寻求安全有效的抗生素替代品

自1949年发现抗生素对动物具有促生长作用以来，灭活抗生素在畜牧业中的乳酸应用已有约70年的历史。实践证明抗生素对保障动物健康、菌动究促进动物生长、物日提高饲料利用率确实具有明显效果。粮中但随着抗生素的灭活不合理使用造成的耐药性和残留问题日益严重，越来越多的乳酸国家开始禁止使用饲用抗生素。1986年瑞典宣布全面禁止饲用抗生素，菌动究成为首个禁用饲用抗生素的物日国家。随后欧盟于2006年起全面禁止在饲料中使用抗生素。粮中2019年７月10日，灭活农业农村部发布了第194号公告要求除中药类外的乳酸所有促生长类药物饲料添加剂在2020年底前全部退出。12月26日农业农村部又发布了第246号公告称自2020年１月１日起废止仅有促生长用途的菌动究药物饲料添加剂质量标准，在饲料端“禁抗”、物日养殖端“减抗、粮中限抗”已成必然趋势。寻求安全有效的抗生素替代品，是我国畜牧业当前面临的紧迫任务。益生菌、抗菌肽、植物提取物、酸化剂、精油、酶制剂和功能性寡糖等都是目前热门的替抗产品。 

在这些替抗产品中，益生菌以其绿色安全、效果确切在抗生素替代方面承担着重要的角色。乳酸菌是一类能够代谢产生有机酸、细菌素和多种有益代谢产物的益生菌。在动物日粮中添加活性乳酸菌具有调节动物肠道菌群平衡、提高动物免疫力、减少动物腹泻、保障动物健康的功效，是替抗产品的中坚力量。但乳酸菌应用最大的问题是耐高温和耐储存性能较差，在饲料高温制粒和储存过程中极易失活，使大多数活菌无法进入动物肠道发挥作用，极大降低了乳酸菌的饲用价值。将乳酸菌发酵完成以后采用特殊的工艺将其灭活，完整保留乳酸菌在生长过程中的各种有益代谢产物和死菌体制成灭活乳酸菌，有效解决了乳酸菌在高温制粒和储存过程中的活性损失问题。研究表明灭活乳酸菌同活性乳酸菌一样具有维持动物肠道健康，促进动物生长，调节动物机体免疫力，提高饲料利用率的功能，只是两者发挥效用的作用机理有所不同。 

１活性乳酸菌的作用机理 

乳酸菌是一类能够发酵碳水化合物产生大量乳酸的无芽孢革兰氏阳性菌的统称，厌氧或兼性厌氧，在无氧条件下生长更好，在pH3.0~4.5的酸性条件下能够生存，不耐热。活性乳酸菌主要通过竞争性粘附作用及其代谢产生的有机酸、细菌素等抑菌物质，抑制和杀灭肠道有害菌，调节肠道菌群平衡通过菌体及其活性成分肽聚糖、脂多糖、脂磷壁酸和代谢产生的胞外多糖等物质，调节动物机体免疫水平，维持动物健康。 

１.１竞争性粘附作用 

乳酸菌是动物肠道内的优势菌群，属于肠道共生菌，对抵御外来致病菌的入侵和维持动物消化道内菌群平衡具有重要作用。乳酸菌对肠道粘膜的粘附是其发挥益生功能的前提条件，是影响乳酸菌饲用效果的关键因素。乳酸菌依靠其细胞表面具有粘附能力的完整肽聚糖、脂磷壁酸、表面粘附蛋白和胞外多糖等粘附素与肠粘膜上皮细胞和肠道粘液中的粘附素受体进行特异性和非特异性结合，使其能够大量牢固地定植在动物肠粘膜表面，形成一层菌膜，发挥生物屏障作用，在空间上阻碍致病菌与肠粘膜的接触和粘附，抑制病原菌的定植，并通过其代谢产物抑杀致病菌，保护动物肠道健康。乳酸菌通过与致病菌竞争肠粘膜上的结合位点和生存空间，在动物肠道内定植和生长发挥其生物学功能。 

１.２产生有机酸 

乳酸菌在肠道内生长繁殖过程中会产生大量乳酸等有机酸，有机酸的持续积累能够降低肠道ｐＨ值和氧化还原电位，利于肠道形成酸性环境，优化肠道有益菌的生存环境，抑制嗜碱性有害菌的生长和增殖，降低有害菌的感染率，维持肠道微生态平衡和肠道的正常功能。有机酸能够促进肠道蠕动，增加粪便含水量，润肠通便，同时为动物肠道提供适宜的消化吸收环境，有利于营养物质的消化吸收，提高饲料利用率，增进动物健康，减少疾病发生。乳酸菌代谢产生的苯乳酸具有较宽的抑菌谱，可有效抑制革兰氏阴性菌、阳性菌和真菌的生长。 

１.３产生乳酸菌细菌素 

绝大多数乳酸菌在生长代谢过程中会产生具有抑菌活性的肽类物质，称成乳酸菌细菌素或乳酸菌素。细菌素是乳酸菌在代谢过程中通过核糖体合成的具有抑菌活性的多肽或蛋白质类物质，对热稳定。细菌素可选择性抑制或杀死肠道内的病原菌，而对乳酸菌自身不起作用。根据化学结构、稳定性和分子量大小的不同，通常将乳酸菌细菌素分为四类：羊毛硫抗生素(Ⅰ)、肽类乳酸菌素(Ⅱ)、蛋白类乳酸菌素(Ⅲ)和复合型乳酸菌素(Ⅳ)。细菌素作用的靶细胞是致病菌的细胞膜。细菌素通常先结合到致病菌细胞表面上的特异性受体或非特异性受体上，然后再嵌入到质膜内部后，开始聚集形成寡聚体结构，最终在质膜上形成膜孔，通过形成膜通透孔道引起致病菌细胞内重要物质的流失而达到杀菌目的。乳酸菌细菌素一般对革兰氏阳性致病菌的抑菌效果更好。 

１.４产生乳酸菌胞外多糖 

胞外多糖是微生物在生长过程中分泌到细胞壁外的长链多糖，通常分为荚膜多糖和粘液多糖。荚膜多糖是指疏松地附着在细菌表面的多糖，粘液多糖则是以粘液的形式完全分泌到胞外环境中的多糖。乳酸菌胞外多糖是乳酸菌在生长代谢过程中分泌到细胞壁外渗透在发酵底物中的糖类化合物，分为同型多糖和异型多糖。同型多糖是只包含一种类型单糖的多糖物质。异型多糖也称杂多糖，是由几种不同类型的单糖组成的多糖物质。乳酸菌胞外多糖能够促进乳酸菌与肠道粘膜的粘附，在乳酸菌菌体与肠粘膜的粘液层接触及粘附过程中发挥重要作用。乳酸菌胞外多糖能够选择性促进肠道有益菌的增殖，作为能源物质为肠道有益菌提供营养。乳酸菌胞外多糖具有免疫调节活性，能够提高动物机体的免疫应答，是一种免疫调节剂。胞外多糖能够激活巨噬细胞、NK细胞和Ｂ淋巴细胞等免疫细胞的活性，促进细胞的吞噬能力，调节免疫细胞因子的分泌，增强机体特异性和非特异性免疫应答反应，提高动物免疫力。 

１.５乳酸菌的免疫调节作用 

乳酸菌对动物机体的免疫具有重要的调节作用。菌体和菌体细胞壁是乳酸菌发挥免疫激活作用的主要活性成分。乳酸菌通过其菌体以及细胞壁成分肽聚糖、脂多糖、脂磷壁酸和乳酸菌细胞DNA等多种活性成分提供免疫信号，激活巨噬细胞、Ｂ淋巴细胞和NK细胞等免疫细胞的活性和增加肠道中IgA水平，激活机体的细胞免疫和体液免疫等特异性免疫反应。乳酸菌也是良好的非特异性免疫增强剂，能够提高机体的非特异性免疫水平。 

１.６吸附霉菌毒素 

霉菌毒素是霉菌在生长过程中产生的有毒有害代谢产物，通过饲料进入动物体内对动物的健康产生严重危害。乳酸菌的代谢产物能够抑制霉菌的生长，从而抑制霉菌毒素的产生。活性乳酸菌的细胞壁具有吸附霉菌毒素的能力。乳酸菌通过细胞壁中的多糖、蛋白质和脂质成分，利用离子交换作用与霉菌毒素结合，吸附霉菌毒素，并将霉菌毒素一起随粪便排出体外，降低和减少霉菌毒素对动物的侵害。

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