微生態(tài)制劑在動物生產中的應用進展

楊帆

(菏澤學院藥學院，山東 菏澤 274015)

1 微生態(tài)制劑的概念和作用機理

微生態(tài)制劑，又稱微生態(tài)調節(jié)劑、益生菌制劑，是指根據(jù)微生態(tài)學的原理，利用對宿主有益且無害的正常微生物及其代謝產物或促進其生長的物質制成的制劑，以提高宿主健康水平或增進健康。微生態(tài)制劑一般分為益生菌、益生元、合生元和代生素[1]。

目前研究表明，微生態(tài)制劑的作用機理主要有以下四種：①競爭腸上皮細胞的黏附位點，補充有益菌數(shù)量，分泌抗菌物質(如有機酸、溶菌酶、細菌素、H2O2、CO2等)，降解有毒產物，阻止病原菌的入侵和定植；②合成多種營養(yǎng)物質和消化酶，降低腸道內的pH值，促進消化吸收和新陳代謝，提高生產性能；③刺激機體免疫系統(tǒng)，激活宿主免疫細胞，提高抗體水平，增強抗病能力；④抑制腸道內毒性氨和胺的合成，降低糞、尿中有害氣體的含量，改善環(huán)境衛(wèi)生。

2 微生態(tài)制劑在動物生產中的應用

2.1 微生態(tài)制劑在牛、羊生產中的應用

將微生態(tài)制劑添加到牛、羊的飼糧中，或飼喂經益生菌發(fā)酵的飼糧，可以調節(jié)胃腸菌群的微生態(tài)平衡，改善瘤胃發(fā)酵方式，提高飼料養(yǎng)分的降解率以及動物的采食量和消化率，從而加快動物的生長速度，提高動物產品的產量和質量[2]。高堂亮等[3]給肉牛飼喂含微生態(tài)制劑(地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和植物乳酸桿菌)的全混合日糧后，肉牛的平均日采食量和體增重明顯提高，料重比顯著降低。高苙宸等[4]的試驗表明，給反芻動物飼喂添加了乳酸菌制作的青貯飼料，不僅優(yōu)化了青貯飼料的品質，還提高了瘤胃微生物或揮發(fā)性脂肪酸含量，避免瘤胃臌氣。

飼喂或在環(huán)境中噴灑含益生菌的微生態(tài)制劑，不僅能夠抑制體內外有害菌和腐敗菌的增殖，刺激腸道淋巴細胞，提高免疫性能，還可以改善飼養(yǎng)環(huán)境衛(wèi)生，從而有效預防犢牛腹瀉和奶牛乳腺炎的發(fā)生[5]。宋淑珍等[6]表示，枯草芽孢桿菌能夠升高羊的總蛋白、球蛋白濃度和肺臟、脾臟指數(shù)，大幅降低腹瀉率。Xu等[7]研究發(fā)現(xiàn)，乳桿菌可顯著提高乳中免疫球蛋白G (IgG)、乳鐵蛋白(LTF)、溶菌酶(LYS)和過氧化物酶(LP)的含量，使體細胞數(shù)顯著下降。

益生菌對于改善牛、羊屠宰后肉的食用品質的相關指標也具有積極作用。張旭等[8]將乳酸菌發(fā)酵日糧飼喂黃牛，結果發(fā)現(xiàn)牛肉的粗脂肪、黃度b*值、肌原纖維小片化指數(shù)和總抗氧化能力顯著提高，剪切力降低25.18%，表明牛肉的品質和風味得到改善。董改香等[9]發(fā)現(xiàn)，飼喂由植物乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵香草配合飼料的杜寒雜交羊，屠宰率明顯升高，腹脂率顯著下降，屠宰后羊肉的膻味輕，肉質細嫩，失水率低。

2.2 微生態(tài)制劑在豬生產中的應用

斷奶仔豬的培育是豬生產的關鍵環(huán)節(jié)?？茖W的飼養(yǎng)管理和適量益生菌的使用，有利于提高斷奶仔豬的免疫力，促進腸道菌群平衡和營養(yǎng)物質的消化吸收[10]，從而減少腹瀉的發(fā)生，降低死亡率。祝永才等[11]將不同含量的釀酒酵母菌和枯草芽孢桿菌聯(lián)合應用，均可增強斷奶仔豬細胞、黏膜和體液免疫，并改善仔豬的生長性能。耿正穎等[12]表示，丁酸梭菌可以降低斷奶仔豬盲腸內容物氨氮的含量，提高腸道益生菌數(shù)量，加強機體免疫和抗氧化能力。

降低料肉比和發(fā)病率是生長肥育豬飼養(yǎng)管理的主要目標，與養(yǎng)殖的經濟效益直接掛鉤。大量研究表明，微生態(tài)制劑在提高養(yǎng)分的表觀消化率、改善生長指標、提高抗體水平等方面發(fā)揮著重要作用。Liu等[13]表示，飼喂含益生菌的微生態(tài)制劑能夠顯著降低仔豬血清甘油三酯、低密度脂蛋白和尿素氮含量以及豬肉的滴水損失和蒸煮損失，增加血清高密度脂蛋白含量，表明益生菌對生長肥育豬的肉質和血清代謝具有明顯改善作用。龔澤修等[14]在仔豬的飼糧中添加以枯草芽孢桿菌、酵母菌和嗜酸乳桿菌為主的微生態(tài)制劑后，仔豬的平均日增重明顯提高，料重比顯著降低，血清中免疫球蛋白(IgA和IgG)的水平也有所提高。據(jù)李俊霞等[15]的報道，乳酸菌口服疫苗對于豬流行性腹瀉、豬傳染性胃腸炎、豬輪狀病毒病、豬細小病毒病、口蹄疫和豬鏈球菌病等具有良好的實驗免疫效果。

另有研究結果表明，枯草芽孢桿菌制劑可以顯著降低豬糞、尿中的總氮、氨氮含量和pH值，以及NH3、H2S的釋放量，極大改善了飼養(yǎng)環(huán)境[16]，有效防控了傳染病的流行。

2.3 微生態(tài)制劑在禽生產中的應用

保證肉雞在較短的生長周期內，充分發(fā)揮生長及產肉性能，使經濟效益最大化。微生態(tài)制劑在禽生產中具有促進生長、防治疾病、抗應激等顯著成效。聶荷敏等[17]報道，乳酸菌制劑能有效抑制雞腸道內彎曲桿菌的增殖，從而保護腸道的完整性。董佳楠等[18]在肉仔雞飼料中添加適當比例的乳酸菌和酵母菌的復合培養(yǎng)物，可以提高營養(yǎng)物質的消化率，使平均日增重和采食量大幅上升。Gao等[19]的試驗結果表明枯草芽孢桿菌也有相似效果。周勃[20]的研究進一步說明：枯草芽孢桿菌可改善消化道黏膜形態(tài)與結構，明顯促進小腸黏膜絨毛的生長，進而增強消化吸收能力。魏園園[21]研究微生態(tài)制劑對肉雞禽流感和新城疫免疫影響時發(fā)現(xiàn)，微生態(tài)制劑對新城疫病毒有抑制作用，并能提高禽流感疫苗產生的抗體滴度且維持較長時間。李會洲[22]的試驗表明，益生菌能夠維持雞高溫環(huán)境下穩(wěn)定的生理機能和完整的腸道形態(tài)，改善微生物區(qū)系，減小高溫應激造成的負面影響。

益生菌還具有改善蛋雞的產蛋性能，提高雞蛋品質的功效[23]，在生產應用中取得了替代抗生素的良好效果。Choe等[24]研究表明，乳桿菌有助于降低雞卵黃中膽固醇的含量。劉明生等[25]用添加了0.1%黃芪多糖和0.1%益生菌制劑(枯草芽孢桿菌和釀酒酵母)的日糧飼喂蛋雞時發(fā)現(xiàn)，蛋雞血清中丙二醛的含量有所降低，超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和總抗氧化能力的含量或活性得到提升，使得蛋雞的生產性能和雞蛋品質有明顯的改善。

2.4 微生態(tài)制劑在水產動物生產中的應用

水是天然的培養(yǎng)基，大量微生物繁殖于此，微生態(tài)制劑調節(jié)菌態(tài)、凈化水質、促進消化、提高免疫力的積極作用也得以充分顯現(xiàn)。Guo等[26]飼喂鯉魚芽孢桿菌混合制劑，1個月后實驗組水體pH值、氨氮含量、亞硝酸鹽含量均低于對照組，并測得其促進鯉魚生長的最佳用量為6%。肖鶴等[27]表示，以糞腸球菌、芽孢桿菌、酵母菌、反硝化細菌等發(fā)酵而成的濃縮乳酸菌制劑可以在水產動物的消化道內形成乳酸菌屏障，提高抗體水平，并促進消化道對無機離子和養(yǎng)分的吸收。樊英等[28]報道虹鱒飼料中添加丁酸梭菌和凝結芽孢桿菌的飼料可保護肝臟，改變腸道微生物菌群結構，有效促進虹鱒的生長和存活。

枯草芽孢桿菌的單獨使用在水產養(yǎng)殖中較為普遍。徐晨等[29]在BFT養(yǎng)殖模式下添加枯草芽孢桿菌，發(fā)現(xiàn)異育銀鯽的腸道黏膜下層厚度和肌層厚度增大。李軍亮等[30]表示，低魚粉條件下，添加枯草芽孢桿菌起到了促進珍珠龍膽石斑魚幼魚生長的作用，還可以提高消化酶、抗氧化酶活性和CAT、GR mRNA相對表達水平，增強抗病能力。

2.5 微生態(tài)制劑在特種動物生產中的應用

特種動物及其產品的經濟價值高，市場前景廣闊，受到眾多養(yǎng)殖者的關注。益生菌及制品的應用在此行業(yè)內呈新興態(tài)勢，發(fā)展?jié)摿薮?。嚴毅梅[31]表示，單獨添加嗜酸乳桿菌或與枯草芽孢桿菌聯(lián)合應用可增加仔兔腸道中益生菌群，增強盲腸的發(fā)酵功能，大大提高飼料的利用率。還有研究[32]表示，玉米秸稈飼料經復合菌制劑發(fā)酵后食用，可增強獺兔的消化酶活性，促進獺兔生長。李曉斌等[33]每日給馬駒補喂枯草芽孢桿菌和植物乳桿菌混合而成的復合益生菌，顯著增加了乙酸和丙酸的濃度并降低了糞便中酸性洗滌纖維的含量，說明對于纖維的消化能力得到加強，并且血漿中腫瘤壞死因子α的水平也得到了極大提升。屈平平等[34]表示，芽孢桿菌可一定程度提高水貂平均日增重，降低料重比和腹瀉發(fā)生率，與低聚木糖混合使用效果更明顯。另據(jù)報道[35]，乳酸菌微生態(tài)制劑可以明顯提高北極狐的總能表觀消化率和粗脂肪，降低血清總膽固醇水平，但長期添加硫酸黏桿菌素會使其肝臟受損。

3 存在問題及未來展望

隨著物質生活水平的不斷提高，新時代廣大養(yǎng)殖者和消費者不單單注重動物產品的“量”，對“質”也提出了更高要求。微生態(tài)制劑的無毒、無污染、無殘留、無副作用、無抗藥性等優(yōu)點，使其近年來在飼料、藥品、環(huán)境衛(wèi)生、畜產品加工等相關行業(yè)得到普遍認可和廣泛應用，也有望成為抗生素的理想替代品。眾多的理論研究與豐富的生產試驗證明，微生態(tài)制劑能夠綠色、健康、可持續(xù)地提高動物生產性能，改善養(yǎng)殖環(huán)境，減少疾病發(fā)生，促進畜牧業(yè)的發(fā)展。

當前，微生態(tài)制劑在研究和應用中還存在部分問題：①對于益生菌作用機制的基礎理論研究不夠深入和準確，缺少更為全面、有效的創(chuàng)新型研究方法和多領域合作機制；②大部分微生態(tài)制劑未能就不同種、不同生長階段動物的實際情況，有針對性地進行培養(yǎng)和研發(fā)，用量也比較模糊，大多依靠生產經驗使用；③微生態(tài)制劑在機體內環(huán)境中容易受到體液、激素等影響，復合益生菌制劑在實際應用中也可能相互抑制，使其功效大打折扣，甚至存在潛在危害；④含有活性益生菌的微生態(tài)制劑對于制備、貯存、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的條件要求較高，環(huán)境不適時容易失活。

針對上述問題，筆者認為應結合以下幾點，共同推動微生態(tài)制劑的發(fā)展：①加大對益生菌基礎理論的研究力度，積極推動分子生物學、細胞學、飼料營養(yǎng)學、藥理學、基因工程、化學工藝、發(fā)酵工程等多領域合作；②研制安全可靠、效果顯著的新菌種，探究多菌種以及與酶制劑、中藥制劑等聯(lián)合應用的作用機制，推動復合益生菌制劑的科學發(fā)展；③創(chuàng)新產品加工、包裝工藝，減小外界環(huán)境對微生態(tài)制劑活性的不良影響；④加快制定國家相關政策和標準，明確不同微生態(tài)制劑的用途和用量，落實風險評估和質量監(jiān)管環(huán)節(jié)，規(guī)范微生態(tài)制劑的市場秩序，杜絕安全隱患。