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1、第十章 微生态营养,目的要求,了解微生态和微生态营养的概念以及其研究概况； 了解反刍动物和非反刍动物消化道微生态环境，并掌握动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响； 掌握肠道微生态环境的营养调控措施。,内 容,第一节 概述 第二节 微生态营养原理 第三节 微生态环境的调控,Lactobacillus,第一节 概述,一、微生态及微生态营养 二、微生态营养的研究概况,Lactobacillus,一、微生态及微生态营养,Rusch：细胞水平或分子水平的生态学 康白：研究正常微生物的结构和功能，以 及其与宿主关系的学科 何明清：研究正常微生物与其宿主内环境 相互依赖和相互制约的细胞水平 和分子水平生态科学
2、,1.微生态,Lactobacillus,2.微生态营养,目的：提高动物生产效率，提高动物产品质量以及提高营养物质利用效率 内容：着重研究动物微生态环境与动物营养之间的关系,Lactobacillus,一、微生态及微生态营养,二、微生态营养的研究概况,1.对消化道微生态系统的研究,(1) 消化道微生物：固定菌群 过路菌群,Lactobacillus,(2).微生物在肠道的生态位： 上皮细胞表面 绒毛上的粘液 腺窝中的粘液 肠腔内容物,Lactobacillus,二、微生态营养的研究概况,(3)影响肠道内细菌殖居和存在的因素 胃酸 胆盐 蠕动 消化酶 免疫反应 内源的微生物及其产生的抗菌物质等,
3、Lactobacillus,二、微生态营养的研究概况,(4) 限制胃肠道生态系统区系间的相互关系的研究的因素 研究系统的定位 微生物系统的复杂性 固定菌群的稠密和多样性 厌氧菌的特殊培养条件,Lactobacillus,二、微生态营养的研究概况,2.胃肠菌群营养代谢方面的研究,小肠：微生物发酵不明显 大肠：多数细菌都能发酵多聚糖和低聚糖,Lactobacillus,二、微生态营养的研究概况,大肠发酵的过程：,细菌产生的糖苷酶,丙酮酸盐,VFA,为大肠粘膜提供能源 适当降低pH值 稳定DNA和修复损伤,可发酵糖,Lactobacillus,二、微生态营养的研究概况,3.微生态环境调控方面的研究,
4、日粮调控 益生素的的研究 化学益生素研究,Lactobacillus,二、微生态营养的研究概况,第二节 微生态营养原理,一、消化道微生态环境 二、动物胃肠道菌群对营养物质代 谢的影响 三、微生态平衡失调与动物健康,Lactobacillus,一、消化道微生态环境,1.反刍动物消化道微生态环境,(1)反刍动物瘤胃菌群:,纤维素分解菌 半纤维素分解菌 淀粉分解菌 蛋白分解细菌 氨基酸分解菌 脂肪分解菌 产甲烷菌 合成维生素的细 利用有机酸的瘤胃细菌,Lactobacillus,(2)反刍动物肠道菌群,乳酸菌 双歧杆菌 肠杆菌,Lactobacillus,一、消化道微生态环境,(3)瘤胃中的纤毛虫,
5、全毛虫目 贫毛虫目,Lactobacillus,一、消化道微生态环境,2.猪的肠道菌群,乳酸菌：乳酸杆菌、双岐杆菌 厌氧菌：拟杆菌科 、厌氧弯曲杆菌 、 真杆菌、消化球菌科等 需氧菌：肠杆菌科 、葡萄球菌 、芽 胞杆菌 、棒状杆菌、假单 胞菌、酵母菌,Lactobacillus,一、消化道微生态环境,3.鸡的肠道菌群,优势菌群分布： 嗉囔：乳杆菌 腺胃、肌胃、小肠：与嗉囊类似 盲肠 ：各种厌氧菌显著增殖,Lactobacillus,一、消化道微生态环境,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,1.动物胃肠道菌群的营养代谢,(1) 碳水化合物的代谢, 淀粉的分解,A.淀粉,液化型淀粉酶,麦芽糖、
6、双糖,B.淀粉,糖化型淀粉,麦芽糖或葡萄糖,Lactobacillus,纤维素和半纤维素的分解,天然纤维素,C1酶,水合非结晶纤维素,Cx1Cx2酶,纤维二糖+葡萄糖,纤维二糖酶,葡萄糖,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,果胶的分解,果胶,半乳糖醛酸,糖代谢途径,VFA,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,单糖分解,双磷酸已糖降解途径 单磷酸已糖降解途径 2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途径： 厌氧分解途径 磷酸解酮酶途径：异型乳酸发酵时途径,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,(2)蛋白质
7、代谢, 蛋白质分解,蛋白质,蛋白酶,多肽,肽酶,氨基酸,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,能分泌蛋白酶的细菌：变形杆菌、梭菌、 芽胞杆菌、假单胞杆菌等 能分泌肽酶的细菌：几乎所有的细菌,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响, 氨基酸的分解,脱羧作用：大肠杆菌、粪链球菌、腐败性 梭状芽胞杆菌、产气杆菌、变形 杆菌 脱氨作用 ：氧化脱氨 、还原脱氨 、水 解脱氨 、不饱和化脱氨,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,氨的生成,氨的来源：氨基酸的脱氨基 尿素的分解 细菌细胞的自身融解,Lactobacill
8、us,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,氨的去向,Lactobacillus,(3)短链脂肪酸的生成,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,(4)维生素的合成,鸡盲肠：硫胺素、核黄素、生 物素、泛酸、烟酸、 叶酸、维生素B12 其中仅叶酸能被利用,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,(4)细菌酶对代谢的调节, 细菌酶的种类 水解酶 发酵酶 呼吸酶,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,微生物代谢中酶的调节方式,酶活性的调节 酶合成的调节,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢
9、的影响,2. 胃肠道菌群对宿主的有益作用,(1)酸化作用 挥发性脂肪酸 (2) 酶学效果 产生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等,pH降低,Lactobacillus,二、动物胃肠道菌群对营养物质代谢的影响,三、微生态平衡失调 与动物健康,1.微生态平衡,(1) 概念,Lactobacillus,微生物与微生物 微生物与宿主 及微生物与宿主和外界环境,(2).影响微生态平衡的因素,环境 直接影响宿主，间接影响微生物 宿主 免疫、遗传、生理功能 微生物菌群 自身状态与种群间相互关系,Lactobacillus,三、微生态平衡失调 与动物健康,2.微生态失调及其原因,(1)微生态失调的含义 菌与菌间的比例失
10、调 菌与宿主的生态失调 菌、宿主与外环境统一失调,Lactobacillus,三、微生态平衡失调 与动物健康,(2)微生态失调的原因,抗菌疗法 、中毒、感染、肠炎、便秘、 外界环境因素、机体正常生理结构的破坏用免疫抑制疗法,Lactobacillus,三、微生态平衡失调 与动物健康,3.微生态失调与微生态平衡的转化,微生态平衡与微生态失调的转化过程,互生,抗生,偏生,环境,生态平衡 微生物菌群平衡,生态失调 微生物菌 群失调,生态失调 微生物菌 群失调,Lactobacillus,三、微生态平衡失调 与动物健康,4.微生态失调与动物健康,动物微生态失调,菌群失调、定位 转移和内源感染,影响动物
11、的健康 和生产性能,Lactobacillus,三、微生态平衡失调 与动物健康,第三节 微生态环境的调控,一、微生态环境的营养调控 二、微生物添加剂的作用 三、化学益生素的作用,Lactobacillus,一、微生态环境的营养调控,1.反刍动物,(1)纤维,日粮纤维素的来源和水平，影响微生物分解纤维素的活性。,Lactobacillus,(2)可溶性碳水化合物,日粮中添加可溶性碳水化合物，瘤胃微生物区系可分解纤维素活性提高。,(3)氨基酸,(4)蛋白水平,(5) 尿素,Lactobacillus,一、微生态环境的营养调控,2.单胃动物,(1)高纤维日粮 (2)乳糖 (3)亚油酸 (4)乳酸 (
12、5)不能被宿主酶系统降解的低聚糖,Lactobacillus,一、微生态环境的营养调控,二、微生物添加剂的作用,1.微生物添加剂的种类,(1)按微生物种类划分,乳酸杆菌类微生物添加剂 芽孢杆菌类微生物添加剂 酵母微生物添加剂,Lactobacillus,(2)根据饲用微生物添加剂菌株组成划分,单一菌属饲用微生物添加剂 复合菌属饲用微生物添加剂,Lactobacillus,二、微生物添加剂的作用,2.微生物添加剂的作用机理,(1)从微生物作用方式的角度,优势种群说： 微生物菌群中的优势种群对整 个种群起决定作用。 微生物夺氧说：微生物添加剂进入消化道后 迅速繁殖，消耗肠内的氧气， 降低局部的氧分
13、子浓度,Lactobacillus,二、微生物添加剂的作用,膜菌群屏障说：有益微生物可竞争性抑制病 原体在肠细胞上定植，排除 或控制潜在的病原体 “三流运转”理论：微生态制剂可通过改善机 体免疫系统和肠道功能，保 证了微生态系统中基因流、 能量流和物质流的正常运转。,Lactobacillus,二、微生物添加剂的作用,(2)从微生物代谢方式的角度,产生乳酸 产生过氧化氢 防止产生有害物质 合成酶 合成B族维生素 产生抗生素类物质,Lactobacillus,二、微生物添加剂的作用,3.微生物添加剂使用效果,提高增重 饲料转化率 畜禽机体免疫功能 防病治病 降低死亡率,Lactobacillus
14、,二、微生物添加剂的作用,4.微生物添加剂与其它物质联用的效果,(1)与抗生素、短肽等的结合效应,抗生素和饲用微生物添加剂联合使用能有效地提高畜禽生产效率。,Lactobacillus,二、微生物添加剂的作用,两者并用时应注意： 饲用微生物对抗生素的敏感性 动物的品种及年龄 抗生素和饲用微生物种类与质量,Lactobacillus,二、微生物添加剂的作用,研究发现肽和乳酸杆菌联合 ，比单一使用乳酸杆菌或肽可显著提高动物生产性能,Lactobacillus,二、微生物添加剂的作用,(2)与酵母培养物等的联合使用效果,可刺激后肠和盲肠的发酵，增加挥发性脂肪酸产量和细菌发酵终产物。,Lactobacillus,二、微生物添加剂的作用,三、化学益生素的作用,1.概念,化学益生过程 化学益生素,Lactobacillus,2.可能的作用机理,日粮中添加化学益生素,干扰病原菌的凝结素与上皮细胞的识别及粘附,机理之一,Lactobacillus,三、化学益生素的作用,微生物外源凝集素,改变小肠粘膜上皮刷状缘的表面受体的糖支链,细菌选择性地生长,机理之二,Lactobacillus,三、化学益生素的作用,The End,
