益生菌的生物學(xué)功效及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

王寶東

（遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，沈陽(yáng) 110032）

益生菌是定植于腸道、生殖系統(tǒng)內(nèi)能產(chǎn)生確切健康功效的活性有益微生物的總稱(chēng)，它是動(dòng)物生命的健康根源[1]。益生菌通過(guò)調(diào)節(jié)宿主黏膜與系統(tǒng)免疫功能或通過(guò)調(diào)節(jié)腸道內(nèi)菌群平衡，起促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收、保持健康的作用。楊紅初等[2]報(bào)道，益生菌可以產(chǎn)生乳酸和乙酸降低消化道的pH 值，也可以產(chǎn)生溶菌酶和過(guò)氧化氫等具有抑菌作用的代謝產(chǎn)物，同時(shí)可抑制有害菌在腸道黏膜中定植和繁殖。益生菌可通過(guò)產(chǎn)生免疫活性物質(zhì)調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)免疫能力，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系，進(jìn)而響免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能，不僅能夠增強(qiáng)先天性及后天性免疫應(yīng)答反應(yīng)，提高免疫力，還能改善動(dòng)物個(gè)體的健康狀況，提高健康狀態(tài)不佳個(gè)體的免疫力。同時(shí)，益生菌可對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病預(yù)后進(jìn)行改善，遠(yuǎn)端對(duì)黏膜免疫進(jìn)行應(yīng)答，并且能增強(qiáng)畜禽機(jī)體的抗病毒能力，防止出現(xiàn)繼發(fā)性的細(xì)菌感染，進(jìn)而改善代謝紊亂造成的不良后果并減輕其嚴(yán)重程度，并能調(diào)控其他系統(tǒng)的炎癥和代謝情況[3]。益生菌無(wú)論是在促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)方面，還是在增強(qiáng)免疫力、預(yù)防疾病方面，都發(fā)揮著良好的作用，與酶制劑、酸化劑、植物提取物等同樣重要，在減抗、替抗方面應(yīng)用前景廣闊，因此益生菌產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)迫在眉睫。本文就益生菌的概念及分類(lèi)、生物學(xué)功能及在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，以期在減抗、替抗的大背景下維護(hù)動(dòng)物健康、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，從而獲得較好的養(yǎng)殖效益。

1 益生菌的概念及分類(lèi)

益生菌源于希臘語(yǔ)“對(duì)生命有益的細(xì)菌”。益生菌對(duì)維持腸黏膜屏障功能、調(diào)節(jié)免疫功能和促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收代謝等具有重要作用，對(duì)腸道菌群紊亂、功能性消化不良、腸胃道疾病具有良好的作用效果。益生菌產(chǎn)品是活的微生物飼料補(bǔ)充劑。

為加強(qiáng)飼料添加劑的管理，保證養(yǎng)殖產(chǎn)品質(zhì)量安全，促進(jìn)飼料工業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，《飼料添加劑品種目錄》已從2006、2008 版本更新為2013 年版本，上面所列益生菌主要包括三大類(lèi)，即乳酸菌類(lèi)、酵母菌類(lèi)和芽孢桿菌類(lèi)。在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中，通常采用乳桿菌屬、鏈球菌屬或腸球菌屬的非致病活菌株促進(jìn)動(dòng)物益生。我國(guó)《飼料添加劑品種目錄》（2013）中規(guī)定，養(yǎng)殖動(dòng)物可使用的益生菌主要包括地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌、兩歧雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、糞腸球菌、乳酸腸球菌、干酪乳桿菌、德式乳桿菌乳酸亞種（原名乳酸乳桿菌）、植物乳桿菌、乳酸片球菌、產(chǎn)朊假絲酵母、嗜熱鏈球菌、釀酒酵母、沼澤紅假單胞菌、嬰兒雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌、遲緩芽孢桿菌、短雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、戊糖片球菌、羅伊氏乳桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌、黑曲霉、米曲霉、短小芽孢桿菌、纖維二糖乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種（原名保加利亞乳桿菌），后來(lái)增加了丁酸梭菌和約氏乳桿菌。

2 益生菌的生物學(xué)功效

2.1 維持腸道菌群平衡

益生菌具有改善腸道菌群結(jié)構(gòu)、增加有益菌數(shù)量、抑制有害菌生長(zhǎng)的作用。凌旺等[4]采用氨芐青霉素構(gòu)建腸道菌群失衡模型小鼠，用益生菌制劑灌胃5 d后小鼠糞便中乳酸菌及雙歧桿菌數(shù)恢復(fù)至正常組水平，腸桿菌數(shù)顯著低于自然恢復(fù)組，腸球菌數(shù)顯著低于自然恢復(fù)組，但與正常組仍有顯著性差異，表明復(fù)合益生菌制劑可顯著加快腸道菌群失衡模型小鼠腸道中益生菌（乳酸菌及雙歧桿菌）數(shù)量恢復(fù)，可一定程度上抑制小鼠腸道腸球菌及腸桿菌增殖。隋明等[5]在健康荷斯坦奶牛日糧中分別按20、40、60 g·d-1添加益生菌制劑，結(jié)果試驗(yàn)組腸道乳酸菌數(shù)量顯著提高，雙歧桿菌數(shù)量略有提高，大腸桿菌數(shù)量略有降低，其中40、60 g·d-1添加組乳酸菌數(shù)量顯著提高70.00%和80.83%，說(shuō)明奶牛日糧中添加益生菌可改變腸道菌群結(jié)構(gòu)，增加有益菌數(shù)量，降低有害菌數(shù)量，改善了腸道健康狀況。趙彥光等[6]在“云上飄香豬”日糧中添加復(fù)合益生菌106cfu·g-1，利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)糞便菌群多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果表明添加復(fù)合益生菌可提高育肥豬糞菌的α多樣性，豐富菌群結(jié)構(gòu)，并在屬水平上提高了理研菌科的相對(duì)豐度。劉宇宸[7]試驗(yàn)結(jié)果顯示，在奶牛飼料中添加乳酸球菌和酵母菌的混合物可一定程度上改善牛乳中微生物的菌群結(jié)構(gòu)，增加多樣性。

2.2 促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)

益生菌具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)的作用，但因菌種、添加劑量、作用時(shí)間、試驗(yàn)動(dòng)物的不同，得出的作用效果不完全相同。陳振等[8]在斷奶仔豬飼糧中添加0.1%的復(fù)合益生菌（枯草芽孢桿菌、丁酸梭菌和酵母菌、植物乳桿菌、戊糖片球菌），用以替代抗生素的使用，結(jié)果表明可改善斷奶仔豬生長(zhǎng)性能。2021年馬寧等[9]研究了復(fù)合益生菌和氨基酸優(yōu)化對(duì)妊娠后期母羊繁殖性能、羔羊生長(zhǎng)性能的影響，表明益生菌添加組羔羊初生重顯著增加，胎兒發(fā)育良好。張方[10]研究了不同水平的復(fù)合益生菌制劑（2.5%、5.0%、10%）對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能、屠宰性能及經(jīng)濟(jì)效益的影響，結(jié)果5.0%、10%添加組平均日增重較對(duì)照組分別提高19.4%、18.1%，表明復(fù)合益生菌制劑可以提高肉牛的生長(zhǎng)性能。2018 年秦康樂(lè)[11]研究了復(fù)合益生菌對(duì)肉種雞生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明益生菌對(duì)肉種雞的產(chǎn)蛋性能有顯著提高作用，而且0.5%的添加量較為適宜，效果最好。

2.3 增強(qiáng)機(jī)體免疫力

益生菌具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力的功效，提高動(dòng)物的抗病力。黃蕊蕊等[12]通過(guò)小鼠體重指標(biāo)、細(xì)胞免疫、體液免疫、單核-吞噬細(xì)胞活性、NK細(xì)胞活性等方面綜合評(píng)價(jià)了復(fù)合益生菌（主要是由植物乳桿菌Lp90、長(zhǎng)雙歧桿菌BL21、嗜酸乳桿菌LA85 和菊粉、低聚果糖等復(fù)配）對(duì)小鼠免疫機(jī)能的影響，結(jié)果表明復(fù)合益生菌粉能夠增強(qiáng)體液免疫、單核-吞噬細(xì)胞活性和NK細(xì)胞的活性，具有一定的免疫增強(qiáng)功能。L.E.Miller 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，健康老年人在短期內(nèi)補(bǔ)充益生菌可增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞免疫菌性能，提高免疫力，當(dāng)補(bǔ)充3～12 d 的益生菌后，自然殺傷細(xì)胞的殺傷能力及多形核細(xì)胞的吞噬能力均增強(qiáng)，從而增強(qiáng)了機(jī)體的細(xì)胞免疫功能。劉宇宸[7]試驗(yàn)結(jié)果還表明，在奶牛飼料中添加乳酸球菌和酵母菌的混合物，患乳腺炎的奶牛的乳體細(xì)胞數(shù)顯著降低，機(jī)體免疫機(jī)能和生產(chǎn)性能得到改善。洪奇華等[14]試驗(yàn)結(jié)果提示，熱應(yīng)激使肉雞生長(zhǎng)性能下降，腸屏障功能受損，飼喂益生菌和纖維寡糖可改善上述變化。有研究表明，在日糧中添加益生菌，可以幫助斷奶仔豬在感染產(chǎn)腸毒素大腸桿菌后快速重建腸道的免疫屏障功能。另有研究表明，德氏乳桿菌保加利亞亞種OLL1073R-1株能產(chǎn)生很高含量的菌體多糖，能使小鼠脾臟細(xì)胞產(chǎn)生γ 干擾素（IFN-γ），提高免疫力[15]。可見(jiàn)益生菌對(duì)維持動(dòng)物腸黏膜屏障功能、調(diào)節(jié)免疫功能具有重要作用，

2.4 改善養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境

益生菌能促進(jìn)腸道有益菌群增殖，同時(shí)抑制有害菌的生長(zhǎng)，使糞尿臭味氣體（NH3和H2S）含量明顯減少，改善環(huán)境空氣質(zhì)量，減少呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生；還能夠減少養(yǎng)殖環(huán)境及糞便中有機(jī)磷等有害物質(zhì)的含量，減少污染。糞污水道與儲(chǔ)水池能夠自動(dòng)分解改善水質(zhì)，促進(jìn)沼氣發(fā)酵和產(chǎn)量，促進(jìn)糞便自動(dòng)發(fā)酵。如枯草芽孢桿菌一方面可與腸道內(nèi)的有益菌協(xié)同增強(qiáng)腸道活動(dòng)、抑制腐敗菌的生長(zhǎng)、減少腐敗物質(zhì)產(chǎn)生數(shù)量，從而降低糞便中NH3和H2S的排放量；另一方面促進(jìn)氨基氧化酶及分解硫化物的酶類(lèi)的產(chǎn)生，將臭源中的吲哚類(lèi)化合物氧化成無(wú)臭無(wú)毒害無(wú)污染的物質(zhì)，從而減少NH3和H2S 等臭味氣體排放。席磊等[16]將石榴皮、黃芩、黃連3種中草藥與枯草芽孢桿菌、乳酸桿菌進(jìn)行兩兩復(fù)配，發(fā)現(xiàn)日糧中添加乳酸菌和枯草芽孢桿菌的復(fù)合菌制劑能使斷奶仔豬糞便中NH3的排放量顯著降低。張穎等[17]在畜禽舍內(nèi)霧狀噴灑益生菌粉5‰稀釋液，通過(guò)多種有益微生物的抗氧化作用，達(dá)到抑制環(huán)境中有害微生物和雜菌的生長(zhǎng)繁殖，明顯降低CO2、NH3、H2S等有害氣體的濃度，從而凈化環(huán)境。

3 益生菌在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 在禽類(lèi)生產(chǎn)中的應(yīng)用

大量研究表明，益生菌在家禽生產(chǎn)中有積極的作用。如肉雞體重增加、料重比降低，提高青年蛋雞均勻度，提高產(chǎn)蛋雞產(chǎn)蛋率、改善蛋殼質(zhì)量等[18]。益生菌的作用機(jī)制主要是可為動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育提供多種酶類(lèi)和營(yíng)養(yǎng)素，如各種氨基酸、各種酶及維生素等，從而可以提高動(dòng)物對(duì)飼料的利用率；同時(shí)益生菌還可提高鈣、磷、鐵等微量元素的利用率，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。D.S.Stef等[19]研究表明，益生菌在家禽腸道中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物參與家禽的生長(zhǎng)代謝，具有提高雞群生產(chǎn)性能的潛力，例如添加益生菌可以明顯提高青年蛋雞的平均體重，提高雞群的整體均勻度。袁文華等[20]研究表明，飼糧中添加丁酸梭菌和乳酸菌能夠提高青年鴿肝臟抗氧化功能并增強(qiáng)機(jī)體免疫力，促進(jìn)新陳代謝，從而提高青年鴿的生長(zhǎng)性能，對(duì)青年鴿的繁殖潛力也起到促進(jìn)作用。張?chǎng)稳颷21]研究表明，發(fā)酵飼料和益生菌能提高生長(zhǎng)后期肉鵝平均日增重，促進(jìn)肉鵝腸道發(fā)育，提高肉鵝腸道免疫功能和完整性，改善采食能力。

3.2 在豬上的應(yīng)用

益生菌可用于豬生產(chǎn)的各個(gè)階段，但在每種情況下使用益生菌的目的和作用都是不同的[22]。益生菌在母豬階段使用可增加妊娠后期或哺乳期的采食量，從而改善哺乳期末母豬的身體健康狀況；在哺乳仔豬階段應(yīng)用可預(yù)防腹瀉，快速達(dá)到微生物菌群平衡，防御病原細(xì)菌，增強(qiáng)腸道屏障功能和提高免疫力，提高哺乳仔豬的平均日增重和育成率，降低病原體壓力；提高育肥豬生長(zhǎng)性能[23]。陳國(guó)福等[24]研究表明，益生菌制劑能夠降低生長(zhǎng)肥育豬的料重比5.98%，減少血清尿素氮含量13.70%，提高總蛋白含量，并顯著提高糞便有益菌數(shù)量，減少有害菌數(shù)量。

3.3 在反芻動(dòng)物上的應(yīng)用

盡管反芻動(dòng)物與單胃動(dòng)物不同，消化系統(tǒng)內(nèi)存在各種微生物，但外源益生菌制劑的應(yīng)用也很普遍。胡蕾等[25]選取45 頭泌乳期荷斯坦奶牛進(jìn)行為期60 d 的飼養(yǎng)試驗(yàn)，探討復(fù)合益生菌制劑對(duì)奶牛泌乳性能及乳品質(zhì)的影響，結(jié)果表明日糧中添加復(fù)合益生菌制劑可有效提高奶牛產(chǎn)奶量及乳品質(zhì)，且添加2%復(fù)合益生菌制劑效果更優(yōu)。趙飛燕[26]研究表明益生菌制劑可以通過(guò)維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)促進(jìn)奶牛健康，提高奶牛的產(chǎn)奶量和改善乳品質(zhì)。杜瑞[27]研究表明，益生菌提高了蘇尼特羊的增重和眼肌面積，提高了腸道菌群的α 多樣性。左秀麗等[28]模擬瘤胃菌群環(huán)境篩選益生菌研制出肉牛復(fù)合益生菌制劑，該復(fù)合益生菌制劑可顯著提高飼料干物質(zhì)降解率、菌體蛋白含量、產(chǎn)氣量、總揮發(fā)性脂肪酸濃度；顯著降低NH3—N 濃度，瘤胃液pH 值穩(wěn)定。

4 展 望

益生菌制劑作為新型微生態(tài)制劑，具有綠色無(wú)污染、無(wú)殘留、安全可靠、不產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點(diǎn)，在動(dòng)物生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用，但益生菌制劑在應(yīng)用中還存一些問(wèn)題：菌種有限，活菌制劑在飼料加工、運(yùn)輸、貯存過(guò)程中容易失活，受消化道內(nèi)環(huán)境的影響難以充分發(fā)揮作用，有些益生菌劑在實(shí)驗(yàn)室條件下雖具有良好的效果，但在生產(chǎn)條件下往往難以達(dá)到預(yù)期效果。因此還需積極探索提高益生菌制劑作用效果和利用效率的途徑，希望益生菌在動(dòng)物生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。