淺談益生菌替代抗生素在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的應用研究進展

曾亞英，杜海波，阿拉騰格日勒

(1 內蒙古阿拉善盟農畜產品質量檢測中心，內蒙古 730706；2 內蒙古阿拉善盟騰格里經濟技術開發(fā)區(qū)綜合行政執(zhí)法局，內蒙古 730706)

隨著我國經濟水平的增長和人們生活水平的提高，消費者對日常生活所需的食品不僅僅局限于數(shù)量上的滿足，而更多地關注食品的安全性，尤其在畜禽肉食品方面。在現(xiàn)實生活中，畜禽養(yǎng)殖場經常在飼養(yǎng)過程中給動物使用抗生素來預防和治療疾病，然而畜禽產品中殘留的抗生素會危害人類的健康。同時，經常過量使用抗生素會降低動物的免疫功能和對疾病的抵抗能力，破壞它們腸道中的菌群平衡，同時會導致有害細菌出現(xiàn)耐藥性，影響畜禽的生長和生產性能。鑒于畜禽生產中使用抗生素會帶來的一系列弊端，歐盟從2006年開始禁止將抗生素用作促進動物生長的飼料添加劑。隨著這一禁令的頒布，畜禽養(yǎng)殖業(yè)開始探索新的策略，改變飼養(yǎng)規(guī)模和采用現(xiàn)代化的飼養(yǎng)管理，已經在避免使用抗生素方面取得了一定的成就。目前，越來越多的人開始探索抗生素的替代品和替代策略。

益生菌作為功能性添加中一種最突出的新型制劑已被廣泛應用于食品業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)及人醫(yī)的臨床等領域。在畜禽生產中，益生菌是一種新型的微生物類飼料添加劑，它能夠平衡和改善動物腸道中的微生物菌群，影響動物的免疫應答反應，從而有效抑制病原菌的繁殖，提高畜禽的生產效率。

本文主要從益生菌的作用機理、在畜禽生產中的應用以及國內外研究進展等方面進行詳細闡述，以期為畜禽養(yǎng)殖業(yè)提供一些理論依據(jù)，以更加高效地利用益生菌。

1 益生菌的作用機理

作為一種綠色健康的飼料添加劑，益生菌可增加動物腸道中的益生菌數(shù)量，有效改善腸道內的微生態(tài)環(huán)境。同時，益生菌能夠增強動物的免疫功能，促進動物對營養(yǎng)物質的吸收，提高它們的生產性能，改善所產肉類的品質。目前，科學家已發(fā)現(xiàn)的益生菌大體上可分成四大類，一是乳桿菌類，主要包括嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、詹氏乳桿菌和拉曼乳桿菌；二是雙歧桿菌類，主要包含長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、卵形雙歧桿菌和嗜熱雙歧桿菌等；三是革蘭氏陽性球菌，主要涵蓋糞鏈球菌、乳球菌和中介鏈球菌等；四是有益類酵母菌[1]。目前我國允許使用的飼料級微生物有12種，其中常見的是乳酸菌、雙歧桿菌以及部分鏈球菌等。研究最多和功能最強大的飼料級微生物主要是以上各類微生物組成的復合活性益生菌，其主要通過調節(jié)動物腸道中微生物菌群結構、影響動物的免疫調節(jié)以及促進機體對營養(yǎng)物質的吸收等機制發(fā)揮作用，現(xiàn)已被廣泛用于工業(yè)、農業(yè)以及生物工程等領域。

1.1 調節(jié)動物腸道微生物菌群結構

益生菌被認為是一種可以提高動物生產性能的增強劑。進入宿主動物的腸道后，益生菌最初在體內與宿主相互作用，在胃腸道中建立起持續(xù)穩(wěn)定的共生關系，逐步與宿主及宿主自身的腸道微生物群共同構成一個復雜的微生物群落。益生菌通過增加細胞間的通透性以及產生細菌素和有機酸等抗菌化合物來破壞致病微生物，通過黏附于動物消化道的黏膜來改善胃腸道中的微生物環(huán)境；分泌的生物表面活性劑具有抗菌作用，可防止病原體附著在動物腸道壁，并與病原體競爭營養(yǎng)，刺激腸道免疫組織的免疫應答，促進營養(yǎng)物質的消化吸收。益生菌產生的短鏈脂肪酸和中鏈脂肪酸等營養(yǎng)物質可有效抑制病原微生物的生長和繁殖[2]。Stromp-fová等從雞嗉囊中分離出屎腸球菌EF55，其所產生的類細菌素抑制物質(Bacteriocin-Like Inhibitory Substance，BLIS)能夠有效抑制革蘭氏陽性菌的生長和繁殖[3]。進入宿主動物腸道中后，雙歧桿菌和乳酸菌會發(fā)酵食糜并產生大量的乙酸和乳酸等，降低腸道中微生態(tài)環(huán)境的pH，創(chuàng)造一個不利于病原菌生長的環(huán)境，抑制病原菌的生長[4]。

1.2 影響動物機體免疫調節(jié)

益生菌可作為一種非特異性免疫調節(jié)因子，進入宿主動物腸道后能夠提高動物的免疫應答水平，影響機體的免疫反應。王一涵等[5]證明益生菌能夠調節(jié)家禽的免疫機制，促進免疫器官的發(fā)育和免疫因子的分泌。研究表明，當動物的腸道受到損傷時，益生菌能促進腸上皮細胞和腸道免疫細胞抗炎性細胞因子的分泌，減少促炎性細胞因子的分泌[6]。益生菌還可提高淋巴細胞的活性，激發(fā)上皮細胞產生抗體，分泌免疫活性物質，阻止抗原以及細菌的黏附。同時，抗原能夠與抗體結合形成免疫復合物，通過免疫復合物的外排起到清理腸道中的致病菌的作用[7]。益生菌的加入能使動物加速免疫因子的分泌、強化免疫系統(tǒng)的監(jiān)控和殺菌作用，增強機體細胞免疫和體液免疫的功能，從根本上提高免疫力。Vinderola等研究發(fā)現(xiàn)，小白鼠灌服乳酸菌后，其小腸中sIgA+漿細胞的數(shù)量明顯增加，表明乳酸菌能夠刺激小鼠腸道淋巴細胞發(fā)揮免疫保護功能[8]。

1.3 促進動物對營養(yǎng)物質的吸收

益生菌進入動物腸道中后，一方面可以產生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等多種消化酶，降解飼料中的某些抗營養(yǎng)因子，提高飼料的利用轉化率；另一方面通過發(fā)酵直接產生維生素、氨基酸、短鏈脂肪酸和生長因子等營養(yǎng)物質，供宿主直接吸收利用。

很多研究表明，益生菌能改善日糧中的干物質、有機物、能量、粗蛋白、粗纖維和磷的消化率。Huang等[9]發(fā)現(xiàn)在斷奶仔豬的玉米-豆粕型日糧中添加0.1%復合乳酸菌制劑，能提高粗蛋白和磷的表觀消化率。張乃鋒等[10]發(fā)現(xiàn)，日糧中添加109CFU/kg和1010CFU/kg的植物乳桿菌GF103能顯著提高日糧的總能、干物質、有機物、粗蛋白質和粗脂肪的消化率，但中性洗滌纖維和磷的消化率無顯著差異。

2 益生菌在畜禽生產中的應用

2.1 益生菌對生豬行業(yè)的影響

益生菌是一種能提高家畜生產性能且無抗生素殘留問題的飼料添加劑。作為一種綠色健康的飼料添加劑，益生菌能夠增加動物腸道中益生菌的數(shù)量，有效改善腸道中的微生態(tài)環(huán)境。另外，益生菌能夠增強動物的免疫力，促進動物對營養(yǎng)物質的吸收，提高生產性能，改善所產肉類的品質。杜泓明[11]等證明，將酵母培養(yǎng)物和乳酸菌培養(yǎng)物加入日糧中，斷奶仔豬的生長性能、免疫功能及血液生化指標得到了極顯著的提高。何佳[12]等指出，在日糧中添加不同劑量的益生菌，斷奶仔豬的平均日增重得到了顯著的提高，料重比降低。日糧中添加抗生素或益生菌后，斷奶仔豬的腹瀉率均顯著低于未添加這兩種物質的對照組斷奶仔豬的；日糧中添加復合益生菌可顯著降低仔豬糞便中的大腸桿菌數(shù)量，并可提高雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量；益生菌能降低斷奶仔豬的腹瀉率，提高它們的生長性能，改善腸道菌群組成。張?zhí)礻栐谌占Z中加入植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)和戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)，發(fā)現(xiàn)豬肉的系水力、干物質含量、粗蛋白含量和粗灰分含量有了明顯的提高，并且豬肉的嫩度得到了很好的改善，因為飼喂乳酸菌的豬所產肉品的抗氧化性提高，過氧化物得到有效的抑制，進而改善了嫩度[13]。

2.2 益生菌對牛羊養(yǎng)殖業(yè)的影響

益生菌在反芻動物上的應用效果也是多方面的。在反芻動物的日糧中添加益生菌能夠促進瘤胃內有益微生物的增殖，既能提高動物的消化率、抗病能力以及抗應激能力，也能為動物增加營養(yǎng)物質，提高產奶量和乳脂率，從而提高養(yǎng)殖場的經濟效益。劉星等[14]表示，給奶牛直接飼喂復合益生菌制劑可有效改善牛奶的品質，并可顯著提高奶牛的產奶量。劉彩娟等[15]報道，在奶牛日糧中添加復合益生菌可以提高瘤胃內纖維素酶的活性，改善瘤胃中的發(fā)酵環(huán)境。吳家泉等[16]證明，在基礎日糧中添加由酵母菌、乳酸菌和枯草芽孢桿菌組成的微生態(tài)制劑，能夠顯著提高肉羊的采食量和日增重，促進機體對營養(yǎng)物質的消化和吸收，提高羊肉的品質?？莶菅挎邨U菌可提高動物對飼料的消化率和免疫力，焦培鑫[17]研究表明，雖然活性干酵母和過瘤胃保護酵母對肉牛的瘤胃發(fā)酵、生長性能、胴體品質以及糞便微生物區(qū)系組成的影響較小，但提高了小腸和全消化道中有機物和中性洗滌纖維的消化率，而且過瘤胃保護酵母改善了肉牛的免疫能力。呂世民[18]等證明，奶牛專用固態(tài)益生菌添加劑(主要由乳酸菌、枯草芽孢桿菌和酵母混合組成)對減小熱應激狀態(tài)下奶牛產奶量的下降幅度和提升牛奶的乳脂率具有顯著的作用，對降低牛奶中的體細胞數(shù)以及減少氮素排放量具有明顯的作用。穆魏[19]等研究表明，益生菌能用于減少動物腸道中致病大腸桿菌的數(shù)量，用于治療羔羊的痢疾和犢牛的下痢。在犢牛的日糧中添加微生態(tài)制劑，腹瀉發(fā)病率從82%降至35%，死亡率從10.2%降至2.8%，增重和飼料報酬得到了提高。

2.3 益生菌對禽類養(yǎng)殖業(yè)的影響

趙福瑞等研究了在日糧中添加復合益生菌制劑(由枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌和戊糖片球菌組成)對產蛋母雞的產蛋性能以及腸道發(fā)育的影響。結果發(fā)現(xiàn)，在產蛋后期的日糧中加入復合益生菌制劑可以提高產蛋母雞的產蛋率，降低料蛋比，延長產蛋期，改善蛋雞的腸道健康，降低抗生素的投入量。田浪[20]等證明，復合益生菌可以顯著提高黃羽肉雞的生產性能，促進腸道的發(fā)育，增強機體免疫功能，提高抗氧化能力。哈麗旦·阿不都熱合曼等[21]證明益生菌會影響家禽的肉質。他們在飼料中添加枯草芽孢桿菌、68型糞鏈球菌、屎腸球菌和蠟狀芽孢桿菌等，家禽采食后其大腿肌肉和胸部肌肉的pH明顯下降，因此具有改善肉質的作用。家禽采食添加了嗜酸乳桿菌、酪酸梭菌和枯草芽孢桿菌的飼料后，所產肉的光亮度能夠得到明顯的提高，從而使禽肉的顏色變得更加明亮。如果用地衣芽孢桿菌飼喂家禽，能夠顯著提高禽肉中蛋白質和氨基酸的含量，減少脂肪含量，而禽肉中的氨基酸是決定家禽肉風味的重要影響因素。將益生菌添加在飼料中喂給家禽，能減少禽肉中的飽和脂肪酸含量，增加不飽和脂肪酸含量。

3 展望與總結

目前，濫用獸用抗生素引發(fā)的細菌耐藥性和藥物殘留等問題越來越嚴重，嚴重威脅著畜禽產品的質量安全，給人類和動物的健康帶來了隱患。益生菌是一種新型、綠色且環(huán)保的產品，具有安全、無毒副作用、不會產生耐藥性且不會污染環(huán)境的特點。在畜禽生產中用益生菌替代抗生素，既能提高生產效益和預防動物疾病，又不會危害人的健康。因此，益生菌是抗生素的良好替代品。

目前，益生菌主要以兩種形式應用于生產中：一是作為飼料添加劑直接加入飼料中飼喂動物，益生菌可以保持較高的活性，能夠在動物腸道中順利定植，達到預期效果，飼料加工過程相對簡單，易于操作；二是利用益生菌發(fā)酵飼料原料，加入全價料中進行飼喂，經過益生菌發(fā)酵后，能夠有效減少飼料中抗營養(yǎng)因子的含量，提高飼料的適口性，增加采食量，同時益生菌發(fā)酵產生的代謝產物也能增加飼料的營養(yǎng)物質，有利于動物的生長和發(fā)育[22-23]。

益生菌在畜牧生產上的應用也面臨許多問題，如生產和保存技術并不成熟，益生菌的活性低，保存時間短，優(yōu)質益生菌制劑價格也相對昂貴，增加飼養(yǎng)成本；定植效果不理想，在被動物攝入體內的過程中，部分益生菌難以耐受動物胃中較低pH的酸環(huán)境，在動物腸道中的定植無法到達預期的效果；益生菌的作用機理大多較為復雜且尚未明確，現(xiàn)在動物生產中大多采用復合益生菌，其作用機理更為復雜。所以，提高益生菌制劑的穩(wěn)定性、加工以及保存技術，篩選出耐受性強的能夠在動物腸道中定植并可產生相應效果的菌株，探索益生菌的作用機理，以便有效且安全地使用菌劑。尋找上述相關問題的解決辦案將能推動益生菌在動物生產中的應用，為養(yǎng)殖戶帶來良好的經濟效益，保障人民“舌尖上的安全”。

參考文獻：(23篇；略)