微生态制剂在畜禽生产中的应用研究进展

金尔光，陈 洁，邵志勇，吴利军，何 斌，陈夏冰，杨文海，华 娟，陶弼菲，夏 瑜

（武汉市农业科学院畜牧兽医研究所，湖北 武汉 430208）

抗生素类药物的应用推动了集约化规模化畜牧业的快速发展，但长期大量使用抗生素类药物产生的畜禽肠道微生物菌群失衡、病原微生物耐药性、机体抗病力下降、药物残留、环境污染、公共卫生等问题已制约了现代畜牧业健康发展，因此，研究符合绿色生态畜牧业发展需求的抗生素替代品刻不容缓。微生态制剂具有调节消化道菌群结构、防治畜禽疾病、增免疫促生长等作用，且无毒副作用、无耐药性、无残留、无环境污染等特点［1］，已成为近年来的研究热点。

1 微生态制剂的概念

微生态制剂是以微生态理论为指导，将动物体内或其生活环境中分离、鉴定、提纯或生物工程技术构建的有益微生物，经复壮、培养、发酵、浓缩、干燥等工艺制成的，含有有益微生物及其代谢产物、促生长因子等的生物制剂［2］，对调整和保持畜禽肠道微生态平衡、调节机体免疫机能、防治疾病、提高饲料利用率与生产性能等有着重要作用。

2 微生态制剂的主要生理功能

2.1 保持肠道微生物菌群的平衡

通常情况下，健康畜禽消化道内的有益微生物菌群和致病微生物菌群保持相对平衡状态，但养殖过程中环境、气候、饲料、疾病与药物等应激因素的影响会引起畜禽肠道微生物菌群失衡，导致病原微生物快速增殖，降低机体抵抗疾病的能力，甚至引发疾病。微生态制剂可补充畜禽肠道内有益微生物，保持有益微生物菌群的优势，竞争性抑制病原微生物的定植和生长，调整肠道内微生物菌群结构，维持微生态平衡。 Pieper等［3］报道，饲喂植物乳酸杆菌可促进断奶仔猪肠道有益菌增殖、改善肠道微生物菌群的结构和多样性。吕远蓉等［4］的试验表明，日粮中添加1.0 g/kg复合微生态制剂对调整肉鸡肠道内的微生物菌群、降低肠道内大肠杆菌和沙门菌数量、增加双歧杆菌和乳酸杆菌数量有显著影响。邱凌等［5］研究发现，奶牛精饲料中添加1‰的复合微生态制剂有调节奶牛肠道内微生物菌群平衡、显著增加肠道内菌群种类的作用。

2.2 调节机体免疫机能

微生态制剂可激活畜禽体内巨噬细胞、自然杀伤细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞等免疫细胞的活性，促进免疫器官生长发育，刺激机体产生干扰素、白细胞介素等活性因子，激发机体免疫应答机能，提高抗体水平和免疫球蛋白含量，增强机体免疫力。杨红萍等［6］报道，添加2.0 g/kg复合微生态制剂可显著提高断奶仔猪的猪瘟抗体效价及血清中IgG、IgA、IL-2、IFN-γ 的含量（P<0.05）。肖传明等［7］添加植物微生态制剂饲喂21日龄断奶仔猪，发现28日龄时外周血T、B淋巴细胞转化率及猪瘟疫苗免疫后的阻断率较对照组显著提高（P<0.05）。陈晓春等［8］报道，肉仔鸡日粮中添加益生菌+有机酸等组成的复合微生态制剂可显著提高其胸腺指数和法氏囊指数、新城疫抗体效价、血清中IgG及盲肠SIgA含量。

2.3 抑制肠道病原菌的增殖

微生态制剂代谢过程产生的乙酸、丙酸、丁酸可改变肠道内环境抑制病原微生物生长，产生的过氧化氢、细菌素等物质能直接杀灭病原微生物，还可通过生物夺氧、竞争位点、改变相关酶的活性等方式阻止病原微生物定植和生长。高淑琴等［9］研究发现，牛源嗜酸乳杆菌发酵液对大肠杆菌ATCC10536有较强的体外抑制作用，其主要抑菌成分是有机酸和抗菌小肽类物质。凌晨等［10］采用实验模型研究了乳酸杆菌培养液抑制金黄色葡萄球菌黏附仔猪小肠上皮细胞的作用效果，发现排斥、竞争、置换3种作用方式均可显著阻止金黄色葡萄球菌黏附仔猪小肠上皮细胞（P<0.01），其中排斥方式的抑制作用最明显（P<0.01）。 Suo 等［11］发现，饲喂1.0×109cfu/d植物乳杆菌ZJ316对仔猪肠道内大肠杆菌和沙门菌增殖有明显抑制作用。

2.4 提高饲料转化率

微生态制剂代谢过程中可产生纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等消化酶，在饲料消化过程中与激活的内源性消化酶发挥协同作用，有利于促进饲料中碳水化合物、蛋白质、脂肪等成分降解，提高饲料消化率。姜军坡等［12］研究发现，育肥猪日粮中添加0.1%的枯草芽胞杆菌Z-27制剂可显著提高肠道中蛋白酶、α-淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶的平均活性（P<0.01），降低粪便中粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、淀粉的平均残留量（P<0.05），表明添加该制剂能明显提高育肥猪肠道中消化酶活性及饲料的消化率。张敏等［13］添加0.5%乳酸菌—红曲霉中药混合制剂饲喂蛋鸡，发现日粮中DM、CP、Ca的表观消化率比对照组分别提高13.46%、24.63%、26.30%（P<0.05）。 张志焱等［14］报道，育肥羔羊日粮中添加0.1%微生态制剂可明显提高饲料中干物质、有机物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的表观消化率（P<0.01）。

2.5 降低有害物质含量

微生态制剂含有的有益微生物有抑制脲酶活性、阻止蛋白质转化为毒性胺和氨的作用，代谢过程中产生的氨基氧化酶、硫化物分解酶等酶类可促进肠道内含氮化合物、硫化物等氧化分解，降低畜禽血液及粪便中氨、吲哚等物质含量。此外，粪便中的有益微生物还可进一步分解其中的含氮有机物，减少空气中NH3、H2S等有害气体。魏玉明等［15］研究发现，饲料中添加复合微生态制剂可明显改善规模化猪场养殖环境，试验期猪舍内NH3、H2S、CO2含量及苍蝇数量较对照组显著降低。刘乃芝等［16］报道，饮水中添加1.0%微生态制剂与柠檬酸混合物可降低肉鸡粪便中吲哚和粪臭素的总量（P<0.05）。 许爱红等［17］研究发现，饲料中添加枯草芽胞杆菌联合养鸭水体应用光合细菌可有效降低水体中大肠杆菌数量、沙门菌数量及内毒素含量（P<0.05或P<0.01），明显改善水体质量。

微生态制剂还可中和内毒素，降低有害物质对畜禽机体的影响。李丹等［18］比较了肉鸡日粮中添加微生态制剂、抗生素对肠内容物及血液中内毒素含量的影响，发现微生态制剂组肉鸡肠内容物、血液中内毒素含量较抗生素组显著降低 （P<0.05或 P<0.01）。

3 微生态制剂在畜禽生产中的应用效果

3.1 提高生产性能

微生态制剂有提高畜禽生产性能作用。高林［19］发现，断奶仔猪日粮中添加0.05%微生态制剂可显著提高平均日采食量、平均日增重18.39%、8.24%（P<0.05），明显提高了生产性能。王翔宇等［20］添加1 g/kg益生素饲喂产蛋后期蛋鸡，发现日均采食量、料蛋比、破蛋率比对照组分别降低6.07%、30.36%、8.37%（P<0.05）。刘爱君等［21］在肉鸭的日粮中添加200 g/t乳酸菌类微生态制剂，与对照组比较，平均日增重比提高4.98%（P<0.05），料肉比降低 3.52%（P<0.05）。郭爽等［22］报道，奶牛饲喂40 g/（d·头）复合微生态制剂日平均产奶量提高 32.26%（P<0.01）。蔡涛等［23］报道，育肥羔羊饲喂经过微生态制剂发酵处理的青贮玉米秸秆平均日增重比对照组高115 g/头（P<0.01）。

3.2 改善产品品质

微生态制剂在畜禽肠道内代谢过程中合成的多种维生素、氨基酸等营养物质供机体吸收利用，有利于改善畜禽产品品质。安莉等［24］添加200 g/t微生态制剂饲喂育肥猪，发现猪肉的蛋白质、肌苷酸、18种氨基酸总量、琥珀酸含量较对照组分别提高 0.6、6.5、11.4、4.1 mg/kg，胆固醇、脂肪含量分别降低31.3、31.2 mg/kg，表明添加该种微生态制剂有助于提高猪肉的质量。宋良敏［25］研究发现，肉鸡日粮中添加0.05%复合微生态制剂可显著提高鸡肉粗蛋白含量以及缬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸含量（P<0.05），降低粗脂肪含量（P<0.05），明显改善鸡肉的品质。张进红等［26］添加1.0 g/kg复合微生态制剂饲喂奶牛，发现牛奶乳脂率、乳蛋白率较对照组分别提高 9.97%、4.83%、4.98%（P<0.05），奶料比、体细胞数则分别下降5.21%、8.17%（P<0.05）。

3.3 防治畜禽疾病

微生态制剂在畜禽体内代谢过程中产生的有机酸、抗菌物质等能抑制或杀灭病原微生物，有效增强机体抗病力。乔利敏等［27］报道，断奶仔猪日粮中添加0.2%的微生态制剂明显降低了发病率和腹泻率（P<0.01）。 王鑫炎等［28］研究发现，添加微生态制剂+黄芪多糖类药物可有效防治育肥猪高致病性蓝耳病，与对照组比较发病率降低18.4%，治愈率提高79.2%。胡凯等［29］研究了经枯草芽胞杆菌、乳酸杆菌等发酵制成的复方中药微生态制剂对人工感染鸭病毒性肝炎的防治效果，发现口服1 mL的预防保护率达93.3%，口服6 mL、连续给药5 d的治愈率达86.7%。

姚国强等［30］研究发现，腹泻犊牛饲喂乳酸菌微生态制剂 50 g/（头·次）、2次/d、连用 5 d的有效率达96.30%，治愈率达85.19%。李秀萍等［31］报道，羔羊灌服微生态制剂5 mL/（头·d），连用3 d可降低腹泻率6.7%，提高成活率10.3%（P<0.01）。

3.4 增强机体免疫机能

微生态制剂有促进畜禽免疫器官生长发育作用。谢全喜等［32］添加1.0‰复合微生态制剂饲喂断奶仔猪，发现试验第28天时仔猪的肝脏重量、脾脏重量、肝脏指数和脾脏指数较对照组分别提高11.28%、24.01%、12.13%和24.76%（P<0.05）。郭欣怡等［33］报道，饲料中添加0.4%复合微生态制剂可明显提高肉鸡的胸腺指数和法氏囊指数（P<0.05）。

日粮中添加微生态制剂能增强畜禽的体液及细胞免疫机能。韦明宇等［34］在产前30 d至产后30 d母猪的日粮中添加0.2%复合乳酸菌制剂，发现第30天与第60天血清中IgG和IgA含量、T淋巴细胞亚群CD3+和CD4+比对照组分别提高12.99%（P<0.05）和 20.80%（P<0.01）、20.58%（P<0.01）和 11.14%（P<0.05）与 10.91%和 12.50%（P<0.05）、18.65%和 15.87%（P<0.05）， 表明添加该制剂可增强母猪分娩时与分娩后的体液和细胞免疫功能。徐海燕等［35］的试验表明，饮水中添加微生态制剂能有效增强蛋雏鸡的免疫力，与对照组比较33日龄ND抗体效价、盲肠内容物中S IgA含量、红细胞E-C3bR和E-ICR花环率比对照组分别高出 36.75% （P<0.01）、43.21% （P<0.05）、177.78%（P<0.05）和 56.52%（P<0.01）。 杨华等［36］添加 500mg/kg微生态制剂饲喂雄性绵羊，发现血清中IgG和IL-6含量较对照组显著提高（P<0.05）。

3.5 改善繁殖机能

研究表明，添加微生态制剂饲喂畜禽可改善其繁殖机能。霍军等［37］用0.3%的微生态制剂饲喂分娩前母猪，发现母猪繁殖性能明显提高，与对照组比较每窝平均产仔数、平均产活仔数、初生仔猪平均体重分别提高 9.98%、19.88%、9.45%（P<0.05）。 曹建国等［38］报道，妊娠母猪饲喂微生态制剂可缩短断奶至发情配种间隔期3.85 d（P<0.01）。元娜等［39］发现，蛋种鸡日粮中添加1.5 g/kg复合微生态制剂可明显提高种蛋受精率、受精蛋孵化率2.25%、3.37%（P<0.01），降 低 受 精 蛋 死 胎 率20.29%（P<0.01），显著提高繁殖性能。 袁晓霞［40］添加1.5%复合微生态制剂饲喂内蒙古细毛羊，发现其发情率、受胎率、产羔率较对照组分别提高29.41%、24.82%、57.14%（P<0.01）。

3.6 缓解应激反应

微生态制剂可有效缓解畜禽的应激反应。郑文才等［41］研究发现，日粮中添加益生菌和有机酸复合剂可显著提高断奶仔猪的脾脏指数、胸腺指数、血清中IgG和回肠黏膜SIgA含量（P<0.01或P<0.05），增强机体免疫力，明显改善断奶应激对免疫机能的影响。张鑫等［42］的试验表明，日粮中添加0.5%中草药乳酸菌制剂有提高蛋鸡机体抗氧化能力和缓解饲养环境应激作用，与对照组比较，血清和蛋黄中总超氧化物歧化酶活性分别提高38.90%和 26.61%（P<0.05）。陈凤梅等［43］报道，添加25 g/（头·d）微生态制剂有缓解奶牛高温热应激、改善代谢机能、提高产奶量的作用，可明显提高其血液中三碘甲状腺原氨酸、四碘甲状腺原氨酸含量（P<0.05）。

3.7 净化养殖环境

大量研究证实，应用微生态制剂可明显改善畜禽养殖环境质量。宋良敏等［44］的试验表明，日粮中添加0.02%微生态制剂+生物净化剂消毒可明显改善鸡舍空气质量，与对照组比较，第42天鸡舍内NH3和H2S浓度分别下降30.98%和34.67%（P<0.05），空气中沙门杆菌和大肠杆菌浓度分别下降33.83%和31.05%（P<0.05），乳酸杆菌和酵母菌浓度分别增加5.83%和10.63%（P<0.05）。付晓政等［45］报道，奶牛饲喂 50、100mL/d 复合益生菌液均可显著降低牛粪中氨气含量（P<0.05），有效改善牛舍的空气质量。

4 存在的主要问题与展望

尽管畜禽养殖业应用微生态制剂取得了明显效果，但还存在诸多有待深入研究的问题。一是微生态制剂研究主要以微生态制剂对畜禽生产性能、防治疾病、增强免疫力等方面的应用效果研究为主，在作用机理方面还需要进行深入研究；二是微生态制剂的菌株主要来源于畜禽肠道内及其生活环境，在耐酸性、耐高温、耐储存等方面有待进一步研究；三是微生态制剂为生物制剂，在菌株变异、引起畜禽感染的可能性等以及质量标准体系建立方面尚不完善，在菌株变异与感染的可能性、微生态制剂质量控制体系等方面有待进一步研究。

微生态制剂的研究需要融合微生物学、微生态学、营养学、免疫学、分子生物技术等学科的优势开展深入研究。一是进一步研究微生态制剂的作用机理。从微生态学、营养学、免疫学等角度研究微生态制剂在调整肠道菌群、提高生产性能、增强免疫机能等方面的分子作用机理，为深度开发应用提供理论支撑。二是进一步研究微生态制剂的微生物菌种。利用现代分子生物技术、转基因技术等研究具有广泛性、耐酸耐热菌种及多功能性作用、可长期定居畜禽肠道内的菌株。三是进一步研究微生态制剂的安全性与质量标准。研究微生态制剂菌株针对亚临床或临床状态及易感畜禽的感染风险，制定微生态制剂培养、发酵、干燥及贮存运输等质量标准，为广泛推广应用质量安全、性能稳定的微生态制剂提供保障。