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丁酸梭菌在家禽生產上的應用研究進展

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【摘要】:
一直以來,抗生素在畜禽飼養上的濫用,導致的各種危害已成為一個世界性難題。長期使用抗生素會對畜禽造成嚴重的危害:第一,動物體內產生耐藥性細菌,抑制細胞免疫和體液免疫,嚴重損害動物機體免疫細胞功能,降低動物免疫力和抗病力,甚至造成免疫失敗;第二,動物產品中殘留的抗生素,通過食物鏈進入人體,使人們間接接觸抗生素,嚴重影響人體患病時使用抗生素治療的效果。因此,在當前的動物飼養業,無抗飼料已經是大勢所趨,2

一直以來,抗生素在畜禽飼養上的濫用,導致的各種危害已成為一個世界性難題。長期使用抗生素會對畜禽造成嚴重的危害:第一,動物體內產生耐藥性細菌,抑制細胞免疫和體液免疫,嚴重損害動物機體免疫細胞功能,降低動物免疫力和抗病力,甚至造成免疫失敗;第二,動物產品中殘留的抗生素,通過食物鏈進入人體,使人們間接接觸抗生素,嚴重影響人體患病時使用抗生素治療的效果。因此,在當前的動物飼養業,無抗飼料已經是大勢所趨,2013年,我國農業部將產丁酸菌列入《飼料添加劑品種目錄(2013)》的附錄2中。隨著人們環保意識的提高及對食品安全的關注,對人畜無毒無害的益生菌類取代抗生素逐漸成為禽畜養殖的主流。丁酸梭菌及其代謝產物能夠提高飼料利用率和改善畜禽生產性能,增強畜禽免疫力和抗病力,在目前廣泛推廣無抗養殖的大環境下具有廣闊的市場前景。

1、丁酸梭菌的生物學特性

   丁酸梭菌,又稱酪酸梭狀芽胞桿菌、丁酸梭狀芽胞桿菌、酪酸梭菌、酪酸桿菌、丁酸桿菌、酪酸菌及丁酸菌,屬于芽孢桿菌科梭菌屬,革蘭氏染色為陽性,為嚴格厭氧菌,(0612)um*(3070)um.兩端鈍圓。中間部分輕度膨脹,呈直桿狀或稍有彎曲.單個或成對。周身鞭毛,能運動。孢子卵圓.偏心或次端生.對外界環境有較強的抵抗力。耐酸堿、耐高溫及耐高濕,對大多數抗生素不敏感。丁酸梭菌作為活菌型飼用添加劑克服其同類產品包括乳酸桿菌和酵母菌等對制粒高溫的耐受性低、對貯存條件要求嚴格和胃酸通過率低的缺陷,具有促進動物生長、提高畜禽飼料轉化率、防治消化道疾病、降低幼畜禽病死率和提高機體免疫力的機能。

2、丁酸梭菌的作用機理

丁酸梭菌能夠經過胃和小腸,到達完全厭氧的回盲結合部、盲腸和結腸進行定植、繁殖和代謝。丁酸梭菌在代謝過程中產生丁酸、丁酸梭菌素(抗菌肽)、淀粉酶、葉酸等多種維生素,具有促進腸道有益菌生長,抑制有害菌繁殖,糾正腸道菌群紊亂,維持腸道菌群平衡,修復腸道黏膜,增強腸道屏障功能的作用,從而維護動物腸道健康,提高生產性能。其中丁酸是腸道黏膜細胞的主要能量來源,能夠再生和修復被損傷的腸道黏膜,抑制腸道中大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌生長。而丁酸菌素(抗菌肽)抑制和殺滅某些梭菌,如產氣莢膜梭菌、巴斯德梭狀芽孢桿菌,對數生長期的丁酸梭菌,96%都產生丁酸梭菌素,特別在對數生產期末分泌較多。淀粉酶是水解淀粉和碳水化合物生成低聚糖,促進雙歧桿菌和乳酸菌等有益菌增殖。維生素有葉酸、VK、VB1、VB2、VB6、煙酸、泛酸生、物素、肌醇等,促進有益菌增值。

3、丁酸梭菌的生理功能

3、1維持腸道菌群平衡,保持腸道健康,促進營養物質的消化吸收

動物腸道內的微生物群落在正常狀態下會保持穩態 ,對動物的生長發育和抵御疾病具有十分重要的意義。當動物機體的腸道菌群受到破壞 ,微生物群落的平衡被打破時,會導致動物生產性能下降和各種疾病的發生。丁酸梭菌有維持或恢復宿主腸道內優勢菌群的數量 ,并保證動物腸道內微生物穩態的作用。利于飼料中蛋白質、脂肪的消化吸收。首先 ,丁酸梭菌在腸道中與有害菌競爭吸收養分 ,從而抑制其生長繁殖 ;同時與有害菌競爭腸上皮細胞上的黏附位點 ,從而抑制其在細胞上的黏附性生長 :其次 ,丁酸梭菌可分泌多種多糖分解酶 ,將多糖分解為寡糖 ,進而為腸道內的益生菌提供更多的發酵物 .促進益生菌的生長和增殖 。此外 ,丁酸梭菌最主要的代謝產物一丁酸,具有修復腸道黏膜和降低腸道pH 的作用 ,而較低的腸道pH 更適合益生菌的生長及增殖 ;最后 ,丁酸梭菌菌體中的磷壁酸可有效抑制大腸桿菌的活力及其對腸上皮細胞的黏附作用 ,亦可抑制由大腸桿菌引發的細胞凋亡。

3、2提供營養物質,促進畜禽生長

丁酸梭菌的主要代謝產物為短鏈脂肪酸,其中乙酸和丙酸作為腸上皮細胞的能源物質被動物體消化吸收,此外.丁酸梭菌在動物體內能產生多種酶,如淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶等,這些酶將宿主自身難以消化的飼料成分分解為可供宿主吸收利用的小分子物質:丁酸梭菌在代謝過程中還可合成多種維生素。其中包括B 族維生素、維生素K 和葉酸等,這些維生素可被分泌到細胞外,對保持宿主機體的健康狀態發揮著重要作用。

3、3提高機體的免疫力

丁酸梭菌能夠提高血清中IgGC3含量,具有提高血清IgA含量的趨勢;在腸道丁酸梭菌內產生的丁酸是腸黏膜細胞的主要能量來源,具有修復腸道黏膜和黏膜通透性增加逆轉的功能。丁酸還能夠刺激腸道黏膜免疫活性,影響參與免疫調節的某些細胞因子。

3、4降低畜舍氨氣濃度,改善養殖環境。

丁酸梭菌能抑制多種致病菌產生的胺、氨、吲哚、硫化氫等32種毒素,通過生物菌群對水中氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有毒有害物質進行分解,控制偶氮還原酶、硝基還原酶等把硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽,降低畜禽廄舍、養殖水體的異味。

4、丁酸梭菌在家禽生產中的應用

41提高家禽的生產性能

   丁酸梭菌用作飼料添加劑加入到畜禽日糧中,其主要的功能是增強動物胃腸道的消化吸收功能、提升動物體生長性能及提高飼料轉化率。浙江惠嘉生物科技有限公司技術中心的實驗表明,蛋雞日糧中添加100g/t 的丁酸梭菌,能夠提高蛋雞的產蛋率,延長產蛋高峰,提高蛋品質,降低料蛋比,降低蛋雞死淘率,并對蛋雞的蛋形整齊度、糞便感官評價、壞死性腸炎死亡率都起到非常積極的效果。施大林等研究表明,向肉仔雞日糧中添加10CFUkg飼料的丁酸梭菌,飼養49d后與對照組相比可極顯著提高全期增重量和全期料肉比(P< 001),并且存活率有所提高。張秀江等的研究表明,在蛋雞飼料中添加001%的丁酸梭菌可極顯著提高蛋雞的日產蛋率和日產蛋總量和料蛋比.該組日產蛋率比對照組高683%,組日產蛋重比對照組高68%,組日均料蛋比比對照組下降645%.

42提高機體的免疫力,增強抗病能力

丁酸梭菌作為飼料添加劑在幼齡畜禽中應用,可通過激活機體的免疫系統而提高動物的免疫功能,提高抗病力。Y ang等研究表明,飼料日糧中添加2 000CFUkg 丁酸梭菌可顯著增加肉仔雞血清中免疫球蛋白A (IgA ),免疫球蛋白G (IgG ) 的含量,并增加血清免疫球蛋白M (IgM )含量。王麗的研究表明,蛋雞日糧中添加丁酸梭菌能提高蛋雞盲腸中乳酸菌和雙歧桿菌數量,降低大腸桿菌數量。基礎日糧中添125~1000mg/kg丁酸梭菌能顯著提高蛋雞血清中免疫球蛋白IgM含量(P<0.05)。顯著提高血清GSH-px活性、T-SOD活性和CAT活性(P<0.05)。

43改善家禽產品質量

   在家禽飼料中添加丁酸梭菌不僅能有效改善家禽的生長性能及維持家禽腸道微生物穩態,還能有效提升家禽產品的品質。在蛋雞產蛋期間,連續使用丁酸梭菌一周后,雞舍內糞便的臭味明顯降低,軟皮蛋減少;長期使用,能提高中后期的產蛋率,蛋殼顏色與質量均得到改善。趙旭對肉仔雞的研究結果指出,添加丁酸梭菌后可以通過改變肉雞腸道菌群結構來影響肉雞的脂肪沉積,最終實現改善肉雞肌肉品質的目的。

隨著養殖業向高密度和集約化發展 ,畜禽的環境應激越來越強烈,嚴重影響動物生產水平和健康狀況。抗生素的濫用導致耐藥細菌產生 、藥物殘留及環境污染 ,對人體健康產生安全隱患 。因此 ,研究應用新型綠色添加劑用以替代抗生素已成為飼料添加劑研究的熱點話題。丁酸梭菌具有耐高溫 、耐高壓 、耐胃酸 、耐膽鹽及耐多種抗生素等生物學特性 .并在畜禽生產中應用效果明顯。作為綠色新型活菌制劑 ,丁酸梭菌有著十分廣泛的研究前景。

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