微生態(tài)制劑在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

金爾光，陳 潔，邵志勇，吳利軍，何 斌，陳夏冰，楊文海，華 娟，陶弼菲，夏 瑜

（武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，湖北 武漢 430208）

抗生素類藥物的應(yīng)用推動(dòng)了集約化規(guī)?；竽翗I(yè)的快速發(fā)展，但長(zhǎng)期大量使用抗生素類藥物產(chǎn)生的畜禽腸道微生物菌群失衡、病原微生物耐藥性、機(jī)體抗病力下降、藥物殘留、環(huán)境污染、公共衛(wèi)生等問題已制約了現(xiàn)代畜牧業(yè)健康發(fā)展，因此，研究符合綠色生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展需求的抗生素替代品刻不容緩。微生態(tài)制劑具有調(diào)節(jié)消化道菌群結(jié)構(gòu)、防治畜禽疾病、增免疫促生長(zhǎng)等作用，且無毒副作用、無耐藥性、無殘留、無環(huán)境污染等特點(diǎn)［1］，已成為近年來的研究熱點(diǎn)。

1 微生態(tài)制劑的概念

微生態(tài)制劑是以微生態(tài)理論為指導(dǎo)，將動(dòng)物體內(nèi)或其生活環(huán)境中分離、鑒定、提純或生物工程技術(shù)構(gòu)建的有益微生物，經(jīng)復(fù)壯、培養(yǎng)、發(fā)酵、濃縮、干燥等工藝制成的，含有有益微生物及其代謝產(chǎn)物、促生長(zhǎng)因子等的生物制劑［2］，對(duì)調(diào)整和保持畜禽腸道微生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能、防治疾病、提高飼料利用率與生產(chǎn)性能等有著重要作用。

2 微生態(tài)制劑的主要生理功能

2.1 保持腸道微生物菌群的平衡

通常情況下，健康畜禽消化道內(nèi)的有益微生物菌群和致病微生物菌群保持相對(duì)平衡狀態(tài)，但養(yǎng)殖過程中環(huán)境、氣候、飼料、疾病與藥物等應(yīng)激因素的影響會(huì)引起畜禽腸道微生物菌群失衡，導(dǎo)致病原微生物快速增殖，降低機(jī)體抵抗疾病的能力，甚至引發(fā)疾病。微生態(tài)制劑可補(bǔ)充畜禽腸道內(nèi)有益微生物，保持有益微生物菌群的優(yōu)勢(shì)，競(jìng)爭(zhēng)性抑制病原微生物的定植和生長(zhǎng)，調(diào)整腸道內(nèi)微生物菌群結(jié)構(gòu)，維持微生態(tài)平衡。 Pieper等［3］報(bào)道，飼喂植物乳酸桿菌可促進(jìn)斷奶仔豬腸道有益菌增殖、改善腸道微生物菌群的結(jié)構(gòu)和多樣性。呂遠(yuǎn)蓉等［4］的試驗(yàn)表明，日糧中添加1.0 g/kg復(fù)合微生態(tài)制劑對(duì)調(diào)整肉雞腸道內(nèi)的微生物菌群、降低腸道內(nèi)大腸桿菌和沙門菌數(shù)量、增加雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量有顯著影響。邱凌等［5］研究發(fā)現(xiàn)，奶牛精飼料中添加1‰的復(fù)合微生態(tài)制劑有調(diào)節(jié)奶牛腸道內(nèi)微生物菌群平衡、顯著增加腸道內(nèi)菌群種類的作用。

2.2 調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能

微生態(tài)制劑可激活畜禽體內(nèi)巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性，促進(jìn)免疫器官生長(zhǎng)發(fā)育，刺激機(jī)體產(chǎn)生干擾素、白細(xì)胞介素等活性因子，激發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答機(jī)能，提高抗體水平和免疫球蛋白含量，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。楊紅萍等［6］報(bào)道，添加2.0 g/kg復(fù)合微生態(tài)制劑可顯著提高斷奶仔豬的豬瘟抗體效價(jià)及血清中IgG、IgA、IL-2、IFN-γ 的含量（P<0.05）。肖傳明等［7］添加植物微生態(tài)制劑飼喂21日齡斷奶仔豬，發(fā)現(xiàn)28日齡時(shí)外周血T、B淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率及豬瘟疫苗免疫后的阻斷率較對(duì)照組顯著提高（P<0.05）。陳曉春等［8］報(bào)道，肉仔雞日糧中添加益生菌+有機(jī)酸等組成的復(fù)合微生態(tài)制劑可顯著提高其胸腺指數(shù)和法氏囊指數(shù)、新城疫抗體效價(jià)、血清中IgG及盲腸SIgA含量。

2.3 抑制腸道病原菌的增殖

微生態(tài)制劑代謝過程產(chǎn)生的乙酸、丙酸、丁酸可改變腸道內(nèi)環(huán)境抑制病原微生物生長(zhǎng)，產(chǎn)生的過氧化氫、細(xì)菌素等物質(zhì)能直接殺滅病原微生物，還可通過生物奪氧、競(jìng)爭(zhēng)位點(diǎn)、改變相關(guān)酶的活性等方式阻止病原微生物定植和生長(zhǎng)。高淑琴等［9］研究發(fā)現(xiàn)，牛源嗜酸乳桿菌發(fā)酵液對(duì)大腸桿菌ATCC10536有較強(qiáng)的體外抑制作用，其主要抑菌成分是有機(jī)酸和抗菌小肽類物質(zhì)。凌晨等［10］采用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯苛巳樗釛U菌培養(yǎng)液抑制金黃色葡萄球菌黏附仔豬小腸上皮細(xì)胞的作用效果，發(fā)現(xiàn)排斥、競(jìng)爭(zhēng)、置換3種作用方式均可顯著阻止金黃色葡萄球菌黏附仔豬小腸上皮細(xì)胞（P<0.01），其中排斥方式的抑制作用最明顯（P<0.01）。 Suo 等［11］發(fā)現(xiàn)，飼喂1.0×109cfu/d植物乳桿菌ZJ316對(duì)仔豬腸道內(nèi)大腸桿菌和沙門菌增殖有明顯抑制作用。

2.4 提高飼料轉(zhuǎn)化率

微生態(tài)制劑代謝過程中可產(chǎn)生纖維素酶、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等消化酶，在飼料消化過程中與激活的內(nèi)源性消化酶發(fā)揮協(xié)同作用，有利于促進(jìn)飼料中碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等成分降解，提高飼料消化率。姜軍坡等［12］研究發(fā)現(xiàn)，育肥豬日糧中添加0.1%的枯草芽胞桿菌Z-27制劑可顯著提高腸道中蛋白酶、α-淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶的平均活性（P<0.01），降低糞便中粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、淀粉的平均殘留量（P<0.05），表明添加該制劑能明顯提高育肥豬腸道中消化酶活性及飼料的消化率。張敏等［13］添加0.5%乳酸菌—紅曲霉中藥混合制劑飼喂蛋雞，發(fā)現(xiàn)日糧中DM、CP、Ca的表觀消化率比對(duì)照組分別提高13.46%、24.63%、26.30%（P<0.05）。 張志焱等［14］報(bào)道，育肥羔羊日糧中添加0.1%微生態(tài)制劑可明顯提高飼料中干物質(zhì)、有機(jī)物、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的表觀消化率（P<0.01）。

2.5 降低有害物質(zhì)含量

微生態(tài)制劑含有的有益微生物有抑制脲酶活性、阻止蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為毒性胺和氨的作用，代謝過程中產(chǎn)生的氨基氧化酶、硫化物分解酶等酶類可促進(jìn)腸道內(nèi)含氮化合物、硫化物等氧化分解，降低畜禽血液及糞便中氨、吲哚等物質(zhì)含量。此外，糞便中的有益微生物還可進(jìn)一步分解其中的含氮有機(jī)物，減少空氣中NH3、H2S等有害氣體。魏玉明等［15］研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加復(fù)合微生態(tài)制劑可明顯改善規(guī)模化豬場(chǎng)養(yǎng)殖環(huán)境，試驗(yàn)期豬舍內(nèi)NH3、H2S、CO2含量及蒼蠅數(shù)量較對(duì)照組顯著降低。劉乃芝等［16］報(bào)道，飲水中添加1.0%微生態(tài)制劑與檸檬酸混合物可降低肉雞糞便中吲哚和糞臭素的總量（P<0.05）。 許愛紅等［17］研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加枯草芽胞桿菌聯(lián)合養(yǎng)鴨水體應(yīng)用光合細(xì)菌可有效降低水體中大腸桿菌數(shù)量、沙門菌數(shù)量及內(nèi)毒素含量（P<0.05或P<0.01），明顯改善水體質(zhì)量。

微生態(tài)制劑還可中和內(nèi)毒素，降低有害物質(zhì)對(duì)畜禽機(jī)體的影響。李丹等［18］比較了肉雞日糧中添加微生態(tài)制劑、抗生素對(duì)腸內(nèi)容物及血液中內(nèi)毒素含量的影響，發(fā)現(xiàn)微生態(tài)制劑組肉雞腸內(nèi)容物、血液中內(nèi)毒素含量較抗生素組顯著降低 （P<0.05或 P<0.01）。

3 微生態(tài)制劑在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用效果

3.1 提高生產(chǎn)性能

微生態(tài)制劑有提高畜禽生產(chǎn)性能作用。高林［19］發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬日糧中添加0.05%微生態(tài)制劑可顯著提高平均日采食量、平均日增重18.39%、8.24%（P<0.05），明顯提高了生產(chǎn)性能。王翔宇等［20］添加1 g/kg益生素飼喂產(chǎn)蛋后期蛋雞，發(fā)現(xiàn)日均采食量、料蛋比、破蛋率比對(duì)照組分別降低6.07%、30.36%、8.37%（P<0.05）。劉愛君等［21］在肉鴨的日糧中添加200 g/t乳酸菌類微生態(tài)制劑，與對(duì)照組比較，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］報(bào)道，奶牛飼喂40 g/（d·頭）復(fù)合微生態(tài)制劑日平均產(chǎn)奶量提高 32.26%（P<0.01）。蔡濤等［23］報(bào)道，育肥羔羊飼喂經(jīng)過微生態(tài)制劑發(fā)酵處理的青貯玉米秸稈平均日增重比對(duì)照組高115 g/頭（P<0.01）。

3.2 改善產(chǎn)品品質(zhì)

微生態(tài)制劑在畜禽腸道內(nèi)代謝過程中合成的多種維生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供機(jī)體吸收利用，有利于改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)。安莉等［24］添加200 g/t微生態(tài)制劑飼喂育肥豬，發(fā)現(xiàn)豬肉的蛋白質(zhì)、肌苷酸、18種氨基酸總量、琥珀酸含量較對(duì)照組分別提高 0.6、6.5、11.4、4.1 mg/kg，膽固醇、脂肪含量分別降低31.3、31.2 mg/kg，表明添加該種微生態(tài)制劑有助于提高豬肉的質(zhì)量。宋良敏［25］研究發(fā)現(xiàn)，肉雞日糧中添加0.05%復(fù)合微生態(tài)制劑可顯著提高雞肉粗蛋白含量以及纈氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸含量（P<0.05），降低粗脂肪含量（P<0.05），明顯改善雞肉的品質(zhì)。張進(jìn)紅等［26］添加1.0 g/kg復(fù)合微生態(tài)制劑飼喂奶牛，發(fā)現(xiàn)牛奶乳脂率、乳蛋白率較對(duì)照組分別提高 9.97%、4.83%、4.98%（P<0.05），奶料比、體細(xì)胞數(shù)則分別下降5.21%、8.17%（P<0.05）。

3.3 防治畜禽疾病

微生態(tài)制劑在畜禽體內(nèi)代謝過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、抗菌物質(zhì)等能抑制或殺滅病原微生物，有效增強(qiáng)機(jī)體抗病力。喬利敏等［27］報(bào)道，斷奶仔豬日糧中添加0.2%的微生態(tài)制劑明顯降低了發(fā)病率和腹瀉率（P<0.01）。 王鑫炎等［28］研究發(fā)現(xiàn)，添加微生態(tài)制劑+黃芪多糖類藥物可有效防治育肥豬高致病性藍(lán)耳病，與對(duì)照組比較發(fā)病率降低18.4%，治愈率提高79.2%。胡凱等［29］研究了經(jīng)枯草芽胞桿菌、乳酸桿菌等發(fā)酵制成的復(fù)方中藥微生態(tài)制劑對(duì)人工感染鴨病毒性肝炎的防治效果，發(fā)現(xiàn)口服1 mL的預(yù)防保護(hù)率達(dá)93.3%，口服6 mL、連續(xù)給藥5 d的治愈率達(dá)86.7%。

姚國(guó)強(qiáng)等［30］研究發(fā)現(xiàn)，腹瀉犢牛飼喂乳酸菌微生態(tài)制劑 50 g/（頭·次）、2次/d、連用 5 d的有效率達(dá)96.30%，治愈率達(dá)85.19%。李秀萍等［31］報(bào)道，羔羊灌服微生態(tài)制劑5 mL/（頭·d），連用3 d可降低腹瀉率6.7%，提高成活率10.3%（P<0.01）。

3.4 增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能

微生態(tài)制劑有促進(jìn)畜禽免疫器官生長(zhǎng)發(fā)育作用。謝全喜等［32］添加1.0‰復(fù)合微生態(tài)制劑飼喂斷奶仔豬，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)第28天時(shí)仔豬的肝臟重量、脾臟重量、肝臟指數(shù)和脾臟指數(shù)較對(duì)照組分別提高11.28%、24.01%、12.13%和24.76%（P<0.05）。郭欣怡等［33］報(bào)道，飼料中添加0.4%復(fù)合微生態(tài)制劑可明顯提高肉雞的胸腺指數(shù)和法氏囊指數(shù)（P<0.05）。

日糧中添加微生態(tài)制劑能增強(qiáng)畜禽的體液及細(xì)胞免疫機(jī)能。韋明宇等［34］在產(chǎn)前30 d至產(chǎn)后30 d母豬的日糧中添加0.2%復(fù)合乳酸菌制劑，發(fā)現(xiàn)第30天與第60天血清中IgG和IgA含量、T淋巴細(xì)胞亞群CD3+和CD4+比對(duì)照組分別提高12.99%（P<0.05）和 20.80%（P<0.01）、20.58%（P<0.01）和 11.14%（P<0.05）與 10.91%和 12.50%（P<0.05）、18.65%和 15.87%（P<0.05）， 表明添加該制劑可增強(qiáng)母豬分娩時(shí)與分娩后的體液和細(xì)胞免疫功能。徐海燕等［35］的試驗(yàn)表明，飲水中添加微生態(tài)制劑能有效增強(qiáng)蛋雛雞的免疫力，與對(duì)照組比較33日齡ND抗體效價(jià)、盲腸內(nèi)容物中S IgA含量、紅細(xì)胞E-C3bR和E-ICR花環(huán)率比對(duì)照組分別高出 36.75% （P<0.01）、43.21% （P<0.05）、177.78%（P<0.05）和 56.52%（P<0.01）。 楊華等［36］添加 500mg/kg微生態(tài)制劑飼喂雄性綿羊，發(fā)現(xiàn)血清中IgG和IL-6含量較對(duì)照組顯著提高（P<0.05）。

3.5 改善繁殖機(jī)能

研究表明，添加微生態(tài)制劑飼喂畜禽可改善其繁殖機(jī)能。霍軍等［37］用0.3%的微生態(tài)制劑飼喂分娩前母豬，發(fā)現(xiàn)母豬繁殖性能明顯提高，與對(duì)照組比較每窩平均產(chǎn)仔數(shù)、平均產(chǎn)活仔數(shù)、初生仔豬平均體重分別提高 9.98%、19.88%、9.45%（P<0.05）。 曹建國(guó)等［38］報(bào)道，妊娠母豬飼喂微生態(tài)制劑可縮短斷奶至發(fā)情配種間隔期3.85 d（P<0.01）。元娜等［39］發(fā)現(xiàn)，蛋種雞日糧中添加1.5 g/kg復(fù)合微生態(tài)制劑可明顯提高種蛋受精率、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），顯著提高繁殖性能。 袁曉霞［40］添加1.5%復(fù)合微生態(tài)制劑飼喂內(nèi)蒙古細(xì)毛羊，發(fā)現(xiàn)其發(fā)情率、受胎率、產(chǎn)羔率較對(duì)照組分別提高29.41%、24.82%、57.14%（P<0.01）。

3.6 緩解應(yīng)激反應(yīng)

微生態(tài)制劑可有效緩解畜禽的應(yīng)激反應(yīng)。鄭文才等［41］研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加益生菌和有機(jī)酸復(fù)合劑可顯著提高斷奶仔豬的脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)、血清中IgG和回腸黏膜SIgA含量（P<0.01或P<0.05），增強(qiáng)機(jī)體免疫力，明顯改善斷奶應(yīng)激對(duì)免疫機(jī)能的影響。張?chǎng)蔚龋?2］的試驗(yàn)表明，日糧中添加0.5%中草藥乳酸菌制劑有提高蛋雞機(jī)體抗氧化能力和緩解飼養(yǎng)環(huán)境應(yīng)激作用，與對(duì)照組比較，血清和蛋黃中總超氧化物歧化酶活性分別提高38.90%和 26.61%（P<0.05）。陳鳳梅等［43］報(bào)道，添加25 g/（頭·d）微生態(tài)制劑有緩解奶牛高溫?zé)釕?yīng)激、改善代謝機(jī)能、提高產(chǎn)奶量的作用，可明顯提高其血液中三碘甲狀腺原氨酸、四碘甲狀腺原氨酸含量（P<0.05）。

3.7 凈化養(yǎng)殖環(huán)境

大量研究證實(shí)，應(yīng)用微生態(tài)制劑可明顯改善畜禽養(yǎng)殖環(huán)境質(zhì)量。宋良敏等［44］的試驗(yàn)表明，日糧中添加0.02%微生態(tài)制劑+生物凈化劑消毒可明顯改善雞舍空氣質(zhì)量，與對(duì)照組比較，第42天雞舍內(nèi)NH3和H2S濃度分別下降30.98%和34.67%（P<0.05），空氣中沙門桿菌和大腸桿菌濃度分別下降33.83%和31.05%（P<0.05），乳酸桿菌和酵母菌濃度分別增加5.83%和10.63%（P<0.05）。付曉政等［45］報(bào)道，奶牛飼喂 50、100mL/d 復(fù)合益生菌液均可顯著降低牛糞中氨氣含量（P<0.05），有效改善牛舍的空氣質(zhì)量。

4 存在的主要問題與展望

盡管畜禽養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用微生態(tài)制劑取得了明顯效果，但還存在諸多有待深入研究的問題。一是微生態(tài)制劑研究主要以微生態(tài)制劑對(duì)畜禽生產(chǎn)性能、防治疾病、增強(qiáng)免疫力等方面的應(yīng)用效果研究為主，在作用機(jī)理方面還需要進(jìn)行深入研究；二是微生態(tài)制劑的菌株主要來源于畜禽腸道內(nèi)及其生活環(huán)境，在耐酸性、耐高溫、耐儲(chǔ)存等方面有待進(jìn)一步研究；三是微生態(tài)制劑為生物制劑，在菌株變異、引起畜禽感染的可能性等以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系建立方面尚不完善，在菌株變異與感染的可能性、微生態(tài)制劑質(zhì)量控制體系等方面有待進(jìn)一步研究。

微生態(tài)制劑的研究需要融合微生物學(xué)、微生態(tài)學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、免疫學(xué)、分子生物技術(shù)等學(xué)科的優(yōu)勢(shì)開展深入研究。一是進(jìn)一步研究微生態(tài)制劑的作用機(jī)理。從微生態(tài)學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、免疫學(xué)等角度研究微生態(tài)制劑在調(diào)整腸道菌群、提高生產(chǎn)性能、增強(qiáng)免疫機(jī)能等方面的分子作用機(jī)理，為深度開發(fā)應(yīng)用提供理論支撐。二是進(jìn)一步研究微生態(tài)制劑的微生物菌種。利用現(xiàn)代分子生物技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等研究具有廣泛性、耐酸耐熱菌種及多功能性作用、可長(zhǎng)期定居畜禽腸道內(nèi)的菌株。三是進(jìn)一步研究微生態(tài)制劑的安全性與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。研究微生態(tài)制劑菌株針對(duì)亞臨床或臨床狀態(tài)及易感畜禽的感染風(fēng)險(xiǎn)，制定微生態(tài)制劑培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥及貯存運(yùn)輸?shù)荣|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為廣泛推廣應(yīng)用質(zhì)量安全、性能穩(wěn)定的微生態(tài)制劑提供保障。