乳酸菌在微生态制剂上的研究进展
摘要：腹泻是影响毛皮动物生产性能的一个重要因素，传统方法多使用抗生素，而滥用抗生素又会造成一系列问题。笔者基于前人的研究成果，综述微生态学的发展历程，以乳酸菌为代表的微生态制剂的兴起及其优越性，以及应用中存在的问题与美好前景，为进一步研究微生态制剂在毛皮动物中的应用提供借鉴。
关键字：乳酸菌 微生态制剂 毛皮动物
Progress in Research of Lactobacillus on Microecological Preparation
YANG Chen-jie1、2, LI Guang-yu※2, LIU Han-lu2, LIU Feng-hua2, BAO Kun2, WANG Xi-guo1、2
(1. Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212018，China; 2. Institute of Special Wild Economic Animals and Plants，CAAS，Jilin 132109，China)
Abstract: Diarrhea is an important factor of fur-bearing animal production in performance and traditional therapic methods mostly use the antibiotics. However, abuse of antibiotics would result in a range of issues. The author based on previous research results, reviewed the development process of micro-ecology, Take lactobacillus, as a representative of the microecological preparation’s rise and the irreplaceable advantages, and also mentioned the application problems and better future, in order to provide reference for the further research about the microecological agent in fur-bearing animal application.
Keywords：Lactobacillus, Microecological preparation, Fur-bearing animal
我国是一个毛皮动物养殖大国，在毛皮动物养殖中存在诸多问题，常见的有腹泻、厌食、环境污染严重等。其中，最为常见的要数腹泻，尤其在水貂种群中最为明显。传统养殖中，对于腹泻大多采用抗生素来控制。虽然抗生素耗时短、见效快，但是滥用抗生素，会破坏动物肠道菌群，造成机体产生耐药性，甚至会产生超级细菌，造成恶性循环。因此，迫切需要一种新型的无毒、无污染的环保替代品。基于此，一门研究正常微生物群的结构、功能及其与宿主相互依赖和相互制约关系的生命科学——微生态学正在兴起。随着微生态学理论研究的不断深入，微生态制剂（或称微生态调节剂、益生菌添加剂）的开发应用也日趋活跃。微生态制剂中的活性成分主要为益生菌。有学者指出“抗生素之后的时代，将是微生态制剂的时代”。
1 微生态制剂研究进展
关于微生态制剂的研究可追溯到1907年梅契尼柯夫（Metchnikoff）提出的发酵乳制品有助于健康长寿的理论。但是长期以来，微生态制剂一直并没有受到社会的普遍关注，直到上世纪70 年代德国汉堡成立第一所微生态学研究所起，微生态学才逐渐发展成为一门新兴学科而令人瞩目。到80年代初已有26种微生态制品用于医疗和保健[1]，而且数量和品种亦在不断扩大。现在美国食品与药物管理局、饲料协会公布了乳酸菌、双歧杆菌、酵母菌、腊样芽孢杆菌等42种可直接饲喂动物的微生物菌种。2003年我国农业部公布了15种可以直接用于饲喂动物的微生态制剂菌种[2]，主要包括乳酸菌，芽孢杆菌，酵母菌等益生菌。而在微生态制剂中，乳酸菌是一种较为广泛使用的益生菌。
据WHO统计，中国是滥用抗生素严重的国家之一，目前已造成一系列的问题。在服用抗生素的同时,也杀灭了胃肠道中的正常菌群，导致胃肠道内的微生态平衡失调，也会使细菌产生耐药性[3]。细菌产生耐药性的速度远远快于我们新药开发的速度，引起菌群失调，二重感染以及动物细胞免疫、体液免疫功能下降。微生态制剂可通过调节机体微生态平衡来促进动物胃肠道正常微生物区系的建立、增强畜禽免疫力、提高饲料利用效率、改善畜产品质量，有显著的经济效益和社会效益[4]。
饲料中添加乳酸菌制剂后，能改善酸碱度，动物更加喜爱采食。夏季天气炎热，明显提高动物的适口性。饲料在添加了微生态制剂后，经发酵产生多种不饱和脂肪酸和芳香酸[5]， 使饲料有一种特别的芳香味，可明显刺激家畜的食欲[6]。此外，添加的这些有益微生物能产生蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶等[7][8]，可以帮助消化吸收日粮中的营养物质，显著提高饲料利用率，节约生产成本[9][10]，消化率得到了有效的提高。
添加微生态制剂喂养动物，提高了动物对氮素的利用率[11]， 使畜禽圈舍内的氨、硫化氢、吲哚以及粪臭素等的含量大大降低，起到净化畜舍环境的目的，有益于环境保护[12]。另外，还有关于微生态制剂能减少动物体对Ca、P等矿质元素的排放。有人利用多种复合微生态制剂饲喂65日龄蓝狐，发现各试验组中能量、粗蛋白、粗纤维的表观消化率及净蛋白的利用率均较组高，而且与添加剂量有关。有的组表现差异显著，甚至适度剂量组达到差异极显著。净蛋白利用率提高16.27%，粗纤维的消化率提高达26.71%。同时，添加微生态制剂组矿质元素Ca、P的消化率均高于对照组，其中Ca的消化率分别比对照组高出9. 82%和8.24%,而P的消化率则高出12.13%，和11.18%。说明添加剂有助于幼狐对粗蛋白、粗纤维、能量的消化吸收，明显提高了饲料利用率，总能量消化率的提高，有助于促进幼狐的生长发育。蛋白利用率提高就相应减少了N元素的排放量，同时减少Ca、P排放，实现了净化空气，防止水源，土壤等环境污染。对于作用机理的分析，有一种解释为乳酸菌添加剂与饲料一起进入消化道后，能够提供更多有机质[13]，从而刺激仔狐消化道内源酶的分泌，进一步促进营养物质的消化和Ca、P化合物的分解。
2 乳酸菌制剂的应用
到目前为止，人们对乳酸菌的研究大多是集中在分离新菌种方面。如张以芳等[14]分离艾维因肉鸡嗦囊内容物中的乳酸菌，确认其优势菌群为植物乳杆菌、唾液乳杆菌、短乳杆菌、双发酵乳杆菌。李少英等[15]从科尔沁草原的的南北4个牧场16个牧户采集43个乳样。从中分离得到64株乳酸菌，对其中的47株进行了鉴定，结果分离到29株乳酸菌属的细菌。徐永林等[16]用厌氧菌增菌培养基、乳酸菌选择性培养基从牛直肠内容物中分离出四株革兰氏阳性球菌，根据分离菌的形态、染色和培养特性及生化试验结果，鉴定为牛粪链球菌两株，尿链球菌两株。四株菌对雏鸡安全，无致病性和副作用。王昌禄等[17]从新鲜牛乳中分离得到乳酸菌X4。该菌株在发酵过程中产生的乳酸菌素有较广的抑菌谱，不仅对芽抱杆菌、葡萄球菌、链球菌等革兰氏阳性细菌的生长具有较强的抑制作用，而且对大肠杆菌、沙门氏菌等革兰氏阴性细菌的生长也具有较强的抑制作用。经鉴定，X4菌株为乳脂链球菌。
Jones J G[18]研究了嗜酸乳酸菌、禽大肠杆菌O78、大肠杆菌ATCC 25922，鸡白痢沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌与肉鸡不同肠段粘液糖蛋白的粘附性能，探讨了嗜酸乳酸菌对四种病原菌的粘附排斥作用。Kepner R L, Pratt J R[19]在分离选育出一批抗逆性较强的乳酸菌之后，测定了从胃粘膜分离筛选出的三株乳酸菌的乳酸产量、乳酸菌前期代谢产物的抑菌作用和乳酸菌及其代谢产物的协同抑菌作用。并证明乳酸菌代谢产物中乳酸不是唯一起抑菌或灭菌作用的代谢物。Kogure K, Simidu U, Taga[20]从健康鸡、兔、仔猪的肠道内容物和新鲜粪便中分离筛选出5株菌落生长旺盛及菌体形态典型的乳酸菌。根据它们对致病菌的抑菌活性、耐酸性、耐胆盐和苯酚的能力、生长曲线、PH变化曲线和发酵液中的活菌数量六项生物学指标进一步筛选出C2菌株，并对其发酵特性作了较为详细的研究。
这些研究成果主要停留在分离鉴定方面，毛皮动物的消化道不同于其它动物，水貂、狐和貉的肠管较短，水貂的长度为体长的3.5～4倍，银黑狐为体长的3.5倍，北极狐则为4.3倍。但是牛的小肠就特别发达，成年牛小肠长约35～40m，肠长与体长比例为27∶1。因此，对于乳酸菌在毛皮动物消化道的作用机理，在肠道的定植过程，诱导肠壁细胞的成因，以及形成菌落环境等还有待于进一步的研究。
3 益生菌制剂在毛皮动物中应用研究现状
在畜禽饲养业中，有关益生菌添加剂已得到广泛应用，而在毛皮物饲养业的研究与应用，国内外均未系统开展。有关益生菌特别是益生乳酸菌在毛皮动物水貂方面的研究，报道的不多，有研究证明益生菌制剂能够有效提高蓝狐的消化能力和免疫机能[21]。但是对于水貂的研究仍是空白。
在毛皮动物养殖中由于微生态紊乱导致的消化道疾病较多见[22]。腹泻是一种对貂狐貉危害严重的病症，发病率和死亡率极高。据统计，因腹泻死亡的水貂约占死亡总数的75-81%[23]。引起腹泻主要在于饲料品质和饲喂水平，特别是在夏季天气炎热。在保证饲料品质和合理饲喂前提下，添加活的微生物饲料添加剂对于家畜肠道微生态平衡有着突出的效果。影响毛皮动物细菌性腹泻的有害菌群常见的有大肠杆菌、巴氏杆菌等。益生菌可以定植动物肠道内，形成优势菌群，促进整个消化道及机体的健康。添加益生菌作为日粮微生态佐剂，可以通过调节体液和系统免疫改善家畜的生理状态，且促进肠道营养物质的吸收和肠道微生态平衡。笔者通过添加筛选水貂肠道同源优势益生乳酸菌于水貂育成期实验，对于控制水貂季节性肠炎，促进消化代谢等产生较好的实验效果，实验结论尚待发表中。
益生菌添加剂对畜禽具有助长、促消化代谢、增强免疫力、保护生态环境等特点[24]。但是并不是任何条件下的添加剂都可以发挥作用，如加入的菌株在宿主体内不生长，或者添加剂中活菌数量较少，或者同一添加剂中的几种菌株具有拮抗作用，添加剂的作用效果都会下降甚至是无效的[25]。因此为了保证添加剂的最大有效活力，不同添加剂应该对不同微生物具有针对性。这样可以使繁殖速率更快，缩短益生菌同肠道不同微生物重新组合的滞后时间，因此就需要考虑多种因素，如益生菌来源、微生物组成等[26]，一般情况下选择同源优势菌株效果明显。笔者实验也是通过遵循这一思路设计完成。因此根据不同的毛皮动物筛选适宜的菌株就显得尤为重要。
4 展望
尽管包括乳酸菌在内的益生菌对多种肠道疾病有潜在的抑制作用，如腹泻、肠炎、结肠癌等。但对于某种益生菌是否存在一定负面影响，目前还处于试验阶段，偶有如感染、菌血症、免疫异常、细菌耐药等。相比抗生素而言，以乳酸菌为代表的微生态制剂仍是发展趋势。只是对于益生菌的长期影响目前还不是很清楚，也缺乏足够的例证，但是对于短期效果还是很显著的。基于此，还有待于进一步的相关研究证实。
然而，以乳酸菌制剂为代表的微生态制剂作为一种有益于动物健康的日粮佐剂，可以促进机体对营养物质的吸收，提高动物的抗病能力，具有一定的经济效益和生态效益，但是在毛皮动物生产中有关微生态制剂的应用及研究较少。深入研究毛皮动物肠道微生态环境，开发有益于动物生产的微生态制剂产品对促进毛皮动物健康养殖具有重要意义。
参考文献
[1] 张克家. 中药疗法与动物微生态[A]. 动物微生态研究进展[C]. 化京:中国农业大学出版社.2000.
[2] 施安辉 周波. 乳酸菌分类、生理特性及在食品酿造工业上的应用[J]. 中国调味品，2001, (11):15-18
[3] 何瑞国 杨烨. 益生菌与饲料添加剂协同效应[A].动物微生态研究进展[C].北京:中国农业大学出版社.2000
[4] 薛恒平. 动物正常微生物群与免疫应答[A].动物微生态研究进展[C].北京:中国农业人学出版社，2000
[5] Kimoto H, Nomurai M，KobayashiM，Okamoto T, Ohmomo S.Identification and Probiotic Characteristics of Lactococcus Strains from Plant Materials[J]. Japan Agricultural Research Quarterly,2004,vo1.38(2):111一117
[6] 郭本恒. 功能性乳制品[M]. 中国轻工业出版社，2001
[7] Wallace Bridg, Peter L，Rogers，Mallika Boonmee, Noppol Leksawasdi. Electro-dialysis for lactate removal in the production of the dairy starter culture Lactococcus lactis NZ133[J]. International Journal of Food Science and Technology.2007，vol. 42: 567-572
[8] 刘晗璐 李光玉 孙伟丽. 益生菌益生特性的研究进展[J].中国畜牧兽医，2010,37(2):116-118
[9] 陈历俊. 乳品科学与技术[M]. 中国轻工业出版社，2007
[10] 王立平. 内蒙古传统酸马奶酒中乳杆菌潜在益生特性的研究[D]. 内蒙古农业大学硕士学位论文，2005
[10] 张树政. 益生乳酸菌-分子生物学及生物技术[M]. 科学出版社出版.2008
[12] Francois-Pierre J M,Yulan W,Norbert S. Probiotic modulation of symbiotic gut microbial-host metabolic interactions in a humanized microbiome mouse model[J]. Molecular Systems Biology,2008,4:157.
[13] Ajinnomoto CO, Inc, Chuo Ku. 1998.Effect of digested bacterial cell powder(DBCP) on performance of post weaning and suckling piglets, Anim Sci Technol, 69:8-13
[14] 徐永林 马春. 牛直肠中乳酸菌的分离鉴定[J].中国微生态学杂，2005,4:19-22.
[15] 李少英 敖敦格日乐 周雨霞等. 毛乌素沙漠牧区乳及乳制品中乳酸菌的分离及其生物学特性的研究[J]. 内蒙古农业大学学报:自然科学版. 2004,1:5-8
[16] 张以芳 王生奎. 肉鸡嗦囊内容物中乳杆菌鉴定[J].中国家禽.2000,22 (3): 12-1[1]
[17] 王昌禄 胡王旬 何艳贞. 新型乳杆菌素产生菌的筛选及菌株特性的研究[J].氨基酸和生物资源.2002,1:7-10
[18] Jones J G.Selection of Lactobacitti for chicken probiotic adjuncts[J].J Appli Microbio. 1998,84:125-132.
[19] Kepner R L,Pratt J R.et al.Efect of Lactobacillus acidophilus and zinc lsacittacin asdietary additive for broiler chickens[J].Brit Poult Sci.1999,40:91-94.
[20] Kogure K,Simidu U,Taga et at.Selection of Lactobacitti for chicken bare and swine probiotic adjuncts[J].Appli Microbio.1998,84:125-132.
[21] 李新红 邹兴淮 王艳梅等. 微生态添加剂EM对蓝狐育成期生长、代谢及免疫机能的影响[J]. 应用生态学报, 2002,13(11):1429-1432
[22] 王凯英 李光玉 宋婷婷. 影响毛皮兽养殖的几个因素[J]. 吉林畜牧兽医，2006，27(02): 18-26
[23] 张伟. 临床应用益生菌的潜在风险[J]. 上海：胃肠病学，2008,13(9):556-558
[24] 李维炯. 生物活性饲料添加剂[P]. 中国专利：CN98119945.3，1998.
[25] 陆爱华. 浓缩型乳酸菌发酵剂制备工艺的研究[D]. 安徽农大硕士学位论文，2006
[26] Constantine I F,Christos N S,Basileios G S,et al. Role of probiotics,prebiotics and synbiotics inchemoprevention for colorectal cancer[J].World J Gastroenterol, 2008,14(42): 6453-6457.
