制劑來治療人類腹瀉。把這種益生菌用100g/kg飼料飼喂雛雞,4d后雛雞感染3.2×108cfu的鼠傷寒沙門氏菌,只有5%的經微生態制劑飼喂的肉雞有沙門氏菌定植,70%沒有飼喂益生菌的對照組的雛雞無沙門氏菌定植(Line等,1998)。一些益生菌飼料已經飼喂肉雞測試成為商業產品,通常含有不同類型的益生菌菌株的混合物。希臘的研究人員發現,在飼料和飲水中添加益生菌對于治療由沙門氏桿菌引起的腸炎的效果與添加抗生素無異(見表1)。在這項研究中,科研人員首先用6×105cfu的腸炎沙門氏菌感染5日齡的雛雞,然后飼喂60mg/kg飼料鹽霉素鈉(Sacox,Roche,Switzerland),或者用2×109cfu/kg飼料的劑量飼喂益生菌-BP5S(BiominPoultry5star,BIOMINGmbH,Austria)。BP5S益生菌飼料添加劑包含從健康成年雞嗉囊分離的羅伊氏乳酸桿菌(Lactobacillusreuteri)、空腸分離的屎腸球菌(Enterococcusfaecium)、回腸分離的動物雙歧桿菌(Bifidobacteriumanimalis)和盲腸分離的乳酸片球菌和唾液乳桿菌(Pediococcusacidilactici和Lactobacillussalivarius)。研究結果表明,益生菌顯著降低了肉雞感染腸炎沙門氏菌的患病率和肉雞盲腸的腸炎沙門氏菌的數量,這個結果和抗生素的飼喂效果一致(Mountzouris等,2009)。巴西科研人員檢驗了益生菌菌株的混合物對肉雞感染沙門氏菌的影響,發現用從健康成年雞中分離出來的羅伊氏乳酸桿菌(Lactobacillusreuteri)、唾液乳酸桿菌(Lactobacillussalivarius)、嗜酸乳酸桿菌(Lactobacillusacidophilus)以1×107cfu/kg飼料的劑量喂食剛剛孵化的雛雞,3d后用人工感染1×106cfu的沙門氏菌,這樣的處理激活了雛雞的免疫反應(Noujaim等,2009)。2對雞腸道結構的改善益生菌添加劑可以提高家禽對礦物質的吸收和代謝(Brene等,2003;Patterson和Burkholder,2003;Abdel-Fattah等,2008)。奧地利的研究人員發現,飼料中以1×108cfu/kg飼料的劑量加入微生物添加劑(BiominGmbH,Herzogenburg,Austria),其中含有唾液乳酸菌(Lactobacillussalivarius)和羅伊氏乳酸桿菌(Lactobaccilusreuteri),可以通過改善肉雞腸道結構,顯著增進腸道對營養物質的吸收(Awad等,2010);1×109cfu～2×109cfu的發酵乳桿菌CCM7158(LactobacillusfermentumCCM7158)和屎腸球菌M74(EnterococcusfaeciumM74)添加在肉雞的飲水中,可以增強肉雞對鈣的吸收;2×109cfu的屎腸球菌M74顯著增加肉雞對鐵的吸收(Capcarova等,2010)。3對雞血清膽固醇和糖脂質過氧化作用不同的益生菌菌株對于肉雞的血清膽固醇和甘油三酯水平有不同的影響。1×109cfu的發酵乳桿菌CCM7158添加到肉雞的飲用水可以顯著減少肉雞血液中的甘油三酯含量(Capcarova等,2010)。兩個最新發現的益生菌微生物:惡臭假單胞菌(Pseudomonasputida)和成團泛菌(Pantoeaagglomerans),添加在肉雞的飼料中時,可以顯著降低血清膽固醇和甘油三酯的水平(見表2,Jouybari等,2010)。相反,當枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)和地衣芽孢桿菌(Bacilluslicheniformis),或者蠟樣芽胞桿菌VAR(Bacilluscereusvar.toyoi)的孢子以1cfu/kg～3×109cfu/kg飼料的劑量添加在飼料中反而增加肉雞血清膽固醇水平,同時增加低密度脂蛋白,減少高密度脂蛋白(Novak等,2011)。然而,益生菌產品PrimaLac(900g/kg飼料,Star-Labs/ForageResearch,Inc.Clarksdale,MO64430),其中含有嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、兩歧雙歧桿菌和屎腸球菌,降低肉雞血清總膽固醇水平,同時增加高密度脂蛋白,降低低密度脂蛋白(見表3,Ashayerizadeh等,2009)。4益生元和益生菌抗生素的抗藥性受到關注以來,益生菌飼料添加劑對肉雞的生長性能的有利影響一直是益生菌科研領域的研究重點。已經做了幾種不同的益生菌菌株對肉雞生長性能的影響的檢驗和分析。近年的研究結果總結于表4,大多試驗的益生菌和對照組相比,只表現出對肉雞的生長性能略有改善;值得關注的是最新發現的益生菌菌株:惡臭假單胞菌和成團泛菌可以顯著提高肉雞增重約28%(表2,Jouybari等,2010);然而,益生菌和益生元同時添加的動物飼料能夠顯著的增加肉雞生長性能。益生元被定義為“一種不能被消化的食物成分,能選擇性刺激一種或幾種生存在結腸內的益生細菌菌種的生長,從而提高宿主機體的健康”(Gibson和Roberfroid,1995)。益生元和益生菌的組合被稱為合生素、合生元。最近的三個研究一致證明了合生素飼料添加劑和益生菌或益生元單獨使用相比,顯著提高肉雞的生長性能。伊朗研究人員比較了促進生長的抗生素(黃霉素)、商業益生菌添加劑(PrimaLac,Star-Labs/ForageResearch,Inc.Clarksdale,MO64430)、商業益生元添加劑(Biolex-MB)和合生素添加劑(PrimaLac+Biolex-MB),在飼喂21d后對肉雞的生長性能的作用(見表5)。Primalac是幾種益生菌發酵物的混合物,其成分包含:嗜酸乳桿菌發酵物、干酪乳桿菌發酵物、屎腸球菌發酵物。研究結果表明,合生元飼喂21d后,明顯增加肉雞的增重和飼料轉化效率,大約高于對照組10%;與對照組相比,合生元顯著的減少雞腸道的大腸菌群數量,并降低了嗉囊、回腸和盲腸的pH值(表5和表6,Dabiri等,2009)。研究人員使用不同品牌的益生元Fermacto(Pro-AgProductLtd.Winnipeg,Manitoba,Canada)、同樣的益生菌做了類似的研究。Fermacto是從釀酒酵母細胞壁提取的甘露寡糖,試驗結果表明,益生元和益生菌同時添加在飼料中可以顯著增加肉雞增重,與對照相比,體增重提高了11.5%;但是飼料轉化率和對照相比略有改善(表7,Falaki等,2011)。研究人員采用不同商業品牌的益生菌和益生元添加劑,研究益生菌、益生元、合生元對于飼喂低鈣飼料的肉雞的影響。發現合生元飼料顯著提高肉雞的體增重(比對照組增加了11%)和飼料轉化率。這項研究中所使用的商業益生菌是BioK1(Sinam,Yesan,Chungnam,Korea),使用的劑量是2g/kg飼料,其中每kg飼料至少有1×1010cfu的枯草桿菌和1×106cfu的酪酸梭菌(Clostridiumbutyricum),商業益生元添加劑是BioMos(AlltechInc.,Nicholasville,KY,USA),在這項研究中所使用的劑量為2g/kg飼料(表8,Houshmand等,2011)。5益生菌的添加量益生菌飼料添加劑有潛力能替代抗生素在家禽中應用,有著較好的商業前景。大量的數據表明,在家禽飼料中添加益生菌可以防止病原感染,增強家禽的免疫反應,提高家禽的生長性能,降低養殖成本、增加利潤。但是,只有正確的理解和使用益生菌,才能確保益生菌有效的發揮益生功能。決定益生菌功效的關鍵因素:首先,添加益生菌的時間很重要,菌株需要一段時間來適應腸道環境,并富集到一定的數量才能產生益生的功效,所以益生菌應該盡早地添加。初生和幼年的家禽,其正常的腸道菌群尚未形成,更容易受到致病菌的感染,早期添加益生菌對于家禽的健康成長更有效。研究表明,益生菌在幼年家禽的腸道定植時,可以改善腸上皮細胞的基因表達,創造適合自身生長的腸道環境(Siggers等,2007);其次,益生菌的劑量也影響使用的效果,家禽的胃和腸道的消化液不利于某些益生菌的存活,因此需要足夠的益生菌劑量來補償腸道的消化液造成的損失;但是不同的益生菌對腸道的消化液的抵御能力是不同的,因此,針