趙 娟,王志宇,段昌學,王志俊,劉一飛,趙 敏,李正莉,韓潔茹
(1.山西農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學學院,山西 太原 030032;2.陜西省商洛市動物疫病預防控制中心,陜西 商洛 726000)
腸道細菌是機體生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,通常情況下,每克腸道內(nèi)容物中,微生物細胞的數(shù)量高達1 010個左右,大致有400~500種微生物組成。這些微生物群不僅包括革蘭氏陽性菌,如乳酸桿菌、雙歧桿菌、梭菌屬及兼性厭氧的大腸桿菌屬;還包括專性厭氧的革蘭氏陰性菌,如梭桿菌屬、擬桿菌屬、月型單胞菌屬等。
通常,腸道細菌和宿主以共生的方式生活。其一方面可提供機體的營養(yǎng)物,合成維生素K,輔助纖維素的消化,促進血管生成和腸神經(jīng)功能。另一方面,益生菌能夠促進免疫屏障的完整性,阻止抗原和病原體進入黏膜組織。此外,益生菌還能通過調(diào)節(jié)宿主免疫系統(tǒng)的功能來幫助宿主防御疾病。然而,當腸道生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生異常變化時,腸道細菌可能具有潛在的危害。
就仔豬而言,腸道菌群對其健康狀況、肉質(zhì)和體重均有著重要的影響[3]。
長期以來,人們認為仔豬的胃腸道在出生前是無菌的,腸道菌群在胃腸道的定植始于母豬分娩期間以及接觸其他的個體或環(huán)境。但最近對人和動物的研究表明,在胎兒、胎盤、羊水或子宮中也可發(fā)現(xiàn)微生物,表明微生物定植在分娩前就已開始。而腸道菌群的物種多樣性都是隨著動物的年齡而增加。其中乳酸桿菌構(gòu)成了仔豬腸道細菌群落的主要部分,并且在動物一生中始終存在其中。
有研究顯示,飲食變化是改變仔豬腸道微生物菌群的最大原因,隨著仔豬的生長,飼糧結(jié)構(gòu)從母乳向顆粒飼料過渡,飼糧成分的改變能夠顯著影響腸道菌群的結(jié)構(gòu)。當飼料中植物纖維含量較高時,腸道菌群以擬桿菌為主,當飼料中蛋白質(zhì)含量較高時,則厚壁菌占較大比例。膳食纖維是豬飲食中的一個重要組成成分,它能夠促進豬腸道菌群的發(fā)育和維持腸道健康。有研究發(fā)現(xiàn),苜蓿能夠增加腸道菌群的多樣性。
仔豬出生后斷奶是影響其腸道菌群穩(wěn)定性的重要因素之一。有研究發(fā)現(xiàn),仔豬斷奶后腸桿菌和擬桿菌數(shù)量相對下降,而乳酸桿菌等數(shù)量增加,同時這種腸道菌群的差異會影響仔豬的抗腹瀉能力,所以斷奶會引起仔豬腹瀉常有發(fā)生。
在過去的50年里,為了解決仔豬斷奶后腹瀉的問題,人們使用了抗生素作為治療手段,因為抗生素的大量使用,導致出現(xiàn)許多耐藥菌株,對動物及人類健康造成了極大的威脅。因此,開發(fā)出多種新型、沒有毒副作用、綠色環(huán)保、無抗藥性的抗生素替代品成為新的研究方向。
最新研究表明,替代抗生素的產(chǎn)品中最主要、最令人滿意的是微生態(tài)制劑,它們可以替代飼料中的抗生素來調(diào)節(jié)動物腸道健康,維持腸道菌群的穩(wěn)定。微生態(tài)制劑是利用動物體內(nèi)的促進物質(zhì)加工而成的或是利用動物體內(nèi)正常的微生物菌群所構(gòu)成的活性制劑。根據(jù)物質(zhì)組成,可分為益生菌、益生元和合生元。益生菌在動物上常用的菌種主要有乳酸桿菌、雙歧桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、丁酸梭菌。益生元通常是寡糖,如木糖、果糖、麥芽糖等。當益生菌和益生元結(jié)合使用時,則成為合生元。
微生態(tài)制劑能夠有效調(diào)節(jié)仔豬胃腸道微生物菌群結(jié)構(gòu),促進有益菌的增殖,抑制有害菌的生長。在仔豬腸道內(nèi),既能發(fā)現(xiàn)大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌,又能發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌、雙岐桿菌等有益菌,當仔豬處于健康狀態(tài)時,兩種菌群處于平衡狀態(tài),當機體遭受不良應激、病原菌感染等不利因素后,大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌會大量增殖,致使有益菌數(shù)量減少,導致腸道內(nèi)菌群失調(diào)。有研究表明,飼糧中添加檸檬酸可有效降低斷奶仔豬腸道大腸桿菌的數(shù)量和胃腸道的pH,在飼糧里添加乳酸桿菌可以有效降低斷奶仔豬腸道大腸桿菌的數(shù)量,降低斷奶仔豬的腹瀉率。
腸道是仔豬機體營養(yǎng)物質(zhì)代謝的主要場所,棲息在腸道中的菌群與仔豬的生長發(fā)育及疾病發(fā)生密切相關。一旦腸道結(jié)構(gòu)或菌群受到破壞,導致仔豬出現(xiàn)腸道菌群紊亂,消化功能失調(diào),各種常見疾病也相繼產(chǎn)生。而中草藥為原料制成的飼料添加劑,具有良好的抑菌能力,在畜禽疾病防治方面具有潛力。已有眾多研究表明,中草藥也能通過促進有益菌的增殖、抑制有害菌的生長來改善動物的腸道健康,優(yōu)化腸道菌群的組成結(jié)構(gòu)。
張世昌等研究表明,中草藥飼料添加劑能夠顯著降低斷奶仔豬腸道中大腸桿菌的數(shù)量,同時顯著提高大腸中乳酸桿菌的數(shù)量。有研究發(fā)現(xiàn),分別在基礎飼糧中添加中草藥添加劑,仔豬腸道中大腸桿菌數(shù)量降低,乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量顯著增加。這說明中草藥飼料添加劑可抑制腸道內(nèi)大腸桿菌等有害菌的繁殖,促進有益菌的增殖。
酸化劑是一種無殘留、無抗藥性、無毒副作用,并能參與仔豬機體內(nèi)糖、蛋白質(zhì)、脂肪代謝的環(huán)保類添加劑。酸化劑作為功能性飼料添加劑,能夠發(fā)揮調(diào)節(jié)機體代謝、改善腸道微生態(tài)環(huán)境,抑制和殺滅腸道微生物的作用,在替抗產(chǎn)品中具有較大的優(yōu)勢。
斷奶應激可能會造成仔豬尚未成熟的胃腸道微生物區(qū)系發(fā)生改變,使胃腸道的pH升高,達到某些有害微生物在胃腸道中生存的最適pH,從而導致消化道內(nèi)各種有害菌的大量繁殖。酸化劑可降低胃內(nèi)pH,改善腸道內(nèi)環(huán)境,使有益菌增殖、有害菌失活,還可直接抑制和殺滅仔豬腸道中的有害菌。有研究表明,酸化劑對仔豬腸道微生物菌群有顯著的影響,飼糧中添加酸化劑能夠降低仔豬腸道、糞便中大腸桿菌、沙門氏菌的數(shù)量,提高乳酸桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量。
此外,酸化劑可有效降低胃內(nèi)pH,促進蛋白酶發(fā)揮作用,提高機體內(nèi)消化酶的活性;還可減緩食物在胃中的排空速度,提高飼糧中微量元素的利用率,適當?shù)乃徇€可提高飼糧的適口性,增加仔豬采食量,在一定程度上抑制仔豬腹瀉的發(fā)生。
酶制劑是高效促進營養(yǎng)代謝的一類生物制品,主要來源于各種動植物及微生物。酶制劑能夠有效提高飼料利用率,節(jié)約飼料資源,直接殺滅有害菌,提高免疫力等,不存在藥物殘留和產(chǎn)生耐藥性等不良影響,是一種環(huán)保和綠色的飼料添加劑。
抗菌肽是一類具有廣譜抗菌活性的多肽類物質(zhì),具有多種生物學活性,包括抗細菌、抗真菌、抗病毒、抗寄生蟲及抗腫瘤細胞等??咕目梢栽鰪妱游锟共×兔庖吖δ?,提高畜禽生產(chǎn)性能,改善畜禽腸道組織結(jié)構(gòu),促進腸道動態(tài)的菌群平衡,在臨床應用中具有獨特的優(yōu)勢。
抗菌肽能修復腸道組織,也能調(diào)節(jié)機體腸道菌群的動態(tài)平衡,使得腸道微生物與動物腸道上皮細胞之間保持動態(tài)平衡,從而共同維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,對畜禽腸道健康起著非常重要的促進作用。斷奶仔豬腸道中添加抗菌肽,可修復斷奶應激造成的腸道損傷,增加腸道微絨毛長度,提高腸道屏障功能。有研究發(fā)現(xiàn),斷奶仔豬飼料中添加抗菌肽AMP-A3(60 mg/kg)、ANP-A5(60 mg/kg),仔豬十二指腸和空腸絨毛長度及隱窩深度較對照組顯著增加,糞便中大腸桿菌和梭狀芽孢桿菌數(shù)量較對照組顯著減少。
近年來,由于人們對于豬肉的需求量明顯升高,飼養(yǎng)行業(yè)飛速發(fā)展,抗生素雖然具有促生長和治療疾病的作用,但由于耐藥菌、藥物殘留以及環(huán)境污染等問題已經(jīng)嚴重阻礙人類健康和畜牧業(yè)的健康發(fā)展。相對于抗生素在生產(chǎn)實踐中的應用而言,抗生素替代品主要通過保護腸道黏膜、改善腸道菌群結(jié)構(gòu)和提高機體免疫能力,從而達到與抗生素相同的抗腹瀉、預防疾病和促生長的效果,抗生素替代品能夠顯著提高仔豬的生產(chǎn)性能,從而確保人類的進食安全。
抗生素替代品在使用過程中還存在一些問題,如單一中草藥制劑通常難以達到顯著效果,往往需要多種中草藥配伍使用;微生態(tài)制劑易失活,難保存;抗菌肽產(chǎn)品生產(chǎn)成本高,經(jīng)濟效益低,給企業(yè)造成沉重負擔。為了解決這些問題,抗生素替代品仍需我們進一步探索和研究[18-19]。