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[畜禽微生态] 热灭活嗜酸乳杆菌培养物在饲料工业中的应用

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kk 发表于 2015-1-26 10:13:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
      ——摘自《饲料与畜牧》

      摘要:此文介绍了嗜酸乳杆菌生物学特性、热灭活嗜酸乳杆菌培养物作为饲料添加剂的优势及其在饲料工业中的应用研究进展。

      关键词:嗜酸乳杆菌;热灭活;应用

      1. 嗜酸乳杆菌的生物学特性及其应用

      嗜酸乳杆菌是乳酸菌家族中重要的一员,是广泛存在于人及动物的肠道中的有益微生物菌群,具有调节肠道菌群平衡维护肠道健康、提高机体免疫力和增强消化吸收等功能,是一类厌氧或微好氧、化能异养型微生物,耐热性差,耐酸性强,能在其它乳酸菌不能生长的酸性环境中生长繁殖;能利用葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖进行同型发酵,发酵产生DL型乳酸,发酵代谢物中还包括细菌素、维生素、小肽等

       嗜酸乳杆菌有复杂的营养要求,比较难培养。目前国内外所报道的嗜酸乳杆菌的发酵培养基主要为牛奶加葡萄糖、蛋白胨、酵母浸膏等或完全由葡萄糖、蛋白胨、牛肉浸膏、酵母浸出物再加上其他物质组成,保持厌氧状态培养。用普通的培养基,如只用牛奶加葡萄糖或蔗糖,培养效果较差,菌数较少。由于蛋白胨、牛肉浸膏、酵母浸出物等原材料较昂贵,用这种方法生产嗜酸乳杆菌成本一般比较高。

      嗜酸乳杆菌具有较强的耐酸、耐盐和耐胆汁的能力,能顺利通过胃酸及胆汁的考验而有效定殖于动物肠道内,但由于嗜酸乳杆菌是对氧敏感的微好氧或厌氧且不耐热的微生物,在包装、运输、储存、加工等期间极易死亡,如要保持活菌体状态必须对活菌体进行特殊处理,而不能简单采用吸附剂来吸附,再加以干燥成产品。采用吸附剂进行简单的吸附对芽孢杆菌类和酵母类的益生菌制剂来说,经历运输、储存、加工等还能保持一定的有效数量活菌体是可行的,但对嗜酸乳杆菌这类的乳酸菌来说,非常困难。为了达到在加工和储存等过程中保持嗜酸乳杆菌活力的目的,通常用奶粉或乳糖作为载体,嗜酸乳杆菌培养完成后立即对菌体和代谢物进行吸附,再低温快速冷冻干燥,然后包装或真空包装置阴凉处保藏;或者发酵好后,低温离心,采用肠溶性材料对菌体单独进行微胶囊化包埋,再进行冷冻干燥成产品,发酵代谢物废弃或作它用。国内外许多大公司的人用乳酸菌类微生态产品基本上属微囊化的冻干品。嗜酸乳杆菌发酵生产成本比较高,如果再采用包埋、冷冻干燥等方法来维持其活性,其成本将大大提高,使用这种产品作为饲料添加剂将明显提高养殖成本,限制了其在畜禽饲养中的应用。OrtwinSimon认为嗜酸乳杆菌活菌剂之所以不适合用作饲料添加剂就是因为其在饲料加工和储存过程中的稳定性很差,目前嗜酸乳杆菌作为微生态活菌制剂主要用于医药上。

      2. 热灭活嗜酸乳杆菌培养物在饲料工业中的应用研究进展

      嗜酸乳杆菌作为益生菌,其作用已得到肯定,但是研究和应用表明,灭活嗜酸乳杆菌培养物同样具备嗜酸乳杆菌活菌制剂的作用。大量的研究和喂养试验表明:热灭活嗜酸乳杆菌培养物与活的嗜酸乳杆菌制剂具有同样的提高动物免疫能力、调节动物肠道微生态平衡和促进动物生长的功能;同时具有类似某些抗生素预防、治疗肠道疾病的功能;而且研究表明有些功能与菌体是否是活菌体无关。张辉华在研究灭活嗜酸乳杆菌制剂其对竹丝肉鸡免疫性能的影响时,发现热灭活乳杆菌制剂能明显地促进竹丝肉鸡法氏囊的生长发育和机体的细胞免疫水平。在28日龄时,全价料中添加这种制剂,在0.015%添加组法氏囊指数比对照组高36.1%;在0.010%0.015%添加组比对照组相比,T淋巴细胞的转化率分别高47.3%29.0%E2玫瑰花环形成率分别比对照组高39.86%24.28%50日龄时,0.010%添加组其E-玫瑰花环形成率比对照组高20.75%,差异显著。

      应用于治疗人的某些胃肠道疾病的药品乳酸菌素片(),其成分就是嗜酸乳杆菌死菌体或碎片及其发酵代谢物的混合物。这种产品在医疗上的应用已有20多年的历史,其效果已得到医药界公认。陈红梅等用这种乳酸菌素产品在猪上进行了研究,结果表明:在哺乳仔猪饲粮中添加乳酸菌素粉对仔猪的生产性能、粗纤维表观消化率、腹泻和粪中大肠杆菌数量没有明显的影响。但在断奶仔猪饲粮中添加的乳酸菌素组与对照组相比可极显著提高断奶仔猪的日增重,料重比比对照组降低5.9%;显著提高粗纤维的表观消化率,其它各种养分的表观消化率随着乳酸菌素添加量增加而提高的趋势;粪中大肠杆菌数量比对照组显著减少,抑制了仔猪的腹泻;从整个仔猪阶段(1470日龄)综合各方面的效果来看,哺乳仔猪饲粮和断奶仔猪饲粮添加乳酸菌素可极显著提高日增重;提高粗纤维的表观消化率;明显降低粪中大肠杆菌数量,从而减少了仔猪腹泻的发生。Huang用高压均质的方法来处理嗜酸乳杆菌菌体,用这种高压均质灭活处理的菌体与商业生产的嗜酸乳杆菌活菌剂对比来喂养肉鸡,从1日龄开始到6周结束。结果发现添加商业嗜酸乳杆菌组和经高压均质处理的嗜酸乳杆菌组与不添加抗生素的对照组相比,虽然添加组与对照组在料重比上相差不明显,但是增重均有显著提高,两个添加组在相同添加浓度时对于肉鸡增重上没有差异,而且增重量均随着添加浓度的增大而提高。

      体外试验表明,热灭活嗜酸乳杆菌培养物同样具有很强的抗菌效果。那淑敏等对乳酸菌素片进行体外抗菌试验,将乳酸菌素片中的嗜酸乳杆菌菌体或菌体碎片与代谢物分离,结果表明,嗜酸乳杆菌代谢物中的抗菌物质不仅对革兰氏阳性菌,而且对几个属的革兰氏阴性菌,特别是致病的一些革兰阳性菌和阴性菌如大肠杆菌、单胞增生利斯特菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、福氏志贺菌均有不同程度的抑制作用,对大多数乳酸菌抑制作用很差,或根本不抑制,说明它们对动物肠道中有害菌具有抑制作用,而对正常生理乳酸菌群无害,对酵母不抑制反而有刺激生长作用。

      杂色曲霉素是玉米、谷物等饲料原料中常见真菌毒素,研究表明,杂色曲霉素能诱发动物肝癌、胃癌、肺癌。姚冬生等用嗜酸乳杆菌对杂色曲霉素相对吸附率进行了研究,发现热处理(100℃水浴3h)使嗜酸乳杆菌菌体对杂色曲霉素的吸附作用比用缓冲液孵育的活菌强,热处理的嗜酸乳杆菌对杂色曲霉素的相对吸附率达到了69.5%以上,而活菌只有60.7%。研究认为热处理改变了菌体表面物质如肽聚糖、多糖等的性状,增加或暴露了一些新的结合位点;热处理会破坏菌体的细胞膜使嗜酸乳杆菌裂解释放出包括菌体总蛋白在内的菌体内容物以及细胞膜上的膜成分,从而由于新结合位点和专一性蛋白质的出现使得对杂色曲霉素去除能力增强。Hosono等研究了乳酸菌的细胞壁及其对氨基酸加热分解物和挥发性N-亚硝基胺化合物等有毒物质的结合性,结果发现,乳酸菌的细胞壁对这些物质具有极高的吸着率(98%以上),许多细菌的细胞壁均具有与变异原性物质和致癌物结合的性质,而乳酸菌细胞壁的这种性质更为显著,其结合能力比其他细菌更高,研究认为乳酸菌活菌与死菌对变异原物质的结合能力没有明显差异。

      国内外一些学者对灭活嗜酸乳杆菌的一些特性等进行了大量研究,并取得了显著进展,研究认为像乳酸菌类的益生菌的一些有益功能与其是否是活细胞体无关。Coconnier及Ouwehand的研究表明,在阻止病源菌大肠杆菌和沙门氏菌对人Caco-2细胞的黏附中,活的嗜酸乳杆菌与灭活嗜酸乳杆菌具有同样的效果。WagnerRD等在以大白鼠为研究对象发现,嗜酸乳杆菌死细胞与活细胞一样均具有直接抑制病原细菌、激活肠黏膜非特异性免疫、增加IgA的生成、抑制病源体黏附和侵袭肠上皮细胞的能力。Ouwehand等认为嗜酸乳杆菌之类的乳酸之所以具有刺激机体产生抗体的作用,是由于菌体或菌体碎片通过淋巴结、粘膜和M细胞刺激淋巴细胞,接受刺激的淋巴细胞再通过肠系膜淋巴结(MLN)循环到血流中,并分布全身,从而调节机体的免疫应答作用。

      由于大量的研究发现菌体、菌体碎片、代谢产物等具有活菌同样的生理效应,Arameo认为对益生菌类微生态制剂定义不能再强调活菌,他定义为“微生态制剂是含有生理活菌或死细胞(包括代谢产物与细胞成份),摄取后可改善粘膜表面菌群或酶的平衡,或刺激机体的特异性和非特异性免疫力的微生物制剂”。日本著名的微生态学家光罔知足教授研究认为,益生素的许多生理功能,不论活菌、死菌体都可发挥同样的生物学效果,活乳酸菌或其发酵产物可对有害菌之定殖起阻止作用,或依靠其抗菌机制促进其他有益菌的生长而抑制有害菌,从而发挥整肠作用,而这种作用不论是灭活细胞或非肠道乳酸菌,如菌体量大,在一定程度上也起到与活菌同样的作用。基于上述原理,法国乐托尔制药公司生产的新型益生素类饲料添加剂——乐托健肠宝,它的有效成分为热灭活嗜酸乳杆菌菌体细胞以及具有抗菌活性的多肽代谢产物,已经投入应用并进入中国市场,产品在实际应用中如抗腹泻、促生长等方面取得了良好的效果,在我们国内还无类似的热灭活嗜酸乳杆菌或乳酸菌制剂产品作为饲料添加剂投入生产。


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