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1、,微生物益生菌的作用机理,益生菌素的定义,益生菌素是能够用来促进生物体微生态平衡的有益微生物或其发酵产 物。（也称促生素、生菌剂、微生物制剂、活菌制剂等）,一.益生菌对病原菌的拮抗效应 1.通过改变肠道环境抑制有害菌生长 许多有益菌，通过产生有机酸来提高肠道酸度。如乳酸菌较致病菌（如大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、产气荚膜羧状芽孢杆菌等）更耐受酸性条件，可以在较低pH值下生存，则致病菌受到抑制；还有益生菌具有很强的耗氧能力，可使肠道内形成相对的氧化环境，从而抑制了具有好氧特性的病原菌的生长。2.通过产生某种抗菌物质抑制有害菌生长 有益菌还可以产生醇、过氧化氢、丁二酮等；还可合成溶菌酶以及其他抗菌物质，
2、如乳酸菌素、乳链菌素、嗜酸菌素等；上述产物对肠道病原微生物都具有抑制作用。,3.在肠道内与有害菌竞争营养素 肠道内虽然富含营养素，很难对微生物菌系产生影响。但是如果某种营 养素能够成为限制因素时，营养素的竞争机制就会充分发挥作用。4.通过占据肠道位置阻止病原菌附着 沙门氏菌粘附于肠膜或滞留在盲肠内，是病原微生物存在于寄主消化率，产生临床症状的前提条件；,试验证明，当给猪饲喂乳酸菌时，其肠道内乳酸杆菌的数量多于腹泻猪或未饲喂含乳酸杆菌饲料的猪，而大肠杆菌的数量则减少，可避免仔猪的红痢、白痢、黄痢疾发生；给雏鸡喂养服用，可健康鸡的肠道微生物，抵制饲料中污染的有害菌的影响，各种疾病显著低于未饲喂益生
3、菌的鸡，并可以建起良好的微生物菌系；这是因为体内微生物与病原微生物之间存在竞争附着小肠上皮位点的作用，即竞争性排斥作用。如果这些位点被较多的良性菌株占据，病原微生物会被排斥。,二.营养素的提供 益生菌素可为动物机体提供多种对其生长发育的有益物质，如维生素（尤其是B族维生素）、氨基酸、核酸、多种酶类，以及其他促生长 物质；幼畜禽消化道的各种消化酶类通常是比较缺乏的，益生菌为其所提供的各种消化酶可起到帮助消化、促进生长的作用；这些酶可将碳水化合物和脂肪分解为糖和氨基酸等可利用的成分，促进能量的供应；,益生菌所提供的纤维素酶等，还可以帮助饲料中纤维素等不易消化的成分分解，以利于消化和吸收；酶还可以降
4、低食糜的粘稠度，有利于动物对 淀粉和蛋白质的吸收；益生菌中的细菌聚磷酸盐还参与糖向细胞内的转运，执行己糖激酶的功能；除上以外，还可通过多种途径提高机体对养分的利用率；例：产酸菌对肠道环境的酸化作用等。因为机体对养分的消化过程依赖于此过程中的pH值和理想的温度；各种消化酶都有其发挥活性的最适pH值和温度，淀粉酶的最适pH値为 6.5，糖化酶的最适pH値为4.4；,为此某些益生菌对肠道的酸化作用有助于动物对养分的消化吸收，此外，有机酸还可以加强肠道的蠕动和分泌，从而促进饲料的消化，提高钙和镁等重要元素的吸收。三.剌激机体的免疫功能 对初生的（乳）猪、鸡来说，都存在着自身免疫力下降，主动免疫逐渐建立
5、的时期，益生菌素类的产品可刺激动物主动免疫系统的较早建立，增加其防病抗病能力；,因为动物体内正常的微生物菌系对机体的免疫系统具有重要的刺激用，含有活性微生物的益生菌的使用可刺激动物肠道管免疫系统细胞，提高局部免疫机能和抗病能力；另外，作为发酵饲料的含益生菌，其剂量的持续刺激可使动物机体的 一般非特异免疫功能得到调动和提高，因此提高了其整体的抗病能力；实践已证明，通过饲喂乳酸菌和酵母菌发酵饲料能提高干扰素的活性和巨嗜细胞的活性；因此，这种效果并不是由于肠道内微生物系所改变所造成，而是由于 嗜菌作用活性被激活和肠道产生抗体所致。,四.净化肠道内环境 益生菌的使用可减少氨及其它腐败物质的生成，阻碍肠
6、道内细菌产生 胺，可中和大肠杆菌内毒素等毒性有害物质；如从保加利亚乳酸杆菌制备的无细胞成分，可中和大肠杆菌毒素；饲喂这种有效成分饲料的仔猪，腹泻发病率极低，生长不受影响；另外，动物肠道的大肠杆菌和其它病原菌对氨基酸具有脱羧作用，产 生有毒的胺；而饲喂含益生菌素发酵饲料的动物，可防止这样的毒性物质在体内的合成；益生菌还参与某些过多消化酶的灭活及某些其它内、外源物质的解毒。,五.减轻机体的应激反应 饲料条件的改变、恶劣的环境、微生物的入侵以及药物治疗等，都可导致动物的应激反应，使肠道内微生物的次要菌系，特别是大肠杆菌的数量增加；这些微生物的代谢产物会给动物机体带来危害，而且这些菌体数量的增加本身也
7、破坏了肠道内微生物的菌系平衡；在正常情况下，动物肠道中的正常菌系处于一个平衡状态，其中主菌系占90%，基本上是可产生挥发性脂肪酸的乳酸菌和其它细菌，而次要菌系不超过1%，主要是肠球菌和大肠杆菌；剩下的菌系由梭状芽孢杆菌、葡萄球菌和变形杆菌等组成；,当肠道微生物，尤其是十二指肠内的微生物菌系向其它菌系转化时，就会使动物应激反应增强，应激越持久，大肠杆菌的数量就越多，造成危害就越大；此时，动物生长减慢，饲料转化率降低，最终表现为生长性能下降；严重时则会导致动物腹泻和死亡率的增加；由于有益微生物益生菌的使用将人为地迅速增加微生物主要菌系的数量，减少次要菌系的数量，使菌系重新恢复到平衡状态，从而使应激
8、反应得以避免或减轻。,益生菌的分类及特征 一.按使用目的分类 1.饲料益生菌添加剂 主要用来提高动物的生长性能，提高饲料的利用率，维护动物机体的正常健康；通过添加在哺乳期的仔猪料、母猪料及哺乳期的犊牛料中；在雏鸡和种鸡的配合饲料中添加；其特点是动物的年龄越小，添加效果越好，饲养条件越差，效果越明显。,2.药用益生菌 主要用于治疗。用于腹泻、肠炎、消化不良等消化道疾病；也可用于治疗其它部位的细菌感染、抗应激反应；这类益生菌可以添加于饲料中，也可以直接饲喂。上述两类益生菌，饲用益生菌添加剂产品要比药用益生菌广泛，是益生菌目前发展的主流。,二.按益生菌的微生物类别分类 益生菌素是由有益微生物制成的，
9、根据所利用的微生物可分为几类 1.细菌制作的益生菌素可分为：杆菌发酵制成：枯草杆菌、纳豆杆菌、地依杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌等；球菌发酵制成：乳链球菌、乳酸片球菌等；2.真菌制作的益生菌素可分为：酵母菌发酵制成：面包酵母菌、啤酒酵母菌等；霉菌发酵制成：黑曲霉菌、米曲霉菌等 按微生物类别分类的方法有助于了解制作生产的益生菌素的作用特性，并根据特性在不同的情况下使用；,但在实际应用中，益生菌并不是由单一菌体制成，而是由双菌和多菌微生物发酵或混合制作而成，使不同微生物的作用特性在不同养殖动物中进行互补，也更容易达到微生物区系的平衡。三.按益生菌的状态分类（基本分为三类）1.由微生物营养体制成益生菌素
10、一般是由不产孢子的微生物种类制成，如双歧杆菌、乳酸杆菌、酵母菌等；由于微生物处于营养状态，即正常的繁殖状态，这类益生菌抵抗外界不良环境的影响的能力相对较弱，如温度、湿度及pH值的变化等；有些种类在通过胃酸时可能造成活性的损失，其产品保存期也相对较短；,但这类益生菌的作用相对迅速，因为处于营养状态的微生物更容易在肠壁附着，从而对有害菌发挥抑制作用。2.由微生物休眠制成益生菌素 由产芽孢细菌的孢子制作而成的；如枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地依芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌（厌氧菌）等；孢子是细菌的一种休眠状态，由于孢子的外层是一层厚的孢子壁，对高温、pH值的变化等外界不良环境有很大的抵抗力，并可顺通过
11、胃酸而不受损失；这类产品的保质期较由营养体制成的产品活性长，在选择发酵制作益生菌的微生物时，通常都挑选培养具有产芽孢能力的细菌；此类生物产品在保存时，应尽量避免潮湿，因为芽孢一旦有适宜的湿度和温度，将会萌芽而发育成营养体；,这类孢子状态的益生菌作用相对较慢，因为细菌的芽孢必须进入肠道，发芽成为营养体后，才能发挥有效作用，体现出优势。3.由失活微生物及发酵产物制成的益生菌素 发酵产物通过后处理使微生物菌体失去活性，只有其发挥作用的物质制作而成的益生菌；这些仅指在有机体内通过促进微生物区系平衡原理而发挥作用的物质，而不包括仅作为单一营养物质的提供，或仅发挥某些其它特定生理活性和作用的物质；,也就是
12、说，这类物质虽不能直接参与机体微生物区系的组成，但能通过 对有益微生物的促生和对有害微生物的抑制来维护或达到这种微生物区系的平衡。四.按益生菌的种类数分类（可分为两类）单一菌制剂：指由一种微生物制成的益生菌素；复合菌制剂：指由两种及两种以上的微生物混合制成。在混合制成的益 生菌中，不同微生物之间一般应有良好的共生关系，以免相互发生抑制；同时复合菌的组成应具有协同作用及不同动物种类，不同时期的效性，以便增强益生菌的效能。,益生菌的应用技术 一.益生菌菌种的要求 微生物发酵生产益生菌需选择适当的菌种，而选择原则，除安全以外，就是各菌的选育、培养及作用必须能使各菌适合工业化生产，大量繁殖，同时使用能
13、抑制病原菌的生长。根据其原则，对有益菌菌种的选择尤为重要。1.对机体无害 许多微生物可以产生各种毒素或类毒素等对机体有害的物质，将对机体的健康造成不利影响；,有些种类还可以产生某些大分子蛋白代谢物，可能会引起机体的过敏反应或应激反应等；还有些虽然不会对动物机体造成直接影响，但可以对动物肠道的共生菌或有益菌造成影响，对微生物区系应有平衡造成破坏，同样对动物的生长健康不利；这些微生物都不能作为益生菌使用。安全性永远都应是生产制作生物饲料产品所需要考虑的重要条件！2.对消化道抑制因素有较强的抵抗力,益生菌经胃到达肠道发挥作用；因此生产益生菌菌种必须具有较强的耐 酸能力，否则在到达肠道之前就可能被胃酸
14、杀死，无法发挥作用及效率；益生菌菌体还必须具有能力抵抗动物机体本身的排斥力，以及微生物区系中其它细菌所产生的拮抗物质，如有机酸、过氧化氢、溶菌酶、细 胞外毒素，甚至某些抗生素物质。益生菌还必须具有耐热性，以承受其生产加工过程！3.具有良好的吸附于上皮细胞的特性 益生菌微生物进入肠道后，必须具有贮存于肠道的能力，才能在内增 殖并发挥作用；,这就要求其必须具有较强的吸附于上皮细胞的能力，而且这种能力应大于病原菌本身；因此它们在吸附过程中具有竞争性排斥作用。4.生长繁殖速度快 益生菌菌株发挥调整消化道内微生物区系紊乱作用，仅仅能停留在消化道，以及定殖在消化道还不够，它必须具备较强的繁殖能力，使其能在
15、短期内数量明显增多，在微生物区系内占主导地位，抑制病原微生物，改变原来微生物区系的紊乱状态；这种较强的繁殖能力，也是在微生物区系紊乱状态被调整后长期保持平衡所必需。,5.能产生抑菌性物质 产生抗菌性物质是益生菌菌株与病原菌竞争性抑制所必需，这些物质产要包括有机酸以及其它的可抑菌物质。6.易于生产并能保持较强活力 益生菌作为商品应用于饲料养殖业，其主要目的是提高生产效益，要求生产成本必须符合经济效益的要求；对菌种的要求则体现为能在较贫瘠的培养基中培养发酵生产，以保证价廉物美，能经受益生菌发酵饲料的各种加工生产过程，并保证较强活性力；产品的包装保存过程中保持较强的质量等，而在生物饲料中的保存期 则
16、应在3-6个月。,二.益生菌的菌种选择 根据益生菌菌株的特点，在实际应用中，主要应该着手进行菌种的筛选 1.具有产孢子能力的菌种 细菌的芽孢具有很强的抵御外界不良环境的能力，利用其生产制作具 有易生产加工，保存期长，存活率高等特点。2.菌种最好是动物消化道的固有菌 由于环境的驯化，微生物菌系之间的平衡关系，以及微生物与其宿主之间的供受体关系；许多细菌具有宿主的特异性，即动物机体将会对外界入侵的非共生微生物产生特异的排斥反应；,为此，一种动物用益生菌菌种最好从本动物的消化道分离，以利于益生菌菌株在宿主体内定殖。3.菌种最好具备产酸能力 在益生菌的作用中，特别是利用产酸的菌种最为重要，产酸菌所造成的酸性环境可以抑制病原菌生长；同时又利用于动物机体对消化道营养成分的消化 吸收，提高饲料的利用率。三.可用于生产发酵制作微生物发酵产品的益生菌菌种 具有安全性生产的益生菌有四十多种，其中包括：,枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地依芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌、德氏乳酸杆菌、保加利亚乳酸杆菌、双歧杆菌等 啤酒酵母菌、酿酒酵母菌、面包酵母菌等 黑曲霉、米曲霉等 目前作为发酵饲料益生菌菌种主要有：芽孢杆菌属、乳酸杆菌属及酵母菌等。四.微生物益生菌产品的合理使用 益生菌作为微生物制剂，应用过程中需要注意：发酵温度及时间、使用量、使用时间、使用对象、与抗生素的合理使用、益生菌的作用增效物。（谢谢）,
