乳酸菌作為抗菌劑在飼料中運用

時間:2022-07-11 17:26:06

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乳酸菌作為抗菌劑在飼料中運用

摘要:乳酸菌具有防霉抗菌、提高機體免疫力和改善胃腸道功能的作用,被廣泛應(yīng)用于飼料生產(chǎn),尤其是多種乳酸菌復(fù)配的復(fù)合微生物菌劑抑菌效果更好。本文概述了乳酸菌的優(yōu)點及目前飼料防腐抗菌中常用的乳酸菌種類,介紹了乳酸菌在飼料中的合理選擇與正確使用。

關(guān)鍵詞:乳酸菌;復(fù)合菌劑;飼料

食品安全一直是社會關(guān)注的重點問題之一,飼料及飼料原料在生產(chǎn)和儲藏過程中易受到各種雜菌的污染,動物采食后對其機體與肉質(zhì)也有一定影響,進(jìn)而危害人體健康,同時造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與環(huán)境污染。因此,亟須開發(fā)新型綠色抗菌劑。乳酸菌具有調(diào)節(jié)腸道菌群、提升免疫力、抑制雜菌生長等作用,且將具有抑菌作用的乳酸菌復(fù)配后的抑菌效果優(yōu)于單一菌落,將乳酸桿菌屬與其他化學(xué)制劑或生物制劑配伍后抑菌效果也優(yōu)于普通抗菌劑。因此乳酸菌的應(yīng)用是未來抗菌劑的發(fā)展趨勢。本文以乳酸菌特殊的生理功能特性為基礎(chǔ),對乳酸菌作為抗菌劑在飼料行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

1乳酸菌概述

乳酸菌是發(fā)酵糖類的主要產(chǎn)物為乳酸的一類無芽孢、革蘭氏染色陽性細(xì)菌的總稱,是一種多樣化的有機微生物。目前至少可分為18個屬,共200多種。乳酸菌代謝后會產(chǎn)生天然的抑菌物質(zhì),例如有機酸、過氧化氫、抗菌肽、脂肪酸等,且在生長過程中會與有害菌競爭營養(yǎng)物質(zhì),抑制有害菌的生長,同時能夠吸附真菌毒素、提高機體免疫力、調(diào)節(jié)腸道菌群。由兩種或兩種以上的乳酸菌復(fù)配的復(fù)合微生物菌劑不僅集合了單菌的功能特性,抑制了雜菌種類增加,且多種菌協(xié)同共生,更能適應(yīng)復(fù)雜多變的生存環(huán)境。

2飼料中常用的乳酸菌劑

2.1植物乳桿菌

植物乳桿菌為厭氧或兼性厭氧菌,最適pH6.5左右,最適生長溫度為30~35℃,菌種為直或彎的桿狀,單個、成對或成鏈狀,在飼料中應(yīng)用廣泛。張玉琳等[1]研究發(fā)現(xiàn)3株植物乳桿菌的產(chǎn)酸能力較試驗中其他乳酸菌菌株更強,生長速率更快,抑制雜菌效果更好,更適宜作為制備青貯飼料的乳酸菌制劑。

2.2布氏乳桿菌

布氏乳桿菌是青貯中常用的乳酸菌,屬于革蘭氏陽性細(xì)菌,兼性厭氧菌,呈桿狀,不形成芽孢,在20~55℃的條件下生長,最適生長溫度為48℃,最適pH為4.5。全株玉米青貯時添加該菌可改善青貯品質(zhì),增加營養(yǎng)成分,使青貯玉米具有更高的飼用價值。高粱青貯時添加該菌可提高有機酸含量和有氧穩(wěn)定性,改善高粱的品質(zhì)和感官評級。

2.3鼠李糖乳桿菌

鼠李糖乳桿菌多存在于人和動物的腸道內(nèi),屬于乳桿菌屬,鼠李糖亞種,是厭氧耐酸、不產(chǎn)芽孢的一種革蘭氏陽性益生菌,最適生長溫度為39℃,最適pH為6.0。大多數(shù)菌株能產(chǎn)生少量的可溶性氨,但不產(chǎn)生吲哚和硫化氫,具有耐酸、耐膽汁鹽、耐多種抗生素等生物學(xué)特點。毛湘冰等[2]在飼糧中添加鼠李糖乳桿菌后進(jìn)行RV攻毒,發(fā)現(xiàn)鼠李糖乳桿菌在一定程度上可緩解輪狀病毒誘導(dǎo)的仔豬腹瀉。

2.4嗜酸乳桿菌

嗜酸乳桿菌屬乳桿菌屬,革蘭氏陽性桿菌,桿的末端呈圓形,最適生長溫度為35~38℃,最適pH為5.5~6.0,主要存在于小腸中,釋放乳酸、乙酸和一些對有害菌起作用的抗菌素。吳正可[3]通過試驗篩選出一株抑菌效果較好的嗜酸乳桿菌E,而后證明該菌株對大腸桿菌和沙門氏桿菌均有抑制能力,且其濃度與抑制能力呈線性相關(guān),肉雞日糧中添加嗜酸乳桿菌E也顯著提高了肉雞的生產(chǎn)性能和免疫性能,可緩解大腸桿菌感染引起的炎癥反應(yīng)。

3乳酸菌的優(yōu)點

3.1開發(fā)安全,有益胃腸道健康

乳酸菌是一種常見的益生菌,分布廣泛,普遍存在于肉、乳和蔬菜等食品中。國內(nèi)外學(xué)者先后從傳統(tǒng)發(fā)酵食品(泡菜、面團(tuán)、酸奶等)中分離了許多具有防霉保鮮功能的菌株。大部分乳酸菌無毒或毒性很低,作為飼料防腐劑不會對動物產(chǎn)生毒害作用,能調(diào)節(jié)消化道微生態(tài)平衡、促進(jìn)有益菌增殖、提高機體免疫力、促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收、提高動物的生產(chǎn)性能,同時對飼料品質(zhì)和口味沒有較大影響。目前,飼料保鮮主要依靠化學(xué)防腐劑,易導(dǎo)致藥物殘留、環(huán)境污染等問題。乳酸菌作為一種天然防腐劑,具有安全性高、高效等優(yōu)勢,有望成為飼料防腐、保鮮的主要方式。

3.2作用高效

乳酸菌在代謝過程中會產(chǎn)生有機酸、細(xì)菌素、過氧化氫、抗菌肽等抑菌活性物質(zhì),對絕大多數(shù)雜菌都有良好的抑菌效果和抑菌光譜性。乳酸菌在生長過程中產(chǎn)酸性能良好,產(chǎn)生的有機酸表現(xiàn)出良好的抑菌性與益生特性,受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。乳酸菌在生長過程中也會與其他微生物競爭營養(yǎng)物質(zhì),相互拮抗,且隨著其生長代謝,周圍pH逐漸降低,多數(shù)雜菌在較低pH環(huán)境中難以生長,而乳酸菌具有較好的耐酸性,因此可以高效抑制雜菌生長,從而在防止飼料腐爛變質(zhì)方面具有積極作用。乳酸菌與化學(xué)抗菌劑或生物抗菌劑復(fù)配時,也表現(xiàn)出較好的抑菌特性,目前生產(chǎn)上常用的復(fù)合抗菌劑為化學(xué)制劑之間的復(fù)配,存在污染問題。劉圈煒等[4]在飼料青貯時,加入混合乳酸菌劑后發(fā)現(xiàn)青貯飼料的pH及乙酸、丁酸和氨態(tài)氮含量降低,而乳酸和丙酸含量增加。莊茹菲等[5]通過試驗證明青貯時添加經(jīng)復(fù)配的乳酸菌制劑,可快速產(chǎn)生乳酸,降低青貯飼料初始pH值;且在開窖后,自然發(fā)酵的青貯更易被二次污染,接種多種乳酸菌的青貯二次污染的比例低于前者。說明乳酸菌能抑制雜菌發(fā)酵,防止青貯飼料霉變。萬榮峰[6]將乳酸乳桿菌、乳酸鏈球菌、嗜酸乳桿菌按25∶25∶1混合,進(jìn)行與大腸埃希菌的拮抗試驗,發(fā)現(xiàn)復(fù)合菌表現(xiàn)出比單一菌更強的拮抗能力。尹雪[7]研究發(fā)現(xiàn),與單株乳酸菌菌株相比,在總添加量不變的基礎(chǔ)上,將具有抑菌作用的5株乳酸菌菌液分別以1∶1兩兩混合后,其對黃曲霉菌的抑制效果顯著提高,且抑菌效果表現(xiàn)為5株乳酸菌混合>4株乳酸菌混合>3株乳酸菌混合>兩兩混合;雖然乳酸菌不能殺滅雜菌,只能抑制其生長,抑菌圈隨著時間的延長而變小,但試驗結(jié)果表明混合乳酸菌的抑菌圈相較于單株乳酸菌消失較慢,說明混合乳酸菌的抑菌效果更優(yōu),作用更高效。

4乳酸菌在飼料中的合理選擇與正確使用

4.1合理選擇

合理選擇乳酸菌主要從菌種來源、安全性兩方面考慮。乳酸菌從來源上大體可分為動物源乳酸菌和植物源乳酸菌,應(yīng)用于飼料中的乳酸菌須是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布的可直接飼喂動物、允許使用的飼料級微生物飼料添加劑菌種,確保來源無毒無害。選擇乳酸菌時,不僅要考慮其自身的安全性,還要考慮其代謝產(chǎn)物的安全性。通常從致病性、感染性、毒力或毒素、代謝活性及菌株的遺傳特性等方面評價菌種的安全性。對于乳酸菌的安全性可采用體外研究的方法進(jìn)行評價,如利用小鼠進(jìn)行體外試驗,檢測乳酸菌的致病性和感染能力,利用急性毒性試驗或慢性毒性試驗檢測乳酸菌代謝活性與代謝毒物,檢測菌株生長代謝過程中產(chǎn)生的酶是否具有毒性或感染性,防止其產(chǎn)生糖苷酶或芳香氨基酶使黏膜細(xì)胞表面糖蛋白脫落引起感染。

4.2正確使用

將乳酸菌添加到飼料中使用時,需考慮其穩(wěn)定性、抗逆性與耐受性,避免因其活性受到影響而導(dǎo)致作用效果降低。乳酸菌制劑的活性受多種因素的影響,主要包括飼料環(huán)境的溫度、濕度、酸堿度、鹽濃度、運輸儲存條件等。使用復(fù)合菌制劑時,復(fù)配的菌種應(yīng)少而精,互相協(xié)同生長更能適應(yīng)環(huán)境變化。李曉婷[8]通過試驗測定鹽濃度、pH、溫度對篩選出的乳桿菌生長及產(chǎn)抑菌物質(zhì)活性的影響,得出乳酸菌具有一定的耐鹽性,但隨鹽濃度升高其活性逐漸降低,因此飼料中添加乳酸菌制劑時要注意其鹽含量。辛娜等[9]通過試驗證明在pH為2時活菌數(shù)受到的影響較嚴(yán)重,但隨著pH的增大復(fù)合乳酸菌的存活率呈上升趨勢,說明酸性條件下乳酸菌的存活率較高,但不可過酸,過酸會使乳酸菌細(xì)胞膜受到破壞,易導(dǎo)致細(xì)胞破裂。飼料中使用乳酸菌制劑時,pH需保持為5.0~7.0。吳正可[3]研究了發(fā)酵飼料制粒與不制粒對嗜酸乳桿菌E活菌數(shù)的影響,結(jié)果證明制粒顯著降低了日糧中乳酸菌的活菌數(shù)目,且非制粒的發(fā)酵飼料顯著提高了肉雞平均體重、平均日增重及平均日采食量,并降低了料重比??赡苁怯捎谌樗釛U菌不耐高溫,因此不能用于飼料制粒,飼料在添加乳酸菌后飼喂肉雞時應(yīng)采用非制粒方式。使用復(fù)合菌制劑時,需綜合考慮復(fù)配菌株的種類及濃度,確保復(fù)配的各菌株均能較好地發(fā)揮作用、協(xié)同共生、適應(yīng)環(huán)境。生產(chǎn)中多采用乳酸菌屬與酵母菌屬復(fù)配,乳酸乳桿菌、乳酸鏈球菌及嗜酸乳桿菌按照一定比例復(fù)配后對大腸埃希菌也有更好的抑制作用[6]。實際生產(chǎn)中用酵母菌屬、乳酸桿菌屬、芽孢桿菌屬復(fù)配菌制劑有較好的效果。

5結(jié)語

近年來乳酸菌作為飼料添加劑,在國內(nèi)大量的試喂飼養(yǎng)試驗都取得了明顯效果。試驗證明,將不同乳酸菌按一定比例混合后,抑菌效果優(yōu)于單株乳酸菌。但將不同乳酸菌復(fù)配應(yīng)用于飼料防腐抗菌的研究大部分僅停留在實驗室中,在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用還較欠缺。乳酸菌的穩(wěn)定性、耐受性等還需進(jìn)一步探索,且乳酸菌的品種選擇及復(fù)配比例、濃度等也有待進(jìn)一步研究。

作者:張瑾 單位:東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院