畜牧业中乳酸菌的功能应用

乳酸菌的生理功能及在畜牧业中的应用 摘 要 乳酸菌通过发酵产生的有机酸、特殊酶系、细菌表面成分等物质，在体内能发挥许多生理功能，如改善胃肠道功能、提高免疫能力、抗菌、降低胆固醇、调节血脂等。其中的部分功能已被应用到畜牧业中，尤其在增强牛奶保健功能、提高青贮品质、提高畜禽生产性能、降低畜产品贮藏对肉品风味的影响等方面已取得较好效果。 关键词 乳酸菌；生理功能；畜牧业 中图分类号 Q939.11+7 随着人们对乳酸菌生理功能研究的深入，大多数研究结果表明，乳酸菌具有改善胃肠道功能、提高免疫能力、改善机体营养状况等。其中改善营养状况、免疫功能等特殊作用已在食品、医药方面广泛运用。乳酸菌解提高如牛免疫能力，提高饲料利用率以及强化牛奶保健功能，延长肉品货架期等作用已在畜牧业中应用。 1 乳酸菌的定义 乳酸菌（Lactic acid bacterium，LAB）是一群能从可发酵性碳水化合物中产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称。乳酸杆菌有44个种，连同亚种共51个种，是革兰氏阳性、无芽孢、细长、有弯曲的杆菌。有9个属：其中5个属呈球状，如乳酸球菌(lactococcus)、迷走球菌(vagococcus)、链球菌(streptococcus)、明串珠菌(leuconostoc)和片球菌(pedicoccus)；4个属呈杆状，如肉食杆菌(caronobacterium)、乳酸杆菌(lactobacillus)、双歧杆菌(bifidobactrium)和孢子乳酸菌(sporolactobacillus)。这些菌都和乳酸发酵有密切关系，其中人们对嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的研究比较多。 2 乳酸菌的生理功能 乳酸菌在动物体内能发挥许多的生理功能。大量研究资料表明，乳酸菌能调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡，从而改善胃肠道功能；提高食物消化率和生物效价；降低血清胆固醇，控制内毒素；抑制肠道内腐败菌生长；提高机体免疫力等。 乳酸菌通过发酵产生的有机酸、特殊酶系、细菌表面成分等物质具有生理功能（郑坚 2002），可刺激组织发育，对机体的营养状态、生理功能、细胞感染、药物效应、毒性反应、免疫反应、肿瘤发生、衰老过程和应激反应等产生作用。总之，乳酸菌的生理功能与机体的生命活动息息相关。 2.1 改善胃肠道功能 乳酸菌是肠道常在菌。畜禽服用乳酸菌后，可以改变肠道内环境，抑制有害菌繁殖，调整胃肠道菌群平衡。乳酸菌通过粘附素与肠粘膜细胞紧密结合，在肠粘膜表面定植占位，成为生理屏障的主要组成部分，从而达到恢复宿主抵抗力，修复肠道菌群屏障、治愈肠道疾病的作用。如果这个屏障遭到抗生素或其它因素的破坏，宿主丧失了对外来菌的抵抗力，会使具有耐药性的肠内菌异常增殖而取代优势菌的位置，造成肠道内微生态平衡的失调。 2.2 改善免疫能力 乳酸杆菌和双歧杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用，另一方面由于它能在肠道定植，相当于天然自动免疫。它们还能刺激腹膜巨噬细胞、诱导产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及促进细胞免疫等，所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应，提高机体的抗病能力。Pergidon等（1988）报道，口服乳酸菌后，对巨噬细胞的β-半乳糖甙酶活性、巨噬细胞的吞噬活性等具有显著的激活和促进作用。当异物侵入机体时，免疫细胞被乳酸菌激活，增强了机体对异物产生抗体的作用。Chandra（1984）认为，乳酸菌之所以具有刺激机体产生抗体的作用，是由于菌体通过淋巴结、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。 2.3 抗菌作用 研究资料表明（赵红霞 2003），乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用。可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症。其抗菌机制主要表现在以下几个方面：①产生的乳酸等有机酸能显著降低环境pH值和Eh（氧化还原电位）值，使肠内处于酸性环境，对于致病菌如痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等有拮抗作用；②产生的过氧化氢能够激活牛乳中的过氧化氢酶-硫氰酸系统，抑制和杀灭革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性细菌如假单孢菌属、大肠杆菌类和沙门氏菌属等；③产生类似细菌素的细小蛋白质或肽类，如各种乳酸杆菌素和双歧菌素，对葡萄球菌、梭状芽孢杆菌以及沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用。 另外，双歧杆菌等还可将结合的胆酸分解为游离的胆酸，后者对细菌的抑制作用比前者更强。 2.4 改善营养健康状况 2.4.1 降低胆固醇 人们对乳酸菌降低胆固醇的作用及其机理做了广泛的研究，认为乳酸菌菌体成分或菌体外代谢物中有抗胆固醇因子。在乳酸菌产生的特殊酶系中，有降低胆固醇的酶系，它们在体内可能抑制羟甲基戊二酰辅酶A（HMGCoA）还原酶（胆固醇合成的限速酶），从而抑制胆固醇的合成。由于乳酸菌能在肠黏膜上黏附并定植，故能显著减少肠道对胆固醇的吸收。乳酸菌可吸收部分胆固醇并将其转变为胆酸盐从体内排出。 Gilliland等（1985）实验证明，嗜酸乳杆菌对胆固醇具有同化作用；Rasic（1993）的研究也有同样结果；Klaver等（1993）研究表明乳酸菌对胆固醇具有共沉淀作用，当pH值低于6.0时，由于乳酸菌的胆盐共轭活性增加，使胆固醇与胆盐形成了沉淀，从而降低了培养基中的胆固醇含量。包惠燕等（2003）研究显示，嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌单独和混合发酵均可以使蛋奶中胆固醇量下降10%左右，嗜热链球菌比保加利亚乳杆菌的降胆固醇能力稍强。 2.4.2 改善血脂 乳酸菌在降低机体胆固醇的同时，可降低甘油三脂，使HDL升高，从而达到改善血脂的目的（郑坚2002）。目前对乳酸菌对血脂影响的研究还不很成熟，但大量的动物试验已表明，乳酸菌制剂发酵产生的有机酸、特殊酶系、细菌表面的成分以及乳酸在体内的代谢能改善血脂。那淑敏（1999）认为，有机酸中的醋酸盐、丙酸盐和乳酸盐可对脂肪的代谢进行调节，对降低血浆TC（总胆固醇）和LDL（甘油三脂），升高HDL起着一定的作用。 2.4.3 抗肿瘤作用 在肠道内的部分细菌分泌的一些酶类，如β-葡糖酶、β-葡糖苷酸酶、硝基还原酶、偶氮还原酶、7α-脱羟基酶等, 在肠内可使前致癌物转化为致癌物。肠道菌中的乳酸菌(包括补充到肠道中的乳酸菌) 可通过调整肠道菌群抑制这些细菌酶的活性, 达到降低肿瘤发生的危险。乳酸菌抗癌的机理可能是乳酸菌的某些代谢产物可促进肠胃蠕动，缩短致癌物质在肠内滞留的时间, 减少致癌物质与上皮细胞的接触或者是乳酸菌的代谢产物在肠道内膜内附植，形成不利于这些细菌酶作用的环境, 抑制其活性, 阻断肠内的前致癌物向致癌物的转化。肠道内具有抗肿瘤作用的乳酸菌列于表1。 3 乳酸菌在畜牧业中的应用 3.1 接种乳酸菌对青贮饲料品质的影响 不同的研究或者接种不同类型的乳酸菌有不同的结果。一般接种同型乳酸菌（如乳酸片球菌，pediococcus acidilactid；植物胚芽乳杆菌，lactobacillus plantarum；酪蛋白乳杆菌，lactobacillus casei；粪链球菌，streptococcus faecium；戊糖片球菌，pediococcus pentosaceus）可降低青贮饲料pH值，增加乳酸含量，降低丁酸含量（许庆方 2004；Tengerdy 1991；Phillip 1990；Nadeau 2000）；接种异型乳酸菌（如布氏乳杆菌，lactobacillus buchneri；发酵乳杆菌，lactobacillus fermentum）则提高青贮饲料pH值，增加乙酸的生成。 3.2 补喂乳酸菌对畜禽生产性能的改善 王会娟等（1998）在雏鸡饮水中分别添加0.05%、0.1%、0.5%的乳酸菌，发现3种浓度的乳酸菌均能提高蛋雏鸡成活率和日增重，尤其以添加0.1%效果最好。孙宁(2004)在断奶前仔犬和断奶后仔犬日粮中添加乳酸菌,试验结果表明，在日粮中添加乳酸菌对断乳前仔犬体重无显著影响，而断乳后仔犬体重显著增加，可显著提高饲料利用率。 3.3 乳酸菌发酵对乳制品保健功能的影响 通过在牛奶中添加活性乳酸菌发酵制作而成的乳酸菌奶，含有新鲜牛奶的全部营养成分, 是新一代的牛奶改良食品。经发酵的乳酸菌奶酪蛋白及乳脂被转化为短肽、氨基酸和低分子的游离脂类等更易被人体吸收的小分子（戴必胜等 2002）。奶中丰富的乳糖已被分解成乳酸, 乳酸与钙结合形成乳酸钙, 极易被人体吸收，也可被乳糖不耐症人群选用。乳酸菌奶能促进胃液分泌, 促进消化, 对胃具有保养功能, 并能抑制肠道内腐败菌的生长, 其生物保健价值远远高于牛奶。 乳酸菌奶中含有高活性的乳酸菌, 它的代谢产物能干预人体内的肠肝循环功能，从而降低对脂肪的吸收，尤其对女性而言，常喝乳酸菌奶可降低乳腺癌的发生率。乳酸菌奶可以增进食欲, 促进胃液分泌,增强肠胃消化功能, 促进胃肠蠕动, 因而可防治老年习惯性便秘、婴幼儿消化不良、幼儿腹泻等病症。 3.4 乳酸菌对肉品贮藏的影响 为了延长肉品的货架期，最有效的方法是冷藏，但是在冷藏条件下单核细胞李斯特增生菌和假单胞菌属等嗜冷菌仍可生长，并引起冷藏食品发生致病和腐败。真空包装和气调包装等方法也有利于肉毒梭菌等致病菌的生长。因此，目前较关注的是生物防腐，即利用自然的或人为控制的微生物以及它们产生的抗菌物质来延长肉品的货架期，提高食品的安全性。Leroi F等（1996）研究结果表明，用乳酸菌发酵液保鲜肉品，可以抑制肉品中的致病菌和腐败菌的生长，保存风味物质，不改变食品组织状态，而且在正常冷却贮存条件下，也不影响食品的感官特性。马丽珍等（2004）进行了乳酸菌发酵液保鲜冷却猪肉的研究，结果表明，乳酸菌发酵液对猪肉上的致病菌如金黄色葡萄球菌和粪大肠菌群有明显的抑制作用，而对嗜冷菌如假单胞菌属、肠杆菌科等抑制作用不明显。乳酸菌发酵液处理冷却猪肉后，不影响产品的感官特性，除贮存末期产品的生物胺含量较高外，其余均处于较低水平。 4 结束语 总之，乳酸菌及其发酵产物在畜牧业中应用可提高畜禽的增重、存活率,改善青贮的品质及延长肉品货架期，生产功能性牛奶，可以起到防病、治病、增强机体免疫力的功效,还可以提高饲料的品质,提升畜禽对饲料的利用率。作为添加剂，与传统的抗生素、化学药物相比,具有无公害、安全、高效的优点。 乳酸菌的生理功能及在畜牧业中的应用

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