益生菌及益生素在畜禽中的应用

　　益生菌早在十九世纪科学家们即发现肠道菌丛会影响动物的肠道健康。所以益生菌的可以定义为，凡应用于动物，藉以改善肠道微生物菌相，有益于畜禽的活菌，不论是单一或混合菌株均可视为益生菌。近年来发现包括猪只肠道对营养分吸收、生理作用、药物吸收、毒物产生、免疫防御能力、抵抗肠道病原菌，都与肠道细菌有关，便逐渐形成益生菌的观念。过去对于猪只肠道病原性细菌的疾病常利用多胜肽类抗生素作为治疗，但长时间下来常会造成抗药性问题产生，若可以使用益生菌作为替代抗生素治疗以维持肠道健康，可减少抗生素使用及降低细菌抗药性问题产生，因此益生菌观念在现代畜产应用日趋重要。

　　1 畜禽常用益生菌种类

   目前主要应用在产品上的益生菌可分为四大类：乳酸菌属 、比菲德氏菌属、杆菌属以及非乳酸菌属，其中乳酸菌属与杆菌菌属主要应用于饲料添加物开发。

　　2 益生菌应具备的条件

　　以动物健康和临床方面为考虑所需具备的条件包括须来自猪与家禽肠道分离、对酸及胆盐具有抵抗性、可吸附于动物肠道细胞、可在消化道进行定殖、需可产生抗菌物质、对于病原菌具有拮抗作用、猪只摄食后需具有安全性、并需经牧场试验证实具有健康效果。若以稳定性及加工技术方面为考虑益生菌则需具备的条件有： 经加工处理过程后仍须维持其存活能力、经发酵后需维持其优良风味及气味、储藏期间维持产品温和酸度的能力、加工及储存期间仍须维持其定殖能力、发酵添加物中具有优良储存稳定性、经干燥方法处理后仍具有稳定性。
　　能够符合上述条件的菌株并不多，其次应注重其在加工运输过程中的稳定性。Saarela等(2000) 认为有效的益生菌应符合下列条件：菌株本身专一性、pH 的耐受性、良好的肠道吸附能力、相较于肠道病原菌有较佳的竞争能力、增强宿主的免疫系统、菌株的稳定性、氧气耐受性较优良、具有减少仔猪或雏鸡下痢功效。
此外，益生菌安全性早在千年前人类即开始食用发酵制品，乳酸菌长久以来广泛应用在乳品、蔬菜、腌渍物、面包、谷类发酵上。因此发酵用乳酸菌为一般公认安全菌株( generally recognized as safe，GRAS )，在饲料添加剂使用上并无安全问题的限制。
　　益生菌对猪只有许多健康功效，将益生菌添加在饲料中也已行的有年。但Salminen提出一个评估益生菌安全性的流程，针对受试菌菌株特性、肠道吸附性、 pH、胃酸、胆盐的耐受性等进行评估，综合益生菌对生理生化调节于猪鸡应用上可能展现功能有下列五项。

　　（1）维持肠道菌相平衡
  　  益生菌在肠道中的吸附能力与吸附位置会与病原菌、伺机菌竞争，此外益生菌产生的代谢物质包含过氧化氢、联乙酰、细菌素以及有机酸等，皆有抑制病原菌的效果，因而有维持肠道菌相平衡的作用促进肠道免疫力。益生菌可以活化肠道内的巨噬细胞及淋巴细胞，使免疫球蛋白A (IgA)浓度增加。

　　（2）合成维生素B及维生素K
 　   肠道中乳酸菌可合成维生素 B群及维生素K，在发酵过后也将大分子蛋白质分解为小分子，提高游离氨基酸含量。

　　（3）促进钙吸收
　    益生菌在代谢过程中会产生有机酸，可促使石灰石粉中的不溶性钙盐转变成游离钙，让猪鸡肠道更容易吸收，提高骨骼强健性。

　　（4）分泌综合酵素
 　   益生菌于发酵过程中因须分解培养基内营养份，故可分泌大量的蛋白酵素、淀粉酵素、纤维酵素或各种醣类分解酵素，饲料添加时可以作为外源酵素使用。

　　（5）调节免疫能力
　　益生菌群作为抗原既能促进机体建立完备的免疫系统，也可刺激其免疫系统增强机体特异性细胞免疫和体液免疫，如双歧杆菌能诱导产生SIgA。细菌的细胞壁肽聚糖能刺激Ｔ细胞的增殖，并能诱导产生干扰素、活化杀手细胞等多种细胞激素。

　　3 益生素与益生菌唇齿相依

　　益生素必须在肠胃道中不会被水解吸收，寡醣类益生质如果寡醣、半乳寡醣、异麦芽寡醣等，都是以β-醣苷键来键结，而猪只消化道中的醣解酵素主要是α型，因此这些寡醣类益生质无法被肠胃道的消化酵素水解。益生素对益生菌的生长及生理都有很多帮助。在饲料中有些物质会因为化学结构、键结方式，无法被畜禽的消化酵素分解、吸收而进入大肠中。无法吸收的碳水化合物如抗性淀粉、膳食纤维及寡醣，称为结肠性食物(colonic food)。结肠性食物进入大肠后能同时促进肠道中各种不同的微生物生长、代谢；但益生素是仅能被肠道中的益生菌利用，故称作结肠性食物的虽然很多，但被定义为益生素却是少数，其中以寡醣类居多。　　　　　　　　　　　　　益生素的定义为，凡在畜禽肠胃道无法被消化吸收的营养份，在大肠中可被益生菌选择性发酵，藉以改善畜禽肠道菌相，促进动物体肠道健康。以下为理想益生素　　

　　需符合的条件：

（1） 在肠胃道中不能被水解或吸收
（2） 在肠道中能被选择性发酵
（3） 改变肠道中菌相趋于健康良好的组成
（4） 能诱发禽畜肠道免疫反应

　　4 益生素的生理机能

　　益生素对于促进益生菌生长，常见在乳酸菌与肠道病原菌对于各种醣类的利用，乳酸菌对于醣类的利用率明显比肠内病原菌佳，尤其以梭菌对各种醣类的利用率极低，几乎不能利用。为了探讨益生素对益生菌抑制病原菌的功效是否有帮助，将益生菌与肠道病原菌在不同醣类下混合培养，发现不同的益生素皆能促进益生菌的生长提高菌量，对于三株肠道病原菌都能抑制其生长，其中以梭菌的抑制最为显著。由于益生素对益生菌选择性发酵的特性。我们研究发现以各种不同醣类取代培养基中的醣类物质，观察益生素对乳酸菌生长的影响，以乳醣作为控制组，实验组中个别加入果寡醣(FOS)与oligo-fructose(OF) 作为碳源，其两者主要为聚合度与纯度上的差异，发现FOS、OF 对双歧乳杆菌有明显帮助生长的现象，可提高约 1～5 倍菌量增殖。

　　5 共生素

    　共生素为益生菌与益生素相加乘后的名称，益生菌与益生素对畜禽皆有益处，当两者共享时具有加乘的功效，许多研究发现益生素在猪体内或体外试验中皆有促进益生菌生长的效果，更可提高益生菌的生理功能。

（本文由生百兴业有限公司研发部提供）