微生态制剂在奶牛养殖中的应用

隋春丽，冷尚集，刘向明

山东省青岛市即墨区畜牧业发展服务中心，山东青岛 266200

0 引言

牛乳营养价值高，富含优质蛋白和钙、磷、铁、锌、铜、锰、钼、脂溶性维生素K、A、E等营养元素，已经成为广大消费者日常饮食结构中不可或缺的食品之一[1]。自农业农村部制定《兽用抗菌药使用减量化行动试点工作方案（2018—2021年）》以来，为了更进一步地保证生鲜乳的质量安全，奶牛养殖业开始了“减抗/替抗”行动。而微生态制剂可调节胃肠内微生态菌群，促进肠道健康，且具有无毒副作用、无药物残留、无耐药性、绿色环保等优点，是“替抗”的潜在产品之一[2]，未来应用前景广阔。本文从微生态制剂的种类、作用机理以及在奶牛养殖中的应用效果和存在问题等方面进行阐述，为微生态制剂的发展提供思路。

1 微生态制剂的定义和种类

微生态制剂也叫益生菌，是将正常的微生物或促进微生物生长的物质通过培养、发酵和干燥等工艺制作而成的生物制剂或活菌制剂[3]。

目前，微生态制剂的种类主要来源为细菌和真菌。细菌用于制作成微生态制剂的有乳酸杆菌类、双歧杆菌类、芽孢杆菌类和肠球菌类等，目前奶牛中应用最多的为芽孢杆菌属。真菌用于制作成微生态制剂的有酵母菌类（啤酒酵母菌、产朊假丝酵母菌等）和丝状真菌类。

2 微生态制剂的作用机理

（1）维持肠道菌群平衡和优势菌群形成

微生态制剂可为动物胃肠道“额外”补充有益菌群，维持肠道菌群平衡和优势菌群形成，有效提高奶牛的肠道机能，进而降低肠道疾病的发生率。如在奶牛摄入精料过多时，微生态制剂可以通过吸收利用精料产生的高浓度乳酸来缓冲奶牛瘤胃中的pH值，改善奶牛瘤胃内环境，进而缓解瘤胃机能障碍等问题。此外，微生态制剂能够有效吸附在奶牛肠道上皮细胞上，抑制致病菌在肠道的粘附，并产生蛋白质促凝聚因子，防止致病菌在肠道的定植[4]。研究发现，日粮中添加微生态制剂，粪便中大肠杆菌数量可显著降低90.3%（P＜0.05），而植物乳杆菌含量可极显著提高6.1 倍（P＜0.01）[5]。

（2）增强体液和细胞免疫水平

微生态制剂可以从两个方面增强奶牛机体免疫力：一是可提升奶牛血清中IgA、IgM、IgG等免疫球蛋白含量来提高奶牛机体免疫力[6]。二是能够充当免疫系统激活剂，如乳酸等微生态制剂可通过刺激奶牛机体产生细胞免疫，促进T淋巴细胞和B淋巴细胞的产生，增强细胞免疫介导的免疫应答反应，进而提升奶牛机体的免疫力[7]。

（3）提高营养物质在瘤胃中的代谢能力

当奶牛瘤胃pH值较低，或氮源含量较少时，奶牛瘤胃内纤维分解菌对纤维的分解能力会下降。微生态制剂可以提高奶牛瘤胃中的纤维素分解菌的活力和增加纤毛虫数量，加快饲料中蛋白质的分解速度，进而提高肝脏对尿素氮的利用，提高乳蛋白合成率。微生态制剂也能够促进水解酶、发酵酶和呼吸酶等的合成，进而促进饲料中蛋白质、糖类和脂肪等物质的分解，提高饲料利用率。

3 微生态制剂在奶牛养殖中的应用效果

（1）辅助治疗乳房炎和子宫内膜炎

艾日登才次克等[8]研究发现，在每头荷斯坦泌乳牛日粮中添加80 g微生态制剂，饲喂60 天后，牛奶中体细胞数从21 万个/mL下降至13.8 万个/mL。郭爽等[9]的研究也得出相同的结论，表明微生态制剂可作为防治奶牛乳房炎的抗生素的有效替代品之一。薛洋洋[10]对引起奶牛子宫内膜炎的菌株进行分离、培养和抑菌试验，发现嗜酸性乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、纳豆芽孢杆菌对子宫内膜炎中分离出的金黄色葡萄球菌、无乳链球菌和大肠杆菌具有较强的抑制作用，且动物实验安全，将其混合制成微生态制剂对奶牛子宫内膜炎的治疗具有一定地效果。

（2）提高饲料利用率

邵伟等[11]研究发现，每头泌乳荷斯坦牛日粮中添加12 g微生态制剂，血清中碱性磷酸酶含量显著提高（P＜0.05），提高了饲料利用率。内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司奶牛研究院在围产期奶牛日粮中添加微生态制剂，持续饲喂66 天，奶牛日采食量提高2.99%，饲料转化率提高4.06%[12]。在奶牛全混合日粮中添加地衣芽胞杆菌和沼泽红假单胞菌，奶牛饲料转化率提高14.7%（P＜0.05）[13]。

（3）改善乳品质，提高产奶量

Olchowy等[14]研究发现，在泌乳牛日粮中添加微生态制剂，奶牛日平均产奶量可提升1.21 kg/头，乳蛋白含量提高0.03 kg/头。谢景龙等[15]研究发现，在荷斯坦牛泌乳期间每天添加40 g/头米曲霉培养物，奶牛产奶量可提高4.02%（P＜0.05）。刘冰许等[16]的研究也发现，奶牛泌乳高峰期每天添加100 g/头微生态制剂，连续饲喂60 天后，乳汁中乳糖含量、乳脂率和乳蛋白率均有所增加，其中乳脂率增加显著（P＜0.05）。

4 微生态制剂发展存在的问题

一是品种单一。目前我国研制的微生态制剂产品种类较少，以奶牛为例，目前市面上销售的主要为解淀粉芽孢杆菌、丁酸梭菌、乳酸菌和酵母菌，而沼泽红假单胞菌由于价格相对较高，目前主要用于实验研究，临床应用较少，造成目前市面销售的奶牛微生态制剂不能够完全满足奶牛养殖场（户）的需求。二是生产工艺落后，目前国内微生态制剂主要有固体表面发酵方法和大罐液体发酵方法，前者产量低，操作复杂，后者适用于工业生产，操作成本相对较高。而从加工工艺上看，微生态制剂胶囊成本高，到实际饲喂时也以拌料为主，造成产品附加值低，跟不上市场的需求。三是稳定性差。微生态制剂不耐热、不耐潮，一般要避光，置于阴凉通风处，因此微生态制剂产品在运输、贮藏等过程中易出现失活的现象。四是推广困难。微生态制剂属于动物保健品范畴，在治疗效果上不能同药物等同。五是拮抗作用未知。微生态制剂在使用的过程中是否会与饲料添加剂、药物等产生拮抗作用目前未知，仍需要进一步研究。

5 措施建议

针对微生态制剂的研究现状和问题，提出如下解决方案：一是多学科融合发展。在微生态制剂的研究上，可采用分子生物学、基因工程等现代科学技术。二是优化制作工艺。如采用液固结合发酵制备工艺，先在液体发酵罐内对某种微生态制剂的菌株进行高密度发酵，然后再利于固体培养基实现菌群放大。三是提高产品稳定性。由于微生态制剂不耐热，需要做好包埋工作，以防贮藏过程中降低活性，因此在今后的开发中，需要进一步开发微生态制剂的包埋、胶囊工艺，简化加工工艺，提高微生态制剂的稳定性。