動物微生態(tài)制劑研究進(jìn)展

李群芳，姜寧鵬，武蕾*

文獻(xiàn)綜述

動物微生態(tài)制劑研究進(jìn)展

李群芳1，姜寧鵬2，武蕾1*

（1 山東醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，山東 濟南 250002；2 山東省科學(xué)技術(shù)廳，山東 濟南）

本文從動物微生態(tài)制劑的特點分類、菌種要求及作用機理方面進(jìn)行了深入分析，研究了動物微生態(tài)制劑的發(fā)展方向，提出了使用動物微生態(tài)制劑的條件和注意事項。目前動物微生態(tài)制劑是新的研究熱點，受到越來越多的人關(guān)注。其作用機理獨特，應(yīng)用廣泛，故具有良好的發(fā)展前景

動物微生態(tài)制劑；分類；作用機理

微生態(tài)學(xué)是人們從宏觀生態(tài)學(xué)向微觀層次進(jìn)行研究而發(fā)展起來的，是生態(tài)學(xué)的微觀層次。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)何明清教授將微生態(tài)學(xué)定義為研究正常微生物與其宿主內(nèi)環(huán)境相互依賴和相互制約的細(xì)胞水平和分子水平的生態(tài)科學(xué)[1]。

一切干擾宿主的因素，不論是理化因素還是生物因素，都能引起微生態(tài)失調(diào)；一切疾病，不論是普通病還是傳染病，都存在著正常微生物群的紊亂。正常微生物群因定位轉(zhuǎn)移和宿主轉(zhuǎn)換都可能致病。如在腸道是正常菌，轉(zhuǎn)移至其他部位就可能是致病菌；在動物是非致病菌，轉(zhuǎn)移到人類就可能致?。粚δ撤N動物是正常菌，轉(zhuǎn)移到另一種動物就可能是致病菌。由此說明，微生物的致病性和非致病性是相對的，是與其所處的生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)的。80年代初，一些研究者通過定性、定量和定位的方法，測定了下痢仔豬與對照健康仔豬的12種腸道菌，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理，發(fā)現(xiàn)下痢仔豬大腸桿菌和腸球菌顯著增加，雙歧桿菌、乳酸桿菌等顯著減少。根據(jù)實驗結(jié)果得出了仔豬發(fā)生下痢的原因主要是腸內(nèi)菌群比例失調(diào)的結(jié)論，從而將微生態(tài)學(xué)觀點引入疾病原因的研究，對疾病的發(fā)生賦予了新的認(rèn)識。

動物微生態(tài)制劑（Microbial ecologica-lagents）又稱活菌劑、生菌劑，是指用動物體內(nèi)正常的有益微生物經(jīng)特殊工藝而制成的活菌劑。這是我國生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)家，針對當(dāng)前市場名詞術(shù)語繁多，為了統(tǒng)一定義，于1988年全國微生態(tài)學(xué)會上，經(jīng)過反復(fù)討論而提出的新概念，這是一個綜合性的概念，其中包括微生物生長促進(jìn)劑和益生素。

關(guān)于飼用微生物生長促進(jìn)劑和益生素的概念如何區(qū)分，是否屬于同一種物質(zhì)，這在國際學(xué)術(shù)界仍有爭議。許多專家認(rèn)為：如乳酸桿菌類添加劑不是直接起到促生長作用，而是通過提高機體非特異性免疫功能，減少腸道感染，對生長起到間接的積極作用。而芽抱桿菌類添加劑，是主要通過活體微生物在腸內(nèi)產(chǎn)生酶、維生素、氨基酸以及生長刺激因子等直接起到促進(jìn)生長、提高飼料利用效率的目的。但是由于益生素能起到預(yù)防疾病的作用，其最終結(jié)果必然會提高動物增重。因此，嚴(yán)格區(qū)分這兩個概念是困難的。

1 動物微生態(tài)制劑的特點

動物微生態(tài)制劑是根據(jù)動物微生態(tài)學(xué)原理應(yīng)用生物技術(shù)生產(chǎn)培養(yǎng)的高效生物制劑，其中通常含有一種或多種動物腸道內(nèi)有益菌。它通過補充動物腸道內(nèi)的正常菌群，來抑殺腸道內(nèi)有害菌，阻止外源致病菌進(jìn)腸道內(nèi)，從而防止腸道感染性疾病的發(fā)生。如藍(lán)生素口服液內(nèi)含有雞腸道內(nèi)正常菌群中的9種主要有益菌，初生雛雞飲用后，可有效地防治雛雞白痢和雛雞大腸桿菌病。EM-1號含有作用不同的能在土壤和動植物體中相互共存、相互影響、相互作用的10屬80種以上的微生物，應(yīng)用在畜牧業(yè)上可有效地防治動物腸道菌病和促進(jìn)動物生長發(fā)育及增重[2-4]。

2 動物微生態(tài)制劑的分類

動物微生態(tài)制劑的分類方法較多，本文根據(jù)動物微生態(tài)制劑的物質(zhì)組成進(jìn)行分類，分為益生菌、益生元和合生元。

2.1 益生菌

指改善宿主微生態(tài)平衡而發(fā)揮有益作用，達(dá)到提高宿主健康水平和健康狀態(tài)的活菌制劑及其代謝產(chǎn)物。研制益生菌的基本指導(dǎo)思想是，用健康動物的正常菌群，尤其是優(yōu)勢種群，經(jīng)過選種和人工培養(yǎng)制成活菌制劑，然后用于動物發(fā)揮其固有的生理作用。研制益生菌的關(guān)鍵技術(shù)，是篩選優(yōu)良的生產(chǎn)菌種，它直接關(guān)系到應(yīng)用效果及產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣。

2.2 益生元

指一種非消化性食物成分，能選擇性促進(jìn)腸內(nèi)有益菌群的活性或生長繁殖，起到增進(jìn)宿主健康和促生長的作用。最早發(fā)現(xiàn)的益生元是雙歧因子，后來又發(fā)現(xiàn)多種不能消化的寡糖可作益生元，最常見的寡糖有乳果糖、蔗糖寡聚糖、棉籽寡聚糖及寡聚麥芽糖等。這些寡糖不被有害的細(xì)菌分解和利用，只能被有益菌利用，促進(jìn)有益菌生長，達(dá)到調(diào)整菌群的目的。近年來，國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，一些中草藥制劑也可作為益生元。益生元有許多優(yōu)越性，不存在保持活菌數(shù)的技術(shù)難關(guān)，穩(wěn)定性強，有效期長，不僅可促進(jìn)有益菌群生長，而且還可提高機體的免疫功能。

2.3 合生元

為益生菌和益生元結(jié)合的生物制劑，它的特點是同時發(fā)揮益生菌和益生元的作用。這種制劑的應(yīng)用，有日漸增多的趨勢。

3 動物微生態(tài)制劑菌種及要求

3.1 微生態(tài)制劑菌種

美國FDA和美國飼料控制官員協(xié)會于1989年公布了被認(rèn)為安全可以直接飼喂動物微生物菌種種類共有42種。1999年我國農(nóng)業(yè)部第105號公告公布了允許使用的飼料添加劑品種目錄，飼料級微生物添加劑菌種有12種，分別是干酪乳桿菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、沼澤紅假單胞菌、糞鏈球菌、納豆芽胞桿菌、乳酸片球菌、啤酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、曲霉、乳鏈球菌、枯草芽胞桿菌。目前，國內(nèi)外反芻動物普遍使用的動物微生態(tài)制劑有乳酸菌類、芽孢桿菌類及曲霉類、酵母類和真菌類的單一菌制劑及復(fù)合菌制劑。

3.2 對動物微生態(tài)制劑菌種的要求

對動物微生態(tài)制劑菌種的要求主要有：動物微生態(tài)制劑菌種最好來自正常動物腸道中，可以保證進(jìn)入腸道后迅速定植和生長繁殖；菌種應(yīng)具有拮抗致病微生物的作用，并能產(chǎn)生有助飼料消化的酶類；不會使動物致病，不會與病原微生物產(chǎn)生雜交種，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強，經(jīng)加工后活菌存活率高[5-7]。

4 動物微生態(tài)制劑的作用機理

4.1 補充腸道正常菌群，防止發(fā)生菌群失調(diào)癥

健康動物腸道內(nèi)生長著各種各樣的微生物群落，各種微生物群落之間相互依存、相互制約，構(gòu)成動物腸道內(nèi)微生態(tài)平衡狀態(tài)。動物腸道內(nèi)生長著的這些正常微生物群落稱之為“腸道正常菌群”。但在某些情況下，如受涼、過度疲勞、惡性腫瘤或慢性消耗性疾病，以及長期使用廣譜抗生素等，都可造成腸道內(nèi)微生態(tài)平衡的破壞，稱為“菌群失調(diào)”，進(jìn)一步發(fā)展可引起臨床癥狀造成二重感染即“菌群失調(diào)癥”。動物微生態(tài)制劑中的有益菌是動物腸道內(nèi)的“原藉菌”，是腸道內(nèi)正常的生理性細(xì)菌，這些“原藉菌”均為專性厭氧或兼性厭氧菌。動物服用后，腸道內(nèi)的正常菌群便得到補充，“原藉菌”在數(shù)量上便占絕對優(yōu)勢，加上它們生長代謝造成厭氧環(huán)境，就大大抑制了那些需氧性致病菌的生長繁殖。其發(fā)酵結(jié)果產(chǎn)生大量乳酸、乙酸，降低了腸道內(nèi)pH，使得致病菌難以生存，從而有效地防止菌群失調(diào)癥的發(fā)生[8-9]。

4.2 提高機體免疫力，增強機體抗病能力

動物微生態(tài)制劑中的有益菌均是良好的免疫激活劑，它們刺激腸道免疫器官生長，激發(fā)機體發(fā)生體液免疫和細(xì)胞免疫，增強機體免疫力，增強對病毒、細(xì)菌、真菌和寄生蟲的抵抗力，及時殺滅體內(nèi)致病菌，消除體內(nèi)“病變”細(xì)胞，從而防止疾病的發(fā)生和惡化。

4.3 協(xié)助機體清除毒素及代謝產(chǎn)物，減輕肝臟負(fù)擔(dān)

動物微生態(tài)制劑有益菌在腸道內(nèi)能生長形成致密性膜菌群，形成生物屏障，阻止毒素和廢物的吸收，從而減輕肝臟負(fù)擔(dān)，防止肝臟疾病的發(fā)生和發(fā)展。

4.4 補充機體營養(yǎng)成分，促進(jìn)動物生長發(fā)育

動物微生態(tài)制劑中的有益菌在腸道內(nèi)代謝所產(chǎn)生的多種氨基酸、維生素（K、C、Bi、Bz、Be、泛酸、煙酸、生物素、肌醇和葉酸等）以及其他一些代謝產(chǎn)物作為營養(yǎng)物質(zhì)被動物機體吸收利用，從而促進(jìn)動物生長發(fā)育和增重。作為餌料添加劑的許多微生態(tài)制劑，其菌體本身就含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，如光合細(xì)菌富含蛋白質(zhì)，粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)65 %，還含有多種維生素、鈣、磷和多種微量元素、輔酶Ｑ等。

隨著有益菌在動物消化道內(nèi)的繁衍、代謝，可產(chǎn)生動物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如氨基酸、維生素等。此外，動物微生態(tài)制劑還可產(chǎn)生淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等消化酶類，促進(jìn)動物消化餌料[10-11]。

5 動物微生態(tài)制劑的研究方向

（1）篩選適用于特定日糧類型及特定動物的菌株，一種菌株不可能適用于所有的動物或所有的日糧，在這方面，廣州希普生物飼料有限公司已做了可喜的嘗試，分別開發(fā)出適用于豬、雞、鴨、水產(chǎn)的生菌素（普樂寶）系列產(chǎn)品。

（2）篩選具有特殊用途的菌株，來滿足動物對某一方面的需要，如產(chǎn)色素的菌株可以促進(jìn)家禽皮膚、雞卵黃的著色，產(chǎn)植酸酶的菌株可以提高飼料中磷的利用率，減少環(huán)境污染，篩選能夠刺激纖維分解菌生長及活性的菌種，以用于采食低粗飼料，篩選除臭能力強的菌株可以減少糞便對環(huán)境的污染，改善飼養(yǎng)環(huán)境。

（3）加速包被技術(shù)的研究，尋找高效、廉價、無毒副作用的包被材料，優(yōu)化包被工藝，用以包裹耐性較差，但其它特性較好的菌株。

（4）加快動物微生態(tài)制劑與抗生素關(guān)系的研究，抗生素的濫用已帶來嚴(yán)重的健康及環(huán)境問題。目前，在疾病治療方面，仍然離不開抗生素，但抗生素的預(yù)防疾病及促生長作用完全可以用其他更安全的物質(zhì)來代替，動物微生態(tài)制劑被認(rèn)為是有前途的此類產(chǎn)品[12-14]。

6 使用動物微生態(tài)制劑的條件和注意事項

（1）從總體上看，旨在防病和促動物生長的飼用抗生素添加劑，因其耐藥性、殘留和由R因子所致的耐藥性傳遞等危害，正受到眾多的非議，終使許多國家政府明令限制它們的使用。作為抗生素替代品的安全性高的動物微生態(tài)制劑用作飼料添加劑或動物治療藥，將會日趨增多。

（2）據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)試用或應(yīng)用過動物微生態(tài)制劑的動物有仔豬、斷奶豬、生長豬、育肥豬、母豬、種公豬、雛雞、肉用仔雞、生長雞、育成雞、蛋雞、鴨、鶴鶉、火雞、犢牛、育肥牛、羔羊、馬、兔、實驗鼠、貓、犬、水貂、草魚、青魚、雌魚、卿魚、編魚、鯉魚、鰻魚、蝕斑魚和對蝦等，均取得了良好的效果。一般認(rèn)為，患腹瀉的動物，初生動物，動物遇到斷奶、運輸、飼料變更或天氣不良等應(yīng)激情況時使用微生態(tài)制劑，可幫助動物腸道菌群維持或恢復(fù)正常，效果尤其明顯。

（3）通常認(rèn)為，應(yīng)用動物微生態(tài)制劑的預(yù)防效果優(yōu)于治療，其發(fā)揮作用較抗生素慢。動物在持續(xù)性腹瀉的情況下，可立即使用微生態(tài)制劑，也可先1～2 d用抗生素“清腸”，再喂有益活菌制劑，療效好，復(fù)發(fā)率低。建議應(yīng)用動物微生態(tài)制劑時不要同時使用抗菌和抑菌藥物.

（4）動物微生態(tài)制劑應(yīng)盡量貯存于涼爽干燥處，以利于活菌保持活力。而芽抱型的動物微生態(tài)制劑較能耐受加熱、制粒等不良因子的作用。

（5）微生物之間具有拮抗作用，先定植的微生物對后來者均具有一定拮抗作用。因此，動物微生態(tài)制劑在進(jìn)入生長環(huán)境后可能被殺死而失去效力。為了解決這個問題，世界各國的活菌制劑，有不少是采用對某種抗生素具有耐藥性的菌株。應(yīng)用時同時加入，可以排斥拮抗菌。也可以在使用動物微生態(tài)制劑前，先給動物投服一定量的某種抗生素，以殺滅動物腸道內(nèi)的有害雜菌和拮抗菌，從而有利于動物微生態(tài)制劑中的有益菌在動物腸道內(nèi)的定植。

（6）動物微生態(tài)制劑進(jìn)入動物腸道后，如不能繁殖也不能奏效。因此，在投喂動物微生態(tài)制劑時，應(yīng)同時投給動物微生態(tài)制劑中有益菌的生活促進(jìn)物質(zhì)。如對雙歧桿菌，給予半乳糖、果搪、胡蘿卜汁等；對乳桿菌與大腸桿菌投予乳搪等。

（7）動物微生態(tài)制劑在動物腸道內(nèi)定植是極為復(fù)雜的，首先要考慮的是宿主種屬特異性。由普通雞嗦囊分離的乳桿菌，只能在無菌雞的嗦囊定植，不能在其它動物體內(nèi)定植。鏈球菌也有宿主種屬特異性，由人分離的鏈球菌，不能在動物體內(nèi)定植。因此，要保持定植，動物微生態(tài)制劑的生產(chǎn)菌種應(yīng)從同種屬宿主分離。

7 動物微生態(tài)制劑的發(fā)展前景

目前，防治動物腸道菌病普遍廣泛使用抗生素，但由于抗生素存在使致病菌產(chǎn)生耐藥性，破壞微生態(tài)平衡，導(dǎo)致菌群失調(diào)癥，具有毒副作用的弊端。因此越來越多的獸醫(yī)界學(xué)者主張研制和推廣應(yīng)用動物微生態(tài)制劑，應(yīng)用微生態(tài)療法來防治動物腸道菌病。動物微生態(tài)制劑可以防止因抗生素使用引發(fā)的微生態(tài)失衡，可以相應(yīng)減少抗生素使用范圍及劑量，減少耐藥性菌株；對動物及其產(chǎn)品無毒、無害、無殘留、無污染；生產(chǎn)操作簡便，成本價格低廉。因此，推廣和應(yīng)用動物微生態(tài)制劑會普遍受到廣大養(yǎng)殖戶的歡迎，發(fā)展前景非常廣闊。

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（2021–05–14）

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1007-1733（2021）08-0062-04