微生態(tài)制劑在幼齡反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

羅永明，馬文彬，秦榮艷，趙 晨，梁見弟，王樂樂，王文奇*

（1.新疆畜牧科學(xué)院畜牧研究所，烏魯木齊 830026；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；3.新疆畜牧科學(xué)院飼料研究所，烏魯木齊 830011；4.石河子大學(xué)動物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000）

微生態(tài)制劑作為活菌制劑或微生物制劑，廣泛運用于畜牧業(yè)，該制劑的主要作用是提供營養(yǎng)和預(yù)防疾病?？股氐谋锥酥饾u影響到人們的生活質(zhì)量后，科研人員如潮海般展開了對微生態(tài)制劑的研究。在動物飼料中使用微生態(tài)制劑可以有效提高動物的飼料利用效率，促進動物生產(chǎn)，有效提高動物產(chǎn)品質(zhì)量[1]。而在幼齡反芻動物的生產(chǎn)過程中，瘤胃微生物的功能和種類都會發(fā)生明顯的變化。在快速生產(chǎn)的微生物菌群中，其相對微妙的依附關(guān)系使得外源微生物更易定植[2]。微生態(tài)制劑進入瘤胃后，可以加快動物機體的代謝能力[3]。Dommels等[4]研究表明，為了有效地維持幼齡反芻動物機體代謝活動，微生態(tài)制劑是它們發(fā)揮作用的先決條件。Signorini等[5]通過相關(guān)的研究分析發(fā)現(xiàn)，在用全乳飼喂?fàn)倥５倪^程中，飼喂乳酸菌混合制劑或單一菌種制劑都可以起到一定的益生作用，說明微生態(tài)制劑在幼年期使用效果最佳，但該分析也注意到，用代乳飼料去飼喂斷奶犢牛后，不會產(chǎn)生特別明顯的益生效果，因此，微生態(tài)制劑在幼齡反芻動物中的使用也有一部分限制因素[6]。本文主要介紹近年來微生態(tài)制劑對幼齡反芻動物生產(chǎn)和應(yīng)用的情況，并分析微生態(tài)制劑的作用條件和影響其定植的主要因素。

1 概念和分類

微生態(tài)制劑就是一類優(yōu)質(zhì)、綠色、健康、無致病性、可直接飼喂的飼料添加劑，且對反芻動物機體具有積極的調(diào)控作用，也稱為腸道菌群調(diào)節(jié)劑，又稱為促生素、益生元或益生素等[7]。幼齡反芻動物一般飼喂復(fù)合益生菌，主要有乳酸菌、釀酒酵母及酵母培養(yǎng)物、芽孢桿菌、光合細(xì)菌等[8-12]。

2 微生態(tài)制劑的作用機制

2.1 維持菌群平衡，降低發(fā)病率

一般而言，幼齡動物的微生物種類和數(shù)量基本處于動態(tài)平衡。其優(yōu)勢菌群的數(shù)量會影響動物機體的內(nèi)平衡，內(nèi)環(huán)境一旦遭受影響，這種微生態(tài)平衡就會被打破，腸道中優(yōu)勢菌群數(shù)量就會減少，病原微生物占據(jù)主導(dǎo)地位，引起各種疾病[13]。適量的微生態(tài)制劑，可以有效提高優(yōu)勢菌群的數(shù)量，維持腸道菌群生態(tài)平衡，當(dāng)微生物進入腸道時，會消耗氧氣，營造缺氧環(huán)境，抑制有害的好氧細(xì)菌和兼性厭氧菌的生長與繁殖，甚至殺滅病原微生物，達(dá)到治病防病的目的。將微生態(tài)制劑飼喂于幼齡反芻動物后，其可作為優(yōu)勢菌群定植于腸道，微生態(tài)制劑中的一些有益細(xì)菌與腸道中的一些病原微生物結(jié)合，這些有益菌則會黏附到腸道上皮細(xì)胞，形成一道防御屏障，阻擋有害菌的入侵。從而加強菌群之間的平衡，促進腸道功能的快速恢復(fù)。戚友祥[14]研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌在腸道上皮細(xì)胞中定植可以產(chǎn)生蛋白質(zhì)凝固因子，并阻斷病原菌的定植。Mengjia等[15]的實驗證明，在動物飼糧中添加地衣芽孢桿菌的微生態(tài)制劑，不僅可以減少動物的多種不良癥狀，減少與去甲腎上腺素相關(guān)的氧化應(yīng)激，有利于維持腸道菌群的平衡。

2.2 保護腸道健康，提高免疫機能

微生態(tài)制劑中的活菌進入動物體內(nèi)后，促使動物免疫系統(tǒng)加速成熟，改善淋巴細(xì)胞、巨嗜細(xì)胞以及自然殺傷性細(xì)胞的活性，動物機體產(chǎn)生干擾素等活性因子，從而提高動物的免疫力。其次，有益細(xì)菌可在腸道內(nèi)產(chǎn)生乙酸、丙酸、乳酸、過氧化氫等代謝產(chǎn)物，降低腸道內(nèi)的酸堿環(huán)境，抑制中性或堿性有害細(xì)菌生長和繁殖，調(diào)節(jié)腸道PH值。同時，它還可以通過代謝來抑制有害細(xì)菌的快速生長，消除許多潛在的病原體。并且微生態(tài)制劑還可通過調(diào)節(jié)腸道細(xì)胞的黏附性來保障動物的健康。Cheng等[16]研究發(fā)現(xiàn)，微生態(tài)制劑可與腸道病原體爭奪營養(yǎng)物質(zhì)，抑制細(xì)菌、產(chǎn)生毒素，從而通過自身的活動刺激動物腸道，促進免疫調(diào)節(jié)。此外，一些微生物還可以進一步激活機體免疫系統(tǒng)，它們可以通過自身條件來使體內(nèi)的免疫球蛋白數(shù)量得到提升，加強巨噬細(xì)胞活性，利用非特異性局部免疫提升幼齡反芻動物的免疫力。常向彩等[17]的研究表明，乳酸菌能有效增加T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生，進而提高機體免疫力。

2.3 促進機體生長，提高生產(chǎn)性能

當(dāng)微生態(tài)制劑順利進入幼齡反芻動物瘤胃后，會產(chǎn)生乳酸、未知的促生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)，增加瘤胃中纖維素降解菌和纖毛蟲的數(shù)量和活性，這些營養(yǎng)物質(zhì)除了可以為動物提供營養(yǎng)素外，還能增強腸道對蛋白質(zhì)、鈣、鎂等物質(zhì)的吸收，從而加快蛋白質(zhì)的分解速度，加速乳蛋白的合成[18]。其次，在生長繁殖過程中，有益細(xì)菌會產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、水解酶、發(fā)酵酶和呼吸酶，加速飼料中蛋白質(zhì)、脂肪和復(fù)合碳水化合物的分解，因此，它們能更有效地吸收和利用動物體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)。它們不僅能促進飼料中蛋白質(zhì)、脂肪和纖維素等物質(zhì)的水解，還可以提高飼料利用率，使幼齡反芻動物快速生長[19]。另外，微生態(tài)制劑產(chǎn)生的代謝物可以中和病原菌產(chǎn)生的腸毒素，減輕其損傷胃腸道，一些益生菌還可以產(chǎn)生酸堿氧化酶及分解硫化物的酶，從而降低不需要的代謝物的濃度，能改善內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生狀況[20]。最后，微生態(tài)制劑還可以穩(wěn)定瘤胃內(nèi)環(huán)境pH值，促進腸道更好地吸收營養(yǎng)物質(zhì)，提高動物生產(chǎn)率[21]。

3 微生態(tài)制劑在幼齡反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 微生態(tài)制劑在其免疫功能上的應(yīng)用

在幼齡反芻動物日糧中添加微生態(tài)制劑不僅可以提高產(chǎn)奶量，并能改善瘤胃的微觀生態(tài)環(huán)境，提高免疫力和產(chǎn)量。艾日登才次克等[22]研究泌乳荷斯坦奶牛發(fā)現(xiàn)，益生菌能提高奶牛的產(chǎn)奶量。金紅巖等[23]研究發(fā)現(xiàn)，益生菌可以改善牦牛瘤胃的發(fā)酵功能，降低牦牛產(chǎn)后代謝紊亂的可能。陳鳳梅等[24]發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌或低聚果糖顯著改變了斷奶前后犢牛的瘤胃微生物群。趙軒等[25]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧結(jié)合益生菌連續(xù)飼喂90 d時，羊群的生長和發(fā)育更快。因此，微生態(tài)制劑能提高羔羊的生長性能和免疫能力。微生態(tài)制劑還可降低幼齡反芻動物疾病發(fā)生的概率。復(fù)合微生態(tài)制劑中的活性微生物制劑可以同時產(chǎn)生多種營養(yǎng)因子，可有效增強消化功能，維持腸道環(huán)境的健康，減少病原體和腐敗菌的生長[26]。在實際生產(chǎn)和養(yǎng)殖中，飼喂或噴灑益生菌制劑，可以抑制有害細(xì)菌的生長，激活腸道淋巴細(xì)胞，增強免疫能力，改善動物生存環(huán)境，有效降低幼齡反芻動物的發(fā)病率。宋淑珍等[27]研究表明，枯草芽孢桿菌飼糧可降低羔羊腹瀉率。研究表明，在羔羊日糧中添加枯草芽孢桿菌可明顯降低羔羊死亡率[28]；斷奶湖羊飼喂枯草芽孢桿菌后，羔羊的生長性能、消化率和抗氧化能力顯著提高，從而增強了湖羊的免疫力[29]。

3.2 微生態(tài)制劑在其生長性能上的應(yīng)用

在飼料中加入益生菌或直接飼喂經(jīng)益生菌發(fā)酵后的動物飼料，都能夠合理調(diào)控胃腸道菌組的微生態(tài)平衡，從而改善了瘤胃飼料發(fā)酵方式，提高了幼齡反芻動物的進食量，增加其飼料降解量和養(yǎng)分吸收效果，從而提高了動物的生產(chǎn)能力，并得到了更優(yōu)質(zhì)的動物產(chǎn)品[30]。欒嘉明等[31]研究人員試驗結(jié)果表明，動物體內(nèi)的芽孢桿菌能夠抑制有害細(xì)菌的繁殖，并由此提高了動物的免疫力，從而提高生產(chǎn)產(chǎn)量。也因此，枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌都能增加動物的消化率和產(chǎn)品數(shù)量。Jia等[32]用枯草芽孢桿菌、釀酒酵母和蛋白酶復(fù)合生物制劑喂養(yǎng)育肥羔羊，發(fā)現(xiàn)其生長性能、抗氧化能力和免疫功能均得到提高，瘤胃微生物多樣性得到改善。盧佳偉等[33]給幼齡山羊飼喂枯草桿菌和地衣芽孢桿菌后，斷奶山羊的日采食量和日增重顯著提高，且生產(chǎn)率也大大提高了[34]。由于幼齡反芻動物獨特的復(fù)合胃結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的日糧構(gòu)造，其消化系統(tǒng)的微生物演替過程也和單胃動物有很大的區(qū)別，在斷奶前后的反芻動物逐漸形成了反芻功能，這一階段的生長發(fā)育將直接影響到成年反芻動物的產(chǎn)量[35]。

3.3 微生態(tài)制劑在肉品質(zhì)上的應(yīng)用

微生態(tài)制劑可有效改善幼齡反芻動物胴體的性狀，提高動物的肉品質(zhì)，提高反芻動物產(chǎn)品的質(zhì)量，如反芻動物屠宰后的各項肉質(zhì)指標(biāo)。大多數(shù)情況下，相關(guān)的屠宰性能檢測指標(biāo)，可以直觀地評估動物產(chǎn)品的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，這也是測量動物產(chǎn)量的有效方法。楊華等[36]的試驗表明，微生態(tài)制劑確實可以有效提高羊的能量利用率，并提高胴體品質(zhì)。同時，測量羊的肉質(zhì)后，發(fā)現(xiàn)微生態(tài)制劑可使肉的嫩度和系水力得到改善，而且味道更好。董改香等[37]用乳酸菌和乳酸菌發(fā)酵的香草飼料飼喂杜寒雜交綿羊，腹脂率也會下降，并且羊的肉品質(zhì)鮮嫩。黃印堯等[38]的試驗表明，微生態(tài)制劑可使動物肉色紅嫩，纖維細(xì)，肌間脂肪含量多，折光度好，肉脆味甜等。張志焱等[39]將植物乳桿菌添加到斷奶羔羊的日糧中，研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌對斷奶羔羊產(chǎn)量和肉質(zhì)有積極的影響。研究數(shù)據(jù)表明，飼喂植物乳桿菌可以改善羊肉的顏色，使羊肉品質(zhì)更加鮮美[40]。

4 小結(jié)

幼齡期是反芻動物一個關(guān)鍵的生理階段，這個階段的生長發(fā)育關(guān)系到其一生的健康與生產(chǎn)性能，而隨著分子生物學(xué)技術(shù)的研究不斷取得進展，微生態(tài)制劑對幼齡反芻動物生產(chǎn)性能的影響也越來越受到人們的關(guān)注?？傮w上，引入微生態(tài)制劑有助于加強幼齡反芻類動物消化系統(tǒng)的生長發(fā)育，并且保障機體的健康，在幼齡反芻動物中使用微生態(tài)制劑比在成年反芻動物中使用更有效，但在調(diào)節(jié)后仍可能無效，其機理和對于后期動物生長與發(fā)育的影響有待下一步研究。