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以嗜酸性乳杆菌喂饲牲畜的理论基础
耕欣农业公司提供
现代化的家畜与家禽生产，给小动物带来很大的紧张与压力，这是因为目前的饲养管理方法主张小动物一出生使与母亲分离，依赖人工饲料生长，为了防止小动物生病，人工饲料中往往添加许多药剂，但是，即使这样小心的预防，腹泻、肠炎、下痢等病还是层出不穷，其中又以小牛与小猪为甚。一般公认这种现象是由于肠道中微生物群不平衡而引起的，而微生物群的不平衡又源于不妥当的下药方法，最後使得正常而非病原性的微生物群无法繁殖。这些正常的微生物群一般是在自然哺乳时，由母亲供应给小动物的。此外，1950 年代，日本学者发现现代药物治疗法还会引发 R ( 抗药性 ) 因子。现在我们都知道 R 因子属於遗传物质，会因细菌细胞互相间的接触而传递多种抗药力。有关 R 因子的研究，虽然大都以 E. Coli 为对象，但是，传递抗药性的现象并不仅限于这一种病菌。根据文献报导，抗药力的传播，也会发生在体内，譬如肠道内的肠细菌之间，以至於大大地危害到公众健康。由于学者对于这个问题非常关心，因此纷纷建议不论在饲料内或疾病治疗时应尽量减少抗生素与其他药品的使用。这些建议便导致了人们以嗜酸性乳杆菌 ( Lactobacillus acidophilos ) 做为改良替代原有治疗法的研究。我们深信在今日的知识领域中，嗜酸性乳杆菌应被视为替家畜与家禽建立与维持体内正常微生物群的一种方法，而非一种尚未为人确知的生长因素。
乳杆菌属可能具有医疗作用的理论，第一次是在 1908 年，由 Elie Metchnikoff 在他的论文“益寿延年”中提出的。
大约在这同时，德国研究人员 E. Moro 也发现饮用牛奶的婴儿粪便中最常见的微生物是革兰氏阳性杆状细菌。几年之後，他的发现获得证实，该细菌即为 B. acidophilus。
从那以後，许多学者陆续研究嗜酸菌对人类的医疗作用，其中以耶鲁大学的 Rettger 等人最有组织，也是 1915 ~ 1930 年间研究心得最多的一批人。最近的一篇有关嗜酸菌的总论是由 Sandine 等人在 1972 年发表的。
在美国，嗜酸菌最初受人欢迎的程度大约在 1930 年中期达到巅峰，然後就消失殆尽。这段时间，嗜酸菌受到的褒贬之辞都很多，有些上市产品因为未能达到它的预期效果而消失。
二次世界大战带来抗生素时，大家认为这些药的效果简直太奇妙了！但是，由于他们对肠细菌，不论好坏，一视同仁，结果导致了「抗生素性腹泻」现象的增加，以及许多副作用的发生。自这时起，以嗜酸菌疗法恢复正常的肠道微生物群之说又渐渐抬头，而嗜酸菌应用在人体与动物上的情形也愈来愈多。
在研究肠道微生物群的早期、鉴别微生物种类的方法并未确定，而术语的使用也有些混乱。後来的研究者做了澄清的工作，现在大家都认为一共有三个非常相似的品系存在于肠道中，它们是：
1.布国乳杆菌 ( L. bulgaricus ) 它是用来生产粕酵乳与某些乳酪的主要微生物之一。它的制酸性极强，具有许多与嗜酸性乳杆菌相似的优点，但是，在消化道的存活率差，以致无法大量繁殖。
2.双叉乳杆菌 ( L. bifidus ) 是一种在喂哺人奶的婴儿肠道内发现的微生物。它可以在消化道内生存与繁殖，但却无法在生物体外培养。某些品系需要一种存在于人奶中的“生长因子”才能顺利繁殖。
3.嗜酸性乳杆菌是一种在饮用牛乳的婴儿以及许多成人肠道内均可发现的微生物。它可以在消化道内存活，也可以相当容易的在实验室内培养。因此，它适合以“口腔种植法”种植。
虽然以上三种微生物的耐酸性都相当高，也能在 pH 4.0 到 8.0 的环境下保持生长，在 pH 3.0 到 9.0 的范围下生存，但是最适合它生长繁殖的 pH 范围是 pH 5.0 到 7.0。
微生物能够在消化道内生存的原因，似乎在于它对“低表面张力”的耐力。对人类而言，胆汁造成的“低表面张力”便阻碍了许多微生物的生长。实验显二布国乳杆菌无法忍受低的表面张力，而嗜酸性乳杆菌与双叉乳杆菌却能通过这关考验而抵达大肠道。
大肠是乳杆菌正常的居留区，唯有在这儿，它们才能繁衍生长，发挥最大效益。它们的效能在于制造并供应一个可以顺利完成消化作用最後一关的环境。
嗜酸性乳杆菌可以利用大部份碳水化合物做为能量来源，而代谢作用的最终产品是乳酸。其他属于代谢作用的副产品包括维他命，特别是“ B ”群以及过氧化物。
学者发现嗜酸性乳杆菌对许多肠道微生物，譬如 S. aureus , B. proteus , ( salmonella ) , ( Pseudomonas ) , E. coli 等有抑制作用。这个反应可以很容易地在实验室中示范，以下是几个造成此一作用的因素：
1.制酸作用以及小肠内微酸状态的形成。许多使肠道发生问题的微生物只可以在中性或微硷状况下生存，酸性会对它们发生抑制作用，至少对人类而言，大肠的微酸性，还会激发肠的蠕动，这对整个消化道的正常活动非常重要。
2.嗜酸性乳杆菌是一种兼性厌气菌，可以在小肠内生存，由于具有这样的特性，它便活跃而多产，胜于其它竞争者。它也因此能够在竞争营养品的争夺战中，独占鳌头。
3.它在某些情形下制造的过氧化氢对某些微生物而言，毒性很大。
4.愈来愈多人相信嗜酸性乳杆菌在某些情形之下会产生药效很广的抗生素，这个现象对抑制作用的解释非常重要。同时，研究人员还发现它有抗滤过性病毒的特性。
以上提到的每一个因素都是嗜酸性乳杆菌效用的步骤之一，而它们最终结果都是制造并维持正常的肠道环境，这个环境可以直接地抑止感染，间接地接受好的营养。
由于大肠是嗜酸菌最能够发挥功效之处，因此，学者一直希望能够接种嗜酸菌，使它们不但能在大肠内站稳脚步，并能继续成长、繁殖。但是，接种的效果会因个体的不同而变化很多。尤其是人类，生活与饮食习惯的差异很大，使得个体间的差距比成群饲养的家畜个体之间的差别要大得多。人类当中，有些可以很容易地以口服法接种嗜酸菌，接种之後，虽然弃之不管，微生物群似可保持生长达数月之久，但是，其他有些人却完全无法接受接种，如果要维持他体内的微生物群，就必须连续用药。大部份的人则介于这两者之间。
一般为人接受的细菌接种法是口服法。嗜酸性乳杆菌具有顺利抵达大肠，而活力不受影响的能力，这就是它被选中的另一个原因。至於肛门种植法，虽然直接并且有效，但是却有不方便的缺点。
另外一个值得考虑的是细菌品系的选择，嗜酸性乳杆菌就像大部份的微生物一样也有许多品系，这些品系在技术上而言都被归类为嗜酸性乳杆菌，但是，它们之间的接种能力与抑止其他肠道微生物生长的能力却大为不同。我们选择接种用的微生物时，必须注意该品系是否能够发挥预期的效用，同时为了快速发挥菌种的接种效用，我们还希望得知它对常用抗生素的抗药性如何。这些都是从事生产培养基的制造商应该注意的事项。
一般说来乳杆菌特别是嗜酸性乳杆菌是最为人们所知的温和细菌。至今为止尚未发现它在肠内有致病性的报告；使用过量时，没有副作用也不会制造问题，以活菌种接种时，也不会有任何缺点。
在接种细菌这方面，使用嗜酸性乳杆菌是永远不会失败的；因为它是一种自然而合乎生物性的方式，可以解决健康上与营养上的问题，虽然使用它不见得次次有效，但是却绝对无害。
E. Coli 是哺乳类动物肠道内最普遍存在的微生物之一，它与粪便内微生物群的关系很大，一般人常以食物中 E. coli 的含量来做为它被粪便污染程度的指标。E. Coli 与嗜酸性乳杆菌生存于同一肠道环境内，但是乳杆菌产生的酸与其它抑制物质经常会减低 E. Coli 的活力。有些 E. Coli 代谢物甚至是嗜酸性乳杆菌的生长因素，因此，这两种微生物之间可以建立一种平衡的关系，嗜酸性乳杆菌中有一个品系非常活跃，因此在这种平衡情形下占了优势，并使 coli 菌的存活量保持很低。
以乳酸菌，特别是嗜酸性乳杆菌做为猪饲料添加剂的报告很多。乳酸的存在可以增加猪对钙质的吸收，而以乳杆菌喂猪则可增加肠道内的乳酸含量。食用乳杆菌的猪往往长得比未食用乳杆菌对照组好，同时还有一些报告一再肯定乳杆菌对 E. coli 有抑制作用。
欧洲的许多研究达告指出以嗜酸性乳杆菌喂饲猪只，不但增重较快，并且感染肠炎的机会也少。在欧洲市面上出品的嗜酸性乳杆菌产品相当多，事实上，有许多国家早已持用乳杆菌作为饲料添加剂，且用来治疗动物的肠道疾病。
Redmond 与 Moore 曾经发表一篇「在感染肠炎的大猪场内使用乳杆菌的生物效应」的报告，其中所述的猪场卫生条件非常差，死于变形杆菌与 E. coli 之类细菌的仔猪非常多，当时唯一有效的抗生素是盘尼西林 ( penicillin ) 与链霉素 ( streptomycin ) 两者混合使用，不过变形杆菌的抗药性相当强。
就在此时猪场场主决定试着以嗜酸性乳杆菌培养物喂猪，希望能在肠道内建立一个新的微生物群。在治疗初期肠炎似乎更趋严重，不过这时在猪粪便中渐有嗜酸菌微生物出现。但是，当这个治疗方法继续执行 30 天时，肠炎已经大为改善，而不需要继续治疗。至于肠道内的微生物群在治疗 2 周之後，已经主要是嗜酸性乳杆菌；而 18 个月之後，仔猪的粪便中绝大多数是嗜酸性乳杆菌微生物群。
嗜酸菌不仅对哺乳动物有效，就是对家禽的帮助也很大。在西班牙，以肉鸡所做的实验中，以嗜酸菌浓缩物加入鸡的饮水中；结果发现鸡的盲肠与小肠内的微生物群大有改变，在小鸡 9 日龄时，乳杆菌的微生物群显着地增加，肠球菌类的微生物则几乎全部消失，鸡的生长情形与饲料利用效率大大地改善，这个情形尤以在“旧”环境中饲养为甚。该结果与长期接受抗生素添加剂的结果互可比拟。
有关紧迫会影响与改变肠道内微生物群的报告很多。运送中受到紧迫的小猪与小牛之所以会产生许多不利影响，大部份源于肠道内微生物群的改变。如果施以乳杆菌治疗法，就可以大幅度地帮助小动物恢复健康，回复正常的饮食。下面让我举些实例说明：
许多研究造成猪只高死亡率原因的报告中指出，在肠炎与下痢造成的死亡猪只中，大约都以 E. coli 的 B 溶血性品系为主要致病原因。这些报告中以 kenworthy 与 Crabl i ，以及 Chopra 等人的特别值得注意。他们发现，仔猪一开始有下痢与肠胃炎现象时，溶血的 E. coli 便出现在空肠、回肠中，同时 Chopra 等人发现，原来在乳杆菌与 E. coli 之间存在的平衡状态会被下痢大大地破坏。而 kohler 曾经报告以嗜酸性乳杆毒治疗 colibacillosis 非常有效。
以小牛为对象所做的实验比较少，但是，我们应该强调刚出生的小牛几乎可当做非反刍性动物，因此与仔猪一样容易发生肠道疾病。在动物的饲养方面常因下痢与肠炎而使得发育极差，造成很大的动物损失。嗜酸性乳杆菌可以使有病的动物重新进食代乳品或饲料的效果非常显着，此类报告也很多。同时也有一些报告说明了以乳杆菌喂食正常猪群或牛群的效果。举例而言，Thomas 等人便发现以嗜酸性乳杆菌喂喂小牛时，增重虽然没有明显的改变，但是，仔牛下痢的情形却很明显的减少，而死于下痢的仔牛数目也相对地降低。再举个例子，以嗜酸性乳杆菌喂饲的仔牛中有 8 ~ 20 头发生下痢；而未喂饲嗜酸性乳杆菌的对照组中则只有 14 ~ 22 头下痢。
在妊娠後期，以浓缩嗜酸性乳杆菌喂饲种时，还有一个较不为人注意但却很重要的好处。最近有些研究指出，在妊娠後期的 30 天以及哺乳期内以嗜酸性乳杆菌喂饲母猪会大大地减少种猪死亡之情形，并且还会显着的改良饲料转换效率与生长速率。对吸乳期与离乳後的仔猪而言，可以降低死亡率，不论在离乳前或离乳後都没有损失活力或仔猪体内脂肪的情形。而研究这些动物粪便的结果，也发现乳杆菌已经接种在它们的肠道内了！
总而言之，我们已经有足够的数据证明以活的浓缩嗜酸性乳杆菌菌种喂饲仔猪或仔牛会显着地降低下痢与肠炎的发生。数据同时指出以嗜酸性乳杆菌喂饲下痢的动物会使他们恢复健康。而以嗜酸性乳杆菌定期定量添加于妊娠期中的母猪饲料与分娩後的仔猪饲料中也可以减少下痢与肠炎问题。很明显地，这种方法不但可以成功地在动物体内接种嗜酸性乳杆菌，并且也能影响四周的环境。
现代畜殖第十五卷( 70年 1 ~ 6月 )、70年6月号 ( 115 ~ 118 )
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