第四章 动物肠道微生态环境与微生态营养

第二节 动物微生态营养原理
三、微生态平衡失衡与动物健康
（一）微生态平衡（2）宿主 宿主是微生态系统的主要成员。因此，任何影 响宿主生理功能的因素及其自身的免疫机能、 遗传性状，均可直接或间接地影响微生态系统 的平衡。 免疫：免疫缺陷、同位素照射、营养失调、疾 病等都可能引起免疫抑制的因素，均可造成微 生态失调。 遗传：有试验表明，不同种属的猪、鸡肠道菌 群的组成与数量有显著差异，它们对某些疾病 的易感性不同。
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（二）蛋白质的代谢 2.氨基酸分解 （1）脱羧作用
是细菌氨基酸代谢的最初反应。 氨基酸脱羧酶具有高度专一性。 大肠杆菌、粪链球菌、腐败性梭状芽孢杆菌、产气杆 菌等具有氨基酸的脱羧作用。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（二）蛋白质的代谢
第二节 动物微生态营养原理
一、动物消化道微生态环境
兔 （四）其他动物消化道菌群 猫 狗 • Click to add Text • Click to add Text
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绝对优势菌群为消化 • Click to add Text 盲肠粪便 链球菌、链球菌、乳杆菌 • Click to add Text 中 以 杆 菌 占 绝 等，其菌数为 10 10 个 /g ， 对 优 势 ， 其 次 双歧杆菌比人少，大肠杆 厌氧弯曲 杆菌 、菌菌数为107-108个/g。产 消 化 球 菌 等 菌 气荚膜梭菌检出率比人稍 数为 10 8 个 /g ， 高，但由于饲料不同，产 其 他 菌 群 出 现 气荚膜梭菌的菌数有很大 的较少。 变动。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（五）微生物在代谢中产酶作用及其调节
微生物在代谢中酶的调节作用有两种方式： （1）酶活性的调节（2）酶合成的调节 酶活性的调节：是对已存在的酶的活性进行控制，wk.baidu.com 此与酶量的变化无关。 酶合成的调节：是通过酶量的变化来控制代谢的速率， 也就是通过酶的合成或停止没得合成来进行调节。 从调节效果看，酶活性调节显得直接而迅速，而酶量 调节则间接而缓慢，但是酶量调节可以阻止没得过量 合成，因而节省了生物合成的原料和能量。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（五）微生物在代谢中产酶作用及其调节 微生物产生的酶按其催化作用不同可分为： （1）水解酶（2）发酵酶（3）呼吸酶 （1）水解酶：各种微生物普遍具有的酶，其 作用是促进蛋白质、糖和脂肪等有机物分解， 使它们成为小分子量的易溶物质。其主要作用 是破坏碳原子和氧原子或碳原子与氮原子之间 的关系来起到水解作用的。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（三）短链脂肪酸的生成 反刍动物的前胃发酵产生的短链脂肪酸大部分 作为能源被消耗，而单胃动物从大肠吸收的短 链脂肪酸作为能源的来源也不可忽视。 另外，前胃以及大肠吸收的短链脂肪酸有一部 分也能形成脂质合成的主要前体物。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（四）维生素合成 动物肠内菌可合成B族维生素，经肠道吸收被 利用，但如何合成及利用尚不清楚。 现已知在鸡盲肠内能合成硫胺素、核黄素、生 物素、泛酸、烟酸、叶酸、维生素B12等B族维 生素，但是其中能被利用的只有叶酸。原因可 能是由于合成的维生素有一部分在菌体内而被 排出，在菌体外由于不能食粪也不能被利用。
第四章 动物肠道 微生态营养与微生态环境
主要内容
1
2 3
本章概述 动物微生态营养原理
动物微生态环境的调控
本章小结
4
第一节 本章概述
微生态学的发展历程
1977年，联邦德国Voeker Ruseh博士首先提出 “微生态学”这一术语，并在德国建立起世界 上第一个微生态学研究所。 此后，微生态学以生命学科中的一门独立学科 迅速发展起来，越来越显示出它的重要性。 如今，国内外对微生态学基础理论和应用的研 究都取得了较大的进展。 微生态学即微观生态学，是“研究正常微生物 的结构和功能，以及其与宿主关系的学科”。
三、微生态平衡失衡与动物健康
（一）微生态平衡（1）外环境 外环境对宿主的影响：空气中氧含量过低；氨 含量过高；病原微生物含量增多；气温高低、 突变等环境因素；饲料与饮水变质、污染、组 成成分的不全价；以及饥饿等均可造成宿主的 代谢紊乱或感染，直至死亡。 化学物质与辐射对宿主的影响主要表现在组织、 器官遭受侵害，自然防御机制受到破坏，免疫 机能降低或抑制。
2.氨基酸分解 （2）脱氨作用 按方式不同分为以下几种： 氧化脱氨（在有氧条件下） 还原脱氨（在厌氧条件下） 水解脱氨 不饱和化脱氨（生成不饱和的脂肪酸和氨）
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（二）蛋白质的代谢 2.氨基酸分解 （2）脱氨作用：氧化脱氨 氨基酸在有氧条件下脱氨生成氨与α -酮酸。 催化脱氨的没有两种：一类是氨基酸氧化酶 （专一性不强），另一类是氨基酸脱氢酶。
普通环境下得 毛粉菌群与狗相似。 • Click to add Text 据报道，绝对优势 菌群同城为拟杆菌、 真杆菌等，其菌数 为 10 10 个 /g ，与狗 相比，双歧杆菌稍 有减少，二产气荚 膜梭菌呈增加状态。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（一）碳水化合物的代谢 1.淀粉的分解 （1 ）
第二节 动物微生态营养原理
三、微生态平衡失衡与动物健康
动物微生态环境的调控过程是 微生态失调状况向微生态平衡方向的转化过程
（一）微生态平衡 微生态平衡的概念：是指从微生物与宿主统一 体的生态平衡出发，考察与研究微生物与微生 物，微生物与宿主以及微生物与宿主和外界环 境的生态平衡问题。 胃肠道微生态平衡实际上指胃肠道微生物各种 群之间以及与宿主之间存在的相互联系与制约 的关系，由此形成微生态平衡。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（一）碳水化合物的代谢 3.果胶的分解
果胶是构成高等植物细胞间质的主要物质。 细菌中如芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌以及溶纤维 拟杆菌等均具有分解国脚的能力。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（一）碳水化合物的代谢 4.胃肠菌群对单糖的分解 双磷酸己糖降解途径（EMP途径，糖酵解途径） 单磷酸己糖降解途径（HMP途径，磷酸戊糖途 径） 2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途径（ED途 径，糖类的厌氧分解途径） 磷酸解酮酶途径（少数细菌进行异型乳酸发酵 时采用的途径）
第二节 动物微生态营养原理
三、微生态平衡失衡与动物健康
（一）微生态平衡 影响微生态平衡的因素： （1）外环境（2）宿主（3）微生物菌群 外环境对微生态平衡影响包括对宿主的影响和 对微生物菌群的影响两方面。此外，作为外环 境因素之一的饲粮营养因素对有益微生物有十 分重要的影响。
第二节 动物微生态营养原理
第二节 动物微生态营养原理
一、动物消化道微生态环境
（二）猪的消化道菌群
胃酸有杀菌作用，大部分外来菌都可被杀死。 猪胃内生存的菌主要是耐酸菌，如乳酸杆菌等。猪 肠内菌群大致分为三类，即乳酸菌、厌氧菌和需氧 菌。据报道，成年猪的粪便菌群总数在1010个/g以 上，并以消化球菌、螺旋体等厌氧菌占绝对优势， 它们和乳杆菌共同构成猪肠道绝对优势菌群；其次 为双歧杆菌、巨球形菌，其菌群总数在 10 8 -10 9 个 /g；而链球菌、肠杆菌科一般为107-108个/g。
（二）蛋白质的代谢
3.氨的生成 氨的生成时肠内菌最大作用之一。 氨的来源：
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（二）蛋白质的代谢
3.氨的生成 氨的去向：
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（三）短链脂肪酸的生成 短链脂肪酸又称挥发性脂肪酸，一般在消化道 内的主要挥发性脂肪酸有醋酸、丙酸和丁酸。 短链脂肪酸的来源：大部分是由反刍动物的前 胃发酵以及所有动物的后段消化道（主要在大 肠）的发酵而产生。另外，在肠内由于肠内厌 氧性细菌的作用，使蛋白质分解和继续脱氨基 反应，也可产生部分短链脂肪酸。
放线菌和霉菌等都能产生此酶。 （2 ） 肠内菌群中的乳杆菌、双歧杆菌等菌种能分泌 此类型的淀粉酶。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（一）碳水化合物的代谢 2.纤维素和半纤维素的分解 （1）
（2） 一般能水解纤维素的细菌也能利用半纤维素， 但某些能利用半纤维素的细菌却不能利用纤维素。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（五）微生物在代谢中产酶作用及其调节 （2）发酵酶：将糖类物质分解为简单化合物， 在产能反应中起催化作用，其催化作用主要是 通过氧化还原反应和磷酸化反应完成的。 （3）呼吸酶：此类没在微生物呼吸过程中氢 和氧的转以上具有重要作用，如脱氢酶、氧化 酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等。
第一节 本章概述
动物微生态营养的研究内容
动物微生态营养是研究动物微生态环境与动物 营养之间关系的一门科学。主要研究内容如下： ①动物微生态营养原理，涉及动物消化道微生 态系统、动物胃肠菌群对营养物质的代谢及微 生态平衡失调与动物健康等。 ②动物微生态环境的调控，涉及营养、微生物 饲料添加剂和滑雪益生素对动物微生态环境的 调控原理。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（二）蛋白质的代谢
2.氨基酸分解 （2）脱氨作用：还原脱氨 氨基酸在无氧条件下脱氨生成氨有机酸，有机 酸可作为能源被利用。 某些专性厌氧的细菌，如梭状芽孢杆菌在厌氧 条件下生成时，可以进行还原脱氨。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
第二节 动物微生态营养原理
动物肠道微生物与营养物质之间存在互作关系
一方面，微生物在动物胃肠道中直接参与动物饲料 的消化过程，微生物分泌的酶通过分解饲料中的非 淀粉多糖等物质释放出可被动物吸收的营养成分， 并能合成某些维生素和氨基酸。
另一方面，微生物也消耗动物胃肠道的营养物质来 满足其菌群增殖的需要，并降低某些饲料成分的营 养价值。
第二节 动物微生态营养原理
一、动物消化道微生态环境
（一）反刍动物消化道菌 群 在反刍动物消化道，特别是瘤胃内栖
息着复杂、多样的微生物，包括瘤胃原虫、 细菌和厌氧真菌，还有少数噬菌体。其中， 反刍动物瘤胃内细菌的种类繁多，也是瘤 胃中数量最多的一种微生物。在 1g 瘤胃内 容物中，细菌数为 107-1012个。而肠道细菌 具代表性的主要为乳酸菌、双歧杆菌和肠 杆菌等。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢
（二）蛋白质的代谢
1.蛋白质分解
蛋白质及其降解产物常作为细菌生长的氮源或 生长因子。 在某些情况下，蛋白质及其降解产物也可作为 机体的能源，如某些氨基酸可作为在厌氧条件 下生长的梭状芽孢杆菌的的能源物质。
第二节 动物微生态营养原理
第二节 动物微生态营养原理
一、动物消化道微生态环境
（三）鸡的消化道菌群 鸡嗉囊内乳杆菌构成最优势菌群（ 10 9 个 /g ），链球菌和肠杆菌也有附植。腺胃、 肌胃、小肠和嗉囊内菌群类似，仅细菌总 数有差异。盲肠内各种厌氧菌显著增殖， 总菌数达1011个/g，双歧杆菌、消化链球菌 等是绝对优势菌群，其次为乳杆菌（ 10 8 个 /g），而链球菌和肠杆菌为107-108个/g。
第二节 动物微生态营养原理
三、微生态平衡失衡与动物健康
（一）微生态平衡（1）外环境 外环境对微生物菌群影响：以间接影响为主， 主要是通过宿主生理功能改变来影响微生物菌 群失调、定植状态异常（微生物从不同环境入 到生物体，并能在某些部位定居和不断生长、 繁殖后代的过程）以及微生物性能的改变。 饲粮营养因素对有益微生物的影响：经研究表 明，一些营养物质与益生菌混合可以显著影响 益生菌活性。铜与肠道微生物区系之间具有交 互作用。
（二）蛋白质的代谢
2.氨基酸分解 （2）脱氨作用：水解脱氨 氨基酸经水解产生羧酸与氨，羧酸经脱羧生成 一元醇或氨基酸在水解过程中同时伴有脱羧过 程，生成一元醇、氨和二氧化碳。 一元醇经氧化生成一元酸，再按脂肪酸分解方 式，分解和放出能量。
第二节 动物微生态营养原理
二、动物胃肠菌群对营养物质的代谢