微生态制剂在动物生产中的应用进展

杨帆

(菏泽学院药学院，山东 菏泽 274015)

1 微生态制剂的概念和作用机理

微生态制剂，又称微生态调节剂、益生菌制剂，是指根据微生态学的原理，利用对宿主有益且无害的正常微生物及其代谢产物或促进其生长的物质制成的制剂，以提高宿主健康水平或增进健康。微生态制剂一般分为益生菌、益生元、合生元和代生素[1]。

目前研究表明，微生态制剂的作用机理主要有以下四种：①竞争肠上皮细胞的黏附位点，补充有益菌数量，分泌抗菌物质(如有机酸、溶菌酶、细菌素、H2O2、CO2等)，降解有毒产物，阻止病原菌的入侵和定植；②合成多种营养物质和消化酶，降低肠道内的pH值，促进消化吸收和新陈代谢，提高生产性能；③刺激机体免疫系统，激活宿主免疫细胞，提高抗体水平，增强抗病能力；④抑制肠道内毒性氨和胺的合成，降低粪、尿中有害气体的含量，改善环境卫生。

2 微生态制剂在动物生产中的应用

2.1 微生态制剂在牛、羊生产中的应用

将微生态制剂添加到牛、羊的饲粮中，或饲喂经益生菌发酵的饲粮，可以调节胃肠菌群的微生态平衡，改善瘤胃发酵方式，提高饲料养分的降解率以及动物的采食量和消化率，从而加快动物的生长速度，提高动物产品的产量和质量[2]。高堂亮等[3]给肉牛饲喂含微生态制剂(地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和植物乳酸杆菌)的全混合日粮后，肉牛的平均日采食量和体增重明显提高，料重比显著降低。高苙宸等[4]的试验表明，给反刍动物饲喂添加了乳酸菌制作的青贮饲料，不仅优化了青贮饲料的品质，还提高了瘤胃微生物或挥发性脂肪酸含量，避免瘤胃臌气。

饲喂或在环境中喷洒含益生菌的微生态制剂，不仅能够抑制体内外有害菌和腐败菌的增殖，刺激肠道淋巴细胞，提高免疫性能，还可以改善饲养环境卫生，从而有效预防犊牛腹泻和奶牛乳腺炎的发生[5]。宋淑珍等[6]表示，枯草芽孢杆菌能够升高羊的总蛋白、球蛋白浓度和肺脏、脾脏指数，大幅降低腹泻率。Xu等[7]研究发现，乳杆菌可显著提高乳中免疫球蛋白G (IgG)、乳铁蛋白(LTF)、溶菌酶(LYS)和过氧化物酶(LP)的含量，使体细胞数显著下降。

益生菌对于改善牛、羊屠宰后肉的食用品质的相关指标也具有积极作用。张旭等[8]将乳酸菌发酵日粮饲喂黄牛，结果发现牛肉的粗脂肪、黄度b*值、肌原纤维小片化指数和总抗氧化能力显著提高，剪切力降低25.18%，表明牛肉的品质和风味得到改善。董改香等[9]发现，饲喂由植物乳杆菌、发酵乳杆菌发酵香草配合饲料的杜寒杂交羊，屠宰率明显升高，腹脂率显著下降，屠宰后羊肉的膻味轻，肉质细嫩，失水率低。

2.2 微生态制剂在猪生产中的应用

断奶仔猪的培育是猪生产的关键环节。科学的饲养管理和适量益生菌的使用，有利于提高断奶仔猪的免疫力，促进肠道菌群平衡和营养物质的消化吸收[10]，从而减少腹泻的发生，降低死亡率。祝永才等[11]将不同含量的酿酒酵母菌和枯草芽孢杆菌联合应用，均可增强断奶仔猪细胞、黏膜和体液免疫，并改善仔猪的生长性能。耿正颖等[12]表示，丁酸梭菌可以降低断奶仔猪盲肠内容物氨氮的含量，提高肠道益生菌数量，加强机体免疫和抗氧化能力。

降低料肉比和发病率是生长肥育猪饲养管理的主要目标，与养殖的经济效益直接挂钩。大量研究表明，微生态制剂在提高养分的表观消化率、改善生长指标、提高抗体水平等方面发挥着重要作用。Liu等[13]表示，饲喂含益生菌的微生态制剂能够显著降低仔猪血清甘油三酯、低密度脂蛋白和尿素氮含量以及猪肉的滴水损失和蒸煮损失，增加血清高密度脂蛋白含量，表明益生菌对生长肥育猪的肉质和血清代谢具有明显改善作用。龚泽修等[14]在仔猪的饲粮中添加以枯草芽孢杆菌、酵母菌和嗜酸乳杆菌为主的微生态制剂后，仔猪的平均日增重明显提高，料重比显著降低，血清中免疫球蛋白(IgA和IgG)的水平也有所提高。据李俊霞等[15]的报道，乳酸菌口服疫苗对于猪流行性腹泻、猪传染性胃肠炎、猪轮状病毒病、猪细小病毒病、口蹄疫和猪链球菌病等具有良好的实验免疫效果。

另有研究结果表明，枯草芽孢杆菌制剂可以显著降低猪粪、尿中的总氮、氨氮含量和pH值，以及NH3、H2S的释放量，极大改善了饲养环境[16]，有效防控了传染病的流行。

2.3 微生态制剂在禽生产中的应用

保证肉鸡在较短的生长周期内，充分发挥生长及产肉性能，使经济效益最大化。微生态制剂在禽生产中具有促进生长、防治疾病、抗应激等显著成效。聂荷敏等[17]报道，乳酸菌制剂能有效抑制鸡肠道内弯曲杆菌的增殖，从而保护肠道的完整性。董佳楠等[18]在肉仔鸡饲料中添加适当比例的乳酸菌和酵母菌的复合培养物，可以提高营养物质的消化率，使平均日增重和采食量大幅上升。Gao等[19]的试验结果表明枯草芽孢杆菌也有相似效果。周勃[20]的研究进一步说明：枯草芽孢杆菌可改善消化道黏膜形态与结构，明显促进小肠黏膜绒毛的生长，进而增强消化吸收能力。魏园园[21]研究微生态制剂对肉鸡禽流感和新城疫免疫影响时发现，微生态制剂对新城疫病毒有抑制作用，并能提高禽流感疫苗产生的抗体滴度且维持较长时间。李会洲[22]的试验表明，益生菌能够维持鸡高温环境下稳定的生理机能和完整的肠道形态，改善微生物区系，减小高温应激造成的负面影响。

益生菌还具有改善蛋鸡的产蛋性能，提高鸡蛋品质的功效[23]，在生产应用中取得了替代抗生素的良好效果。Choe等[24]研究表明，乳杆菌有助于降低鸡卵黄中胆固醇的含量。刘明生等[25]用添加了0.1%黄芪多糖和0.1%益生菌制剂(枯草芽孢杆菌和酿酒酵母)的日粮饲喂蛋鸡时发现，蛋鸡血清中丙二醛的含量有所降低，超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和总抗氧化能力的含量或活性得到提升，使得蛋鸡的生产性能和鸡蛋品质有明显的改善。

2.4 微生态制剂在水产动物生产中的应用

水是天然的培养基，大量微生物繁殖于此，微生态制剂调节菌态、净化水质、促进消化、提高免疫力的积极作用也得以充分显现。Guo等[26]饲喂鲤鱼芽孢杆菌混合制剂，1个月后实验组水体pH值、氨氮含量、亚硝酸盐含量均低于对照组，并测得其促进鲤鱼生长的最佳用量为6%。肖鹤等[27]表示，以粪肠球菌、芽孢杆菌、酵母菌、反硝化细菌等发酵而成的浓缩乳酸菌制剂可以在水产动物的消化道内形成乳酸菌屏障，提高抗体水平，并促进消化道对无机离子和养分的吸收。樊英等[28]报道虹鳟饲料中添加丁酸梭菌和凝结芽孢杆菌的饲料可保护肝脏，改变肠道微生物菌群结构，有效促进虹鳟的生长和存活。

枯草芽孢杆菌的单独使用在水产养殖中较为普遍。徐晨等[29]在BFT养殖模式下添加枯草芽孢杆菌，发现异育银鲫的肠道黏膜下层厚度和肌层厚度增大。李军亮等[30]表示，低鱼粉条件下，添加枯草芽孢杆菌起到了促进珍珠龙胆石斑鱼幼鱼生长的作用，还可以提高消化酶、抗氧化酶活性和CAT、GR mRNA相对表达水平，增强抗病能力。

2.5 微生态制剂在特种动物生产中的应用

特种动物及其产品的经济价值高，市场前景广阔，受到众多养殖者的关注。益生菌及制品的应用在此行业内呈新兴态势，发展潜力巨大。严毅梅[31]表示，单独添加嗜酸乳杆菌或与枯草芽孢杆菌联合应用可增加仔兔肠道中益生菌群，增强盲肠的发酵功能，大大提高饲料的利用率。还有研究[32]表示，玉米秸秆饲料经复合菌制剂发酵后食用，可增强獭兔的消化酶活性，促进獭兔生长。李晓斌等[33]每日给马驹补喂枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌混合而成的复合益生菌，显著增加了乙酸和丙酸的浓度并降低了粪便中酸性洗涤纤维的含量，说明对于纤维的消化能力得到加强，并且血浆中肿瘤坏死因子α的水平也得到了极大提升。屈平平等[34]表示，芽孢杆菌可一定程度提高水貂平均日增重，降低料重比和腹泻发生率，与低聚木糖混合使用效果更明显。另据报道[35]，乳酸菌微生态制剂可以明显提高北极狐的总能表观消化率和粗脂肪，降低血清总胆固醇水平，但长期添加硫酸黏杆菌素会使其肝脏受损。

3 存在问题及未来展望

随着物质生活水平的不断提高，新时代广大养殖者和消费者不单单注重动物产品的“量”，对“质”也提出了更高要求。微生态制剂的无毒、无污染、无残留、无副作用、无抗药性等优点，使其近年来在饲料、药品、环境卫生、畜产品加工等相关行业得到普遍认可和广泛应用，也有望成为抗生素的理想替代品。众多的理论研究与丰富的生产试验证明，微生态制剂能够绿色、健康、可持续地提高动物生产性能，改善养殖环境，减少疾病发生，促进畜牧业的发展。

当前，微生态制剂在研究和应用中还存在部分问题：①对于益生菌作用机制的基础理论研究不够深入和准确，缺少更为全面、有效的创新型研究方法和多领域合作机制；②大部分微生态制剂未能就不同种、不同生长阶段动物的实际情况，有针对性地进行培养和研发，用量也比较模糊，大多依靠生产经验使用；③微生态制剂在机体内环境中容易受到体液、激素等影响，复合益生菌制剂在实际应用中也可能相互抑制，使其功效大打折扣，甚至存在潜在危害；④含有活性益生菌的微生态制剂对于制备、贮存、运输等环节的条件要求较高，环境不适时容易失活。

针对上述问题，笔者认为应结合以下几点，共同推动微生态制剂的发展：①加大对益生菌基础理论的研究力度，积极推动分子生物学、细胞学、饲料营养学、药理学、基因工程、化学工艺、发酵工程等多领域合作；②研制安全可靠、效果显著的新菌种，探究多菌种以及与酶制剂、中药制剂等联合应用的作用机制，推动复合益生菌制剂的科学发展；③创新产品加工、包装工艺，减小外界环境对微生态制剂活性的不良影响；④加快制定国家相关政策和标准，明确不同微生态制剂的用途和用量，落实风险评估和质量监管环节，规范微生态制剂的市场秩序，杜绝安全隐患。