植物乳杆菌在家禽生产中应用研究进展
摘要：植物乳杆菌是一种活的微生物饲料补充剂，适量使用对机体健康有益。植物乳杆菌可以在机体内合成维生素和氨基酸等物质，能够促进肠道消化，提高机体免疫力。植物乳杆菌的代谢产物，如过氧化氢、有机酸、细菌素等，具有抑菌作用，可降低肠道内pH值，抑制致病菌株生长。植物乳杆菌可通过促进胃肠道有益细菌的繁殖，维持肠道微环境的平衡，提高机体对饲粮的消化吸收，从而促进动物生长发育，改善动物健康。文章总结了植物乳杆菌在家禽生产中的应用研究进展，为其在家禽生产中的进一步应用提供参考。
关键词：植物乳杆菌；生理功能；家禽
益生菌是非致病菌的微生物，适量添加会对宿主的生长性能、免疫功能、肠道环境具有积极影响。植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)是兼性厌氧菌，乳酸杆菌属中的一种革兰氏阳性细菌，其大部分来源与植物材料有关，在可可豆、蔬菜及泡菜中均存在，因此定义为植物乳酸菌。植物乳杆菌作为一种新型微生态制剂，对家禽的生长性能及健康状况具有一定程度的改善作用，还具有提高营养物质吸收、刺激宿主免疫系统、降低胆固醇、抗氧化、调节肠道微生物组成等功能，在畜牧业生产中已经广泛应用。文章就植物乳杆菌在家禽生产中的应用研究进行综述，为植物乳杆菌在家禽生产中的进一步应用提供参考。
1 植物乳杆菌的理化性质
植物乳杆菌大范围分散在自然界中，属于厌氧或兼性厌氧细菌，非孢子形成，兼性，短杆形，无呼吸，低G+C含量、发酵的乳酸杆菌基团，适宜生长温度为30～35℃，耐酸性，适宜pH值6.5左右。植物乳杆菌可被用作各种食品发酵的发酵剂和益生菌培养物。植物乳杆菌具有欧洲食品安全局(EFSA)的合格安全推定(QPS) 。据报道，植物乳杆菌菌株在食品工业中具有许多功能特性，如改善营养价值、风味特性、抗氧化活性、抗菌活性和延长食物的保质期等。同时，植物乳杆菌也具有较强的益生功能，如促进动物生长、提高免疫力、降低胆固醇、调节肠道菌群、改善肠道环境等。
2 植物乳杆菌的生物学功能
2.1 调节免疫
乳酸菌可以通过调节肠道菌群和改善肠道免疫力提高免疫反应，防止炎症发生。在免疫调节和细胞黏膜防御中，免疫球蛋白通过中和病毒、清除病原微生物、黏膜上的抗原以及溶解细菌发挥作用。细胞因子的产生是炎症反应的重要机制，促炎因子产生不当或过量产生会导致炎症的加剧或细胞损伤。植物乳杆菌可以通过T细胞(Thl/Th2)介导的免疫增强，促进免疫应答。植物乳杆菌通过刺激和产生不同的细胞因子调节Thl和Th2之间的平衡，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-lβ)、白细胞介素-6(IL-6)，白细胞介素-10(IL-10)、白细胞介素-12(IL-12)和干扰素-γ(IFN-γ)。IL-2由凝集素或抗原激活的T细胞产生，其是T淋巴细胞存活和活化T淋巴细胞增殖的关键细胞因子，可以反映机体的细胞免疫。IL-6可促进B淋巴细胞增殖、分化和诱导Ig产生，其含量可以反映机体的体液免疫。在BS免疫肉鸡的日粮中添加植物乳杆菌可促进淋巴细胞增殖，提高IL-2含量，从细胞免疫和体液免疫方面增强免疫应答。研究表明，植物乳杆菌可以增加盲肠黏膜中IL-2和IFN-γ表达，提高免疫反应，其作用强于抗生素。蒙月月等报道，添加中剂量、高剂量植物乳杆菌KLDS可以增加小鼠胸腺指数、脾脏指数及脾淋巴细胞数量，提高小鼠免疫能力，其免疫促进作用和添加量呈正相关。
2.2 提高抗氧化能力
细胞内活性氧水平与抗氧化保护系统呈现动态平衡状态。氧化应激是导致家禽多种病症的重要因素。植物乳杆菌可以提高超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性，去除超氧阴离子自由基、DPPH自由基等，对活性氧及其代谢产物进行分解或者还原，同时催化活性氧使其产生毒性较小物质，保护细胞和组织免受氧化损伤。Suzuki等发现，植物乳杆菌代谢物L-3-(4-羟苯基)-乳酸(L-3-(4-hydroxyphenyl) lactic acid，HPLA)和L-吲哚-3-乳酸(L-indole-3-lactic acid，ILA)具有清除DPPH自由基的能力。研究表明，植物乳杆菌通过增加GSH-Px和CAT活性、降低丙二醛(MDA)含量增强肉鸡血清和肝脏的抗氧化能力。菌株FC225可使高脂肪饮食喂养小鼠的高脂血症状态明显改善，降低脂质过氧化；FC225疗法可明显增强GSH-Px和SOD活性，降低肝脏MDA含量。还有研究发现，植物乳杆菌活性较强时，谷胱甘肽可对脂质过氧化物的最终产物有效去除，再利用活性氧的作用，有效抑制氧自由基。植物乳杆菌增加肝脏过氧化氢酶活性，在21d时增加了血清和肝脏中的谷胱甘肽过氧化物酶活性，在42d时降低了血清MDA含量，提高抗氧化能力。
2.3 降低胆固醇
血清中胆固醇升高是导致心血管疾病的危险因素，如造成高血压、冠心病、糖尿病等。乳酸菌可以降低血液中胆固醇含量，预防心血管疾病风险。目前，已经提出了多种乳酸菌降低胆固醇的机制。第一，乳酸菌与共轭胆盐相比，去结合胆盐的重吸收效率较低，导致粪便中大量游离胆汁酸，胆固醇主要通过低溶解性的去结合胆盐随粪便排出。第二，菌体细胞对胆固醇的吸收同化作用。在益生菌细胞生长过程中，通过与细胞膜结合来去除胆固醇，且胆固醇结合能力与菌株生长及特异性有关。第三，肠道细菌菌群对食物进行选择性发酵时产生的短链脂肪酸可能会降低血浆胆固醇水平。王今雨等报道，在体外试验中，植物乳杆菌反映出较强的降低胆固醇能力，其中菌体细胞破碎液、洗涤液和发酵上清液中胆固醇降解率分别为32.87%、26.35%、16.43%。给高胆固醇血症小鼠饲喂L.plantarum PHO4,小鼠血清中胆固醇降低了7%，甘油三酯下降了10%，粪便中乳酸菌数量增加。Nami等给雄性大鼠饲喂高脂饮食中添加植物乳杆菌，结果表明，植物乳杆菌可显著降低大鼠血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平，增加高密度脂蛋白水平。Zheng等使用喂食高脂肪乳剂的高胆固醇血症小鼠进行体内测试，发现添加植物乳杆菌可以抑制小鼠体重增加，降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平，对高密度脂蛋白胆固醇水平无影响。
2.4 调节肠道菌群
肠道作为畜禽消化吸收的重要场所，其中微生态是一个复杂的系统，肠道菌群的数量和种类及比例对肠道稳态起决定性作用，肠道菌群的不稳定可能会引起机体疾病发生。但在抗生素及其他因素影响下，肠道菌群平衡失调，使病原菌增加，有益菌减少，会引起一些慢性疾病，如肥胖、癌症、高血压等，而机体的状态又会影响肠道菌群的组成及多样性。植物乳杆菌作为活的微生态制剂，可以在肠道内定植，植物乳杆菌与肠黏膜受体黏附后，可有效阻断竞争定居区，减少病原菌的侵染和定居。此外，益生菌自身固有的一些酶类，可替代机体消化酶分解代谢未充分吸收的营养物质，加快机体对微量元素、氨基酸、无机盐类的吸收。在营养物质有一定限制时，益生菌可以与致病菌竞争营养素。此外，植物乳杆菌代谢途径中，可通过竞争作用抑制有害菌生长，产生的有机酸可降低肠道内pH值，抑制致病菌的侵染，同时机体将丙酸、丁酸、乳酸等短链脂肪酸吸收利用后保护结肠，有效避免病变发生。短链脂肪酸也有助于维持结肠内腔的pH值，对肠道内消化酶的活性和致癌物质的代谢起重要作用。
Li等报道，植物乳杆菌干预调节高脂肪饮食饲喂小鼠的肠道微生物群，导致乙酸和丁酸含量增加，从而调节脂质代谢，并减少肝脏脂质积累。Ding等研究表明，植物乳杆菌可改善大肠杆菌攻击的肉鸡肠道形态，增强免疫反应，增加肉鸡盲肠中的短链脂肪酸(SCFA)浓度。植物乳杆菌NCU116对肠道内物质代谢及菌群的结构具有较好改善作用，促进拟杆菌、乳酸杆菌增长，抑制假单胞菌、肠杆菌及梭菌繁殖；促使肠道内SCFA浓度上升，有效降低pH值及氨浓度。
3 植物乳杆菌在家禽生产中的研究进展
3.1 植物乳杆菌在肉鸡生产中的研究进展
植物乳杆菌在促进家禽生长、维持结肠微生物平衡、预防肠道感染和降低血胆固醇等方面发挥重要作用。赵巍报道，添加植物乳杆菌培养物能够显著增加肉仔鸡平均日增重，降低料重比，显著提高肉鸡血清中的谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性。植物乳杆菌溶于水后饲喂肉鸡，其派尔集合淋巴结、空肠、盲肠扁桃体中IgA+B和CD/T细胞数量显著增加，淋巴结中的盲肠扁桃体淋巴细胞数量最多。Wang等报道，在肉鸡饲粮中补充植物乳杆菌，可以改善肠道组织形态、上皮屏障和营养吸收，增加产SCFA浓度，对肉鸡的生长性能和肠道健康具有潜在的有益作用。谢全喜等研究表明，添加植物乳杆菌组肉鸡血清中IgG含量、盲肠内容物中SIgA含量、法氏囊指数和脾脏指数均最高，血清总抗氧化能力最强，植物乳杆菌的最优饲喂量为4.0×105CFU/g。Wang等研究表明，在肉鸡球虫感染期间，饲粮中添加植物乳杆菌P-8后，肉鸡卵囊脱落显著减少，可以改善肉鸡的生长性能和肠道健康，添加量为2×107CFU/g效果最优。还有研究表明，添加植物乳杆菌可促进肉鸡生长，降低尿素氮含量，提高机体免疫能力及淀粉酶、蛋白酶活性。
3.2 植物乳杆菌在蛋鸡生产中的研究进展
植物乳杆菌可改善蛋鸡生产性能，增强机体免疫能力，提高蛋品质。刘公言等报道，日粮中添加0.1%植物乳杆菌，蛋鸡产蛋率提高7.53%，蛋壳厚度增加5.00%，破软蛋率和料蛋比分别降低48.10%和5.14%；消化道内疾病发病率及死淘率分别降低33.44%、57.20%，表明植物乳杆菌可有效预防蛋鸡消化道疾病。研究显示，添加植物乳杆菌WEI-70的平均日产蛋量显著增加2.71%,平均料蛋比降低3.27%，哈夫单位提高3.42%，蛋黄颜色增加4.37%，增加空肠绒毛高度，未出现病理学变化，安全性较高。
3.3 植物乳杆菌在其他家禽生产中的研究进展
植物乳杆菌具有良好的益生作用，可通过改善肠道健康促进家禽的生长。An等研究表明，植物乳杆菌可以刺激北京鸭胸腺和法氏囊等免疫器官发育，提高回肠SlgA含量和血清IgG含量，增加厚壁菌的相对丰度，减少拟杆菌。安柯颖等报道，植物乳杆菌可通过增加粪便排泄，减少内源合成机制改善北京鸭脂质代谢，提高抗氧化能力，适宜添加量为400mg/kg。白长胜等在籽鹅饲粮中添加不同乳酸菌，发现与对照组相比，植物乳杆菌组籽鹅血清碱性磷酸酶活性显著降低，籽鹅肝胆系统和骨骼健康程度提高；增加了籽鹅粪便中乳酸菌数量，减少了大肠杆菌和沙门氏菌数量，有利于改善肠道内微生态平衡。严敏等报道，饮水饲喂植物乳杆菌可影响鸭肉水分渗出与肌红蛋白含量，提高pH值，改善系水力，添加量为400mg/kg时效果较好。
4 展望
植物乳杆菌具有绿色无污染、无残留等优点，可以帮助肠道菌群重建稳态，抑制各种病原微生物，对提高家禽生产性能、养殖效益具有重要意义。随着科学技术的发展，未来可深入了解益生菌作用的机制，有助于促进开发治疗或预防胃肠道和自身免疫性疾病的新策略，改善动物机体的健康。
作者：马嘉月，聂存喜等发表于《饲料研究》2023年第16期。
