屎肠球菌饲用效果及作用机理




摘要

屎肠球菌具有良好的耐酸、耐胆盐和耐热性,还抑制肠道致病菌增殖,医学上屎肠球菌制剂常被用来治疗腹泻,结合屎肠球菌影响仔猪肠道基因表达的最新研究结果,本文综述了屎肠球菌在饲料中的应用效果及作用机理。


屎肠球菌(Enterococcus faecium)在自然界中普遍存在,是动物体肠道中常见菌群的一部分,也分布于上呼吸道和口腔中。相对于严格厌氧、培养保存条件苛刻的双歧杆菌、乳杆菌来说,屎肠球菌是便于生产和使用的首选菌种。肠道益生菌是一类活的微生物,帮助机体消化和抑制有害微生物的生长,有益于宿主的健康。研究表明,屎肠球菌不仅具有良好的生物学特性,还能提高动物体免疫能力。由屎肠球菌组成的益生菌制剂可以提高饲料转化率,改善畜产品品质,降低腹泻率和死亡率。因此,屎肠球菌在畜禽养殖业中有着广泛的应用前景。


屎肠球菌的生物学特性

1 具有良好的耐酸、耐胆盐和耐热性


研究发现,一株屎肠球菌在pH2.5模拟胃液环境中能存活达到3h,且在pH值为1.5的合成胃液中培养30min后仍有存活。所以,屎肠球菌通过胃存活的可能性较大。小肠中的胆盐浓度通常在0.03%~0.3%范围内波动,所以益生菌要在肠道中生存与定植,不仅需要耐受胃液的低pH值,还要能够耐受高渗透压的胆盐环境。研究表明,屎肠球菌能够耐受质量分数1.0%的胆盐,甚至可以在质量分数5%NaCl的高盐环境下存活。


饲料制粒会产生高温,大多数益生菌会死亡。周波等发现屎肠球菌分泌的细菌素E9在经过121高温处理20min后仍具有良好的抑菌性。陈振强通过耐酸性、耐胆盐、耐高温等生物学特性比较分析发现,相对于嗜酸乳杆菌,屎肠球菌这些生物学特性较好。


2 能在肠道内黏附和定植


黏附是指益生菌与动物肠上皮细胞通过生物化学作用产生的特异性黏连。定植抗力是指宿主对致病菌与潜在致病菌在正常微生物群中定植和繁殖的阻抗力或抵抗力。以乳酸杆菌为代表的专性厌氧菌是构成定植抗力的主要力量,被称为定植抗力因子。因此,在动物消化道内具有良好黏附效果是屎肠球菌定植的基础。已有研究表明,在断奶仔猪日粮中添加屎肠球菌能够提高肠道早期正常微生物的定植以及降低病原微生物的数量。



屎肠球菌的饲用效果


屎肠球菌作为一种绿色饲料添加剂,在畜禽养殖中的应用很广泛。日粮中添加屎肠球菌能够调节家禽的肠道微生物菌群平衡,提高家禽免疫力,同时增强家禽抵御外来不良刺激侵袭的能力。刘光辉研究发现,屎肠球菌能显著提高肉鸡的生长性能,降低疾病发生率和死亡率。曲鹏等研究表明,含有屎肠球菌的复合微生态制剂显著提高蛋鸡产蛋率降低料蛋比,提高了鸡蛋蛋黄颜色、蛋壳厚度、蛋壳强度和哈氏单位。


研究表明,屎肠球菌可以不同程度的降低仔猪各肠段pH,较好的缓解仔猪肠道应激,抑制有害菌的生长,促进营养物质的消化吸收,改善生长性能,提高免疫力和抗氧化能力;降低粪中沙门氏菌和大肠杆菌数,进而改善断奶仔猪肠道菌群结构。日粮中添加屎肠球菌复合益生菌制剂可提高母猪产后采食量,增加仔猪的断奶均重,改善母猪肠道微生态环境;降低断奶仔猪的腹泻率,改善断奶仔猪和生长猪的生长性能和肠道内环境,减少NH3的排放,利于改善养殖环境,增强机体的免疫力。


屎肠球菌的作用机理

1 提供营养物质,分泌代谢产物


屎肠球菌在生长代谢的过程中,能够分泌L型乳酸,可以被动物体完全吸收利用,同时能够分泌多种具有较强抑菌作用的代谢产物,例如乙醇乙酸异丁酸细菌素等。刘虎传等研究发现,用屎肠球菌、植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌复合益生菌制剂饲喂断奶仔猪后,盲肠内容物中乳酸、乙酸和丙酸含量有所上升,pH值有所降低。黄怡等研究表明,哺乳期仔猪口服屎肠球菌能够改善肠道菌群的组成,促进仔猪肠道健康,抑制溶菌酶基因的表达。


2 形成肠道厌氧环境


屎肠球菌在进入动物体消化道后,能够迅速定植,消耗掉肠内的氧气和过氧化氢,降低了肠道内氧化还原电位,形成良好的厌氧环境,有利于一些专性厌氧菌的生长和繁殖。同时肠道内益生菌的增多,形成优势菌群,竞争性抑制包括致病性大肠杆菌和沙门氏菌等有害菌的存活,使得失调的肠道菌群恢复到正常状态,肠道屏障功能也得到增强,因此,屎肠球菌的生物夺氧机制有益于动物的健康生长。


3 提高机体免疫力和抗应激能力


作为非特异性调节因子,屎肠球菌在被动物体摄入后,能够黏附在肠道黏膜表面,在生长过程中分泌乳酸以及各种代谢产物,动物体免疫系统被激活,免疫力提高,对肠道疾病的抵抗力增强。Sun研究表明屎肠球菌能够刺激小鼠肠细胞产生免疫应答,提高了小鼠免疫力。Wang等研究发现,给罗非鱼饲喂从仔猪肠道中分离出的屎肠球菌ZJ4后,罗非鱼免疫反应得到增强,并且生长性能良好。


4 提高机体抗氧化能力


屎肠球菌在进入仔猪消化道后,能够迅速定植并发挥生理作用,提高仔猪机体抗氧化能力,帮助机体清除自由基。肖丽霞等屎肠球菌ST1饲喂急性酒精性肝损伤小鼠,结果发现小鼠体内丙二醛含量显著降低,超氧化物歧化酶和还原型谷胱甘肽含量显著升高,说明屎肠球菌ST1能够提高小鼠抗氧化功能。我们的研究表明,屎肠球菌可以提高仔猪抗氧化能力



小结与展望


屎肠球菌优良的生物学性能使其能在动物肠道中定植,形成优势菌群,抑制肠道致病菌繁殖,同时促进营养物质消化吸收,提高免疫力,使动物保持健康状态。屎肠球菌制剂及复合益生菌剂可以替代抗生素在动物生产中营养,提高食品安全性,具有广阔的应用前景。



参考文献  夏锴《屎肠球菌饲用效果及作用机理》