微生态制剂在羊生产中的研究进展

贺玉胜, 曹淑华，崔志远，贺天阳

(1. 榆林市畜牧兽医服务中心,陕西 榆林 719000；2. 长安大学信息工程学院；3.榆林市乡村振兴规划发展指导中心)

饲料添加剂是在饲料生产加工及使用过程中添加的少量或微量物质，如维生素、微量元素、抗生素、酶制剂等，用量少但效果显著，在畜禽生产中具有促进生长，增强抗病力，降低生产成本等重要作用。在获得收益的同时也带来很多食品安全等问题，如抗生素滥用导致的药物残留及机体耐药性的产生。目前我国已全面禁止抗生素作为促生长类饲料添加剂来使用，对于替代抗生素的饲料添加剂的研究也是全球热点。大量研究发现微生态制剂在促进单胃动物生长方面表现出良好效果，虽然此前认为反刍动物瘤胃存在大量微生物而导致益生菌不能有效定植，但是近年来的研究发现微生态制剂在反刍动物上，如犊牛和羔羊，甚至成年动物中使用也能取得不错结果。一般在畜禽正常生理情况下，肠道的微生物菌群在维护机体健康、改善生产性能、提高免疫能力等方面具有重要作用，而微生态制剂的添加会对动物原本的肠道状况产生影响，进而发挥多种调节功能，因此本文将以肠道微生物群为基础，对微生态制剂在羊生产中的应用进行阐述，为提高羊的生产性能且促进机体健康等提供参考。

1 微生态制剂及其分类

微生态制剂是所有可促进有益微生物生长，且对宿主机体健康及发育有益的物质制剂总称。20世纪70年代，德国学者VoeKer-Rusch建立了首个聚焦于微生态学的科研所，随后微生态学开始快速发展。机体健康与肠道内良好的微生态环境不可分割，其内菌群不仅参与营养物质的利用与分解，且组成及比例能否维持相对平衡的状态，也与生理健康正常运转息息相关，且有研究发现，婴儿早期肠道中双歧杆菌水平的升高使机体具有更低的抗菌素耐药性，使早期疫苗发挥更好的效果。大量研究表明多种疾病的发生是体内肠道微生物紊乱引起的，因此动物微生态制剂便是根据正常机体内微生物群落或者有关物质进行研发得到的，有助于维持动物肠道微生态平衡的活性有益微生物制剂。

微生态制剂按成分可分为益生菌、益生元和合生元。益生菌是指能定植在消化道内，改善宿主胃肠道菌群平衡的活菌制剂；益生元是指不易被宿主消化而选择性地被后肠有益菌利用，并促进有益菌群增殖、抑制有害菌生长的物质；合生元则是益生菌和益生元协同组合的制剂。目前使用较多的益生菌有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等。益生元有低聚糖、藻类、中草药、蔬菜等，在畜牧生产上多使用功能性低聚糖，如低聚果糖、低聚木糖、低聚甘露糖等。作为抗生素替代制剂，微生态制剂在畜禽生产上也开始大量使用，主要有：①乳酸菌类：双歧杆菌、嗜热乳杆菌等。②杆菌类：枯草芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌等。③酵母菌：粗蛋白和氨基酸较多、含有丰富的维生素及多种消化酶，增强免疫。④产酶益生素：产生有机酸促进消化吸收。⑤复合菌类：增殖快、抗逆性强、安全无污染。⑥发酵或提取中草药添加剂。益生菌、益生元除了能独自发挥功效外，有效的混合使用能出现互作效应，更大程度地增强使用效能。

2 微生态制剂的原理

益生菌、益生元及合生元虽然不能被机体消化，但是能促进肠道有益菌的增殖，改善机体状况，如水苏糖能显著加强肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌的生长定植，并快速调节消化道微环境的平衡状态。另外还能在互相作用下帮助益生菌在机体胃肠道逐渐趋向优势菌群的生长态势，影响条件性致病菌如大肠杆菌、沙门氏菌等的繁殖，同时生成多种生理活性因子，如维生素B等，并产生乙酸等调节肠道pH值。

2.1 维持菌群平衡，降低发病率

反刍动物肠道内的优势菌群对于机体代谢、免疫等起重要作用，若优势菌群的数量减少，平衡被破坏，则会导致机体生产性能下降，进而引发多种疾病。对反刍动物进行微生态制剂的饲喂后，可作为优势菌群在肠道定植，并占据其他微生物在肠黏膜的生存空间，竞争性地抑制致病性微生物生长繁殖，加强建立菌群平衡，利于肠道机能的恢复，减少相关疾病的发生。Collado等研究发现，乳杆菌定植在肠道上皮细胞后能有效抑制病原菌在肠道的黏附，同时产生蛋白质促凝聚因子，阻止病原菌进行定植。Mengjia等对被产气荚膜梭菌感染而引发坏死性肠炎的肉鸡添加地衣芽孢杆菌后，不仅减轻了机体的疾病症状，降低了NE伴随的氧化应激，还在不同程度上提高了生产性能。Cheng等使用乳酸菌和丁酸梭菌发酵的豆粕饲喂仔猪，发现可以显著降低腹泻仔猪的腹泻发生率并减少了肠道病原体。

2.2 保护肠道健康，提高免疫机能

微生态制剂进入机体后可以参与构建肠道生物屏障，而微生物在肠道内进行生长代谢能产生各种酸类物质，如乙酸、丙酸等，对肠道pH起到调节作用，同时抑制有害菌生长；部分微生物菌群也可通过代谢产生过氧化氢等抗生素性物质来消除多种潜在病原菌。另外某些微生态菌群具有机体免疫激活剂的能力，能通过局部的非特异性免疫来增加免疫球蛋白的数量，并改善巨噬细胞活性，提高反刍动物的免疫能力。已有试验表明乳酸菌能有效促进T、B两种主要淋巴细胞的产生，并提高血清中免疫球蛋白的数量，进而改善机体免疫能力。Gillor等发现乳酸杆菌能通过促进免疫球蛋白IgA的分泌来抑制某些肠道病原体的抗微生物分子(即细菌素)的产生而发挥积极的保护作用。

2.3 促进机体生长

增强营养吸收，若瘤胃内pH过低或氮源不充足，则其纤维降解菌对纤维的分解速度就会明显降低。当添加微生态制剂并顺利进入瘤胃后，瘤胃内纤维素降解菌及纤毛虫的数量和活力都被提高，进而加快饲料中摄取的蛋白质的分解速率，增加肝脏合成的尿素氮含量，促进乳蛋白合成；部分微生物在进行自身代谢的同时，能够产生多种B族维生素和促生长因子，还有不同功能的消化酶，如发酵酶、呼吸酶、水解酶等，它们在促进食物中蛋白质、脂肪和纤维素等物质分解的同时，还能有效增加饲料利用率，使动物更好地生长。适宜的pH值有利于丁酸梭菌孢子的加速形成，进一步在肠道中产生更多丁酸，促进短链脂肪酸及多种维生素等有益物质的合成，帮助肠道更好地吸收营养，提高生长性能。

3 微生态制剂在羊生产中的应用效果

3.1 提高羊的饲料利用率及生长性能

在饲粮中添加微生态制剂或直接进行益生菌发酵饲粮的饲喂，能够有效调节胃肠道菌群的微生态平衡，转变瘤胃发酵方式，在动物采食量增加的同时，提高饲料降解率及营养摄取效率，进而促进动物的快速生长，得到质量更好、产量更高的动物产品。同样地，微生态制剂可通过调节瘤胃pH，改善瘤胃内微生物生长微环境和发酵状况，使有益菌含量和纤维素水解酶活性得到提高，进而提高营养物质的消化率。栾嘉明等发现芽孢杆菌可能通过该过程及抑制有害菌生长、提高免疫能力等作用共同达到提高生产性能的目的，例如枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌就能显著提高动物的消化率及生长性能。Jia 等对育肥羔羊饲喂枯草芽孢杆菌、酿酒酵母及蛋白酶的复合生物制剂后发现其生长性能和机体的抗氧化能力与免疫功能都得到了提高和改善，且使瘤胃微生物多样性也得到增加。卢佳伟等对3月龄海门山羊进行枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的联合饲喂后发现断奶山羊的平均日采食量(average daily intake, ADFI)与平均日增重(average daily gain, ADG)显著增加，生长性能也得到明显提高，粪便菌群多样性及丰富度也显著增加。

3.2 改善肉产品品质

微生态制剂作为饲料添加剂能有效改善动物的胴体性状和肉质，提高动物产品品质，如动物屠宰后的多种肉品质指标。一般使用屠宰性能检测指标可以直观、高效地对肉羊的产肉量和经济效益进行评价，是衡量肉羊产肉性能最直接、有效的方法。杨华等利用不同添加水平的微生态制剂对肉羊屠宰性能影响进行研究后发现，在基础日粮中添加1 000 mg/kg微生态制剂可以显著提高肉羊的屠宰率、净肉率和GR值，证明微生态制剂可以提高羊的能量利用率，增加胴体质量，同时对羊肉品质也进行测定后发现肉嫩度、系水力等都得到增加，肉品质得到改善，风味更佳。董改香等对杜寒杂交羊饲喂植物乳杆菌和发酵乳杆菌发酵香草的配合饲料后，结果发现羊的屠宰率明显升高，腹脂率下降，且羊肉膻味轻，肉质嫩，失水率低。

3.3 提高免疫力

降低疾病发生率，复合微生态制剂中的活菌制剂能在代谢的同时产生多种消化酶、氨基酸、营养因子等生物活性物质，有效促进消化系统更好地发挥功能，维护肠道环境健康，减少致病菌、腐败菌等的滋生。在实际生产养殖中饲喂或喷洒含有益生菌的微生态制剂，能够在抑制有害菌生长的同时活跃肠道淋巴细胞，提高机体免疫能力，改善动物所处环境的卫生条件，从而有效降低多种羊上常见疾病的发生。宋淑珍等研究发现枯草芽孢杆菌能使羊的总蛋白、球蛋白浓度和肺脏、脾脏指数都得到提高，显著降低羊的腹泻发生率。使用枯草芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌进行联合饲喂也可以显著降低断奶山羊的腹泻率。Kritas等在奶羊日粮中添加枯草芽孢杆菌后观察到羔羊死亡率显著降低，且母羊的产奶量、乳脂(8.7%)和乳蛋白(10.9%)都显著增加。程连平等在断奶湖羊日粮中添加枯草芽孢杆菌进行饲喂后，发现羔羊的生长性能及消化率显著提高的同时，免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、白细胞介素含量及γ -干扰素、谷胱甘肽过氧化物酶活性等都得到提高，抗氧化能力增加，使湖羊的免疫力也得到改善。在进行枯草芽孢杆菌的体外细胞实验时发现，当菌液达到一定浓度后可以刺激绵阳瘤胃上皮细胞的绵羊β防御素-1(SBD-1)表达量逐步上升直至最高，也在细胞层面上证实枯草芽孢杆菌具有提高机体免疫力的功能。

4 存在问题

随着生活水平和食品安全要求的不断提高，人们越来越重视“质”、“量”的双重保障。微生态制剂已作为良好的抗生素替代物，在动物疾病防治及环境维护等方面发挥着重要作用，具有活性高、性能稳定等优点，在多个领域中应用广泛，但是符合实际生产应用需求的微生态制剂产品种类仍需加快研究。除此之外，仍存在其他问题亟待解决：①加深对益生菌作用机制的基础理论研究，建立更全面、高效的创新型研究方法及多领域合作机制；②深入研发针对不同实际状况下的动物微生态制剂的使用，确定用法用量；③微生态制剂在使用中易受机体内环境的体液、激素等影响，且复合益生菌制剂也存在相互抑制的现象，使其效能降低，并存潜在危险，需要明晰具体原因并得出解决方案；④活性益生菌的存活条件较高，含有该物质的微生态制剂在制备、贮存、运输等过程中要时刻注意，避免出现失活问题。例如目前使用较多的乳酸菌等非芽孢类活菌制剂，就存在易失活、不能长时间保存等问题，限制了实际养殖中大规模生产使用。将微生态制剂作为外源添加剂添加入动物饲料的过程中，需要经过高温或特殊pH的处理加工，再加上运输、饲喂等环节，使得非芽孢类活菌制剂的活性明显下降，功能直接降低。如何更好地保证微生态制剂原本功效的正常发挥也是急需解决的问题之一。根据以上问题，我们应该在加大益生菌基础理论研究的同时，推动包括基因工程、分子生物学等在内的多方向领域的合作，研制多样化、效果更优的复合制剂以投入生产，同时加快包装、加工等的创新开发，减少该过程中可能出现的各种问题，并利用国家政策及标准体系进行规范化管理，防控安全隐患。

5 未来展望

大量研究结果和实际生产表明，微生态制剂能够绿色、可持续地提高羊的生产性能，改善养殖环境，减少疾病发生，其无毒、无污染、无副作用、无抗药性等优点使得它在饲料、环境卫生、畜产品加工等多种行业都得到认可和广泛应用，有望成为抗生素的理想替代品，进而促进畜牧业向更好的方向发展。目前，已有研究证明不同种类的益生菌、益生元和合生元具有优良的饲喂效果，不但能促进胃肠道有益微生物进行定植与生长，稳定胃肠道微生态平衡，还能调节机体的免疫和代谢，增强动物抗病能力，提高饲料利用率，在预防疾病的同时达成促进生长的目的，最终提高羊的生产性能，促进羊养殖业的发展，获得更高的经济效益的。对于微生态制剂目前存在的各种问题，相信随着未来对于作用机制等研究的不断深入，了解更加全面，并有相关新型技术的支撑，会出现更多符合不同动物实际情况及生产应用需求的菌种和制剂，为今后微生态制剂在养殖业的应用提供更全面完整的科学理论依据。