屎腸球菌在飼用微生態(tài)制劑中的研究與應(yīng)用

cjlittlepig

屎腸球菌在飼用微生態(tài)制劑中的研究與應(yīng)用

——摘自《新飼料》

摘要 屎腸球菌不僅具有良好的乳酸菌生物學(xué)特性，而且抗逆性好，對(duì)部分抗生素亦有較好的耐藥性，是目前飼用微生態(tài)產(chǎn)品中熱門(mén)菌種之一。文章主要綜述了屎腸球菌的生物學(xué)特性、作用機(jī)理、耐藥性、安全性等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 屎腸球菌；作用機(jī)理；耐藥性；安全性

      自20世紀(jì)初，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、俄國(guó)動(dòng)物學(xué)家、免疫學(xué)家、病理學(xué)家伊里亞·梅契尼柯夫發(fā)現(xiàn)保加利亞乳桿菌以來(lái)，人類(lèi)對(duì)微生物作用與功能的認(rèn)識(shí)進(jìn)入到一個(gè)全新的階段。隨著微生物理論及工業(yè)化水平的不斷進(jìn)步，微生態(tài)制劑的產(chǎn)品種類(lèi)日益豐富，產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越高。微生態(tài)制劑由以往單一、昂貴的醫(yī)藥類(lèi)產(chǎn)品逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樵卺t(yī)藥、食品、畜牧、工業(yè)等多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的常見(jiàn)類(lèi)產(chǎn)品。

      在微生態(tài)制劑的菌種組成中，有一類(lèi)至關(guān)重要的菌株——乳酸菌。梅契尼科夫的“長(zhǎng)壽學(xué)說(shuō)”里曾得出的結(jié)論：“乳酸菌=益生菌=長(zhǎng)壽菌”。一般認(rèn)為，凡是能從葡萄糖或乳糖的發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌統(tǒng)稱(chēng)為乳酸菌。這是一群相當(dāng)龐雜的細(xì)菌，至少可分為18個(gè)屬，共有200多種，其中絕大部分都是動(dòng)物體內(nèi)必不可少且具有重要生理功能的菌群，廣泛存在于動(dòng)物腸道中。由于乳酸菌類(lèi)為厭氧菌，其中不少為絕氧菌，且對(duì)高溫耐受性不強(qiáng)，這為乳酸菌產(chǎn)品的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)帶來(lái)了障礙。屎腸球菌是乳酸菌中抗逆性較強(qiáng)的一類(lèi)，具有很好的抗逆性(高溫、酸堿、高鹽、氧氣)，腸道黏附能力好，對(duì)部分抗生素也具備很好的耐受性。因此，在目前的微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)特別是飼料添加劑企業(yè)中，是深受眾多廠(chǎng)家親睞的一類(lèi)乳酸菌產(chǎn)品。本文就屎腸球菌的生物學(xué)特性、作用機(jī)理、應(yīng)用前景等方面進(jìn)行了綜述，以期能為屎腸球菌的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供一定支持和幫助。

1. 作用機(jī)理

    屎腸球菌進(jìn)入動(dòng)物腸道后，主要通過(guò)以下四個(gè)途徑對(duì)宿主產(chǎn)生作用：①快速黏附腸道黏膜。通過(guò)排阻效應(yīng)抑制病原菌黏附腸道，形成腸道屏障、保護(hù)腸道健康、維持微生態(tài)平衡。②代謝過(guò)程中產(chǎn)生乳酸、細(xì)菌素和過(guò)氧化氫等物質(zhì)。可以降低腸道pH值、抑制動(dòng)物病原菌繁殖、維持和調(diào)整腸道微生態(tài)平衡、減少腸道內(nèi)毒素與尿素酶的含量、減少血液中毒素和氨的含量、促進(jìn)動(dòng)物器官成熟、改善動(dòng)物生理狀態(tài)。③產(chǎn)生多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(維生素、氨基酸、促生長(zhǎng)因子等)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可參與新陳代謝、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。④誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞因子、干擾素、白細(xì)胞介素等。可增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫、提高抗病能力、降低炎癥反應(yīng)、促進(jìn)腸道健康。

2. 研究現(xiàn)狀

    國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)屎腸球菌在各領(lǐng)域展開(kāi)了眾多研究，Hosseini1等在不同未發(fā)酵肉制品中提取了4株有產(chǎn)抑菌素活性的屎腸球菌，研究發(fā)現(xiàn)，4菌株均能耐受pH4.0處理3h；在耐受膽鹽和脫氧膽酸的處理中，經(jīng)2%濃度處理3h后，活性在80%以上；耐受胃蛋白酶和胰蛋白酶處理3h后，活性在80%以上；在60℃保持5min，65℃保持3min，70℃保持1min后，存活率在75%以上；其中3株屎腸球菌在鋼板上的黏附力在50%以上；4株屎腸球菌對(duì)頭孢唑啉、克林霉素、苯唑青霉素、硫酰胺均表現(xiàn)出耐受性，大部分屎腸球菌對(duì)于紅霉素、慶大霉素表現(xiàn)出耐受性或中度敏感，4株屎腸球菌對(duì)于氨芐青霉素、氯霉素、強(qiáng)力霉素、磷霉素、青霉素、利福霉素、鏈霉素四環(huán)素和萬(wàn)古霉素表現(xiàn)出敏感或中度敏感。

    Istvan等對(duì)斷奶仔豬飼喂屎腸球菌后發(fā)現(xiàn)，屎腸球菌有促進(jìn)體液免疫相關(guān)能力，在沙門(mén)氏菌攻毒后，屎腸球菌處理組各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于對(duì)照組。Jin等在對(duì)屎腸球菌18C23的黏附力研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，屎腸球菌在豬小腸黏液的黏附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌；屎腸球菌可以競(jìng)爭(zhēng)性抑制大腸桿菌在腸道上的黏附，濃度為10^8cfu/mL時(shí)就有很好的抑制效果，當(dāng)活菌數(shù)大于10^9cfu/mL時(shí)大腸桿菌的黏附比率接近0；在用胰蛋白酶處理小腸黏液時(shí)，黏附能力有所下降，其他蛋白酶可以提高其黏附率，酸性溶液對(duì)其黏附?jīng)]有影響，碘化作用可抑制其黏附。

    Wageha等在肉雞日糧中添加含屎腸球菌和寡糖后發(fā)現(xiàn)，屎腸球菌和寡糖顯著改善肉仔雞日增重以及飼料轉(zhuǎn)化效率；屎腸球菌和寡糖顯著提高回腸絨毛高度以及絨毛高度與隱窩深度的比值；屎腸球菌和寡糖顯著降低空腸短路電流以及電導(dǎo)率，說(shuō)明其可以促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。Mountzouris等對(duì)肉雞飼喂一個(gè)包含乳酸桿菌、雙歧桿菌、腸球菌和片球菌的益生菌劑后，研究其生長(zhǎng)性能、腸道微生物分布以及代謝活力后發(fā)現(xiàn)，添加益生菌劑后可顯著改善肉仔雞日增重，其中在飲水和飼料中均添加，效果更好；添加益生菌劑后可顯著改善肉仔雞盲腸微生物菌群，提高乳酸菌的含量，并且增強(qiáng)微生物活力；添加益生菌劑后可顯著提高盲腸α-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷酶的活力，有助于一些非淀粉多糖的消化。

3. 應(yīng)用現(xiàn)狀

    屎腸球菌類(lèi)產(chǎn)品和其他微生態(tài)產(chǎn)品一樣，最先在醫(yī)藥類(lèi)產(chǎn)品中開(kāi)發(fā)應(yīng)用，如常見(jiàn)的小兒類(lèi)腸道藥“媽咪愛(ài)”，即是枯草芽孢桿菌與屎腸球菌的復(fù)合菌制劑。隨著人們對(duì)微生態(tài)產(chǎn)品的逐步認(rèn)可，特別是近年來(lái)政府對(duì)抗生素的使用限制愈來(lái)愈嚴(yán)，人們?cè)趯で罂股�素�?lèi)產(chǎn)品的替代品時(shí)，目光更多地轉(zhuǎn)向了綠色、環(huán)保、高效的微生態(tài)產(chǎn)品，而屎腸球菌具有乳酸菌類(lèi)細(xì)菌中特有的抗逆性，在生產(chǎn)加工上有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。又因其對(duì)抗生素有較強(qiáng)的耐受性，可與諸多抗生素同時(shí)使用而不受影響，這為目前畜牧養(yǎng)殖向無(wú)抗時(shí)代的平緩過(guò)渡創(chuàng)造了條件。因此，屎腸球菌在畜牧領(lǐng)域的微生態(tài)制劑，特別是乳酸菌制劑生產(chǎn)上倍受親睞，被眾多廠(chǎng)家廣泛開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。事實(shí)也證明，屎腸球菌制劑在提高幼年畜禽體增重、提高動(dòng)物免疫力、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，提高飼料報(bào)酬、減少腹瀉率、降低死亡率等方面均有很好的效果。

4. 總結(jié)與展望

    隨著微生態(tài)行業(yè)發(fā)展迅速，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力成為眾多廠(chǎng)家占領(lǐng)市場(chǎng)的主要手段。相比酵母菌、芽孢桿菌類(lèi)而言，屎腸球菌制劑尚屬新興領(lǐng)域，有很大的可挖掘空間。但目前來(lái)說(shuō)，大家對(duì)屎腸球菌或其組成的微生態(tài)制劑的作用機(jī)理不是十分清楚，大多數(shù)研究還停留在生物學(xué)特性方面及使用效果水平上，如果貿(mào)然做成產(chǎn)品，可能會(huì)適得其反。所以，不難理解市面上的相關(guān)產(chǎn)品魚(yú)目混珠、良莠不齊，甚至是嚴(yán)重的危害養(yǎng)殖業(yè)。綜合屎腸球菌的各方面性能與指標(biāo)，筆者認(rèn)為，做好屎腸球菌類(lèi)產(chǎn)品應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手：

4.1 菌株嚴(yán)格篩選

      優(yōu)秀的屎腸球菌菌株不僅要求其抗逆性能好，包括耐高溫、pH、高鹽等，符合工業(yè)化生產(chǎn)及動(dòng)物機(jī)體的利用需求，更重要的是菌株本身的安全性篩選，這包括耐藥性分析、遺傳穩(wěn)定性分析、致病性分析等，特別是耐藥性的選擇，應(yīng)選擇耐受譜相對(duì)較窄的菌株，不可以與抗生素同時(shí)使用作為篩選標(biāo)準(zhǔn)。要滿(mǎn)足上述條件，生產(chǎn)廠(chǎng)家必須投入大量的人力、物力，有強(qiáng)大的科研平臺(tái)支撐，有多年研發(fā)技術(shù)沉淀，進(jìn)行長(zhǎng)期的基礎(chǔ)篩選工作。合格的廠(chǎng)家要有很強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感，不可只圖一時(shí)之利，危害大眾。

4.2 工藝科學(xué)先進(jìn)

      在符合生產(chǎn)化的菌種確定后，產(chǎn)品的質(zhì)量往往取決于工藝的先進(jìn)程度。無(wú)論是發(fā)酵、過(guò)濾、干燥等工藝過(guò)程，還是包埋、包被等技術(shù)手段，都必須做到精細(xì)、合理，以保證產(chǎn)品高活性、無(wú)污染、高產(chǎn)量，這些都與生產(chǎn)工藝的先進(jìn)化程度密切相關(guān)。工藝的先進(jìn)程度主要包括三個(gè)方面：工藝流程科學(xué)合理、生產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備先進(jìn)、管理及追溯制度嚴(yán)格。

4.3 大量動(dòng)物試驗(yàn)證明

      產(chǎn)品的好壞，最終只有靠使用效果來(lái)衡量。屎腸球菌類(lèi)產(chǎn)品投入市場(chǎng)前，必須進(jìn)行大量、重復(fù)、多季節(jié)、多地域、多類(lèi)別、不同日糧組成等一系列的動(dòng)物試驗(yàn)，從動(dòng)物生長(zhǎng)性能、免疫能力、毒理試驗(yàn)等各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合衡量。動(dòng)物試驗(yàn)不僅是評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，也可為產(chǎn)品改進(jìn)、升級(jí)提供數(shù)據(jù)支撐，因此，是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、持續(xù)性的工作。事實(shí)證明，單一屎腸球菌的使用效果不如復(fù)合菌種聯(lián)合使用，而微生態(tài)制劑與植物提取物、寡糖等產(chǎn)品亦可聯(lián)合使用，且有增效作用，這也為抗生素的替代品提供了更大的選擇空間。

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