乳酸菌在現代畜牧業的應用

中科Chock

摘要：

     乳酸菌是指能夠代謝糖類、產生50%以上乳酸的細菌，具有這些功能的細菌包括：乳酸桿菌(Lactobacillus)、鏈球菌(Streptococcus)、念球菌(Leuconostoc)等。但乳酸菌是習慣用語，不是生物分類學上正式用語。

      我們經常講的雙歧桿菌或比菲德菌會產生乳酸及醋酸，但乳酸不到50%，所以嚴格不應稱作乳酸菌。但若由保健營養觀點而言，雙歧桿菌也具有安全、健康等乳酸菌所標榜的形象，將之納入乳酸菌家族亦是理所當然。
    人類使用發酵乳品歷史非常悠久，所以，乳酸菌一直被認為是非常安全的菌種（GRAS,generally reyarded as safe），是最具代表性的人類和動物腸內原著有益菌。

關鍵詞：乳酸菌；腸道菌群；現代畜牧業；應用

隨著抗生素的廣泛使用，耐藥菌株和多重耐藥菌株的不斷增加，使得病原微生物的抗藥性大大提高，抗感染治療已經陷入耐藥危機之中，傳統抗生素的使用正面臨著嚴峻的挑戰。研究和應用無毒、無公害、無耐藥的新型抗菌制劑替代抗生素已成發展趨勢。乳酸菌是生物機體免疫系統產生的一類抵抗外源病原體感染的小分子肽類活性物質。具有廣譜抗菌活性，能夠抗真菌、病毒、腫瘤細胞等，作用式獨特，不易產生耐藥性，是抗生素的理想替代品之一。乳酸菌在農業上的應用主要有兩個方面，一是取代或部分取代目前喂養動物所用的抗生素，減少動物喂養之中對抗生素的依賴，減少抗生素通過食物鏈的傳播，減少對人類的威脅；二是通過轉基因技術將乳酸菌導入動植物體內，增加動植物對各種病原菌的抵抗能力。本文主要就過濫使用抗生素的危害、乳酸菌的發展、乳酸菌的作用機理與生物活性及乳酸菌肽的在畜牧業的應用作簡要介紹。

1過濫使用抗生素的危害

1.1毒性作用

動物使用抗生素，體內可能殘留部分抗生素。長期攝入氨基糖苷類抗生素嚴重超標的畜產品可導致腎毒性和耳毒性，腎毒性主要損害腎小管上皮細胞出現蛋白尿、血尿﹑嚴重時出現腎功能減退；耳毒性主要表現前庭功能失調及耳蝸神經損害。長期攝入含有氯霉素殘留的畜產品可引起再生障礙性貧血。

1.2 耐藥性

抗生素在畜產品中的殘留可能使動物病原菌產生耐藥性，耐藥基因可通過轉化、轉導、接合、易位等方式在細菌之問傳播，也可能通過食物鏈等途徑擴散耐藥基因，使細菌的耐藥基因在人群中細菌動物群中細菌和生態系統中細菌間互相傳遞，由此導致致病菌的耐藥性增加而引起人類和動物感染性疾病的治療失敗，對人類的健康產生危害，如金黃色葡萄球菌對23種常用的抗生素的平均耐藥率在2003—2006年分別為56%,66%,71%,67%[1]。

1.3 破壞體內的微生態平衡

畜禽腸道中既存在有害的病原微生物，也生長著一些有益的微生物，如乳酸桿菌、雙岐桿菌等。正常情況下體內的微生物群相互制約，處于平衡狀態。濫川抗生素在抑制或殺滅了病原微生物的同時態平衡，導致動物發病或死亡。  

1.4 對環境的影響

近年來，因抗菌藥物在動物飼養中的大量使用，尤其是抗生素應用越來越多。某些抗生素走進動物體內后 最終以原型或代謝物形式主要經糞便排泄到外界環境，造成環境污染，當這些物質超過環境自凈能力時，就會對生態環境中的微生物產生影響，增加環境中的耐菌株。這樣可使環境中耐藥沙門氏桿菌數量增加數倍，這樣人與其他生物就處在耐藥菌引起感染的危險之中，對生活在這一環境中的人類與其他生構成極大的威脅。也抑制或殺滅了體內的有益菌，破壞了體內的微生。

2 乳酸菌的發展

第一代益生素：用酵母菌、乳酸菌以稻殼粉，沸石粉等作載體固體發酵，自然晾曬而成，質量穩定性較差。

第二代益生素：在第一代益生素的基礎上復配一部分酶制劑，由于酶制劑數量、酶活都不確定，效果與第一代益生素差別不大。

第三代益生素：以枯草芽孢桿菌為主要菌種發酵的一類產品，枯草芽孢桿菌繁殖代謝過程中可產淀粉酶，所以稱為產酶益生素，與工業酶制劑比起來酶數量、酶活性都很低，芽孢桿菌加工后處于休眠狀態，所以應用后5-7天才能見效。

第四代益生素：用乳酸菌以中草藥或提取物作載體發酵的活菌中藥微生態制劑。因為保持活菌狀態，所以具備所有活菌制劑的作用，同時可以提高動物免疫水平、提高飼料利用率、提高成活率、提高養殖效益。第四代益生素代表微生態制劑的技術領先水平

3 乳酸菌的作用機理

自從發現乳酸菌以來，已對乳酸菌的作用機理進行了大量研究。目前已知的是：

(1)生產有機酸、降低腸內pH值；

（2)和有害菌競爭營養；

(3)附著于腸粘膜上皮，減少有害菌增殖場所；

(4)產生抗菌物質等。

乳酸菌要發揮調整腸道效果，想當然的必須要能定植于腸道。目前我們是應用從動物體內分離培養的乳酸菌，以求提升其在動物體內的定植效果。許多臨床試驗也證實了這些乳酸菌有很好的調理腸道的效果，也會降低腸內有害菌。

3.1 乳酸菌對細菌的作用

乳酸菌都具有抑制細菌繁殖和定殖的作用，研究發現對大多數革蘭氏陽性革蘭氏陰性菌都有抑制作用[9]。抗菌肽對大腸桿菌、綠膿桿菌、克萊伯氏菌、沙門氏菌、糞鏈球菌、乙型溶血鏈球菌、金黃色葡萄球菌等所屬的40多個屬中大部分菌都具有抑制效果，尤其對目前出現的各種耐藥菌株如耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(MRSA)等有較好的殺菌活性。

3.2 乳酸菌對真菌的抑制作用

乳酸菌不僅對細菌有活性，同時還具有顯著的抗真菌活性，研究表明通過控制腸道環境來抑制真菌生存是乳酸菌抗真菌的重要途徑。

3.3 乳酸菌對原蟲的作用

乳酸菌可以有效地控制寄生于人類或動物的寄生蟲。韓獻萍等[10]研究發現柞蠶抗菌肽A對陰道毛滴蟲有殺傷作用，經過乳酸菌的作用的毛滴蟲5min后偽足及波動膜消失，質膜下出現大囊泡，隨后斷裂，10～30min內容物溢出，出現大量空白區，最后細胞溶解，形成空囊。

3.4 乳酸菌對病毒的作用

    乳酸菌活菌制劑在人類臨床上被證明具有抑制動物體移植癌或化學物質所致癌細胞知增值，也有抑制長期養殖的物之自然發癌效果。其作用機理經由動物及人類之試驗也逐漸證明是因為免疫調節作用及抑制腸內菌群產生致癌物。

4 乳酸菌的在畜牧業的應用

4.1 在家禽養殖中的應用

大量研究報道，乳酸菌促進家禽生長和發育，并對致病菌有良好的抑制作用。乳酸菌可促進仔雞生長和減少排泄氮含量。將乳酸菌制劑添加到畜禽飼料中，對預防和治療雛雞白痢有良好效果，并能夠提高肉雞飼料轉化率5.6%和成活率10%。乳酸菌能明顯提高雛雞日增重，降低料重比，可增強雞十二指腸和空場的消化吸收功能。研究對雛雞體內抑菌試驗結果表明，乳酸菌對雛雞大腸桿菌病有良好的療效，乳酸菌能夠提高肉雞腸道酶活性和機體免疫力[13]。

4.2 在養豬上的應用

乳酸菌制劑在養豬上的應用報道，多集中于對仔豬腹瀉和機體特異性抗體影響研究上。用乳酸菌制劑替代抗生素應用在斷奶仔豬日糧中發現，對仔豬腹瀉有較好的預防和治療效果，且對仔豬增重無不良影響(溫劉發等，2001)。研究表明，用乳酸菌制劑飼喂仔豬，有效劑量0.2-0.3% 飼料。連續飼喂28天， 能預防仔豬腹瀉， 提高存活率， 增加體重， 降低料肉比的效果(溫劉發等，2007)。

    試驗過程中．通過對試驗組與對照組仔豬的觀察，發現試驗組仔豬采食后表現相對鎮靜，睡眠質量高，REM (快速眼動睡眠)時間延長，毛色光亮，皮膚紅潤。

    4.2.2 仔豬抗病力的影響由表3可以看出試驗組平均腹瀉率(7.5％)比對照組平均腹瀉率(37．5％)降低了30％ (P<0．05)。試驗組死率(2.2％)比對照組死率(7．5％)低5.3％ 。

    4.2．3 仔豬生長性能看．試驗組仔豬平均日增重和料肉比分別為407 天和2．0：1．對照組仔豬平均日增重和料肉比分別為335g／天和2．4：1。試驗組和對照組相比，平均日增重提高22％ ，料肉比下降了0．4【15】

4.3 在水產養殖中的應用

王廣軍等(2005)[16]研究了乳酸菌在南美白對蝦養殖中的應用效果，結果表明在飼料中添加乳酸菌制劑，試驗結果可見乳酸菌與黃霉素具有相同的促生長效果和抗菌保護力，黃霉素和高劑量的乳酸菌有利于提高羅非魚的肥滿度，不同添加劑量的乳酸菌對羅非魚的生長性能無顯著影響。日生長速度、相對增重率、飼料系數及成活率，還是抗病力方面均有顯著的提高。

5 乳酸菌的未來發展趨勢于現狀

在抗生素耐藥性日益嚴重、病毒病和腫瘤仍未攻克的今天，乳酸菌的出現無疑為人們尋找理想的抗菌、抗病毒和抗腫瘤藥物提供了新的領域，乳酸菌的應用將給解決細菌抗藥性、藥物殘留等關鍵問題帶來希望。新型、高效、無毒、廣譜的乳酸菌將會在農業、食品、衛生用品、醫藥、化妝品、生物農藥、生物飼料添加劑、天然食品防腐劑、動植物抗病基因工程等領域發揮重要的作用，為人類創造巨大的價值。

然而，乳酸菌的推廣應用還需要解決一些問題。首先是保存問題，由于乳酸菌不易保存，發酵罐便成為獲取乳酸菌的主要手段。。如何獲得高活性、高產量，性能穩定的乳酸菌，是應用乳酸菌必須解決的問題。二是乳酸菌進入腸道，易被胃酸、膽汁降解。三是批量生產的發酵罐，成本高，如何才能被養殖戶接受。四是與傳統抗生素相比，乳酸菌的活性還不理想，提高其活性，需要進一步設計和提高足夠的理論支持。五是藥動學和藥效學方面的研究較少。要使乳酸菌能夠真正在養殖生產中大量應用，必須解決產量、活性、穩定性、功能性、成本、生產工藝方法等多方面問題。

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