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發酵飼料對豬腸道微生物菌群的影響
時間:2019-10-22 11:14 來源:生物飼料工程研究中心 作者:qunlinshengwu 點擊:

 

 

生物飼料工程研究中心  

目前廣泛研究發酵飼料以減少抗生素生長促進劑的使用.同時養豬業想通過使用工業副產品來降低飼料價格。微生物發酵能夠降解抗營養因子和一些飼料常量營養素。提供益生菌和代謝物。Canibe和Jensen已充分研究了微生物在相關飼料的應用.以提高飼料的生物利用度,改善豬胃腸功能,預防腹瀉,并提高豬的生產性能和健康。發酵飼料具有改善腸道健康和維持豬腸道微生物穩態的巨大潛力.可通過飼喂飼料調節宿主腸道微生物菌群。共生腸道微生物菌群在營養吸收、代謝和宿主免疫功能中起著關鍵作用。因此,研究飼喂飼料變化對豬腸道微生物群的結構、特征、功能的影響是非常重要的。通過了解發酵飼料對豬腸道微生物菌群的影響,有助于我們通過飲食策略引導豬腸道微生物,并減少豬生產中抗生素的使用。

 

1  發酵飼料及其微生物菌群

 

在動物生產中替代抗生素和降低飼料成本的研究,推動了發酵飼料的發展。不僅提高了營養品質和飼料的利用率.還為動物提供了益生元,與健康相關的微生物及其代謝產物,它們起到了促進生長的作用。補充結果導致豬腸道pH降低,腸有機酸和短鏈脂肪酸濃度增加及腸功能改善,進一步提高了豬的生產性能。

發酵飼料的微生物主要是益生菌。以芽孢桿菌屬為基礎,枯草芽孢桿菌通過分泌細胞外酶來降解抗營養因子。乳酸桿菌屬廣泛用于發酵液體進料和固態發酵,生產有機酸,降低了底物pH值。以真菌和酵母發酵的產品添加到豬日糧中來提供有益成分.例如酵母細胞、酵母細胞壁片段和代謝物。酵母具有將腸桿菌結合到其表面的能力,從而阻斷這些細菌與腸上皮的結合。曲霉屬物種.例如米曲霉和黑曲霉,也用于飼料發酵。它們將大分子蛋白水解成小分子肽并降低飼料中抗營養因子含量的能力相對較強。益生菌抑制內源性病原體的作用方式主要是。一種是酸化,在厭氧條件下益生菌產生有機酸,降低飼料的pH值。另一種方式是產生抗菌成分,例如分泌的細菌素抑制病原微生物的擴散。

發酵過程中飼料成分的理化性質發生了很大變化,芽孢桿菌發酵豆粕時,凝乳蛋白、小肽濃度和體外消化率增加,大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白減少。用黑曲霉發酵菜籽粕時,凝乳蛋白和氨基酸含量增加,其中中性洗滌纖維、硫代葡萄糖苷、異硫氰酸酯、惡唑烷硫酮和植酸減少。通過掃描電鏡可發現發酵菜籽粕中的不規則形狀、表面粗糙和破碎淀粉顆粒.證實了發酵菜籽粕的生化結果,益生菌、凝乳蛋白、小粒徑肽、芳香族和乳酸濃度隨著時間的推移顯著增加。用枯草芽孢桿菌和糞腸球菌發酵玉米和豆粕混合飼料時,抑制了腸桿菌和霉菌的生長。Canibe和Jensen監測了液體飼料發酵過程中微生物和pH的變化,發酵第1天,乳酸菌、酵母和大腸桿菌的數量增加。發酵第2天,乳酸菌和酵母的數量處于穩定階段,而大腸桿菌的數量迅速降低至低水平。第3天,pH值逐漸下降至4.0—4.2。物理化學變化使得底物具有更好的營養價值,更易被腸道微生物消化,從而提高營養利用率。

發酵飼料的質量很大程度上取決于所使用的微生物、環境因素和制造技術。因此,評價發酵飼料的質量是非常重要的。主要從以下幾個方面來評價,一是發酵飼料的營養成分。凝乳蛋白含量是一個重要因素,因為發酵后,凝乳蛋白含量的增加提高了飼料的營養價值.并帶來了經濟效益。小分子的肽對發酵飼料的營養消化率、毒性和適口性有影響,通過體外營養消化試驗.評價發酵飼料的飼用價值。另外。可通過動物飼養試驗來確定發酵飼料的營養價值。二是發酵飼料中的益生菌及其代謝產物。一般來說,益生菌的數量越多,它所含的營養價值就越高。飼料中乳酸濃度應為150毫摩爾/升。以抑制內源性病原體。但應設定乳酸、乙酸和乙醇的上限,避免對最終產品的適口性產生負面影響。酸堿度是評價發酵飼料營養價值和生物安全性的另一個核心參數。低pH值表明飼料中有機酸含量高,病原體含量低。pH值也可以用來監測發酵過程,最終pH值介于4.0和5.0之間并不意味著發酵過度或發酵失控。此外,微生物酶的活性和抗菌成分對發酵飼料的質量也很重要。

 

2  豬腸道微生物茵群對其采食量的影響

 

微生物的多樣性和動態性為宿主產生必需的營養物質.調節宿主免疫系統。在腸道形態、營養消化中起關鍵作用。豬腸道微生物主要含有厚壁菌門和擬桿菌門。豬腸道中的主要細菌群包括以下細菌:鏈球菌屬、乳酸桿菌屬、真細菌屬、梭桿菌屬、擬桿菌屬、消化鏈球菌屬、雙歧桿菌屬、硒單胞菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、丁酸弧菌屬。微生物組的組成和穩態由許多因素構成。喂食不同飼料后,觀察到影響豬腸道微生物菌群的主要因素之一的是食物,食物也對豬腸道中乳酸桿菌的分布有影響。Frese研究發現豬腸道微生物分類學變化不同,從母乳專用飲食轉變為由植物和動物成分組成的食物,發現梭狀芽孢桿菌屬從斷奶前到斷奶時。增加了近50倍,這與細菌科植物種群從15.4%減少到1.4%相吻合。斷奶后丁酸弧菌屬和乳酸桿菌屬也有所增加。Tilocca研究飼喂不同來源蛋白質和鈣、磷水平的轉變時.發現豬腸道菌群逐漸適應此變化。在食物組成發生變化后,已經形成的細菌群落種類和功能性也隨著改變。食物變化可以極大地影響豬腸道微生物群的結構和功能.更好地了解豬腸道微生物菌群以及飲食對其影響,可為飲食干預提供潛在的目標,以減少抗生素的使用并提高豬的生產力。

 

3   發酵飼料對豬腸道微生物群和宿主健康的影響

 

了解飼料對腸道微生物菌群的組成和體內平衡的影響,是研發新型飼喂策略的基礎。補充發酵飼料作為一種新型膳食飼料,可通過為動物健康提供能量和營養來改變腸道微生物的組成。

用酵母發酵產品飼喂斷奶仔豬,通過抑制腸桿菌科的數量和增加回腸消化細菌的豐富度和多樣性,可以增加采食量。在斷奶仔豬試驗中.Yin等人通過降低促炎細胞因子的表達,減輕了沙門氏菌的感染。發酵液飼料增加了斷奶仔豬乳酸桿菌數量,有助于豬的保健。Price指出.在沙門氏菌感染期間.向仔豬補充酵母發酵產品,會增加擬桿菌和乳酸菌的數量,酵母發酵產品提高了感染豬的體重。當用發酵的液體飼料飼喂豬時,胃和小腸中乳酸桿菌數量增加。Demeckova報道給產仔母豬飼喂發酵的液體飼料,降低了糞便大腸菌數量.增強了宿主免疫力。這些結果顯示了腸道微生物菌群的有益轉移。以及抑制原生腸桿菌科定殖.緩解了病原體的攻擊,達到了預防疾病的效果。

發酵飼料對豬腸道菌群的不良影響尚未見報道,通常會減少乳酸菌和厭氧菌的數量,特別是大腸,并使腸道pH值升高。Urlings假設,有限的可用營養物質,如維生素和氨基酸到達大腸.導致微生物發育緩慢和腸道pH值增加。發酵飼料飼喂斷奶前后仔豬,降低了腸道細菌的多樣性,增加了腸道真菌的多樣性,產生了幾種有害的代謝物,導致腹瀉。這些問題都可能會降低豬的生產力。因此,有必要選擇適當的微生物和發酵條件。以防止病原體污染和過度發酵。僅發酵谷物部分而不是發酵全價飼料的方法.可以避免必需營養素的損失。

 

4  結論

 

豬腸道微生物菌群是營養吸收的重要組成部分。發酵飼料作為抗生素的潛在有效替代品。對豬腸道微生物群有許多有益的影響。通過向宿主提供益生菌及其代謝產物,豬腸道增加了與健康相關的微生物。適當的發酵和最終產品評估是必要的,以避免減少腸道微生物種類和代謝問題。發酵飼料提出了一種新的飼喂策略,積極地控制豬腸道微生物平衡。以減少抗生素在豬生產中的使用。

注:本文由生物飼料開發國家工程研究中心(BFC)小編整理發布,如有任何建議或意見及投稿等,請您加小編微信(18611366384)交流互動。

參考文獻略。

責編:穆圖;

審稿:劉晶晶博士;

來源:北方牧業;

作者:朱原、石博文、趙洪明等

轉載此文請保留線內的所有內容。

 

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