综述:家畜肠道健康管理:益生菌、益生元与合生素在生长、免疫和微生物群调节中的作用
《Veterinary Research Communications》:Gut health management in livestock: roles of probiotics, prebiotics, and synbiotics in growth, immunity, and microbiota modulation
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时间:2025年10月22日
来源:Veterinary Research Communications 2
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本综述系统探讨了益生菌(Probiotics)、益生元(Prebiotics)与合生素(Synbiotics)在家畜(包括牛、猪、禽、羊、山羊及兔)生产中的应用。文章指出,这些生物添加剂通过增强肠道屏障功能、抑制病原微生物、调节免疫反应及优化营养吸收,有效提升动物生长性能、饲料效率及产品品质(如产奶量、肉蛋质量),同时降低疾病发生率和抗生素依赖。尽管其在菌株筛选、剂量优化及成本效益方面仍存挑战,但作为抗生素生长促进剂(AGPs)的替代方案,在推动可持续畜牧业发展方面展现出巨大潜力。
引言
肠道健康在过去几十年间已成为人类和兽医学科学文献中日益常见的概念。它被定义为“肠道与微生物群之间共生平衡的状态,在此状态下动物福利和健康不受影响”,被认为是影响家畜整体性能的最重要因素之一。胃肠道微生物种群由至少一千种不同的微生物物种组成,通过调节能量摄入、转运、转化和储存来影响能量利用效率。促进摄入膳食底物的消化是定居在胃肠道中的微生物的主要作用。肠道微生物与宿主动物之间存在着一种主要以营养获取为中心的共生关系。肠道微生物群与宿主饮食成分及肠道黏膜免疫系统广泛互动。家畜的肠道微生物群及其相关代谢产物对营养同化、吸收和代谢具有显著影响,进而影响动物的整体健康和生长。
当前对益生菌/益生元补充剂在牛中性能影响的认识
与其它生长促进剂相比,用于奶牛的益生菌、益生元和合生素相对便宜,并且已被证明可以提高营养物质利用效率,从而显著降低饲养成本。益生菌对牛有多种积极影响,例如增加体重和降低腹泻频率。通常采用抗生素治疗来减少犊牛腹泻并保持其性能。然而,由于对抗生素耐药性和动物产品中化学残留的安全担忧,益生菌添加剂已被开发作为替代品以增强动物健康和生产性能。
乳酸杆菌和双歧杆菌的数量通常在生命早期阶段在牛群中下降。通过增加有益微生物来增强肠道微生物群被认为是培育健康犊牛的有效策略。乳酸菌(LAB)早期定植于肠道生态系统可能减少病原体对肠道黏膜的粘附。稳定的乳酸杆菌属微生物负荷已被证明可以改善幼龄犊牛的体重增加和免疫能力。然而,益生菌菌株的功效可能因犊牛的饲养条件而异。在应激条件下,直接饲喂微生物(DFMs)可能减轻因正常肠道环境破坏而导致的腹泻风险。因此,需要进一步研究以增强对特定乳酸杆菌和双歧杆菌菌株如何杀灭病原体、拮抗其致病性以及调节对感染的免疫反应的理解。
现有数据表明,益生菌补充是治疗牛子宫疾病的一种有前景的替代疗法。含有乳酸杆菌和双歧杆菌的益生菌可改善生育能力并增强子宫免疫力。乳酸杆菌和双歧杆菌物种的益生菌菌株,无论单独使用还是组合使用,都已显示出增强生育能力的潜力。在产后期间策略性地阴道内施用这些制剂可以增强子宫免疫力。此外,益生菌改变了消化系统内微生物组的组成。使用益生菌维持瘤胃稳态有可能增强饲料消化、增加挥发性脂肪酸产量并优化氮流量,所有这些都有助于改善牛奶成分和产量。
益生元也能改善牛的性能、采食量和免疫反应,并有助于维持肠道微生物平衡。低聚糖等益生元支持乳酸杆菌和双歧杆菌的生长,从而通过改变肠道微生物群来改善宿主健康。然而,益生元可能对总体健康的犊牛没有显著的健康益处。尽管如此,预计益生元将在可预见的未来被纳入反刍动物和非反刍动物的日粮中,作为以可持续方式改变肠道微生物群和提高动物生产性能的一种手段。低聚糖如甘露寡糖(MOS)和半乳糖基乳糖被认为对犊牛具有特定作用。通过β-半乳糖苷酶酶促处理乳清产生的半乳糖基乳糖有益于促进奶犊牛的生长和健康。先前的研究表明,益生元补充可能通过改变微生物发酵活性来促进犊牛的生长。然而,大多数益生元可能不会产生明显的有利效果,当犊牛总体健康时,可观察到的益处可能微乎其微。
已经评估了补充纤维寡糖对接受代乳品或全脂奶的荷斯坦犊牛肠道生态学和性能的影响。已知纤维寡糖支持犊牛肠道内的特定微生物。例如,它们促进丁酸生产菌的生长,并增强消化和营养吸收效率。体内研究表明,饲喂纤维寡糖可提高犊牛断奶后的日增重和饲料效率。补充益生元可以增加蛋白质和维生素合成、产奶量及乳成分。在日本,向奶牛饲料中添加一种名为糊精的强效益生元显著提高了牛奶产量。益生菌及其相关代谢物也显示出治疗奶牛乳腺炎和犊牛胃肠道疾病的功效。相比之下,益生元通过增加代谢、刺激有益肠道微生物的生长以及促进有害微生物的清除,有助于预防牛乳腺炎。
通过提高粗饲料消化率可以增加奶牛的产奶能力,但这可能限制能量摄入。利用针对瘤胃并影响消化过程(如纤维素分解和微生物蛋白合成)的益生菌已被用于克服这一问题。奶牛中使用的主要益生菌类型是酵母(酿酒酵母)。补充利用乳酸的细菌如埃氏巨球形菌,可以通过降低瘤胃乳酸水平和稳定pH值,帮助缓解饲喂高精料日粮动物的酸中毒。直接饲喂微生物如埃氏巨球形菌和丙酸杆菌属也被用于预防瘤胃乳酸积累。某些活性干酵母菌株已证明能通过促进纤毛原生动物的生长(这些原生动物消耗淀粉并与产乳酸的淀粉分解细菌竞争)来提高和稳定瘤胃pH值。在饲喂高易发酵物质日粮的肉牛中维持稳定的瘤胃pH值是有益的,因为此类日粮会改变瘤胃微生物群落并增加瘤胃酸中毒的风险。酵母细胞提供生长因子,如有机酸、寡糖、B族维生素和氨基酸,这些因子促进瘤胃内微生物生长并有助于稳定瘤胃pH值。酵母补充对有机物消化率的积极影响随着日粮中纤维百分比增加而增加,表明酵母补充增强了瘤胃发酵。然而,目前尚无确凿证据表明酵母补充在所有时候都有益,因为其效果因产品而异,且不一定与实际奶牛生产相对应。
益生菌/益生元补充对羊性能的影响
在羊日粮中补充益生菌和益生元已被证明可以增强生长性能和饲料效率。一项涉及40只Pelibuey Katahdin羔羊的研究表明,在日粮中添加活酿酒酵母(益生菌)或含β-葡聚糖的MOS(益生菌)与各自对照组相比,饲料效率分别提高了5.6%和6.9%。当两种补充剂结合使用时,平均日增重(ADG)增加了10%,饲料效率提高了9.5%。一项针对生长迟缓的湖羊的研究表明,日粮益生菌补充增加了ADG和干物质采食量。此外,益生菌补充改善了抗氧化酶活性,并增加了生长激素和免疫球蛋白G的浓度,表明免疫功能增强。益生菌补充还有利地改变了瘤胃发酵特性和微生物组成,有助于更好地利用营养物质。另一项研究评估了在亚热带条件下育肥的羔羊单独或联合使用益生菌和益生元的效果。虽然单独补充益生菌或益生元改善了饲料效率和日粮能量利用,但联合补充导致ADG增加10%,增重饲料比改善9.5%。这表明当两种补充剂一起使用时具有协同效应。此外,对Barki羔羊的研究表明,以10克/头/天的剂量补充益生菌或益生元的日粮增强了生长性能、消化率和经济效率。这些发现突显了此类补充剂在改善羊生产成果方面的潜力。
一项针对生长羔羊的研究报告称,将益生元水平增加至0.15%提高了ADG和饲料效率。益生菌补充也改善了这些性能指标,但程度低于益生元。总体而言,将益生菌和益生元纳入羊的日粮可以显著改善生长速率、饲料效率和健康参数。然而,补充的有效性可能因所用特定菌株、剂量和环境条件等因素而异。因此,应在动物营养专家的指导下,根据羊群的具体需求定制补充策略,以达到最佳效果。
益生菌/益生元补充对山羊性能的影响
在山羊日粮中补充益生菌、益生元或合生素已被证明可以增强生长性能、营养物质利用率和产奶量。一项涉及生长山羊的研究表明,在平衡日粮中添加微生物饲料补充剂显著增加了ADG。具体来说,接受补充剂的山羊比饲喂标准日粮的山羊每日增重更多。在泌乳萨能奶山羊中,日粮补充益生菌如酿酒酵母、枯草芽孢杆菌和粪肠球菌导致干物质采食量增加和产奶量提高。值得注意的是,混合益生菌补充提高了乳脂百分比,而单独补充益生菌则提高了乳蛋白和乳糖百分比。对泌乳后期的Murciano-Granadina山羊的研究表明,在日粮中加入一种后生元酵母发酵产物改善了纤维消化率并增加了瘤胃丙酸盐水平。这些变化与提高产奶能量效率和减少单位产奶量的甲烷排放相关。
饲喂生物日粮被证明可以增加山羊的屠宰率和蛋白质含量,同时降低脂肪和饱和脂肪酸水平,并增加不饱和脂肪酸的百分比。益生元和益生菌都可以添加到山羊日粮中以提高肉质和产量。在山羊日粮中添加菊芋块茎提取物(一种强效益生元)可以提高饲料效率、增强消化并减少腹泻发生率。有益益生菌可促进幼山羊体内抗菌化合物的合成,并增强上皮粘附和免疫功能。总体而言,将益生菌、益生元或合生素整合到山羊日粮中对生长速率、产奶量和营养物质利用率具有积极影响,从而有助于提高山羊生产性能和效率。将益生菌和益生元纳入牲畜日粮是减少抗生素使用和对抗抗菌素耐药性的一个有前景的策略。这些添加剂可改善肠道健康、增强免疫功能,并提高牛、猪、鸡、羊和山羊的整体性能。采用此类替代品符合可持续农业实践并改善了动物福利。
益生菌/益生元补充对猪性能的影响
益生菌通常被认为通过改变结肠细菌群落来改善人类健康,从而预防许多疾病。在猪中,益生菌靶向结肠和盲肠,这些部位拥有多样化的微生物种群。当前研究表明,益生菌具有广泛的尚未完全阐明的有益作用。益生菌的功能机制包括调节肠道微生物群、增强宿主免疫反应和营养物质消化率、以及降低腹泻发生率,不同的益生菌具有特定的作用模式。
在猪生产中,抗生素用于促进生长和治疗疾病,但由于抗生素耐药性的风险,需要新的类似益生菌的营养添加剂。研究表明,益生菌可以增强免疫反应,改善肠道健康和营养效率。研究还表明,益生菌对病原微生物发挥有益的抗微生物作用。益生菌在妊娠、分娩、哺乳、生长和育肥阶段改善性能,其使用还增强了对环境污染影响的抵抗力。由于其在养猪业中广泛的临床益处,人们对使用益生菌的营养策略的兴趣日益增长。益生菌可以用于猪生产的各个阶段,包括母猪、新生仔猪、早期断奶仔猪和生长育肥猪。然而,缺乏评估猪益生菌益处的标准方法,因为一些研究人员使用了益生菌混合物,但关于饲料中菌株的确切浓度和比例信息不明确。相比之下,在养猪生产中,益生菌最常应用于保育阶段,尤其是在微生物群发育期间。
大量研究证明了益生菌对猪免疫系统激活的显著影响,这导致育肥猪的健康状况和生产指标改善,以及腹泻发生率和死亡率降低。施用益生元菊粉可通过肠道发酵降低肠道内容物的pH值并刺激有益胃肠道微生物群产生短链脂肪酸,从而防止病原性和腐败性细菌的生长。断奶是猪生命中的关键时期,因为仔猪经历与母猪分离的创伤,使其更容易因肠道微生物群平衡破坏而患上可能致命的消化系统疾病。通过饮食干预改变肠道微生物群可以缓解断奶应激和生长不良。在断奶仔猪日粮中添加微成分如益生菌、益生元和合生素来优化其潜在有益成分是实现所需微生物群和增强肠道平衡的一种方法。
研究表明,益生菌可以增强猪的免疫功能,从而提高对有害细菌产生的毒素的抵抗力;益生菌还可以帮助阻止这些微生物的生长和传播。寡糖益生元是提高猪免疫反应和预防感染最重要的天然大分子之一。合生素补充日粮可能促进乳酸合成和抗体水平,同时抑制病原菌的生长。饲喂含合生素日粮的猪生长更快,腹泻更少,死亡风险更低。饲喂含有芽孢杆菌和酵母菌物种的复合益生菌的猪在42天内表现出更高的体重和日增重。此外,粪便中氨和硫化氢的排放减少。在低粗蛋白日粮中添加混合益生菌可改善营养物质消化率、肉质和猪的眼肌面积。菊粉和低聚果糖(FOS)等益生元也能增强猪的肠道健康和免疫反应,有助于改善整体健康并减少抗生素使用。
益生菌/益生元补充对鸡性能的影响
益生菌、益生元和后生元是“生物”饲料添加剂的例子,可以改善鸡的生长和健康。这些生物成分是动物饲料中生长促进剂的营养可行替代品。使用这些添加剂促进了肉鸡的生长,从而改善了肉质。几位研究人员研究了益生菌-益生元补充对肉鸡性能的影响。在Utami等人的一项研究中,将200只35日龄的肉鸡分为五组并进行不同处理。接受益生菌补充的鸡表现出体重增加和饲料转化率降低,但采食量未受显著影响。这些结果表明,益生菌补充是增加肉类产量的一种有用且安全的方法。饲喂含有基于商业乳酸菌的益生菌FloraMax PW的日粮的母鸡和火鸡对沙门氏菌感染表现出更强的抵抗力。益生菌改善了鸡的性能,因此代表了抗生素的潜在替代品。此外,益生菌降低了鸡各种感染的风险。Murakami等人证明,施用益生菌LIC37可有效预防雏鸡的空肠弯曲菌感染。LIC37能很好地粘附在盲肠壁上,并促进有益微生物(包括布劳特氏菌属)的生长。这些发现还表明,LIC37是预防家禽养殖场空肠弯曲菌爆发的实用且有效的益生菌剂。益生菌是降低鸡感染风险的有用工具。LIC37还被证明可降低肿瘤坏死因子-α和白介素(IL)-6水平,并增加IL-10水平,表明LIC37通过调节细胞因子谱发挥抗炎作用。Sirisopapong等人分析了来自鸡消化道的LAB菌株,以评估它们作为家禽益生菌的潜力。他们分离了2000个菌落,从中鉴定出200个LAB菌株。两个益生菌菌株(鸡肠明串珠菌和唾液明串珠菌)进行了体外测试。结果表明,鸡肠明串珠菌和唾液明串珠菌增加了鸡盲肠内容物中LAB和双歧杆菌的数量,同时减少了肠杆菌科和大肠杆菌的数量。这些结果证明益生菌在鸡消化道中发挥高度有益的作用。
为了促进养殖户采用并支持商业益生菌的更广泛使用,配方必须具有成本效益、与饲料混合时稳定(包括在制粒加热过程中生物的存活率)、货架期稳定,并符合监管标准和标签要求。细菌孢子形成体(通常属于芽孢杆菌属)存在于某些益生菌产品中,并已被证明可以预防特定的胃肠道问题。基于芽孢杆菌的DFM可预防胃肠道疾病,并为人类和动物提供多种营养益处。如体外和体内研究所证明,在有饲料存在的情况下,90%的枯草芽孢杆菌孢子在胃肠道的不同段落在60分钟内萌发。添加基于芽孢杆菌的DFM改善了饲喂黑麦基础日粮的肉鸡和火鸡的生长性能、食糜粘度、细菌易位、微生物群组成和骨骼矿化。用作DFM的混合芽孢杆菌菌株产生的酶可以改善肠道完整性、提高生长性能并增强营养吸收。
益生元有助于微生物发酵不可消化的食物成分(如寡糖)以增强肠道功能。益生元促进肠道内双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖,从而改善宿主健康。益生元还被证明可以改变人类结肠微生物群并影响肠道代谢。益生元可增强宿主防御能力并降低病原体诱导的禽死亡率。饲喂益生元的家禽表现出乳酸杆菌和双歧杆菌数量升高,梭菌和其他有害细菌数量减少,同时蛋壳和骨骼质量得到改善。曲霉粉是一种常用的益生元,含有β-葡聚糖、低聚果糖(FOS)、壳聚糖和甘露寡糖(MOS),可以改善鸡的生长和免疫力。β-葡聚糖是一种有效的免疫增强剂,而MOS结合毒素活性位点并保护肠道微生物群免受侵袭。低聚果糖和壳聚糖是容易被肠道菌群发酵的不可消化碳水化合物。饲喂益生元的雏鸡回肠能量和蛋白质含量较低,表明营养消化和吸收更强。Yalcin等人报道,来自面包酵母的细胞壁材料是肉鸡的一种有效益生元饲料添加剂,可增强生长性能和体液免疫反应,并减少腹部肥胖。酵母细胞壁材料还刺激低胆固醇蛋的生产,并增强蛋鸡的体液免疫反应。其他研究表明,益生元补充增强了芽孢杆菌属、乳酸杆菌属和梭菌属在肠道的定植,并加强了上皮屏障功能。此外,病原菌(大肠杆菌和沙门氏菌属)的定植减少。益生元为肉鸡提供能量、代谢底物和必需的微量营养素,从而改善生长并提高饲料转化率。益生元补充通过抑制病原菌在肠道内壁的定植、降低肠道病原菌数量、增强免疫功能和改善肠道形态功能特性,降低了各种疾病的发生率,从而改善了整体肉鸡健康。因此,这些饲料添加剂通过促进因应激而受损的肠道健康和消化功能的恢复来增强生长性能。
在蛋鸡中,饲料中添加益生元可提高生产力,增加蛋壳厚度和钙保留。益生元降低蛋黄胆固醇水平的潜力引起了相当大的关注。可发酵糖和外源酶等益生元被用作饲料添加剂以增强宿主健康并保护鸡免受传染性细菌的侵害。益生元施用通过增加有益细菌的数量来改善肠道微环境,从而抑制病原体在肠道的定植。通过支持平衡健康的肠道微生物群,益生菌和益生元都可以提高肠道生态的整体恢复力,并降低对病原体定植的易感性。此外,益生菌可有效调节家禽的肠道微生物群、增强免疫功能并改善生长性能。益生菌有助于抑制沙门氏菌属和产气荚膜梭菌等病原体的定植,从而降低疾病发生率和抗生素使用。包括MOS和低聚果糖在内的益生元支持有益细菌的生长,并改善禽类生产中的肠道健康,进一步减少对抗生素的需求。
益生菌/益生元补充对兔性能的影响
在兔中使用益生菌已被证明可以改善生长性能和饲料效率,尤其是在热应激条件下。一些研究表明,添加菌株如两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、丁酸梭菌或酿酒酵母可以改善兔的最终体重、ADG和饲料转化率(FCR)。益生菌还可以增加绒毛高度并减少隐窝深度,从而改善小肠的绒毛隐窝比,这支持了改善的营养吸收。丁酸梭菌还与改善的肠道健康、抗氧化特性、免疫反应性和整体生长性能相关。其他菌株,包括嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、粪肠球菌和两歧双歧杆菌,已显示出对生长、饲料效率、肠道微生物群平衡和健康的有益影响;然而,这些影响的程度因菌株、剂量和管理条件而异。对哺乳母兔及其仔兔补充益生菌已显示能显著增强免疫和抗氧化反应、调节肠道微生物群组成并改善生产性能。然而,并非所有试验都发现益处,因为某些菌株组合在结合时显示无效甚至拮抗作用,表明影响很大程度上取决于目标动物的益生菌类型、剂量和生命阶段。单独使用益生元可以改善生长和胴体重,例如在饮水中添加0.5-1%的低聚果糖(FOS)被证明能显著提高新西兰白兔和APRI兔的体重增加并降低饲料转化率,与对照组相比。此外,屠宰率和屠宰百分比增加,而病原菌计数下降,有益细菌如乳酸杆菌增加。低聚果糖还提高了抗氧化标志物并改善了血清蛋白水平,且对肝肾功能无有害影响。在一项为期12周的试验中,比较Biotronic益生元、Biovet?益生菌和合生元,单独使用益生元导致显著更高的最终体重和ADG,并改善了饲料转化率。合生元(益生菌和益生元的组合)在炎热气候下也能增强生长性能、血脂谱和肠道组织学。然而,存在对不必要使用益生菌的担忧,这可能会破坏原生肠道菌群,并可能导致过度产气、胃肠道停滞或腹泻。对于健康的兔子来说,高质量的干草和饮食通常比补充剂更重要。
总之,补充益生元可可靠地改善兔的生长性能和饲料效率,而单独使用益生菌则因菌株和剂量的不同而产生更多可变的结果。将两者结合成合生元通常能产生最稳定的增益,尤其是在环境应激条件下。益生菌/益生元补充的其他效果总结在表1中,该表概述了益生菌在动物健康中的众多有益效果。
跨物种的共同机制和益处
益生菌微生物如乳酸杆菌属、双歧杆菌属、肠球菌属、枯草芽孢杆菌属和酿酒酵母产生细菌素、有机酸、过氧化氢和群体感应抑制剂,这些物质可减少沙门氏菌、大肠杆菌、梭菌和产肠毒素大肠杆菌等病原体。益生菌竞争粘附位点和营养物质,从而建立定植抗性,并降低病原体负荷,其效果与家禽和猪中的抗生素生长促进剂(AGPs)相当。益生元如MOS、低聚果糖和β-葡聚糖作为细菌诱饵,支持有益微生物的定植。这些生物制剂已被纳入国家和全球的AGP禁令中,并成为主流的非抗生素生长促进剂,且不助长抗菌素耐药性。
益生菌增强免疫调节和屏障强化,提高吞噬活性、氧化爆发活性、适应性反应、肠道相关淋巴组织发育和屏障功能。合生素的协同作用(将益生菌与匹配的益生元结合)在不同物种中 consistently 优于单个成分,改善了益生菌的存活率/定植率以及共生微生物群对特定底物的靶向利用。
挑战与局限性
益生菌和益生元在有效性方面存在几个缺点,包括菌株特异性反应、稳定性和存活率问题、监管和安全考虑、经济及实际限制、作用机制理解有限以及潜在不良反应。益生菌的功效取决于所使用的特定微生物菌株、宿主因素以及动物物种的年龄、健康状况和肠道微生物群组成。稳定性和存活率问题包括加工敏感性、货架期限制、监管差异和经济约束。益生菌在动物农业中的使用面临经济障碍,因为其成本相对高于抗生素,此外还存在监管和生产间接成本问题。动物试验表明,含益生菌的饲料实现了更高的效益成本比,但利润增益有限。较小的农场面临较高的单位成本和可变的功效,这阻碍了农民持续使用。
安全评估对于防止抗生素耐药基因和机会性感染的传播至关重要。经济及实际限制包括低成本效益比、实施挑战以及对益生菌影响动物生长和健康的机制理解有限。健康风险,如感染或代谢紊乱,也是一个值得关注的问题。使使用复杂化。监管复杂性和经济障碍也阻碍了其广泛采用。解决这些挑战对于充分发挥益生菌和益生元在改善动物健康、提高生长性能和减少抗生素依赖方面的潜力至关重要,最终有助于建立更可持续、更高效的 livestock 生产系统。
选择特定动物应用的菌株至关重要。确定益生菌或益生元的最佳剂量也具有挑战性。剂量可能因期望的积极效果而异;因此,不同的益处可能需要不同水平的益生菌/益生元。益生菌或益生元的费用正变得有问题,因为畜牧业中的利润空间越来越小。生物食品添加剂的监管框架也很复杂。不同的司法管辖区允许在人类应用中提出不同程度的健康声称。益生菌和益生元制造商必须提交产品鉴定、安全性和有效性的实验证据,由专家委员会进行评估。
结论与未来方向
总之,将益生菌和益生元整合到家的日粮中已显示出在增强生长性能、饲料效率和整体健康方面的潜在益处。大量研究证明了跨物种的改善,包括猪和肉鸡的体重增加增加,以及奶牛和母猪的产奶量和质量提高。益生元可以替代益生元或增强其有效性。有趣的是,使用具有协同效应的成分可能更有效地刺激肠道微生物群和保护动物健康。在兔中补充益生菌和益生元已被证明可通过改善营养吸收和调节肠道微生物群来增强生长性能、饲料效率和肠道健康。这些效应共同有助于提高兔的生产力并减少对抗生素的依赖。
本综述强调了益生菌和益生元在增强各种家畜(包括牛、猪、鸡、羊、山羊和兔)生长、生产力和整体健康方面的显著潜力。表1总结了已发表研究的结果。这些益生菌、益生元和合生素已被证明可以改善营养物质利用、免疫功能、肠道微生物群平衡和疾病抵抗力,最终为畜牧生产者带来更好的动物性能和经济利益。益生菌和益生元协同作用,促进健康的肠道环境,这对最佳消化、营养吸收和整体动物福利至关重要。然而,这些影响的大小和一致性仍然多变,并受到微生物菌株特异性、动物物种、年龄、日粮组成、环境应激和管理实践等因素的强烈影响。当前文献也因缺乏长期、大规模和物种特异性的试验而受限,使得难以建立跨生产系统的标准化建议。此外,与产品稳定性、监管框架和经济可行性相关的挑战对其广泛采用构成了进一步限制。
已发现合生素在各种牲畜物种中优于单独的益生元或益生菌处理,增强生长、营养物质消化率、饲料效率、抗氧化状态和免疫标志物。这在肉鸡中表现明显,其中益生菌补充方案改善了舍饲条件下的瘤胃微生物多样性、体液免疫和生长性能。然而,关于山羊合生素的数据仍然稀少,大多数研究集中在单独的益生菌上,而不是完全配制的合生素混合物。此外,将合生素与宿主转录组学、代谢组学和微生物群生态学联系起来的功能机制研究有限。益生菌菌株与特定山羊饲料及相应益生元的最佳配对尚未建立。
选择适当的菌株、确定最佳剂量以及确保安全性和有效性仍然是关键的考虑因素。此外,这些添加剂的成本以及围绕其使用的监管复杂性对其在畜牧业中的广泛采用构成了进一步障碍。未来的研究应优先考虑设计良好的研究,以解决这些局限性,特别侧重于阐明益生菌、益生元和合生素的最佳菌株、剂量和组合。新兴前沿,如组学技术的应用,为阐明宿主-微生物群相互作用和识别针对特定牲畜需求的新型功能菌株带来了巨大希望。基因工程益生菌的开发以及基于动物基线微生物群的个性化益生菌/益生元配方概念代表了额外的令人兴奋的方向。从行业角度来看,采用不仅需要科学验证,还需要更大努力来标准化产品质量、确保安全性和协调监管框架。当整合到可持续的饲养策略中时,这些生物添加剂可能有助于减少抗生素依赖、改善动物福利,并以成本效益高且对环境负责的方式提高生产力。
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