飼用益生素與抗生素的比較研究

矮子 · 發表于 2009-10-10 08:53:50

益生素 (probiotics) 和抗生素（ antibiotics ）是兩種不同概念的物質。也有人認為是“你中有我、我中有你”的同類物質。低劑量抗生素作為促生長飼料添加劑，已有 50 多年的歷史，在動物防病保健方面起到了不可磨滅的作用。由于人們對環境及健康的要求，對抗生素產生的副作用憂心忡忡。據英國最新一期《 New Scientist 》雜志報道，每年歐盟國家和美國消耗的抗生素總量達 2 萬噸，其中約有一半用于治療或預防家畜疾病。瑞士聯邦環境科學與技術研究所的科學家指出，這些抗生素不僅會通過肉類食品進入人類食物鏈，還會隨家畜的排泄物大量進入農田，被農作物吸收。對瑞士一些農田的土壤分析時，發現其中抗生素含量很高。由于瑞士已經禁止在動物飼料中添加抗生素，這一發現意味著其他國家的農田抗生素污染可能更嚴重。尤其令人擔心的是不易溶于水也不易分解的硫胺類藥物，據估計瑞士農田里的硫胺藥物含量可能高達每公頃 1 千克，這足以促使大腸桿菌等細菌產生抗藥性。因此，各國學者們紛紛踏上了開發研究無副作用的綠色飼料添加劑的道路 , 益生素飼料添加劑則受到了前所未有的關注。

1 益生素飼料添加劑研究的歷史與現況

益生素又名促生素、競生素、生菌素、促菌生、活菌劑等，是活的微生物飼料添加劑。

益生素就其應用可以追溯到古代，中國早在公元前 17 世紀就有用微生物生產醋、酒的記載。歐洲在《圣經》的《舊約全書》中就有 " 含有微生物食品 - 發酵酸奶 " 的記載。而益生素的概念形成于 20 世紀 70 年代，是由 R.B.Parker 提出的，他給益生素下的定義是：“使腸道微生物達到平衡的有機體和物質”。 Parker 在肯定益生素與腸道內微生物有關外，還指出“物質”內含有抗生素的可能。 1989 年 Fuller 明確提出益生素是“一種活的微生物飼料添加劑，通過改善腸道內微生物的平衡而起作用”。將含活菌的飼料喂給動物始于 Metchnikeff ，他得出“正常菌群有害說”，認為調整胃腸道菌群有益于健康。法國的 Paster 提出了“正常腸道菌群有益說”，他認為人和動物必須有正常菌群，在消化食物時需要通過微生物的發酵作用，將淀粉、多糖降解為單糖，然后才被利用。隨著無菌技術和悉生動物（ Gnofobiotes ）的研究進展，人們進一步認識到在人和動物的胃腸道菌群中，既存在對宿主抵抗疾病和能量轉化有益的細菌，也存在著對宿主致病和對能量轉化不利的細菌。飼料中加入抗生素，殺滅了腸道一些細菌，提高了動物的生產性能并降低了發病率和死亡率。據此，一些學者認為，應調節畜禽腸道微生物群落，使之既維持又增強動物的抗病力，以有利于動物生長。

總之，無菌技術和悉生動物的發展以及抗生素的應用，奠定了益生素作為飼料添加劑的理論基礎。益生素在實際應用中有著突出的優點和廣泛的作用。如維持腸道菌群平衡，預防幼畜禽腹瀉性疾病，提高免疫力，生產力，減少腸道有害氣體的產生，屬于天然產品，無殘留性和抗藥性。此外，有實驗證明，益生素還有延緩不耐乳糖癥，減輕便秘，抗癌、抗膽固醇等作用。從菌種來看，生產益生素最理想的微生物應具備以下特點：①不會使人和動物致病；②在體內外易于增殖；③ 在低 pH 值和膽汁中存活，并能植入腸粘膜；④在發酵過程中能產生乳酸；⑤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；⑥經加工后存活率高，混入飼料后室溫下穩定性好。另外，組成益生素的微生物最好來自本動物腸道內，因為很多細菌有宿主特異性，來自本動物腸道內細菌組成的益生素，更有利于其在宿主體內的定植。

1989 年，美國食品與藥物管理局（ FDA ）和美國飼料公定協會，發表了可以直接喂飼且一般認為是安全的微生物品種的名單，共 42 種。但是，構成用于配合飼料的主要活體微生物產品的微生物種類較少，主要是乳酸桿菌屬（以嗜酸乳桿菌為主）、糞鏈球菌屬、芽孢桿菌屬及酵母。其中，前兩種是腸道的常居菌群，而后兩種僅偶爾存在于腸道微生物中。在菌種組合和篩選方面國內外也見一些報道。 Henry Sogaard 等人報道，某些芽孢桿菌屬不僅對熱、壓有較高的耐受性，而且對家畜（特別是豬）有“平衡”、“穩定”及促生長的作用。因此用芽孢桿菌屬替代乳酸菌作為飼料微生物添加劑不僅效果好，還可以避免制粒過程中微生物活性受破壞。 Sogaard 在一篇報道中討論了以乳桿菌屬為主的益生素和以芽孢桿菌屬為主的微生物促生長劑的區別。區別的意義不僅使其應用更有針對性，而且可以根據使用規則不同而在制粒及包裝貯存過程中分別對待。

從微生物作用方式上看，主要有以下 3 種學說：①優勢種群學說。正常微生物群對整個菌群起決定作用，使用微生物的目的就在于恢復優勢菌群，保持微生態平衡；②微生物奪養學說。益生素菌種以孢子狀態進入畜禽消化道后，以消耗腸內氧氣，使局部氧分子濃度下降，從而益于厭氧微生物的生長；③膜菌群或屏障學說。益生素可以競爭性地抑制病原體，附著到腸細胞上，起到屏障的作用。

從微生物代謝方式看，其作用方式主要有以下 7 種：①產生乳酸菌 ; ②產生過氧化氫，它對幾種潛在的病原微生物有殺滅作用 ; ③防止有害物質氨和胺的產生 ; ④合成酶。產生各種消化酶，以提高飼料轉化率 ; ⑤合成 B 族維生素 ; ⑥產生抗生素類物質，但其作用尚不清楚 ; ⑦產生非特異性調解因子。最近研究表明，乳酸桿菌以某種局部型免疫因子的形式起作用，刺激腸道某種局部型反應。總之，微生物代謝方面的作用可歸納為“三流運轉學說”，即微生物與宿主動物之間或正常微生物種群之間存在新陳代謝和物質交換。有關益生素研究應用的情況國內外報道很多。

在國外，如美國、日本、德國、英國、丹麥、瑞典、菲律賓、朝鮮、前蘇聯、奧地利、法國、芬蘭、西班牙等國的眾多科學家都在這一科研領域，取得了長足進步。在理論研究上主要側重于作用方式及機理探討方面。在生產研究上，主要側重于微生物品種的篩選，尋求自己的菌源。同時，通過對其作用機理的研究，力求通過基因工程篩選菌株，以便生產出能永久性定居腸道內的菌群。另外，在益生素產品的保藏及加工處理過程中保持其菌體活性方面都進行了研究和探討。在益生素和其它活性物質結合使用方面也見許多研究和報道。

在國內，微生物添加劑的研制始于 20 世紀 80 年代初。而動物微生態學則在 70 年代末就已開始。何明清發現，仔豬下痢的主要原因是因為腸內菌群比例失調，從而為研制和應用微生態制劑提供了理論依據。隨著動物微生態學的研究和應用的發展，益生素的研制和開發蓬勃發展起來。羅世彤從正常雛雞群中找到了一種雛雞乳桿菌（ Lactobillus Gallmarlm ），此菌與酵母菌混合制成的制劑，對仔雞白痢防治效果明顯，亦有防治仔豬白痢功效。薛恒平從健康兔和豬腸道糞便中分離到乳酸桿菌 K 株和 P 株，所制成的活菌制劑對仔豬、雛雞均有防下痢、提高增重等效果。北京市營養源研究所于 1991 年底研究出 HB-1 增菌素，其安全性、酶活性均達國外標準。 1993 年肖振鐸等根據植物乳桿菌（ Lactobacillus Planterum ）、糞鏈球菌（ Streptococcus Fecalis ）和乳酸片球菌（ Peeltococcus Acitilactict ）的產酸耐酸特性，研制出由這三種菌組成的接續產酸型活菌制劑，并成為防治幼雛腹瀉的首選藥物或添加劑。

在飼喂效果方面，主要可概括為防病和促生長兩方面。在防病方面，試驗證明，乳桿菌可吸附于雞的消化道上皮，并能降低悉生小雞或普通小雞嗉囊和腸道 pH 值，并在嗉囊和腸道中排斥大腸桿菌的定植。

用雞的腸道微生物飼喂感染過沙門氏菌的雞，可防止沙門氏菌在盲腸的定植。王長文用嗜酸乳桿菌和無毒需氧芽孢桿菌制成復合生物制劑，對犢牛的腹瀉有很好的療效。 Inooko 給仔雞飼喂乳酸桿菌可使仔雞顯著增加抗體產生，提高脾臟 T 、 B 淋巴細胞的比例。顧宏偉用蠟樣芽孢桿菌飼喂肉仔雞，顯著提高 IgG 的含量（ P<0.05 ）。這些結果預示益生素可使機體免疫功能增強。在益生素對畜禽生產性能方面無明顯影響的報道也頗多。在肉仔雞日糧中添加乳酸桿菌對家禽日增重并未產生顯著影響。有人用某些芽孢桿菌和酵母飼喂豬，發現對豬的增重和飼料報酬具有益作用，或使斷奶仔豬數增加。

使用條件對益生素的飼喂效果也有一定影響。波蘭學者 A.Siuta 的一項研究表明，玉米青貯中添加益生素比大麥青貯中添加益生素效果更好。郎仲武等人分別對活菌制劑的劑量和濃度上進行了探討。另外，許多研究表明，益生素與某些活性物質的配合使用效果最佳。喬宏宇研究結果表明，活菌制劑與有機酸配合使用效果最佳。薛恒平試驗證明，乳桿菌和其它一些物質（如酵母、龍膽紫、芽孢桿菌）混合使用對家禽增重、產蛋量和飼料轉化率有有益影響； Saartchit 用枯草芽孢桿菌和抗生素混合喂雞，第 1 個試驗結果枯草芽孢桿菌并不影響火雞增重和飼料報酬，只是嗉囊和盲腸的枯草芽孢桿菌增多，腸道乳桿菌和大腸桿菌數量不受影響。而第 2 個試驗表明枯草芽孢桿菌可提高火雞的日增重。這一研究表明，芽孢桿菌對提高禽的生產性能有一定影響，但效果不夠穩定。由于乳酸桿菌和鏈球菌大量存在于動物腸道，并且人們較早認識到它們對于維持腸道微生態平衡的重要性，因而早期益生素產品主要為乳酸桿菌和鏈球菌。然而乳酸桿菌屬較不穩定，不能耐受飼料加工過程中高溫高壓的破壞作用，也不能長期存放。而芽孢桿菌的芽孢對飼料的加工、貯存和酸性胃環境有一定的耐受性，還可以在腸道內發芽，成為具有新陳代謝作用的“營養型細胞”。研究表明，芽孢桿菌屬具有多種有效的酶活性。地衣多糖芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌具有較強的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。這些桿菌對植物組成部分的許多復雜的碳水化合物具有降解功能，可降解甘油三酯、蛋白質、淀粉和動物難以消化的木聚糖、果膠、羧甲基纖維素、地衣聚糖等。因此，它的研究和應用越來越受到專家和學者們的關注，成為目前益生素研究的熱點之一。但是，關于芽孢桿菌飼喂動物的研究結果還很不一致，并且國內外報道多見于對豬的研究上，而對肉雞的研究相對較少。

2 飼用抗生素研究概況

飼用抗生素是在藥用抗生素基礎上發展形成的，一般作為飼料添加劑使用。飼用抗生素的應用大體可以劃分為三個階段：① 20 世紀 50 年代為開始階段，當時抗生素人畜共用，如青霉素、鏈霉素、四環素和桿菌肽鋅等；② 20 世紀 60 年代后，人們對細菌產生耐藥性的機制和抗藥性的轉移有了進一步的了解后發現，細菌可以通過質粒將抗藥性直接傳遞給相鄰的微生物細胞使其產生抗藥性或遺傳給后代。因此提出飼用抗生素要與人用抗生素分開，以避免在引起人類疾病的抗生素中產生抗藥性。在這個時期，一些專門用于飼料添加劑的抗生素先后被發現；③ 20 世紀 80 年代以來在飼料工業發達國家，飼用抗生素的研究和應用已發展到第三階段，即通過篩選研制新的飼用抗生素 , 首先使其與人用抗生素分開，然后在與獸藥分開，并篩選出在腸道內不宜吸收或不吸收的抗生素使其在體內不產生殘留，開發對人畜更安全的抗生素。就其作用而言，抗生素不僅可以保證動物的健康狀態，保持良好的生產性能，而且可以限制病弱動物排瀉帶病糞便和分泌物以及病原微生物的傳播。從流行病學看，當某種病原侵入到某個群體后，受這種病原感染的是整個群體，因而人們常把用于預防和治療疾病的抗生素作為藥物添加到飼料中，隨著動物采食飼料，同時也服用了抗生素藥物。另外，在群體飼養中，可使同一群體的個體健康狀況相對一致，特別對機體免疫系統尚未健全、疾病抵抗能力較弱、相互之間傳染疾病機會較多的幼齡畜群體來說，飼用抗生素就顯得格外重要。同時，飼用抗生素還可以改善養分的利用、促進生長、提高飼料轉化率。因此，盡管飼用抗生素在實際生產中還存在這樣或那樣的爭議，但從我國目前國情出發，抗生素在減少人畜病原微生物的滋生、保證規模化養殖業正常生產等方面仍然起著決定性作用。

有關抗生素的促生長效果目前主要有以下幾種解釋：①抗生素在畜禽腸道內起抑菌和殺菌作用，有效地阻礙腸道內有害微生物的繁殖，減少疾病的發生，促進畜禽生長；②使畜禽腸壁變薄，增加腸粘膜通透性，從而有利于畜對營養成分的吸收；③當微量的抗生素進入體液循環后，能夠刺激腦下垂體，增加促生長的激素的分泌量，有效地促進畜禽的生長；④由于畜禽機體內細菌、微生物被殺死或抑死，減少了細菌所耗的養分，節省下來的養分可用于畜禽生長，從而達到促生長的目的；⑤抗生素可能影響動物機體的代謝；⑥許多抗生素能激活許多酶（淀粉酶、磷酸酶、酯酶等）。另外，抗生素可能使氨基酸的利用得到改善，使體內蛋白質合成提高。

抗生素的促生長作用機制前人已做過廣泛的研究。 Coates 等在 2 種飼養環境條件下對抗生素的作用進行了研究。一種是把試驗雞置于沒有養過雞的環境中，另一種把雞置于經常養雞（ 10 年以上）的環境中。結果表明，抗生素的防病促生長作用僅在后一種情況下有效。 Hill 和 Lillie 等研究認為，在無菌環境下雞的生長速度不受抗生素的影響。 Freeman 研究發現，抗生素不能降低應激的作用，但 Dafwang 研究認為，抗生素可以減弱因密度過大的應激對畜禽產生的抑制作用。

人們研究發現，無菌雞的腸壁重量比常規雞的腸壁重量要輕，而且前者的腸壁厚度比后者薄。 Corden 和 Pepper 研究發現飼用抗生素后的雞腸壁厚度變薄，重量減輕。 Henry 等人的研究也得出類似結論。 Meixner 等研究發現，諾爾絲菌素（ Nourseothyrcin ）可以促進肉雞生長，同時近回腸端的腸壁絨毛明顯變長。因而可以認為抗生素是通過作用于胃腸道，促進營養物質的吸收，從而促進畜禽生長。另外， Warren 、 Alvares 、 Visck 、等人發現，益生素的促生長作用與抑制微生物在動物體內外分解過多的胺有關。

由于抗生素是由微生物產生，并對微生物起作用的物質，因此可以認為所有抗生素的促生長作用都與腸道內微生物有關。近幾十年來人們把產氣莢膜桿菌作為研究抗生素促生長機制的代表。 Lev 、 Cole 、 Stuutz Dafuang 的研究均發現，抗生素可以通過減少腸道產氣莢膜桿菌而有利于動物生長，減少疾病的發生。此外， Untauale 、 Wangner 及 Aluvares 等研究發現，抗生素可作用于抗生長因子，從而促進動物生長。

抗生素對免疫系統的作用也曾一度成為許多專家和學者研究的熱點。 Click 研究認為抗生素可以降低切除法氏囊的雞的死亡率并改善其體增重。佟建明的研究也得出了類似的結論。 Pafwang 等經研究發現抗生素可能與動物的免疫系統有關。但 Naqi 的研究卻表明抗生素與免疫系統無關。

3 益生素與抗生素的關系及比較研究

在畜禽飼料中添加亞治療劑量的抗生素用于提高動物的生產性能的作用是肯定的，同時對其長期作為飼料添加使用也存在爭議。爭議的原因在于人們逐漸認識到抗生素作為飼料添加劑的種種弊端，如使畜禽消化道菌群平衡失調導致胃腸道疾病的發生，尤其是幼畜；能間接地使人類致病菌產生耐藥性；在畜產品中殘留的抗生素將嚴重地危險人類健康并有遺傳的可能等等。鑒于此，抗生素的大量使用越來越受到許多專家和學者的反對。經濟發達的國家對抗生素的控制十分嚴格，這就迫使人們去尋找能夠替代全部或部分抗生素的新型添加劑。益生素就是在這個領域上研究和應用的焦點之一。應用抗生素的目的是試圖通過人為因素，在動物腸道中建立一個適合于動物生長的微生態環境，在這種環境中病原微生物的繁殖受到限制，有益菌群占主導地位，從而防止動物產生疾病，達到促進其生長的目的。由于該添加劑的作用過程是一種生物防治的過程，因此具有不誘發病原微生物產生抗藥性的特點，克服了微生物產生抗藥性的缺點，也正是由于這些優點，該添加劑受到了許多消費者的歡迎，并促進人們對其進行深入研究。

但是益生素并不是在任何條件下都能有效地發揮其作用。譬如，當腸道內有較多的病原體和無益微生物及益生素不能取代腸內微生物時，都會降低益生素的作用。因此在飼喂益生素之前先用抗生素預先清理腸道可以解決上述問題。但一般來講益生素和抗生素是兩種對立而不能統一的添加劑。抗生素是將菌絲篩選和繁殖培養，取其代謝產物制成的抗菌物質，其作用是抑制和殺滅病原菌以達到防治疾病的目的。但同時，也抑殺了動物機體內正常共生的菌群，破壞了微生態平衡。相反，益生素的作用在于扶植正常微生物菌群，提高它們在腸道中的定居繁殖能力以頡抗致病微生物，把生態失衡調節為生態平衡，從而達到促進生長，防治疾病的目的。因此，原則上講抗生素和益生素不能混合使用。但是，由于目前飼料中普遍添加抗生素，因此許多學者開始在抗生素和益生素的配合使用方面進行探討。

目前，抗生素和益生素配合使用的研究還僅僅是一個開端。其意義有 2 個方面：一是通過益生素的添加減少或避免抗生素的某些副作用；二是抗生素作為一種較成熟的飼料添加劑目前在各類飼料中已普遍應用，并能顯著地提高動物的生產性能。因而，在短期內用益生素完全代替抗生素還不可能。因此與抗生素配合使用已成為益生素研究的一個新課題。 Costaloo 在其綜述中指出，開展益生素對抗生素的敏感性的研究很有價值。 Tortuer 等肉雞試驗表明， 0-24 日齡肉仔雞料中同時使用蠟樣芽孢桿菌和弗吉尼亞霉素比單獨使用更有利于提高增重和改善飼料利用率。 Seunal 也得出了類似的結論。但從機理上更深入的探討還未見報道。 Wiliam 和 Qutonlen 測定了益生素對抗生素及抗球蟲病藥物的敏感性。這種研究雖在體外進行，但很有參考價值。它提示人們，低劑量抗生素可能與適量的益生素相互配伍，同時喂給動物，以便產生相互補充、相互促進的效果。另外，還可以從時間上對抗生素和益生素的使用進行探討。比如先用抗生素作前處理，然后再喂給益生素，這樣既可以避免抗生素對益生素的抑制，又可以統一或改善益生素的作用環境，其更有效地發揮作用；如果動物出生后就立即投以益生素，生長過程中為抵抗外界環境的不良影響再投以益生素，就可以避免初生動物由于抗生素的投喂而發生腸道微生態失調，減少胃腸疾病的發生。再者，聯合使用的劑問題也可以給予考慮。若由于益生素的使用而能減少抗生素的用量而不降其生產性能 , 實際上是減輕了抗生素的副作用。

有關益生素的作用機理許多學者進行過多方面研究和探討。從保持和恢復動物腸絨毛亞細胞結構上看，產酸菌和芽孢桿菌均有保持和恢復腸絨毛正常結構的作用。董克蘇報道，將 3 種產酸菌組成的益生素飼喂給仔豬，用掃描電鏡觀察 4 月齡仔豬小腸絨毛發現，絨毛各段均較對照組發育良好。王長文對犢牛的研究也得出了類似結果。這說明益生素是通過維持小腸正常形態和微絨毛細胞器的正常結構，在細胞水平上發揮作用的

李梅用蠟樣芽孢桿菌作益生素、金霉素作抗生素作為飼料添加劑，分別以單獨試喂、先喂金霉素后喂蠟樣芽孢桿菌及同時飼喂蠟樣芽孢桿菌和金霉素的方式喂肉仔雞，觀察其對肉雞生產性能的影響。并分別與對照組相比較，來探討不同飼喂方式之間的差異。同時測定某些生物活性物質用以作機理上的探討。試圖通過試驗為蠟樣芽孢桿菌和金霉素的單獨使用、聯合使用和交叉使用在肉雞生產中應用的可行性提供研究素材和理論依據。

許多研究者報道中提出，益生素的使用效果不穩定，通常是由于腸道原有有害菌群的干擾，使益生素不能在腸道中很好地定植和發揮作用。先用抗生素作前處理，可以起到預先清理腸道的作用。但如果繼續長期使用抗生素，不但易造成產生耐藥性和藥物殘留等種種弊端，還易于破壞腸道微生態平衡，不利于腸道正常有益菌群的益生作用。
從微生物代謝方式看，其作用如前述。對益生素產品的效果而言，可能是其中 1 種或幾種或全部綜合的作用所致。作用的方式取決于所用微生物的種類和數量。

在抗生素的作用機理研究中，能刺激某些激素的分泌和能增強某些酶的活力尚屬較不成熟的觀點，還缺少足夠的試驗佐證。

目前對抗生素和益生素的配伍使用，包括聯合使用和交叉使用，有關學者和專家持有不同的觀點。但大多僅停留在假說和設想上，在機理方面的研究，有待于做更深入細致的工作。

ygqchq · 發表于 2009-10-10 09:51:27

講的太好，好好學習一下，收藏了。

tanhao121811 · 發表于 2009-10-15 17:20:05

我也收藏了~~~~~~~~~~~~

飼料牧馬 · 發表于 2010-3-26 14:00:07

這樣的文章還是需要我們去宣傳的，加大對益生菌的認識！讓更多的人用起來！

zhangdawei · 發表于 2010-3-26 21:58:15

在很多養殖試驗中，抗生素和益生素聯合使用往往能取得更好的效果，任何一種抗生素都無法殺滅所有的腸道菌群，但可以降低腸道的總菌數，從目前對畜禽腸道細菌的抗性分析結果看，普遍帶有一種甚至幾種的抗性，所以抗生素對細菌總數的降低的效果往往是和細菌抗性有關的，所以頻繁使用抗生素，對正常的腸道菌群常常會有破壞作用，用益生素在進行調節，由于細菌總數較少，所以調整的作用也常常不錯，合理的進行聯合使用，效果可能更好。