益生菌對(duì)腸道菌群的作用及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

陳培煉

（岳陽(yáng)市屈原管理區(qū)畜牧水產(chǎn)局）

自抗生素問(wèn)世以來(lái)，其在治療和預(yù)防動(dòng)物疾病以及促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)方面有著非常重要的作用，被廣泛的應(yīng)用到動(dòng)物飼料添加劑中，在畜禽生產(chǎn)方面做出了突出貢獻(xiàn)。但隨著抗生素的普及和濫用，其耐藥性和致病性嚴(yán)重危害了人體健康，并對(duì)環(huán)境造成不可估量的損害。因此，綠色、安全、無(wú)污染的益生菌成為一種新型的飼料添加劑，益生菌制劑在改善腸道菌群平衡，提高動(dòng)物機(jī)體免疫力，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)等方面發(fā)揮著重要作用，目前已被世界各國(guó)廣泛應(yīng)用。

1 益生菌的定義和分類(lèi)

“益生菌”一詞最早被Lilly和Stillwell于1965年在 《Science》發(fā)表研究論文時(shí)提出，后由Fuller于1989年給益生菌下定義： “益生菌是通過(guò)改善腸道菌群平衡而對(duì)宿主健康產(chǎn)生有益作用的活菌添加劑?！焙笥衷?001年由聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織 （FAO）世界衛(wèi)生組織 （WHO）聯(lián)合專(zhuān)家組給出的定義，益生菌是 “經(jīng)適量服用后，有益于其宿主健康的活的微生物，”簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，益生菌即為服用具有一定數(shù)量、活的、并有益宿主健康的微生物。

益生菌的劃分方式有很多，迄今為止，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)的益生菌大體上可分成四大類(lèi)，其中包括：乳桿菌類(lèi) （如嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、詹氏乳桿菌、拉曼乳桿菌等）；雙歧桿菌類(lèi)（如長(zhǎng)雙歧桿菌、短雙歧桿菌、卵形雙歧桿菌、嗜熱雙歧桿菌等）；革蘭氏陽(yáng)性球菌 （如糞鏈球菌、乳球菌、中介鏈球菌等）；有益類(lèi)酵母菌。同時(shí)也可根據(jù)益生菌的作用機(jī)理分為微生態(tài)生長(zhǎng)促進(jìn)劑和微生態(tài)治療劑；按菌種組成可分為單一制劑和復(fù)合制劑；按菌種名稱(chēng)也可分為乳酸菌類(lèi)、芽孢桿菌類(lèi)和酵母菌類(lèi)。此外，益生菌大多指乳酸菌，大致也可分為兩大類(lèi)，乳酸類(lèi)益生菌和非乳酸類(lèi)益生菌。

2 腸道菌群

腸道是機(jī)體消化代謝的主要場(chǎng)所，腸道內(nèi)存有數(shù)以百計(jì)，種類(lèi)繁多且復(fù)雜的有益菌和有害菌，統(tǒng)稱(chēng)為腸道菌群，其中健康人體或動(dòng)物體內(nèi)以有益菌主導(dǎo)的有益于宿主生理和免疫功能的調(diào)節(jié)，且對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物吸收、腸道穩(wěn)態(tài)的維持以及外源性病原體的保護(hù)發(fā)揮了重要作用。腸道菌群失調(diào)是微生物受到宿主或者外部環(huán)境的影響，導(dǎo)致微生物菌種或數(shù)量比例上的平衡狀態(tài)被打破，進(jìn)而引發(fā)宿主氧化反應(yīng)產(chǎn)生各種各樣的疾病。產(chǎn)生的原因眾多，目前可看作有兩方面：宿主和菌群。宿主方面，主要是病理狀態(tài)，包括動(dòng)物機(jī)體損傷，感染，應(yīng)激等方面。菌群方面主要是外環(huán)境的改變和影響，包括外籍菌種的入侵，抗菌和抗生素類(lèi)藥物的使用，日糧配方的改變，有益菌的大量繁殖等。有益菌通過(guò)黏附機(jī)制黏附在腸道黏膜表面，構(gòu)成具有免疫機(jī)制的微生態(tài)機(jī)械屏障，通過(guò)占位、競(jìng)爭(zhēng)、分泌有機(jī)酸及抑殺菌肽等機(jī)制，抑制致病菌和條件致病菌的入侵和生長(zhǎng)，從而保持腸道菌群的平衡。

3 益生菌對(duì)腸道菌群的作用機(jī)制

3.1 定植拮抗作用

益生菌進(jìn)入腸道后首先要黏附在腸道黏膜表皮粘液上，這也是益生菌通過(guò)黏附作用在腸道內(nèi)黏附或生存一段時(shí)間后與原正常菌群形成生物屏障，進(jìn)而影響過(guò)路菌、外源菌、致病菌等在腸道的定植與繁殖，大量研究表明，益生菌通過(guò)黏附在腸道內(nèi)黏膜層不被腸道蠕動(dòng)所沖走，并參與到與致病菌的生存和繁殖空間，定植部位、營(yíng)養(yǎng)吸收競(jìng)爭(zhēng)中，從而限制甚至阻止致病菌在腸道定植。

3.2 競(jìng)爭(zhēng)抑制作用

競(jìng)爭(zhēng)抑制作用又稱(chēng)優(yōu)勢(shì)種群說(shuō)，微生物菌群中的優(yōu)勢(shì)種群對(duì)整個(gè)種群起決定作用，益生菌能夠競(jìng)爭(zhēng)性阻斷病原微生物在腸道的粘附，導(dǎo)致致病菌不能與腸上皮細(xì)胞表面受體結(jié)合，起到與致病菌爭(zhēng)奪生物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生態(tài)位點(diǎn)的作用，從而抑制致病菌在腸道中的定值。Arnall等人研究表明益生菌可與同類(lèi)型的細(xì)胞產(chǎn)生信號(hào)交流，當(dāng)益生菌比致病菌在數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)增強(qiáng)屏障功能，增加粘蛋白的產(chǎn)生，從而減少致病菌在腸道粘膜上的附著位點(diǎn)。

3.3 生物奪氧作用

在動(dòng)物腸道內(nèi)主要以厭氧型微生物作為優(yōu)勢(shì)菌群，當(dāng)在動(dòng)物腸道內(nèi)加入耗氧型益生菌，加速自身的生長(zhǎng)和繁殖，即可降低局部的氧分子濃度，從而抑制腸道內(nèi)需氧型或兼性厭氧菌的生長(zhǎng)和繁殖，達(dá)到腸道菌群平衡的作用。尤其是芽抱桿菌，當(dāng)其進(jìn)人腸道后在繁殖過(guò)程能消耗氧氣，造成厭氧環(huán)境，有助于厭氧微生物的生長(zhǎng)，從而使失調(diào)的菌群平衡調(diào)整恢復(fù)到正常狀態(tài)，達(dá)到預(yù)防疾病和促生長(zhǎng)大的作用。

3.4 “三流運(yùn)轉(zhuǎn)”理論

益生菌可通過(guò)改善機(jī)體免疫系統(tǒng)和腸道功能,抑制致病菌或有毒物質(zhì)的過(guò)度繁殖，促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)，加速致病菌或其代謝物質(zhì)的排放，保證了微生態(tài)系統(tǒng)中基因流、能量流和物質(zhì)流的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 益生菌在畜禽養(yǎng)殖上的應(yīng)用

4.1 益生菌在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

益生菌在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：促生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)腸道平衡。Mollgaard首次發(fā)現(xiàn)用乳酸桿菌飼喂仔豬可有效增加仔豬體重，改善仔豬健康狀況。Thanantong等報(bào)道，乳酸菌屬中的一些成員已經(jīng)用于益生素的研制，且腸道中的乳酸菌可以產(chǎn)生抑菌物質(zhì)，降低宿主血清中膽固醇含量，并且能夠促進(jìn)生長(zhǎng)，降低腹瀉率。石秋峰等研究表明，與對(duì)照組相比，在斷奶仔豬的飼糧中添加0.1%的丁酸梭菌和0.012%潞威糞球菌制劑日增重提高，料重比降低；王杰等人研究表明在斷奶仔豬的飼料日糧中添加0.30%復(fù)合益生菌+0.08%纖維寡糖后試驗(yàn)仔豬的平均日采食量、平均日增重比對(duì)照組提高4.38%、13.76%，料重比比對(duì)照組降低9.09%。梁明振等人研究表明益生素組仔豬平均日增重比對(duì)照組提高4.6%，飼料利用率提高5.7%對(duì)增重和飼料利用率的提高有良好的促進(jìn)作用。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，益生菌對(duì)斷奶仔豬的腸道菌群具有改善作用，從而促進(jìn)仔豬的消化和吸收，提高飼料的利用率和飼養(yǎng)效率。大量的研究表明，益生菌能促進(jìn)腸道有益菌的生長(zhǎng)和繁殖，抑制有害菌，從而維持腸道平衡，降低腹瀉率。王娜等人研究表明益生菌制劑不僅能調(diào)節(jié)斷奶仔豬腸道內(nèi)相應(yīng)菌群的生長(zhǎng)，還能調(diào)節(jié)其他菌群的生長(zhǎng)，促進(jìn)腸道菌群的平衡。 此外， 她還發(fā)現(xiàn)以 1：1：1、 1：2：1、 2：1：2、1：1：2比例配制的蠟樣芽孢桿菌、鼠李糖乳桿菌、戊糖乳桿菌混合益生菌制劑均能促進(jìn)仔豬的生長(zhǎng)，降低仔豬的腹瀉率。Maneewan等研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌MP9和MP10對(duì)仔豬除了有增重效果，并能夠增加腸道菌群中乳酸菌數(shù)量并減少大腸桿菌和沙門(mén)菌數(shù)量，有效降低腹瀉率。Yang等人研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌通過(guò)改善腸道屏障物理功能并維持腸道通透性，有效防止產(chǎn)毒素大腸桿菌感染，顯著降低斷奶仔豬的腹瀉率。此外，崔志文等人研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌可以競(jìng)爭(zhēng)性抑制腸道上的致病菌群，增強(qiáng)細(xì)胞免疫和體液免疫，進(jìn)而增強(qiáng)仔豬的抵抗力，降低仔豬的腹瀉率。

此外，益生菌在母豬生產(chǎn)中同樣有著不可忽視的作用。劉樹(shù)棟等人研究表明，在妊娠母豬的飼糧中添加800g/t的益生菌后，顯著提高了母豬的采食量和仔豬的斷奶重，提高了仔豬的存活率。王倫學(xué)等人研究表明，在母豬的飼糧中添加1000g/t的益生菌，較沒(méi)有添加益生菌大的對(duì)照組，母豬便秘明顯得到改善，采食量明顯增加，在一定程度上可改善仔豬的初生窩重和初生重。張媛媛等人研究表明，由于母豬半數(shù)體內(nèi)攜帶產(chǎn)氣莢膜梭菌，并有嚴(yán)重感染，克洛生能顯著降低母豬糞便中梭菌含量，減少抗生素使用，改善豬群腸道健康。Simonl等人研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將屎腸球菌添加在母豬及其仔豬飼料中，可以減少致病菌在健康仔豬中定植，降低衣原體致病性大腸桿菌感染，從而降低仔豬腹瀉。以上研究表明，益生菌可調(diào)節(jié)腸道有益菌的生長(zhǎng)，從而調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，保護(hù)機(jī)體腸道健康，降低腹瀉率，同時(shí)提高相關(guān)抗氧化酶活性，減少有害氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生，增強(qiáng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能。

4.2 益生菌在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用

大量研究表明，益生菌不僅能提高家禽的生長(zhǎng)性能，還具有抗菌抗蟲(chóng)的作用，以此增強(qiáng)機(jī)體免疫力。秦康樂(lè)等人研究表明，在肉仔雞的基礎(chǔ)日糧中添加0.5%的復(fù)合益生菌，可以改變雞腸道的隱窩深度和絨毛高度，可顯著提高肉仔雞的生長(zhǎng)性能，提高飼料的消化利用率、降低生產(chǎn)成本。陸銀等人研究發(fā)現(xiàn)以蠟樣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌和糞腸球桿菌的復(fù)合益生菌添加在1日齡的肉仔雞飼料中，復(fù)合益生菌顯著提高21～35日齡肉雞的生長(zhǎng)性能 （P<0.05），并顯著提高了肌肉的系水力和嫩度。周泉勇等人研究表明，在蛋雞的日糧中添加乳酸糞球桿菌組和復(fù)合益生菌組均降低了蛋雞的料蛋比5.99%，并且在蛋品質(zhì)方面蛋白高度和哈氏單位明顯優(yōu)于對(duì)照組。此外，有研究表明，益生菌具有與致病菌相同或者相似的抗原物，可以激活機(jī)體的免疫抗體物質(zhì)，從而增強(qiáng)動(dòng)物抗病感染能力，提高動(dòng)物免疫能力。李鳳華等指出，蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和糞鏈球菌Q68三種益生菌對(duì)雞新城疫Ⅳ系弱毒苗都有不同程度的免疫增效作用 (蠟樣芽孢桿菌>枯草芽孢桿菌>糞鏈球菌Q68)。上述研究表明，益生菌作為一種綠色安全的飼料添加劑應(yīng)用于家禽生產(chǎn)中不僅可以提到家禽的產(chǎn)品品質(zhì)，而且還能增強(qiáng)機(jī)體免疫力。

4.3 益生菌在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

研究表明，在反芻動(dòng)物的飼糧中添加益生菌可以調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，提高產(chǎn)奶質(zhì)量。Bayatkouhsar等研究表明，當(dāng)給初生的犢牛飼喂乳酸桿菌后，犢牛的采食量和日增重都有增加的趨勢(shì)，而且犢牛的最終體重也顯著增加；益生菌還可改善腸道菌群平衡，降低犢牛的腹瀉率，例如，李冬野等人研究表明，給新生犢?？诜匍L(zhǎng)形雙歧桿菌和岐酸乳桿菌，均可提高增重和飼料轉(zhuǎn)化率，若將兩者同時(shí)飼喂，可以減少腹瀉的發(fā)生頻率；在奶牛方面還可改善乳品質(zhì)，提高產(chǎn)奶量，黃良策等研究表明：在奶牛的飼糧中添加乳酸菌和納豆芽孢桿菌可顯著提高泌乳后期奶牛產(chǎn)奶量和改善乳品質(zhì)。此外，利用益生菌發(fā)酵的飼料還可降低料肉比，何爽等利用乳酸菌發(fā)酵的秸稈飼料飼喂架子牛，試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)組平均日增質(zhì)量提高0.17kg（P<0.05），料肉比降低11% （P<0.05）。上述研究結(jié)果表明，益生菌通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，保護(hù)腸道健康，提高反芻動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力，改善其生產(chǎn)性能，進(jìn)而提高奶牛產(chǎn)奶量。

4.4 益生菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

益生菌具有豐富的菌體蛋白，作為水產(chǎn)動(dòng)物的部分餌料，具有提高蛋能比，促進(jìn)動(dòng)物消化吸收的作用。最新研究表明，益生菌通過(guò)增加腸道褶皺、腸上皮細(xì)胞以及微絨毛的高度以此擴(kuò)大胃腸道的吸收區(qū)，這有利于增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，進(jìn)而提高營(yíng)養(yǎng)利用率，促進(jìn)生長(zhǎng)性能和飼喂效率的提高。Suzer等通過(guò)給金赤鯛飼喂乳酸菌發(fā)現(xiàn)，乳酸菌不僅可提高金赤鯛的消化酶活力，從而提高飼料的消化率，而且還能降低魚(yú)的死亡率。值得一提的是若直接將乳酸菌投入池水中，則會(huì)喪失其效果。Das等研究表明，將海洋鏈霉菌作為益生菌應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中，可促進(jìn)斑節(jié)對(duì)蝦的生長(zhǎng)。此外，益生菌還能抑制病原菌的生長(zhǎng)，增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物的免疫力。大量研究報(bào)道，在海水養(yǎng)殖中有著諸多病原菌 （如弧菌、氣單胞菌等）。研究發(fā)現(xiàn)，利用益生菌可以與病原菌競(jìng)爭(zhēng)黏附位點(diǎn)，進(jìn)而阻止病原菌在水產(chǎn)動(dòng)物易感部位黏附定植。劉成國(guó)等研究表明，益生菌比病原菌更易黏附于大菱鲆的腸黏液中，進(jìn)而抑制魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖環(huán)境中弧菌的生長(zhǎng)，保護(hù)水產(chǎn)動(dòng)物的健康。Kumar等將從海洋放線菌中提取的抗菌物質(zhì)與食物一同喂養(yǎng)凡納濱對(duì)蝦，結(jié)果表明，飼喂過(guò)抗菌物質(zhì)的對(duì)蝦對(duì)攜帶白點(diǎn)綜合癥病毒的對(duì)蝦產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)。由此可見(jiàn)，將益生菌應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中不僅可以提高水產(chǎn)動(dòng)物的生產(chǎn)性能，還能增強(qiáng)其抗蟲(chóng)抗病能力，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。

5 小結(jié)

綜上所述，益生菌作為一種綠色環(huán)保又高效的新型飼料添加劑，其研究前景十分廣闊，在畜禽生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，其能調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道菌群平衡，提高動(dòng)物腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，增強(qiáng)動(dòng)物免疫力，但益生菌在實(shí)際應(yīng)用在還存在諸多問(wèn)題：由于益生菌容易失活，在使用過(guò)程中使其必須具備耐高溫、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿等條件，對(duì)環(huán)境有一定的要求，其保存方法有待進(jìn)一步研究；其次，益生菌種類(lèi)繁多，每種菌其特定的功效又大小各異，其作用機(jī)制機(jī)理尚未研究透徹。目前，益生菌的復(fù)合使用將會(huì)是未來(lái)研究的主要方向。