益生菌的生物学功效及其在动物生产中的应用

王宝东

（辽宁省农业发展服务中心，沈阳 110032）

益生菌是定植于肠道、生殖系统内能产生确切健康功效的活性有益微生物的总称，它是动物生命的健康根源[1]。益生菌通过调节宿主黏膜与系统免疫功能或通过调节肠道内菌群平衡，起促进营养吸收、保持健康的作用。杨红初等[2]报道，益生菌可以产生乳酸和乙酸降低消化道的pH 值，也可以产生溶菌酶和过氧化氢等具有抑菌作用的代谢产物，同时可抑制有害菌在肠道黏膜中定植和繁殖。益生菌可通过产生免疫活性物质调节宿主的免疫系统，进而调节免疫能力，能够通过调节肠道微生物区系，进而响免疫系统的发育和功能，不仅能够增强先天性及后天性免疫应答反应，提高免疫力，还能改善动物个体的健康状况，提高健康状态不佳个体的免疫力。同时，益生菌可对呼吸系统疾病预后进行改善，远端对黏膜免疫进行应答，并且能增强畜禽机体的抗病毒能力，防止出现继发性的细菌感染，进而改善代谢紊乱造成的不良后果并减轻其严重程度，并能调控其他系统的炎症和代谢情况[3]。益生菌无论是在促进动物生长方面，还是在增强免疫力、预防疾病方面，都发挥着良好的作用，与酶制剂、酸化剂、植物提取物等同样重要，在减抗、替抗方面应用前景广阔，因此益生菌产品的开发迫在眉睫。本文就益生菌的概念及分类、生物学功能及在动物生产中的应用进行了综述，以期在减抗、替抗的大背景下维护动物健康、促进动物生长，从而获得较好的养殖效益。

1 益生菌的概念及分类

益生菌源于希腊语“对生命有益的细菌”。益生菌对维持肠黏膜屏障功能、调节免疫功能和促进营养物质的吸收代谢等具有重要作用，对肠道菌群紊乱、功能性消化不良、肠胃道疾病具有良好的作用效果。益生菌产品是活的微生物饲料补充剂。

为加强饲料添加剂的管理，保证养殖产品质量安全，促进饲料工业持续健康发展，《饲料添加剂品种目录》已从2006、2008 版本更新为2013 年版本，上面所列益生菌主要包括三大类，即乳酸菌类、酵母菌类和芽孢杆菌类。在畜禽养殖生产中，通常采用乳杆菌属、链球菌属或肠球菌属的非致病活菌株促进动物益生。我国《饲料添加剂品种目录》（2013）中规定，养殖动物可使用的益生菌主要包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌、两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、乳酸肠球菌、干酪乳杆菌、德式乳杆菌乳酸亚种（原名乳酸乳杆菌）、植物乳杆菌、乳酸片球菌、产朊假丝酵母、嗜热链球菌、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、迟缓芽孢杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、戊糖片球菌、罗伊氏乳杆菌、动物双歧杆菌、黑曲霉、米曲霉、短小芽孢杆菌、纤维二糖乳杆菌、发酵乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种（原名保加利亚乳杆菌），后来增加了丁酸梭菌和约氏乳杆菌。

2 益生菌的生物学功效

2.1 维持肠道菌群平衡

益生菌具有改善肠道菌群结构、增加有益菌数量、抑制有害菌生长的作用。凌旺等[4]采用氨苄青霉素构建肠道菌群失衡模型小鼠，用益生菌制剂灌胃5 d后小鼠粪便中乳酸菌及双歧杆菌数恢复至正常组水平，肠杆菌数显著低于自然恢复组，肠球菌数显著低于自然恢复组，但与正常组仍有显著性差异，表明复合益生菌制剂可显著加快肠道菌群失衡模型小鼠肠道中益生菌（乳酸菌及双歧杆菌）数量恢复，可一定程度上抑制小鼠肠道肠球菌及肠杆菌增殖。隋明等[5]在健康荷斯坦奶牛日粮中分别按20、40、60 g·d-1添加益生菌制剂，结果试验组肠道乳酸菌数量显著提高，双歧杆菌数量略有提高，大肠杆菌数量略有降低，其中40、60 g·d-1添加组乳酸菌数量显著提高70.00%和80.83%，说明奶牛日粮中添加益生菌可改变肠道菌群结构，增加有益菌数量，降低有害菌数量，改善了肠道健康状况。赵彦光等[6]在“云上飘香猪”日粮中添加复合益生菌106cfu·g-1，利用高通量测序技术对粪便菌群多样性进行分析，结果表明添加复合益生菌可提高育肥猪粪菌的α多样性，丰富菌群结构，并在属水平上提高了理研菌科的相对丰度。刘宇宸[7]试验结果显示，在奶牛饲料中添加乳酸球菌和酵母菌的混合物可一定程度上改善牛乳中微生物的菌群结构，增加多样性。

2.2 促进动物生长

益生菌具有促进动物生长的作用，但因菌种、添加剂量、作用时间、试验动物的不同，得出的作用效果不完全相同。陈振等[8]在断奶仔猪饲粮中添加0.1%的复合益生菌（枯草芽孢杆菌、丁酸梭菌和酵母菌、植物乳杆菌、戊糖片球菌），用以替代抗生素的使用，结果表明可改善断奶仔猪生长性能。2021年马宁等[9]研究了复合益生菌和氨基酸优化对妊娠后期母羊繁殖性能、羔羊生长性能的影响，表明益生菌添加组羔羊初生重显著增加，胎儿发育良好。张方[10]研究了不同水平的复合益生菌制剂（2.5%、5.0%、10%）对肉牛生长性能、屠宰性能及经济效益的影响，结果5.0%、10%添加组平均日增重较对照组分别提高19.4%、18.1%，表明复合益生菌制剂可以提高肉牛的生长性能。2018 年秦康乐[11]研究了复合益生菌对肉种鸡生产性能的影响，结果表明益生菌对肉种鸡的产蛋性能有显著提高作用，而且0.5%的添加量较为适宜，效果最好。

2.3 增强机体免疫力

益生菌具有增强机体免疫力的功效，提高动物的抗病力。黄蕊蕊等[12]通过小鼠体重指标、细胞免疫、体液免疫、单核-吞噬细胞活性、NK细胞活性等方面综合评价了复合益生菌（主要是由植物乳杆菌Lp90、长双歧杆菌BL21、嗜酸乳杆菌LA85 和菊粉、低聚果糖等复配）对小鼠免疫机能的影响，结果表明复合益生菌粉能够增强体液免疫、单核-吞噬细胞活性和NK细胞的活性，具有一定的免疫增强功能。L.E.Miller 等[13]研究发现，健康老年人在短期内补充益生菌可增强机体细胞免疫菌性能，提高免疫力，当补充3～12 d 的益生菌后，自然杀伤细胞的杀伤能力及多形核细胞的吞噬能力均增强，从而增强了机体的细胞免疫功能。刘宇宸[7]试验结果还表明，在奶牛饲料中添加乳酸球菌和酵母菌的混合物，患乳腺炎的奶牛的乳体细胞数显著降低，机体免疫机能和生产性能得到改善。洪奇华等[14]试验结果提示，热应激使肉鸡生长性能下降，肠屏障功能受损，饲喂益生菌和纤维寡糖可改善上述变化。有研究表明，在日粮中添加益生菌，可以帮助断奶仔猪在感染产肠毒素大肠杆菌后快速重建肠道的免疫屏障功能。另有研究表明，德氏乳杆菌保加利亚亚种OLL1073R-1株能产生很高含量的菌体多糖，能使小鼠脾脏细胞产生γ 干扰素（IFN-γ），提高免疫力[15]。可见益生菌对维持动物肠黏膜屏障功能、调节免疫功能具有重要作用，

2.4 改善养殖生态环境

益生菌能促进肠道有益菌群增殖，同时抑制有害菌的生长，使粪尿臭味气体（NH3和H2S）含量明显减少，改善环境空气质量，减少呼吸系统疾病的发生；还能够减少养殖环境及粪便中有机磷等有害物质的含量，减少污染。粪污水道与储水池能够自动分解改善水质，促进沼气发酵和产量，促进粪便自动发酵。如枯草芽孢杆菌一方面可与肠道内的有益菌协同增强肠道活动、抑制腐败菌的生长、减少腐败物质产生数量，从而降低粪便中NH3和H2S的排放量；另一方面促进氨基氧化酶及分解硫化物的酶类的产生，将臭源中的吲哚类化合物氧化成无臭无毒害无污染的物质，从而减少NH3和H2S 等臭味气体排放。席磊等[16]将石榴皮、黄芩、黄连3种中草药与枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌进行两两复配，发现日粮中添加乳酸菌和枯草芽孢杆菌的复合菌制剂能使断奶仔猪粪便中NH3的排放量显著降低。张颖等[17]在畜禽舍内雾状喷洒益生菌粉5‰稀释液，通过多种有益微生物的抗氧化作用，达到抑制环境中有害微生物和杂菌的生长繁殖，明显降低CO2、NH3、H2S等有害气体的浓度，从而净化环境。

3 益生菌在动物生产中的应用

3.1 在禽类生产中的应用

大量研究表明，益生菌在家禽生产中有积极的作用。如肉鸡体重增加、料重比降低，提高青年蛋鸡均匀度，提高产蛋鸡产蛋率、改善蛋壳质量等[18]。益生菌的作用机制主要是可为动物生长发育提供多种酶类和营养素，如各种氨基酸、各种酶及维生素等，从而可以提高动物对饲料的利用率；同时益生菌还可提高钙、磷、铁等微量元素的利用率，进而促进动物生长。D.S.Stef等[19]研究表明，益生菌在家禽肠道中产生的代谢产物参与家禽的生长代谢，具有提高鸡群生产性能的潜力，例如添加益生菌可以明显提高青年蛋鸡的平均体重，提高鸡群的整体均匀度。袁文华等[20]研究表明，饲粮中添加丁酸梭菌和乳酸菌能够提高青年鸽肝脏抗氧化功能并增强机体免疫力，促进新陈代谢，从而提高青年鸽的生长性能，对青年鸽的繁殖潜力也起到促进作用。张鑫蕊[21]研究表明，发酵饲料和益生菌能提高生长后期肉鹅平均日增重，促进肉鹅肠道发育，提高肉鹅肠道免疫功能和完整性，改善采食能力。

3.2 在猪上的应用

益生菌可用于猪生产的各个阶段，但在每种情况下使用益生菌的目的和作用都是不同的[22]。益生菌在母猪阶段使用可增加妊娠后期或哺乳期的采食量，从而改善哺乳期末母猪的身体健康状况；在哺乳仔猪阶段应用可预防腹泻，快速达到微生物菌群平衡，防御病原细菌，增强肠道屏障功能和提高免疫力，提高哺乳仔猪的平均日增重和育成率，降低病原体压力；提高育肥猪生长性能[23]。陈国福等[24]研究表明，益生菌制剂能够降低生长肥育猪的料重比5.98%，减少血清尿素氮含量13.70%，提高总蛋白含量，并显著提高粪便有益菌数量，减少有害菌数量。

3.3 在反刍动物上的应用

尽管反刍动物与单胃动物不同，消化系统内存在各种微生物，但外源益生菌制剂的应用也很普遍。胡蕾等[25]选取45 头泌乳期荷斯坦奶牛进行为期60 d 的饲养试验，探讨复合益生菌制剂对奶牛泌乳性能及乳品质的影响，结果表明日粮中添加复合益生菌制剂可有效提高奶牛产奶量及乳品质，且添加2%复合益生菌制剂效果更优。赵飞燕[26]研究表明益生菌制剂可以通过维持肠道菌群稳态促进奶牛健康，提高奶牛的产奶量和改善乳品质。杜瑞[27]研究表明，益生菌提高了苏尼特羊的增重和眼肌面积，提高了肠道菌群的α 多样性。左秀丽等[28]模拟瘤胃菌群环境筛选益生菌研制出肉牛复合益生菌制剂，该复合益生菌制剂可显著提高饲料干物质降解率、菌体蛋白含量、产气量、总挥发性脂肪酸浓度；显著降低NH3—N 浓度，瘤胃液pH 值稳定。

4 展 望

益生菌制剂作为新型微生态制剂，具有绿色无污染、无残留、安全可靠、不产生抗药性等优点，在动物生产中发挥了巨大作用，但益生菌制剂在应用中还存一些问题：菌种有限，活菌制剂在饲料加工、运输、贮存过程中容易失活，受消化道内环境的影响难以充分发挥作用，有些益生菌剂在实验室条件下虽具有良好的效果，但在生产条件下往往难以达到预期效果。因此还需积极探索提高益生菌制剂作用效果和利用效率的途径，希望益生菌在动物生产中发挥更大的作用。