腸道微生物研究范文
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篇1
【摘要】隨著分子生物學、基因組學和生物信息學的發展，微生物的分子水平上的研究也取得了快速發展，與其他方法相比，其靈敏度高、可重復好和可靠性好，是目前應用最廣泛的方法之一。
【中圖分類號】R446.5【文獻標識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)04-0032-01
人體腸道中寄生著種類繁多和數量巨大的微生物，構成了腸道微生態體系。這正常情況下，這些微生物對機體無害，或有利于機體的健康，為正常菌群。正常菌群參與宿主對營養素的消化、吸收與合成；刺激其免疫機制。這種與宿主的腸道相互依存又相互影響的關系形成了動態的微生物平衡[1]。微生物學研究表明，環境條件的輕微變化，均可導致機體微生態系統的變化，造成菌群的失調，對宿主的腸道功能產生不良影響[2]。腸道微生態的破壞，還可引起內外源性感染，干擾機體營養代謝和免疫功能，甚至嚴重影響機體健康，導致一系列疾病的發生。隨著分子生物學、基因組學和生物信息學的發展，微生物的分子水平上的研究也取得了快速發展，與其他方法相比，其靈敏度高、可重復好和可靠性好，是目前應用最廣泛的方法之一。
1腸道微生物總DNA的提取
腸道微生物總DNA的提取是研究胃腸道微生態系統的基礎，只有獲得盡可能完整的DNA模板才能為后續分析提供可信性。目前獲得腸道菌群總DNA的方法主要有酚/氯仿抽提法、Chelex-100煮沸法、GuSCN/silica法，以及近年來一些大型公司推出的商業試劑盒。酚/氯仿抽提法間接從樣品中獲取基因組DNA是實驗室常用提取細菌DNA的方法，金晶等[3]通過對酚/氯仿法提取腸道微生物總DNA進行優化，得到了基本完整的基因組DNA.這一經典的技術由于其操作過程不需要特殊的儀器設備，得到的DNA純度相對較高，被廣泛的應用。
2腸道微生物基因片段獲取
Sharles等于1990年在E.Coli基因組中發現的一種基因間重復保守序列，大小約為126bp。1991年，Hulton等在Salmonella typhimurium，Yersinia pseudo- tuberculosis，Klebsiella pneumoniae和Vibrio cholerae中也發現這種高度保守的重復序列，由于該序列主要存在與腸桿菌科，故稱之為腸桿菌基因間的重復共有序列（Enterobacterial repetitive intergenic，ERIC）。Versalovic等認為ERIC-PCR擴增的是兩個相鄰的ERIC保守序列之間的區域，由于不同的細菌基因組上的ERIC重復序列的數目和分布不同，從而得到由一系列大小不同片段組成的DNA指紋圖譜不同地域和不同年代的同一株菌其指紋圖譜一樣，不同的方法提取基因組DNA，圖譜具有良好的可重復性。潘莉等[4]為了了解以糞檢有無白細胞區分的兩類腹瀉兒童腸道菌群結構的特征及其與健康兒童的差別，應用ERIC-PCR對其腸道微生物總DNA進行擴增，結果分析發現了一段與腹瀉相關的未知基因序列。在檢測運動員不同訓練強度下腸道菌群結果變化ERIC-PCR也能取得很好的結果[5]。
3DNA遺傳指紋圖譜技術分析
3.1變性梯度凝膠電泳和溫度梯度凝膠電泳變性梯度凝膠電泳(Denaturing GradientGel Electrophoresis，DGGE)是由Fisher和Lerman發明用于檢測DNA突變的技術，其原理是利用長度相同的雙鏈DN段解鏈溫度的不同，通過梯度變性膠將DN段分離開來。DGGE可以用來檢測除最高溫度解鏈區域以外的所有發生單個堿基變化的DN段。另一個基于相似原理的技術，稱為溫度梯度凝膠電泳(Temperature Gradient Gel Electrophoresis，TGGE)，與DGGE的不同之處在于不是變性劑呈現線性梯度，而是溫度呈現線性梯度，使得不同的核酸序列停留在凝膠的不同位置從而得以分離。該技術很突出的優點：可以分離具有細微差異的基因組片段；從凝膠中切下譜帶，然后測序分析來揭示群落成員系統發育的從屬關系，檢測出特異細菌種群的存在；具有同時檢測多個樣品，可以對不同樣品進行比較。
3.2限制性片段長度多態性限制性片段長度多態性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）技術于1980年由人類遺傳學家Bostein提出。該技術是利用限制性內切酶能識別DNA 分子的特異序列，并在特定序列處切開DNA分子，即產生不同長度大小、不同數量的限制性酶切片段，于是電泳圖譜呈現多態性。末端限制性片段長度多態性分析(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphisn，T-RFLP)與RFLP相似，只是在 PCR 引物末端標記熒光，擴增的基因片段被限制性內切酶消化后，那些帶有熒光標記的末端限制性片段就可在DNA測序儀上檢測出來。Cecilia等[6]利用T-RFLP技術分析抗生素治療和服用益生菌產品對人類腸道微生物區系的影響，結果表明T-RFLP技術易于監控部分優勢菌群，但是利用培養技術卻很實現對它們的監控。
3.3分子雜交技術-熒光原位雜交熒光原位雜交(Fluorescence In Situ Hybridization, FISH)是在 20 世紀80 年代末在放射性原位雜交技術的基礎上發展起來的一種非放射性分子細胞遺傳技術，以熒光標記取代同位素標記而形成的一種新的原位雜交方法。基本原理是：如果被檢測的細菌基因組DNA纖維切片上的靶 DNA與所用的核酸探針是同源互補的，即可形成靶DNA與核酸探針的雜交體。將核酸探針的某一種核苷酸標記上報告分子如生物素、地高辛，經熒光檢測體系在鏡下對待測DNA進行定性、定量或相對定位分析。該法具有安全、快速、靈敏度高、探針能長期保存、能同時顯示多種顏色等優點。人體腸道微生態系統的動態平衡對生理、健康有著重要作用，分子生物學技術的快速發展使研究人體腸道微生物各種群的數量、結構及動態變化更為直接和精確。當然，分子生物學技術人目前尚有一些缺陷，在與傳統的培養鑒定方法方法結合使用，將能夠在人體胃腸道復雜的微生物生態研究中發揮重要的作用。
參考文獻
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[5]喬德才，陳敬，魏桂芳，等．用DNA指紋圖譜技術分析運動負荷對運動員腸道菌群區系結構的影響[J]．體育科學，2004，24（1）：73-75．
篇2
人的皮膚上也生活著許多微生物，有細菌也有真菌，人體汗液中的無機離子和有機物是這些微生物愜意的食物。唯一令膚表微生物感到缺憾的是皮膚上的水分太少，不時要忍受干渴的折磨。視水分的充足程度，每平方厘米皮膚上的微生物從1萬到100萬不等。膚表微生物容易被水洗脫，淋浴可除掉絕大部分膚表微生物，但8小時內皮膚上又可迅速重建起一個蓬勃的微生物世界。
口腔是微生物生存的好地方，唾液給這里的微生物帶來豐富的營養和充足水分，口腔高低不平的表面又為各類微生物提供了棲身之所，因此近百種細菌、真菌和原生動物都能在這里悠然地生活。
此外，鼻腔、咽腔以及女性泌尿生殖道也是一些微生物定居的場所。
人體的胃不是微生物的好去處，這里沸騰著的胃酸使大部分微生物都受不了，因此在這里僅生活有少量的耐酸細菌和酵母菌，它們黏附在胃壁上生長。
“微”導航
人在出生時身體上是沒有微生物的，但隨后幾小時內，微生物便通過呼吸、母乳等各種渠道進入人體、占據合適的位置開始繁衍生息，這便是人體正常微生物的來源。并非所有微生物都能在人體順利定殖，比如皮膚上分泌的油脂就能殺傷一些微生物，唾液中除營養外也含有大量的抗菌物質，能在人體上定殖的微生物都是能克服人體這些阻障的種群，這或許也可以看成人體對微生物的選擇吧。科學家懷疑，對于那些人體需要的微生物（尤其是腸道細菌），人體可能通過某種化學信號不斷地與它們對話，這樣就可引導它們到達合適的位置定居；若非此，很難解釋微生物如何進行如此精確的定位以及人體免疫系統為何不對付這些外來者等一系列問題。科學家現在發現，一些哺乳動物腸道組織甚至發生了有利于微生物生長的變化，這更堅定了科學家的這種想法。
“微”協同
微生物顯然也懂得雙贏的道理，人體正常微生物在享受人體提供的生存空間時自然也感恩戴德極力回報人體。首先它們能夠抑制外來病原微生物。外來病原微生物要想在人體內搗蛋就必須先在人體內找到立足點，但人體既然已生活著正常的微生物菌群，病原微生物要奪取一個立足點必須要和這些微生物進行惡戰，但大部分情況都是這些病原微生物敗下陣來，因為人體正常微生物以逸待勞，自然很容易打敗外來的入侵者。人體正常微生物還能合成一些人體需要的營養物質，腸道微生物在這方面更是能力超凡，許多腸道細菌能制造多種維生素和氨基酸并為人體吸收。此外，腸道微生物還能提高人的免疫力、通過降解食物中亞硝胺等致癌物質防止腫瘤。科學家現在發現一些中藥藥效的發揮還得靠腸道微生物，大黃是中藥中一味很有名的瀉藥，它的藥效成分到達大腸后被這里的一種叫螺旋鏈球菌的細菌分解成羧酸蒽酮，這種物質才真正具有下瀉的功能。
“微”破壞
許多口腔疾病并非是由于外來有害微生物的入侵，而是口腔微生物種群發生了變化。如果食物中糖分含量提高而又不注意口腔衛生的話，牙齒表面將形成一個產酸的細菌菌落，這些酸可以溶解牙齒表面的釉質。這層堅固的防護層被細菌攻破后，細菌就可輕而易舉分解牙齒內部組織，最終造成齲齒。氟能提高牙齒的抗腐蝕能力以及抑制細菌對糖的代謝，因此在飲用水和牙膏中加入適量的氟化物有助于防止齲齒。某些口臭也是口腔微生物種群變化引起的，由于病理或生理原因，一些致臭細菌在口腔中滋生繁衍，分解食物殘渣，放出硫化氫、吲哚、氨等氣體，使人口臭難聞。科學家發現，口臭人群口腔中一種叫唾液鏈球菌的細菌數量大大減少，它能抑制一些致臭細菌的過度繁殖，因此唾液鏈球菌制劑也被用來治療口臭。不過，生活中注意養成良好的飲食習慣、規律的生活方式、適當運動鍛煉才是預防口臭及其他疾病的法寶。
“微”平衡
科學家對人體正常微生物的研究刺激了一門新學科的誕生――微生態學。這門學科將微生物與其生存的人體環境看成一個生態系統――一個微觀或細胞水平的生態系統。同宏觀生態系統一樣，微生態系統也應保持平衡，這種平衡對于人體健康至關重要。如果微生態平衡被打破，人體必然遭殃。例如濫用抗生素常使腸道菌群失調，因為它們能殺死很多正常的腸道微生物從而使那些有害微生物繁衍壯大，此時人體最常見的反應是腹瀉不止。除了抗生素，飲食也可能影響到菌群的變化。科學家發現，由于飲食習慣的不同，人的腸道微生物組成、結構與功能也會存在較大差異。有研究發現日本人群腸道中含有能夠分泌藻類代謝酶的微生物菌株，且該菌株屬于日本人群腸道特有微生物，其原因可能是日本居民長期以海藻類植物為食，最終使能夠分泌降解海洋性植物酶的微生物在腸道里逐漸定殖。
篇3
益生菌是當攝入量足夠時能對機體產生有益作用的活性微生物［1］。人們常把應用于畜牧業生產上的益生菌稱為微生物飼料添加劑。益生菌的研究可以追溯到1947年，Hansen等［2］首次報道在飼料中添加乳酸桿菌可以有效增加仔豬的體重并且改善其健康狀況。隨著對益生菌的研究與應用日益深入，定義也經歷了數次變化。1974年，Par-ker［3］提出“益生菌是維持動物腸道內微生態平衡的有機體或物質”。隨后的科學家Fuller［4］認為其定義不夠科學，因為定義中的有機體和物質指代不明確且不能與抗生素區分開，在1989年將其修訂為“一種活的、可通過改善腸道微生態平衡而對動物施加有利影響的微生物飼料添加劑”。新定義排除了具有爭議的“物質”一詞，同時強調益生菌必須是活的微生物并且對動物機體產生有利的影響。1992年，Fuller［5］再次將益生菌的定義修訂為“單一或者混合菌種，通過改善宿主的微生態平衡而對宿主產生有益作用的活性微生物飼料添加劑”。這次修訂不再把益生菌發揮益生作用的地方限定在動物機體的腸道內，例如維持呼吸道、生殖道或皮膚微生態平衡的微生物也可以叫做益生菌。2001年，聯合國糧農組織/世界衛生組織(FAO/WHO)將益生菌定義為“攝入量足夠時對機體產生有益作用的活性微生物”［1］。這一定義去除了影響機體微生態平衡這一限定，更加拓寬了益生菌的范圍。隨著科學技術的發展和對其研究的深入，益生菌的定義還可能發生變化。文中微生物飼料添加劑指的是應用于畜牧業生產上、基于FAO/WHO定義的益生菌。美國聯邦食品和藥物管理局(FDA)和美國飼料控制官員協會(AAFCO)2009年公布允許作為飼料添加劑使用的微生物菌種有46種，我國2008年批準使用的有16種(農業部1126號公告)。其中乳酸菌和芽孢桿菌由于其本身的特性，成為科學家們研究的重點。目前，研究與應用較多的菌種還有活性酵母、雙歧桿菌、腸球菌和鏈球菌等。以往研究表明，微生物飼料添加劑具有維護動物腸道健康、緩解不良應激、改善畜舍環境、調節機體脂肪代謝和改善畜產品品質的功能。還有研究者認為，微生物飼料添加劑具有替代抗生素功能的作用。本文就微生物飼料添加劑的主要功能及其研究進展進行綜述，為其今后在畜牧業生產上的科學應用及相關研究提供參考。
1維護腸道健康
小腸是食物消化和吸收的主要部位，其黏膜形態結構影響動物腸道對營養物質的消化吸收功能。有報道顯示，黏膜絨毛變短使小腸與腸道中營養物質的接觸面積減少，使其對營養物質的消化吸收降低，隱窩深度加深表明絨毛細胞更新快，成熟率下降［6－7］。益生菌對腸道組織的形態結構有很大的影響［8］。Awad等［9］用添加乳酸桿菌的飼糧(每千克飼糧中含有1×109活菌單位)飼喂肉雞后，其腸道黏膜絨毛高度、絨毛高度/隱窩深度值也增加，使腸道維持良好的結構形態，從而促進營養物質的消化吸收，改善飼料轉化效率，提高肉仔雞的體增重。Giang等［10］試驗結果也表明，由枯草芽孢桿菌、布拉迪酵母菌和乳酸菌組成的復合活性微生物添加劑可提高仔豬生長階段對粗蛋白質和粗纖維等有機物質的消化率，進而提高飼料轉化效率，平均日增重提高了5．9%。另外，斷奶仔豬應激會導致腸道受損，消化道功能紊亂，飼糧中添加酵母菌也可以加快其斷奶后小腸黏膜結構的恢復，增加小腸絨毛高度和隱窩深度，并且使腸壁黏液層厚度降低，改善營養物質的消化吸收［11］。在斷奶仔豬飼糧中添加益生菌還可以提高采食量和回腸消化率，改善飼料轉化率，提高斷奶后5周的生長性能，這個試驗結果同時也表明了由多菌種組成的益生菌的應用效果要優于單一菌種［12］。Moallem等［13］用活酵母作為添加劑飼喂奶牛，日平均干物質采食量與對照組相比增加了2．5%，日平均產奶量增加了4．1%，提高了飼料轉化效率。這個試驗表明，酵母是通過改善瘤胃環境來增加對干物質的采食，從而提高生產性能和飼料轉化效率。動物腸道內存在大量細菌，它們與機體緊密結合形成腸內生態平衡，同一個體的不同階段甚至在同一階段不同的環境中，腸道內菌群的數量及組成都會有不同的變化。腸道菌群自身及腸道菌群與機體之間始終存在著動態平衡，這種平衡的維持對于機體的健康是必需的。益生菌通過競爭性排斥和提高機體免疫力減少病原微生物在機體內的定植［14］。抵抗病原微生物感染的機制包括產生有機酸、過氧化氫或抗菌物質、競爭營養素或結合位點、抗毒素作用、刺激免疫系統［15］。Giang等［10］研究表明，在飼糧中添加益生菌可以減少斷奶仔豬腹瀉的發生，增加腸道中乳酸菌數量和有機酸的含量，減少大腸桿菌的定植。在斷奶仔豬飼糧中添加酵母菌，腸道黏膜的巨噬細胞明顯增多，增強對細菌感染的抵抗力［11］。Lee等［16］報道，芽孢桿菌可以降低肉雞血清α1－酸性糖蛋白的水平，但能否發揮作用與菌株有很大的關系。Mountzouris等［17］研究了不同水平的混合益生菌(主要是乳酸菌和雙歧桿菌)對肉雞血漿中免疫球蛋白和糞中菌群組成的影響，結果顯示，益生菌對血漿中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)和總免疫球蛋白水平沒有顯著影響，但是提高了糞中乳酸桿菌和雙歧桿菌的濃度，降低了糞中大腸桿菌的濃度。Choi等［18］試驗比較了液體深層發酵和固體底物發酵產生的由多菌株組成的益生菌和抗生素對斷奶仔豬的影響，結果顯示，固體底物發酵產生的益生菌改善了糞中的菌群結構，提高了糞中乳酸桿菌的含量并且減少了糞中梭菌和大腸桿菌的數量。LeBon等［19］用混合益生菌(布拉釀酒酵母菌和乳酸片球菌)飼喂仔豬，增加了小腸黏膜高度和隱窩深度，并且顯著降低了大腸桿菌數量。綜合以上研究表明，外源添加益生菌可以有效減少病原微生物在動物腸道中的數量，為動物成長提供一個健康的腸道環境。
2緩解不良應激
熱應激是目前影響動物生產性能的主要環境因素之一。過高的溫度會導致動物熱應激，使其生理機能發生變化和紊亂，表現為采食量下降、生長緩慢、抵抗力降低，重者死亡率增加，造成較大的經濟損失。Sohail等［20］報道，益生菌可以維持肉雞熱應激時腸道菌群的平衡，直接或間接影響下丘腦－垂體－腎上腺和下丘腦－垂體－甲狀腺軸的活動，降低腎上腺皮質醇水平，減輕炎癥反應，增強機體體液免疫。Deng等［21］的研究結果表明，熱應激破壞產蛋雞腸道黏膜結構，降低腸道黏膜免疫水平，在每千克飼糧中添加1×107活菌單位的地衣芽孢桿菌可以明顯改善熱應激條件下腸道的黏膜結構，保持黏膜免疫反應，克服蛋雞采食量和產蛋率的下降。另外，飼糧中添加益生菌可以降低熱應激時肉雞的氧化損傷，從而緩解熱應激對肉雞的不利影響［22］。在早期斷奶仔豬飼糧中添加納豆芽孢桿菌可提高血清超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性，減少血清中丙二醛的含量，對仔豬的抗氧化機能有改善作用［23］。Koda-li等［24］研究發現，凝結芽孢桿菌分泌的胞外多糖具有明顯的抗氧化和自由基清除能力。
3改善畜舍環境
隨著畜禽生產集約化、規模化的快速發展，養殖過程中產生的有害氣體已是環境污染的一個重要來源。畜舍中有害氣體達到一定濃度后不僅使養殖人員感到不悅，而且降低了動物對疾病的抵抗力和生產性能。降低畜舍中有害氣體的措施通常為增強通風換氣、放置氣體吸附劑或噴灑化學除臭劑和在飼料中加入添加劑等。動物體內和體外試驗的研究結果表明，微生物飼料添加劑可以減少有害氣體的產生。Chang等［25］用乳酸菌處理飼糧使雞舍環境中的氨氣水平、糞便pH和水分含量都明顯降低，揮發性有機物質(如1－丙醇、1－丁醇、3－甲基己烷和2－甲苯等)都降低到檢測不出的水平，其他的主要惡臭氣體(如丁酮、己醛和二甲基二硫醚等)也有降低，說明乳酸菌可以減少肉雞舍中惡臭氣體的產生，顯著改善畜舍環境。硫化合物和氨化合物是動物糞便中主要有毒性和氣味的物質。Naidu等［26］體外試驗結果表明，干酪乳桿菌KE99與表皮基質細胞和Caco-2單層細胞有很強的結合力，并且減少大腸桿菌在生物基質上的定植，顯著減少MRS培養基中的含硫和含氨化合物。Chu等［27］報道，益生菌減少有害氣體產生是由于其改變了糞便中揮發性脂肪酸組成，顯著降低了糞便中丙酸鹽含量。畜舍中惡臭氣體的產生和糞便的殘留是由于糞便中沒有足夠使之降解的微生物［28］。益生菌改善畜舍環境可能是因為加強了動物后段消化道中的微生物代謝活動，減少了產生惡臭氣味物質的排泄，或是增加了糞便中使糞便分解的微生物數量，加強了畜舍中糞便的分解［29］。
4改善畜產品品質
隨著生活水平的提高，消費者對畜產品品質的要求也在逐步提高。畜產品中脂肪酸的組成和膽固醇含量受到廣泛關注［30］。微生物飼料添加劑改善畜產品品質普遍的方式就是調節其中脂肪酸的組成和膽固醇含量。Salma等［31］一系列的研究表明，飼糧中添加莢膜紅細菌可以提高肉仔雞腿肌和胸肌中不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比例，降低蛋黃中的膽固醇和甘油三酯的含量，增加其隨糞便的排出，并且提高蛋黃中不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比例［32］，蛋雞飼糧中添加水平為0．04%時，顯著降低了蛋黃中膽固醇和甘油三酯的濃度，并且隨著添加水平的增加而呈線性遞減［33］。飼糧中添加地衣芽孢桿菌還可以使雞蛋蛋殼厚度、蛋黃顏色和哈氏單位增加［38］。Tsujii等［34］的研究結果也表明，沼澤紅假單胞菌和莢膜紅細菌都顯著降低了大鼠血清膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、極低密度脂蛋白和肝臟甘油三酯的含量。Yang等［35］在飼糧中添加酪酸梭狀芽孢桿菌顯著改善了肉雞的肉質和胸肌的脂肪酸組成，增加了胸肌C20∶5n-3和總n-3多不飽和脂肪酸的含量，并且提高了胸肌肌內脂肪含量，降低剪切力。凝結芽孢桿菌也可以改善廣西三黃雞的口感，降低胸肌的剪切力和滴水損失［36］。Parra等［37］的研究結果卻顯示，地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌對伊比利亞豬的肉質沒有影響，膽固醇含量和脂肪酸組成沒有發生明顯的變化。分析原因可能是與所使用的菌種和試驗周期較短有關。
5替代抗生素
1929年英國的Fleming發現了抗生素，1945年在美國投入工業生產，從此開創了抗生素工業［39］。抗生素由于其顯著的抗病促生長作用逐漸成為飼料中用量最大、最廣泛的添加劑之一。在過去幾十年中，隨著人類抗藥性細菌的出現，人們逐漸發現在畜牧業生產中使用抗生素帶來的種種弊端［40－43］。20世紀80年代中期各個國家逐漸開始采取強硬的手段和措施限制抗生素在畜牧生產上的使用，2006年1月歐盟全面禁止抗生素在飼料中的使用［44］。微生物飼料添加劑通過營養調控維護腸道健康和改善腸道功能，是抗生素非常有潛力的替代品［45－46］。Mountzouris等［47］研究表明，在飼料和飲水中添加混合益生菌可以提高肉仔雞的體增重，改善飼料轉化效率，與添加卑霉素組沒有顯著差異。Wolfenden等［48］也得到了同樣的結果，枯草芽孢桿菌PHL-NP123使23日齡肉仔雞體重達到853g，優于硝苯胂酸的852g，同時也使盲腸中定植的沙門氏菌減少了25%。Yeo等［49］的研究也發現，飼糧中添加干酪乳桿菌使前3周肉仔雞的增重效果好于添加氯代土霉素，是因為干酪乳桿菌降低了小腸內容物脲酶的活性。上述研究表明，部分微生物飼料添加劑雖然表現出了替代飼料中抗生素的巨大潛力，但是具體的替代機理仍需進一步研究。
篇4
關鍵詞：益生素；種類；選用；影響因素
中圖分類號：S89 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8809(2010)-10-0005-02
益生素是指飼喂給動物的活的微生物培養物，主要是通過加強腸道微生物區系的屏障功能或通過增進非特異性免疫功能，增強抗病力和體質，防止病菌感染，同時可以提高飼料利用率和生長率。其產品有口服糊劑、水溶性粉劑或液劑、直接飼喂的飼料添加劑。目前我國把Probioties譯為益生素，也有人將其譯為促生素、生菌素、活菌素、EM制劑等。益生素在飼養業的應用日益廣泛。歐美和日本等國已將其列入添加劑范疇加以研究和管理。各國選用的益生素菌種不同。我國農業部正式批準生產使用的微生物添加劑有12種，實際用于配合飼料的活體微生物群主要有芽孢桿菌、乳酸桿菌(以嗜酸乳桿菌為主)、糞鏈球菌：雙歧桿菌、仙人山屬菌及酵母菌等。其中酵母菌和乳酸菌是應用多的微生物添加劑。
1、益生素種類
1.1 動物腸道內菌群的分類及動態變化動物的消化道內大約有100兆細菌，其中100種左右的細菌構成了腸道的主要菌群結構，根據各類菌在腸道中的分泌，可分為有益菌群、有害菌群以及介于二者之間的菌群)三種。動物的健康狀況與腸道微生物形成的微生態結構之間存在明顯的相關性。幼齡動物腸道有益菌占絕對的優勢，尤其是雙歧桿菌占細菌數的99％。而大腸桿菌、球菌只占1％；隨著日齡的增加，產氣莢膜梭菌等有害菌呈上升的趨勢，它們所產生的硫化氫、硫醇、酚類和胺類等有毒有害物質也會隨之增多，影響動物的健康及生產性能。
1.2 飼用益生素添加劑菌種在飼用益生素添加劑方面，各國都在篩選、尋求自己的菌源，到1989年，美國食品藥物管理局(FDA)和美國飼料公定協會(AAFCO)，不定期地發表“直接飼喂且一般認為是安全的微生物品種”，共有43種，但據Quinlin(1991)報道，現實使用的主要是乳酸桿菌(以嗜酸乳酸桿菌為主)、糞鏈球菌、芽孢桿菌以及酵母等。
1.3 飼用益生素添加劑的分類根據微生物的種類、菌株組成不同，其分類方法也不同。
1.3.1 按微生物種類來劃分活菌制劑根據微生物種類可分為乳酸桿菌類活菌制劑、芽孢桿菌類活菌制劑、酵母類活菌制劑。
1.3.1.1 乳酸桿菌類微生物制劑乳酸菌是能夠分解糖類以產生乳酸為主要代謝產物的無芽孢的革蘭氏陽性菌，厭氧或兼性厭氧生長，在pH3.0-4.5酸性條件下仍能夠生存。包括乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、片球菌屬。其中包括乳酸桿菌發酵飼料、乳酸桿菌粉及乳酸桿菌提取物。目前主要應用的是嗜酸乳酸桿菌和糞鏈球菌。
1.3.1.2 芽孢桿菌類活菌制劑芽孢桿菌類活菌制劑的芽孢在動物腸道微生物群落中僅零星存在，是一類兼性厭氧、可形成內生孢子――芽孢革蘭氏陽性菌。目前至少有三種芽孢桿菌出現在市場上，即枯草芽孢桿菌，地衣多糖芽孢桿菌及toyi桿菌。
1.3.1.3 酵母微生物制劑與芽孢桿菌屬一樣，也是零星存在于動物腸道微生物群落中，目前應用的主要有啤酒酵母和石油酵母。它可為動物提供蛋白質，幫助消化，刺激有益菌的生長，抑制病原微生物繁殖，提高機體免疫力和抗病力，對防治畜禽消化道系統疾病起到有益作用。
1.3.1.4 優桿菌類優桿菌可分泌乳酸促進飼料消化；抑制病原菌刺激有益菌的生長；但穩定性較差。
1.3.1.5 擬桿菌制劑是腸道中的厭氧桿菌，占第一位的正常菌，它的使用在我國尚屬起步階段。
1.3.1.6 光合細菌是一類有光合作用能力的異養微生物，主要利用小分子有機物而非二氧化碳合成自身生長繁殖所需的各種養分。富含蛋白質、B族維生素、輔酶O抗活性病毒因子等多種生物活性物質及類胡蘿卜素、蕃茄紅素等天然色素。
2、益生素的選用
2.1 益生素菌種要求理想的益生素制劑的細菌種類應當具有促進動物生長、提高機體抵抗疾病的功能，同時必須能在腸道內生存，且具有新陳代謝和腸道抗菌藥物的功能。優質的直接飼喂微生物產品應符合以下條件：第一，必須能到達小腸并在此繁育。某種微生物在某種動物腸道內殖居的共生現象是具有特異性的。第二，必須是非病原性的和無毒性的。第三，必須有足夠數量的細菌以建立和維持所謂平衡。第四，可被迅速激活，并有很高的生長率。第五，在儲存和加工條件下有很好的耐受能力。
2.2 益生素的特性最理想的益生素應具備以下特性：一是不會使人和動物致病；二是在低pH值和膽汁中存活，并能植入腸粘膜；三是在發酵過程中能產生乳酸；四是能合成大腸桿菌、沙門氏菌、葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌等腸道致病菌的抑制物且不影響自己的活性；五是經加工后存活率高，混入飼料后室溫下穩定性好。
2.3 益生素質量指標因種類不同有所差異，但均應符合以下要求：第一，商品益生素需經安全性檢驗。第二，商品益生素具有提高畜禽生產性能和防治某些疾病的作用。第三，商品益生素必需是活菌，如芽孢桿菌類的益生菌每克至少含10億個以上活菌，而且能在畜禽腸道存活，適應腸道復雜的環境條件并能進行新陳代謝活動。第四，商品益生素每克含雜菌數不得大于1000個，致病性菌不得檢出。
3、影響益生素作用效果的因素
3.1 動物種類動物種類不同要求益生素菌種組合也不同。適于單胃動物的微生態制劑所用菌株一般為乳酸菌、芽孢桿菌、酵母等，而適于反芻動物的卻是真菌、酵母等益生素。
3.2 動物生理狀態動物處于外界環境變化等應激時期是活菌制劑發揮最佳作用效果的前提條件；而當仔豬腸道微生物區系狀況良好時，益生素的影響較小。
3.3 飼料類型及成分據報道在玉米青貯料中添加益生素飼喂海福特牛，效果比在大麥青貯料中添加效果好。另外，飼料中的微量元素，抗菌物質等對微生物有破壞作用。
3.4 飼料加工過程在制粒與膨化過程中，高溫高壓蒸汽明顯影響微生物活性，制粒過程可造成10％-30％孢子損失。腸桿菌可損失達90％以上，而乳桿菌經60℃或更高溫度幾乎全部殺滅，酵母經70℃的制粒過程活細胞損失99％以上。在飼料加工過程中，菌株必須能經受起高溫的考驗，可以通過一些微膠囊包埋技術和基因工程技術來保證益生素正常效力的發揮。
3.5 菌劑的菌株組成及其定植能力目前，大多數飼用益生素是復合菌劑，其所含菌株有主次之分，而不同菌株在消化道內的協同作用的效果不同。同時菌株能否在消化道內迅速定植而形成優勢種群也是影響使用效果的因素之一。
3.6 溫度和pH值來源不同的微生物對溫度耐受力不同，芽孢桿菌能耐受較高溫度，52-102℃范圍內損失很小。加入配合飼料中，在102℃條件下制粒。貯藏8周后仍然比較穩定。經長時間貯存變化也很小。乳酸菌類在溫度66℃或更高時幾乎完全失去活性。鏈球菌在71℃條件下。活菌損失96％以上；酵母菌在82－86％條件下完全失去活性。當貯存溫度超過30℃時，制劑活性就會受到影響，益生素正常貯藏條件下以溫度不高于25℃為宜，尤其是非孢子態微物生。
參考文獻：
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細菌劃分人類的基礎
現在，研究人員發現，對人的分類還可以以人的腸道中所擁有的主要細菌類型來劃分，即根據某個人腸道中占多數的一類細菌來對人分類。對人如此分類的目的當然是為了健康和治病，尤其是對人進行個性化的醫療，例如預防肥胖和治療炎癥等。
人的腸道內寄居著大量的細菌，其中大部分對人無害。根據這些細菌的屬性可以將人分成幾個類型。
位于德國的歐洲分子生物學實驗室的皮爾•波克和法國國立農業研究所微生物遺傳學中心主任達斯科•埃利希等人在研究中發現，無論是妙齡少女還是耄耋老翁，無論是吃素還是吃葷，有三類不同的細菌都可以在不同性別、年齡的人群中寄居。不過，由于人體腸道中的細菌有很多種，這里所說的三類細菌是一個人腸道中主要的或居多的菌屬。
波克和埃利希等人對22名歐洲人大便樣品中的細菌進行遺傳學普查，同時與17名美國人和日本人大便樣品中的細菌進行對照，以辨別不同人群腸道中細菌的異同，并加以分類。研究人員驚訝地發現，盡管人種不同，但所有人腸道中的細菌都大致可分為三類主要的菌屬。第一類是擬桿菌屬（Bacteroides），第二類是普氏菌屬（Prevotella），第三類是瘤胃球菌屬（Ruminococcus）。每個人身體中都含有這三類細菌和其他細菌，這三類細菌哪一種在人的腸道中占主要優勢，那么這種細菌就是某人所擁有的菌屬，也因此可以據此對他們的腸道分類。
這三類細菌各有主要的功能。擁有擬桿菌屬的腸道主要分解碳氫化合物（大米、面粉等）。如果人體腸道中擬桿菌屬較多，則屬于擬桿菌屬腸道者，這類人身材會苗條或正常，因為擬桿菌屬會將多余的營養分解掉。而普氏菌屬則使腸道中濃稠的黏液降解，從而在發炎或生病時導致腸胃疼痛。與擬桿菌屬相反，人體內具有較多的瘤胃球菌屬則會幫助細胞吸收過多的糖，從而導致肥胖或超重。如果以生理和病理情況來分類，則擬桿菌屬腸道者是瘦人或身材適中者，瘤胃球菌屬腸道者則是肥胖或超重者，而普氏菌屬腸道者是好發腸胃痛的人群。
與人類微生物組計劃的差別
至于人群中為何有人是擬桿菌屬腸道者，有人是瘤胃球菌屬腸道者，另有人是普氏菌屬腸道者，研究人員表示現在還不清楚原因，但有幾種推測。
一種可能的原因是，一個人的腸道菌的構成取決于這個人的血型。這種推測與血型學說有關。但是，另一種解釋是，人體腸道中生活著哪類細菌是由代謝來決定的。食物進入人的腸道后會被消化吸收，但同時又有一些廢物排出，其中消化食物所產生的氫氣等就需要排出，而排出廢物的化學途徑可能決定著一個人腸道中主要擁有何種細菌。
還有一種說法是，孩子出生后暴露于什么樣的細菌也就決定著他們的腸道中具有什么種類的細菌。因此，具有什么樣的細菌也就決定著一個人有什么類型的腸道。當然，腸道中的細菌與人們吃什么樣的食物可能也有聯系，但是，迄今還沒有這方面的證據，因為研究人員比較了不同種族和不同飲食習慣的人群，發現都可把人群大致分為上述三類腸道細菌類型。
篇6
微生物群對健康的影響
一個人體內的微生物群，除了會影響身材，還會影響健康其他方面的狀況。例如，多元酚是一類抗癌物質，來自于咖啡、茶、水果和蔬菜等食物。不過，我們的小腸并不能直接吸收多元酚，需要靠消化道內的細菌先把它們分解了。又例如，我們都知道紅肉吃多了會導致患癌癥的幾率增加，但實際上，紅肉本身并非致癌物質，而是一些消化道中的細菌分解了紅肉后才產生了致癌物質。還有，一些細菌能夠減弱或者增強藥物的吸收，影響藥物的作用。如果能夠把這些細菌都研究清楚，那么改變腸道內細菌的組成，就能夠起到預防、治療疾病的作用。
減肥手術改變微生物群
最近，一項有關減肥手術的研究發現，微生物的變化可能治療肥胖癥以及與肥胖相關的2型糖尿病。減肥手術的基本原理是：通過手術改變患者的消化道，使胃部能夠容納的食物減少，并且使食物只經過一部分小腸，這樣小腸吸收的熱量會降低。這種手術能夠有效地治療肥胖癥以及伴隨肥胖癥的2型糖尿病。患者在手術后，一般會減少多余體重的65%～75%。
不過神奇的是，手術后，在患者的體重大幅度下降以前，他們的2型糖尿病會先有好轉。很多研究者猜測，除了改變了消化道的構造，手術可能還做了點其他“什么”改變了新陳代謝或者內分泌系統。而根據以往的研究，這個“什么”最有可能是改變了消化道內幾萬億細菌的組成。瘦人和胖人消化道內的微生物群截然不同。例如，美國洛杉磯西奈醫學中心的研究者發現，胖人的呼吸中總是有很高濃度的氫氣和甲烷，這說明他們體內有較多的史氏甲烷短桿菌。這種細菌能夠讓人從食物中攝取最多的熱量。而瘦人的消化道中，這種細菌則比較少。微生物群的不同造成了一些人容易發胖，另一些人能輕易保持苗條的身材。肥胖癥患者在做了減肥手術后，其消化道內的微生物群變得越來越接近瘦人的了。不過，到底是體重的減輕造成了微生物群的變化，還是微生物群的變化造成了體重的減輕，并不能確定。
只移植微生物群也能減肥
為此，哈佛大學的研究者做了一個實驗：他們給一組肥胖小鼠做了胃轉流手術（最常見的減肥手術），然后把手術后小鼠腸道內的細菌移植到了另一組肥胖無菌小鼠的腸道內。結果，沒有接受過減肥手術的這一組肥胖小鼠，在細菌的幫助下迅速瘦身了。這說明，手術所引起的微生物群改變，真的有減肥效果。
研究者還發現，這些微生物會通過兩種途徑來幫助患者減肥。第一，它們可以加快患者的新陳代謝，第二，它們可以讓患者少吸收一些熱量。也就是說，同樣吃600卡路里熱量的蛋糕，有減肥效果的微生物群可能先阻擋掉100卡路里，然后加速新陳代謝，讓患者盡快消耗完剩下的500卡路里。
手術畢竟伴隨著較高的風險，尤其是對于那些嚴重肥胖的患者。一些患者在術后會出現胸口痛、胃痛、呼吸困難等癥狀。既然移植微生物群也能夠達到良好的減肥效果，那么以后肥胖癥患者或許能夠省去這一刀。
移植微生物群治好腸胃炎
篇7
如何防治亞健康，提高生命質量，遠離疾病的侵害，近年來不斷有人提出各種各樣的理論和建議。預防醫學專家和微生態學專家的建議是：適量補充微生態制劑，可遠離亞健康。
微生態學是生命科學中的一門新興學科。它是研究微生物和微生物之間，微生物和人體之間，微生物、人體和環境之間相互關系的科學。根據這些研究成果，可以采用補充益生菌，調節微生態關系來防治疾病和增進健康，這一方法稱為微生態調節治療。著名微生物專家魏曦教授曾指出：“光輝的抗生素時代之后的時代是益生菌制劑的時代。”
健康的生命之所以能夠延續，是由于人體腸道內有正常的新陳代謝。嬰兒出生后，母親就將益生菌傳給了寶寶，益生菌在腸道內迅速繁殖，在人的一生當中益生菌在腸道內的營養調節作用十分重要。但由于環境污染及使用抗生素，幾乎每個人都缺乏益生菌。人體腸道內益生菌含量因環境污染、疾病發生而減少，益生菌數量減少會造成衰老現象的發生，還會出現消化吸收不良、食欲不振、腹瀉、便秘等癥狀，甚至影響人體健康，因此經常補充一些益生菌很有必要。
以下五種人特別需要補充益生菌：
1.由于各種原因造成腸道菌群失調（便秘、腹瀉、體弱、血內毒素升高）的人。
2.消化功能失調，挑食、飲食無規律、非母乳喂養的兒童，其表現有便秘（糞便呈球狀）、厭食、睡覺不實，或有腹瀉、營養不良等癥狀。
3.久坐不動或體力勞動強度低的人，由于活動量小，腸蠕動弱，造成消化吸收不良和體內毒素代謝緩慢，因此使代謝物積累，形成慢性中毒，出現乏力、精神不振以及胃腸道不適癥狀。
4.大量使用抗菌藥或接受灌腸治療的病人。
5.外出旅游、出差、開會，飲食起居發生變化的人，可能會發生腸道不適，此時應補充雙歧桿菌。
篇8
炎癥性腸病（inflammatory bowel disease， IBD）包括克羅恩病(Crohn’s disease， CD)和潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis， UC），其病因和發病機制仍不清楚，目前大多學者認為腸黏膜免疫調節異常，持續腸道感染，腸黏膜屏障缺損，遺傳和環境等因素共同參與了疾病發生過程［1～3］。CD主要病理學表現為整個腸壁黏膜組織肉芽腫性炎癥，多發生在回腸末端和升結腸段，也可發生在口腔、食管、胃和區；而UC僅限于結腸，少部分患者可累及回腸末端，主要表現為結腸壁淺表黏膜組織炎癥，可出現潰瘍和急性膿性白細胞浸潤。
研究發現，腸黏膜先天性免疫應答（innate immunity）和獲得性免疫應答（adaptive immunity）共同參與了IBD的病理生理發生過程［1～4］。因此，了解腸道黏膜組織的先天性和獲得性免疫應答對腸道黏膜組織炎癥反應，抵抗腸道細菌感染，清除腸道病原微生物對機體的危害，以及IBD的發病機制等有重要意義。先天性免疫應答是機體在長期發育和進化過程中，逐漸建立起來的一系列防御功能，能夠非特異地阻擋或清除入侵體內病原微生物及體內出現的突變、衰老和死亡細胞［5］。先天性免疫應答是機體在外界抗原刺激條件下形成的非特異性的免疫反應，可迅速或數小時后形成，以清除病原體的侵入，是機體先天固有的。而獲得性免疫應答是抗原特異性防御機制，在抗原刺激數天后形成免疫保護，以清除體內特異性抗原，通常終生伴隨［6］。腸道先天性免疫系統由生理性屏障、腸黏膜組織內補體系統、各種細胞（腸上皮細胞、肥大細胞、中性粒細胞、單核巨噬細胞、樹突狀細胞、NK細疫應答的細胞通過分泌一些抗炎癥細胞因胞）、細胞因子及趨化因子組成。這些參與腸道先天性免子（TNFα、IL1）、活性氧和抑菌肽等，吞噬、清除侵入的病原微生物［5］。
腸腔內存在大量的細菌，這些細菌既是營養腸道的必需菌，又具有促使腸道發育、阻止腸道病原微生物感染的作用。腸黏膜組織先天性免疫系統識別細菌抗原對維持黏膜內環境的穩定，尤其是保持腸黏膜免疫耐受狀態起著重要作用。若打破腸黏膜組織內免疫耐受，將造成腸道黏膜炎癥損傷、食物過敏反應、致病性微生物感染等［4～6］。當食物或細菌抗原接觸胃腸道后，大部分抗原成分主要由腸集合淋巴結表面的M細胞吸收，還有少部分通過腸道黏膜固有層內樹突狀細胞的突觸直接伸向腸腔內攝取，以及通過上皮細胞間的縫隙直接吸收，進而引起一系列的腸黏膜局部免疫反應，誘導腸道黏膜免疫耐受，即對食物抗原不應答。若打破此免疫耐受狀態，可以引起食物過敏反應或炎癥損傷［7，8］。當腸道內細菌或食物抗原通過腸腔面的M細胞或通過其他途徑吸收進入集合淋巴結及腸黏膜固有層后，巨噬細胞和樹突狀細胞將抗原加工處理后傳遞至集合淋巴結的生發中心或腸黏膜固有層的淋巴細胞。在TGFβ、IL4、IL5、IFNγ和抗原刺激下，B淋巴細胞增殖并轉化成細胞表面含IgG、IgA、IgE等特異性漿細胞，而T淋巴細胞激活分化成免疫效應細胞（包括Th1、Th2、Th17細胞、CTL細胞）。在生理情況下，活化的CD4+ T細胞主要以Th2形式、少部分以Th3、Tr1、Treg細胞形式存在，構成腸黏膜免疫保護作用。通常上述激活的淋巴細胞僅小部分直接分散在黏膜固有層內，而大部分經淋巴循環進入腸系膜淋巴結，再通過淋巴循環（胸導管）進入血液循環系統，最后歸巢于腸道黏膜組織固有層內，參與黏膜免疫調節。sIgA是胃腸道和黏膜表面主要的免疫球蛋白，對消化道黏膜防御起著重要的保護作用。腸腔內sIgA通過結合細菌將腸道內細菌聚集起來，形成抗原抗體復合物并刺激腸道粘液的分泌以及加速粘液在腸黏膜表面的移動，有助于排除腸道中的細菌和內毒素［7，8］。
腸黏膜先天性免疫系統擁有識別腸腔內微生物抗原能力，這類微生物抗原稱為病原相關分子模式（PAMP），而機體防御細胞（如吞噬細胞）表達有識別PAMP的相應受體，即模式識別受體（PRR）［9，10］。Toll樣蛋白受體（TLR）和核苷酸結合寡聚化結構域（NOD）蛋白是重要的PRR，主要表達在一些免疫細胞（如B、T細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞胞、中性粒細胞)及腸黏膜上皮細胞上，識別相應的病原微生物抗原后，激活細胞內一系列信號，誘導細胞核內轉錄因子NFκB激活，促使細胞因子和趨化因子等釋放，引起免疫應答［9，10］。近來研究發現TLR4在IBD患者腸上皮細胞和固有層單核淋巴細胞上表達升高，IFNγ和TNFα可上調其表達。TLR4和TLR5基因變異與一些IBD患者的疾病發展有密切關系，可能促使腸黏膜組織內Th1細胞激活，造成黏膜炎癥損傷［11，12］。NOD2是CD的易感基因之一，其基因突變使其不能識別細菌胞壁酰二肽抗原，致使NFκB活性下降，引起腸黏膜抑制細菌感染能力下降，導致腸道黏膜炎癥損傷［13］。NOD2基因突變還引起腸黏膜內潘氏細胞分泌防御素降低，導致腸道菌群清除異常，誘導腸黏膜組織內巨噬細胞激活，分泌大量IL12和IL1β，引起腸黏膜組織以Th1為主的炎癥反應。另外，NOD2突變可使細胞凋亡機制失常，導致CD患者腸黏膜慢性炎癥和組織破壞，與患者的臨床類型（纖維化、狹窄）有關。
腸道黏膜組織內各種淋巴細胞受到腸道病原微生物抗原特異性激活是IBD免疫病理學的重要特征。已有研究發現在IBD患者炎癥腸道黏膜組織內有大量激活的免疫細胞浸潤，如CD69+ CD40L+ T、CD25+ NK細胞、CD40+ CD80+ B、CD68+巨噬細胞和樹突狀細胞 ［1～3］；腸黏膜組織內淋巴細胞和一些基質細胞（如成纖維細胞）表達高水平的黏附分子和輔助信號分子（如CD54、CD62L、CD106、RANKL、41BB）。這些免疫細胞在炎癥狀態下還可表達高水平的細胞因子和趨化因子受體（如CCR5、CCR6、CCR9）、整合素（如α4β7 integrin）等，而腸黏膜組織內毛細血管內皮細胞及成纖維細胞表面表達高水平的趨化因子、選擇素(如Eselectin、Pselectin)和CD54(ICAM1)等，這些分子間的相互作用進一步誘導血液循環中的白細胞向腸黏膜組織內移動、歸巢、浸潤，促使局部炎癥應答［1～3］。CD患者炎癥腸黏膜組織內CD4+ T細胞經體外刺激后產生大量Th1效應的促炎癥細胞因子（如IFNγ、TNFα、IL2）；而UC患者炎癥腸黏膜組織內CD4+ T和NKT細胞可分泌大量Th2效應細胞因子（如IL4、IL13）。近年來，在CD患者炎癥腸黏膜內也發現有其他促炎癥細胞因子表達，如IL12、IL15、IL18、IL23以及分泌IL17的Th17細胞，這些促炎癥細胞因子可進一步放大局部免疫應答，參與CD患者腸黏膜免疫病理反應［1～3，14，15］。因此，腸黏膜組織內異常免疫應答（即Th1/Th2免疫平衡失調）在IBD患者腸道炎癥發生過程中起重要作用［1～3］。
篇9
關鍵詞：發酵飼料；豬；雞；反芻動物；水產動物
隨著現代科技的迅速發展，養殖業生產技術更是突飛猛進，由于養殖方式從散養到集中飼養的轉變，一般普通飼料不能滿足畜禽的營養需要，某些飼料如餅粕類飼料中含有硫甙、單寧，芥子酸及棉酚等有毒有害物質可導致人畜中毒。還有一些飼料原料含有某些特殊的氣味，降低了飼料的適口性。更有某些飼料可導致動物發生腹瀉等病癥的出現，在此前很長一段時間，抗生素的使用曾一度解決了這一問題，但是隨著時間的推移，病原體產生了很強的抗藥性，一些藥物的殘留不僅危害動物，最終也會給人類的健康帶來極大的威脅[1]。目前，發酵飼料的發展，很好的解決了這一問題，與一般普通飼料相比，發酵飼料具有以下5大優勢：飼料經過微生物的發酵，具有酸香味，改善了飼料的適口性，增加畜禽的采食量；發酵經過一系列的生物化學反應，將一些大分子的纖維素和蛋白質等分解為小分子且易被消化吸收，提高了飼料中營養物質的消化率和利用率；某些微生物如乳酸桿菌可抑制霉菌生長，并對毒素有一定的降解作用，因此發酵還可以降解飼料中的有毒有害物質；一般用于發酵的都是益生菌，可增強畜禽腸道有益菌的定植和提高免疫力；不同的發酵菌種都能產生促生長因子，可促進動物的生長。發酵飼料作為新型無抗型飼料，在飼料行業受到廣泛的關注。發酵飼料還具有發酵原料多樣化、無抗生素殘留、綠色環保等優點，在豬、雞、牛、羊等畜禽動物生產中廣泛應用[2]。
1發酵飼料概述
發酵飼料是指在人為的控制下，微生物通過自身的生長代謝活動，將飼料中的抗營養因子及對有毒有害的物質，分解或轉化為能被畜禽采食、消化、吸收、利用且無毒無害的物質，形成營養豐富、適口性好，活菌含量高的生物活性飼料或飼料原料。飼料經發酵后，不僅能提高飼料的適口性和營養價值，還能增加動物機體的免疫力，提高動物健康，更減少了抗生素的使用，從而提高了動物產品的安全性[3]。發酵飼料根據生產工藝和飼料水分含量可分為固體發酵和液體發酵。固態發酵是指在幾乎沒有可以流動的水的固體基質表面上，微生物生長并產生代謝產物。液體發酵飼料是飼料與水按照11.5~14比例混合，經過充分發酵后達到穩定狀態的飼料[4]。
2發酵飼料的功能
發酵飼料中含有大量的有益微生物，例如乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌、擬桿菌和曲霉菌等[5]。就目前而言，發酵飼料的常用菌種是乳酸菌、酵母菌和芽孢桿菌[6-9]。這些微生物在動物體內能夠通過自身及其代謝產物對致病菌產生非特異性的頡頏作用，能抑制或減少有害菌的生成，從而能調節畜禽腸道生態平衡。發酵飼料可抑制飼料中有毒有害物質，如豆粕中含有的大豆抗原蛋白、胰蛋白抑制因子、植物凝集素、脲酶等抗營養因子，通過微生物發酵能改善其營養物質的消化吸收，減少腹瀉的發生，提高動物健康[10-11]。用枯草芽孢桿菌和米曲霉菌發酵后的豆粕，豆粕中大分子物質從40%降低到2%和8%，胰蛋白酶抑制因子分別減少了96%和82%，僅用枯草芽孢桿菌發酵大豆粕，也得出了類似的結論，發酵豆粕中的胰蛋白酶抑制因子顯著下降，大豆的營養價值也有所提高[12]。此外，通過微生物發酵后，能降低或是消除棉籽粕中含有的棉酚、環丙烯脂肪酸、植酸及植酸鹽、非淀粉多糖等抗營養因子，增加采食量、維護動物健康、降低飼料中的有害物質、提高動物機體免疫力[13-15]。發酵還可以利用一些雜糧、雜粕和農副產品的下腳料等非常規飼料進行發酵，這不僅能降低飼料的成本，還可以增加產品的收益[16]。用酵母菌發酵的木薯片蛋白濃縮飼料代替豆粕，提高了瘤胃發酵效率、腸道微生物蛋白合成率和營養物質消化率，并降低飼料成本[17]。而飼料中添加酵母菌發酵木薯渣可顯著提高奶牛的粗蛋白消化率[18]。厭氧發酵飼料，可以使飼料中的纖維物質軟化，且芽孢桿菌、酵母菌等好氧微生物的存在為乳酸的厭氧發酵提供了良好的條件，使乳酸菌產生大量的乳酸，降低飼料的pH，使得發酵飼料產生特有的酸香味，改善適口性，提高動物采食量。利用乳酸菌對飼料進行發酵時，在發酵期間可以產生酸性物質可殺滅和抑制雜菌的生長，產生濃郁的酸香味，對于改善動物產品風味和飼料的適口性具有良好的效果[19-20]。
3發酵飼料在畜禽養殖業中的應用
3.1雞發酵飼料在禽生產實踐上的應用
一般應用于肉雞生產，主要改善了肉雞的腸道菌群環境，促進肉雞的免疫反應，利于肉雞的生長[21]。相關研究表明，飼喂益生菌發酵飼料可顯著增加腸道中有益菌乳酸菌的數量，降低有害菌大腸桿菌和沙門氏菌等數量，解剖后可發現試驗組空腸中段和回腸絨毛高度分別增加了22.6%和16.0%，從而改善腸道屏障功能[22-23]。發酵飼料不僅可減少肉雞的腸道疾病，還可以提高肉雞的生長性能。研究表明，飼喂固態發酵小麥，可提高肉雞的生長性能和胴體品質，解剖后可觀察到增加了肝臟的重量，濕態發酵飼料也可顯著的提高肉雞的生長性能、表觀消化率和胴體品質[24-25]。酵母菌和枯草芽孢桿菌可以發酵豆粕，不僅如此還可以發酵非常規飼料，例如發酵干木薯渣飼料飼喂肉雞，可提高飼料轉化率，降低飼料成本，還能降低肉雞異食癖的發生率[26]。
3.2豬發酵飼料不僅用于家禽生產中，還廣泛應用
于豬的生產，生產上多采用發酵的豆粕。研究表明，添加發酵豆粕可提高斷奶仔豬的生長性能和營養物質的消化率，尤其是蛋白質的消化率，其中以天冬氨酸和脯氨酸的回腸表觀消化率增加顯著，其他氨基酸的回腸表觀消化率有所增加，但不顯著[27-29]。發酵飼料對豬的腸道菌群也有影響，研究表明，飼料中添加發酵麥麩可顯著降低斷奶仔豬腸道中大腸桿菌的數量，乳酸菌發酵飼料可降低仔豬腸道pH，使乳酸菌含量顯著增加[30-32]。發酵飼料對母豬和生長肥育豬也有相應的影響，研究表明，發酵豆粕可顯著提高哺乳母豬血清中催乳素的濃度，還可提高母豬的繁殖力和產仔數[33]。發酵中草藥飼料可降低生長肥育豬中膽固醇含量及脂質過氧化值和增加背最長肌瘦肉率[34]。
3.3反芻動物
發酵飼料不僅廣泛應用于豬、雞等畜禽飼料中，近年來也廣泛應用于反芻動物生產中。應用微生物發酵飼料，不僅可以提高奶牛的采食量、產奶量和飼料中養分的表觀消化率，還可顯著提高奶中乳蛋白、乳脂肪和乳糖的含量，改善乳品質[35-37]。其中發酵飼料中的菌株以酵母菌應用最為廣泛，大多研究表明，酵母菌發酵玉米秸稈飼料，可增加奶牛腸道和消化道微生物數量，降低發病率，提高機體免疫力[38]。酵母菌發酵木薯渣蛋白料，能提高泌乳奶牛的瘤胃發酵效率和奶中蛋白質的含量[39]。不僅如此，微生物發酵飼料在肉牛生產上也有應用，可增加肉牛的肌肉嫩度、紅度和亮度，改善肉質，降低血清中谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶和血液尿素氮的含量，可促進肉牛的生長[40-41]。其中用有益菌酵母菌發酵木薯淀粉渣飼料可提高肉牛干物質采食量和蛋白質消化率，微生物發酵飼料還可改善牛瘤胃中微生態環境，試驗表明，酵母菌發酵木薯渣飼料可提高肉牛瘤胃pH，氨氮含量，總的揮發性脂肪酸，細菌和真菌數量，改善了瘤胃微生態環境[42]。微生物發酵飼料在山羊生產上也有應用，研究表明，飼料中加入酵母培養物的發酵飼料，可提高山羊的體內乙酸、丙酸、丁酸的濃度，顯著降低氨氮的濃度（P<0.05），乳酸菌發酵飼料可增加山羊的干物質采食量和飼料的消化率[43-44]。
3.4水產動物
發酵飼料在水產中主要應用于蝦，用微生物發酵的飼料代替水產動物飼料中的魚粉，可以有效的提高經濟價值。發酵飼料還可祛除飼料中的某些毒性物質，像用一定量的發酵棉籽粉替代白蝦飼料中的魚粉，結果表明，發酵的棉籽粉不僅對白蝦沒有任何危害，還能增加白蝦的重量，提高生長性能和飼料的轉化率[13]。
4發酵飼料應用注意的問題
雖然大量試驗表明，在生產上添加微生物發酵飼料有利于提高畜禽的生長性能、健康狀況和經濟效益，具有較好的應用價值等諸多優點，但是由于我國的技術水平比較落后，存在著一系列的問題。我國發酵飼料比國外發展晚，生產設備落后，缺乏專業的技術人員。目前，我國發酵飼料廠家規模比較小，沒有檢測、監控條件，生產設備不完善，技術人員對發酵飼料行業的知識了解的比較少，這樣使得生產出來的發酵飼料存在安全隱患。由于發酵飼料生產廠家規模有限、資金周轉量少，某些廠家不在正規單位購買菌種，因此用于發酵的菌種可能含有雜菌，導致了發酵飼料營養水平低下。消毒、滅菌是發酵飼料的重要環節，是決定發酵飼料成功與失敗的關鍵，但是很多廠家還沒有建立起一套完整健全的管理制度，例如倉庫管理不當、環境衛生差等都會影響發酵飼料的質量。發酵飼料生產廠家規模小、技術相對落后，生產的發酵飼料產品純度低、菌種較雜，動物食用后會出現腹瀉等癥狀，并在飼料中增加桿菌肽鋅和金霉素等抗生素藥物的使用，大量使用生長促進劑，給畜禽產品帶來藥物殘留的問題。因此，就目前來看，我國的發酵飼料生產技術、設備、添加量和使用模式等各方面都還落后于歐美等國家。
5小結
篇10
關鍵詞：益生菌 食用酸奶 特性與作用
前言
隨著人們生活水平的提高，人們越來越重視食物的營養和健康。通常來說，人類的腸道中存在著三種細菌，分別是有益菌、有害菌和條件致病菌，很多腸道類的疾病就是因為菌群失調而形成的。如果人類使用了益生菌，它們就能維持和保證腸道內菌群的最佳優勢組合以及穩定性，同時還可以糾正腸道的功能紊亂。酸奶中含有大量的益生菌，已經成為人們喜歡飲用的飲料之一。
一、益生菌的概念及發展歷史
1. 益生菌一詞的發展歷史
益生菌一詞最早在1965年被兩位學者使用，當時用來描述一種有利于其他微生物生長的菌類群。現階段，益生菌通常是指一種通過有利于改善人類及動物腸道內微生物的平衡的微生物添加劑，他們會對寄主產生有益的影響。到了上世紀的九十年代，學者Havennar對益生菌的定義進行了擴展，把其理解為一種可以應用于人或動物的微生物培養物，只要通過改善其本身所固有的菌群性質就可以對寄主產生有益的影響。
2. 益生菌的概念
益生菌中的微生物大多來源于人類或動物的體內，其中以乳酸菌和雙歧桿菌兩種為主要研究對象。根據聯合國糧農組織和世界衛生組織的聯合專家組研究討論，在本世紀初給益生菌一詞下了準確的定義，把益生菌定義為“在經過人或動物適量的服用之后，可以產生有益于其宿主健康的帶有生命的微生物”。概括地說，益生菌的作用在于促進有益菌的生長，同時也可以抑制致病菌的產生，益生菌可以維持腸道菌群的平衡，有益于人體的健康。
3. 益生菌的分類
益生菌的種類有很多種，經過美國食品藥物管理局檢測過認為對人類安全的益生菌有40種，其中包括：黑曲霉、凝固芽孢桿菌、嗜熱鏈球菌等等。這些益生菌一般存在于動物的體內，時刻的調節著人類體內的平衡。目前世界上保健品主要是以上各類微生物組合而成的復合活性益生菌。
二、益生菌對人類健康的作用
1. 益生菌可以增強人體的免疫力
在人類的腸道中擁有著非常發達的免疫系統。益生菌類可以通過刺激人類腸道內的免疫機能，調節體內過低或過高的免疫活至正常的狀態。益生菌可以進行免疫能力調節的作用也被認為有助于對抗癌癥與腫瘤性疾病，并可抑制過敏性疾病的產生。益生菌是人類消化道防衛系統中重要的元素之一，可以增強人類消化系統對病菌的免疫反應，當消化道內有益生菌在進行生長時，就有抑制有害細菌的生長，那么人體就不易得病。益生菌能通過抑制有害細菌的生長以及代謝，減少人體內致癌物質的產生。
2. 益生菌可以促進人類腸道消化系統的健康
益生菌可以有效抑制有害菌在腸內的繁殖，以促進腸道的蠕動，減少毒素的產生，從而提高腸道的機能。此外，益生菌有耐胃酸和腸道消化液的能力，因此當益生菌進入人體的腸道之后，就能通過其生長和代謝作用來促進人體腸內細菌群的正常化，于此同時也可以抑制腸道內腐敗物質的出現和產生，進而保持腸道機能的正常工作。
3. 益生菌有改善血脂和血壓的作用
益生菌可以分解人體內的酪蛋白，從而產生可以抑制人的血壓上升的酶。經過研究人員的實驗發現：乳制品中的益生菌具有降血壓的效果，而且其優于其他對照產品。此外，益生菌也可以吸附人體所食用的膽固醇，起到促進膽固醇的排泄的作用。實驗表明，益生菌還可以吸附腸內的膽汁酸，并把有害菌體與膽汁酸排出體外，從而可以減輕血清中的膽固醇的含量。
三、酸奶類產品中益生菌的特性及作用
1． 益生菌類產品的發展
隨著人類對自身健康的重視，越來越多的人開始購買益生菌類產品。使用益生菌作為發酵劑是乳酸菌飲料獲得成功的重要因素。當今世界上研究的功能較強的益生菌產品已經達到上百種，主要是各類微生物組合而成的復合活性益生菌及其保健產品，例如含有益生菌的酸奶、酸乳酪等，還可以生產含有益生菌的口服液或者膠囊、粉末劑等其他產品。
2. 理想的益生菌酸奶應該具備的條件
并不是所有有益菌菌種都可用作生產益生菌的酸奶，理想的益生菌必須具備一些條件，首先要來源于健康人的腸內，而且沒有受過遺傳工程所修飾的天然菌株。益生菌活著進入人體的消化道以內，有粘附在人類腸管上皮以及其表面粘膜上的能力。此外益生菌可以在一定時間內從人體內自然的消失。酸奶中的益生菌更要求能分泌產生有選擇性的抗菌物質，而且要求自身沒有奶藥性的基因。作為酸奶中的益生菌的安全性應該被嚴格驗證過，在益生菌產品的生產流通過程要保持存活率的穩定性，而且其風味也要被一般消費者接受。
3． 酸奶產品中益生菌的作用
現在市場上常見的益生菌類酸奶可以抑制體內有害細菌的繁殖，也可以增加人類對疾病的抵抗以及預防感染各種疾病的幾率。益生菌類酸奶所特有的乳酸菌能夠刺激巨噬細胞吞噬體內的癌細胞，從而增強人體抗癌的免疫力，同時也有效避免癌癥的產生。酸奶適合各類人群的引用，可以促進青春期兒童的發育，其中具有豐富的脂肪和蛋白質容易被人體消化和吸收，而鈣、磷、鐵等各種元素的利用率也會大為提高。益生菌類酸奶產品在未來還有很大的發展前景，開發益生菌必將給人類帶來更多的益處。
參考文獻：
[1] 張丹鳳，馬君剛，張靜.益生菌乳制品及其發展趨勢[J].新疆畜牧業.2008，05.
[2] 陳世賢.益生菌LGG對酸奶品質及貯藏性能影響的研究[D].內蒙古農業大學.2008，05.
[3] 高霞，李衛，涂世.益生菌的功效及益生菌乳制品[J].廣東化工.2009，05.
