益生菌在畜牧業(yè)中的應(yīng)用

景戰(zhàn)蕾

（西安樂道生物科技有限公司，陜西西安 710201）

益生菌，又稱微生態(tài)調(diào)節(jié)劑，是指一類能夠在生物體內(nèi)存活，對宿主生命健康有益的微生物。益生菌的本質(zhì)是細(xì)菌微生物，是一種新型、無公害、綠色、非營養(yǎng)性飼料添加劑[1]。益生菌一詞最早源于希臘[2]，1907 年，Elie Metchnikoff 博士發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌能在動物體內(nèi)發(fā)揮積極作用，可通過某些方法使益生菌替代有害菌，進(jìn)而改善動物機(jī)體內(nèi)的菌群結(jié)構(gòu)。直至1965 年，Lilley 等[3]提出了“Pobiotics”概念。1974 年，蒙哈德通過在仔豬日糧中添加乳酸菌，證實了乳酸菌能夠促進(jìn)仔豬生長。美國最早從20 世紀(jì)70 年代開始將益生菌應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖，1989 年，美國食品與藥物管理局和美國飼料控制官員協(xié)會公布了確認(rèn)安全的、可直接飼喂的42 種微生物菌種。20 世紀(jì)80 年代中期，益生菌在全世界，特別是歐洲、亞洲等區(qū)域內(nèi)的發(fā)達(dá)國家中得到大力推廣和廣泛研究。

近年來，益生菌在我國畜禽養(yǎng)殖過程中的使用越來越多，尤其是在減抗限抗和環(huán)保政策的實施以及市場行情波動等巨大壓力下，益生菌作為具有潛在的替抗功能、改善養(yǎng)殖環(huán)境[4]、防病保健、提高生產(chǎn)性能等用途的產(chǎn)品，越來越受行業(yè)青睞。益生菌在畜禽養(yǎng)殖過程中的應(yīng)用形式也表現(xiàn)出明顯的多樣化，如發(fā)酵床菌制劑、益生菌發(fā)酵飼料、益生菌發(fā)酵中藥、環(huán)境改良劑、除臭劑等。因此，面對功能如此多樣的益生菌產(chǎn)品，讓廣大養(yǎng)殖戶正確認(rèn)識、選擇和合理使用益生菌是十分必要的。

飼用益生菌大致可分為乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌和光合菌4 大類[5]。比較經(jīng)典的微生態(tài)制劑產(chǎn)品是由日本琉球大學(xué)教授比嘉照夫研制的EM 菌制劑，它是由光合菌、酵母菌和乳酸菌等10 屬80 余種微生物復(fù)合培養(yǎng)而成，具有增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)動物生長發(fā)育、改善養(yǎng)殖環(huán)境、無毒副作用、無殘留等優(yōu)點(diǎn)，在世界各地被廣泛應(yīng)用。

1 益生菌作用機(jī)制

益生菌主要是在動物腸道內(nèi)與機(jī)體正常菌群相互作用、共同生存，其競爭、拮抗、協(xié)同等作用機(jī)制復(fù)雜，目前研究認(rèn)為其作用機(jī)理主要有以下6 點(diǎn)。

1.1 補(bǔ)充體內(nèi)優(yōu)勢菌群

在動物腸道微生物系統(tǒng)內(nèi)，優(yōu)勢菌群控制著動物體內(nèi)菌群的平衡，一旦優(yōu)勢菌群平衡被破壞，腸道機(jī)能就會出現(xiàn)紊亂。如腸道內(nèi)的優(yōu)勢菌群99%以上是厭氧菌，如乳酸桿菌、雙歧桿菌等，需氧菌及兼性厭氧菌只有1%。這些腸道優(yōu)勢菌群在維持動物消化道菌群微環(huán)境平衡中起著非常重要的作用，一旦這些菌群失衡或減少，很大程度上會引起機(jī)體功能紊亂。研究發(fā)現(xiàn)，腹瀉時厭氧菌數(shù)量顯著降低，需氧菌數(shù)量增加。

1.2 生物奪氧作用

厭氧菌是畜禽腸道中的主要微生物，動物腸道菌群平衡被破壞時，腸道內(nèi)氧氣含量增加，補(bǔ)充需氧型或兼性厭氧型的益生菌制劑可使腸道內(nèi)的含氧量降低。這些菌群通過生物奪氧的方式使動物機(jī)體消化道恢復(fù)正常的厭氧環(huán)境，從而幫助機(jī)體恢復(fù)到原來的優(yōu)勢菌群結(jié)構(gòu)和腸道環(huán)境。

1.3 參與生物化學(xué)防御屏障

益生菌進(jìn)入畜禽腸道后，與腸黏膜上皮細(xì)胞作用而緊密結(jié)合，和腸道其他厭氧菌共同形成一道生物化學(xué)防護(hù)屏障，有效增強(qiáng)腸道上皮細(xì)胞的防御機(jī)能，不僅可以抑制和清除一些腸上皮細(xì)胞粘附的有害物質(zhì)和致病菌，促進(jìn)其排出體外，還能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)免疫屏障和機(jī)體抵抗力。

1.4 產(chǎn)生有益代謝產(chǎn)物

一些益生菌進(jìn)入機(jī)體后，在其生長繁殖過程中可產(chǎn)生一系列代謝產(chǎn)物，如酶類、有機(jī)酸、維生素和肽類物質(zhì)等，產(chǎn)生的消化酶能夠有效地促進(jìn)機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收；產(chǎn)生有機(jī)酸，如乳酸、醋酸、丁酸等可降低腸道pH 值，抑制有害菌生長，激活胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化為胃蛋白酶，加強(qiáng)腸道蠕動和消化吸收。

1.5 免疫作用

益生菌也可作為動物機(jī)體的非特異性免疫調(diào)節(jié)因子，通過益生菌自身或其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)成分等激活宿主的免疫細(xì)胞，產(chǎn)生促分裂因子，增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的活性或發(fā)揮佐劑功能，此外，益生菌還可以在動物機(jī)體內(nèi)發(fā)揮特異性免疫功能，激活B 細(xì)胞產(chǎn)生抗體。研究證明，腸道菌群的平衡有助于機(jī)體免疫器官發(fā)育成熟，腸道菌群紊亂時能夠引起免疫器官發(fā)育受阻，機(jī)體免疫力降低[6]。

1.6 改善畜禽腸道微環(huán)境，降低有害氣體濃度

益生菌中的某些菌屬可以利用消化道內(nèi)的氨、胺及吲哚等有害物質(zhì)，同時抑制大腸桿菌和沙門氏菌活性，減少蛋白質(zhì)成分向胺及氨的轉(zhuǎn)化，使腸內(nèi)的糞便和血液中的氨濃度下降，減少動物體產(chǎn)生的氨氣。腸道內(nèi)大量的活性益生菌也可以利用氨，如枯草芽孢桿菌在畜禽腸道產(chǎn)生氨基氧化酶、氨基轉(zhuǎn)移酶和分解硫化物酶，可將臭源吲哚化合物氧化，產(chǎn)生的分解硫化物酶可將硫化物氧化成無臭、無毒害的物質(zhì)，有效降低畜禽血液及糞尿中有害氣體濃度，改善畜禽舍的養(yǎng)殖環(huán)境。

2 益生菌在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

腸道是動物體內(nèi)最大的微生物聚集區(qū)，存活著1013～1014個微生物，構(gòu)成一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。腸道微生物附著于腸黏膜和其他相關(guān)黏膜層以及腸腔內(nèi)流動食糜中，在促進(jìn)機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收、免疫系統(tǒng)發(fā)育成熟、抗有害菌定植和維護(hù)腸道健康等環(huán)節(jié)中起著重要作用。

2.1 益生菌在豬營養(yǎng)中的應(yīng)用

2.1.1 在仔豬方面的應(yīng)用

腸道微生物是腸道防御屏障的重要組成部分，對于新生仔豬，腸道微生物在宿主發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用[7]。給仔豬補(bǔ)充益生菌可以調(diào)節(jié)仔豬胃腸道微生物群平衡和增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能，還可以調(diào)節(jié)腸道發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收。小腸絨毛高度/隱窩深度是衡量豬消化吸收能力的重要標(biāo)準(zhǔn)，其比值下降表明黏膜損傷，消化吸收能力降低[8]，Yu 等[9]發(fā)現(xiàn)仔豬日糧中添加乳酸桿菌可以顯著增加斷奶仔豬回腸絨毛高度/隱窩深度值。唐偉等[10]給仔豬口服益生菌后，發(fā)現(xiàn)對仔豬黃白痢有很好的預(yù)防效果，陳麗仙等[11]在仔豬日糧中添加益生菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)顯著降低了仔豬腹瀉率，提高了仔豬的生長速度。

2.1.2 在母豬方面的應(yīng)用

研究表明，母豬日糧中添加益生菌對母豬免疫力和繁殖能力具有顯著改善。研究發(fā)現(xiàn)，初產(chǎn)母豬日糧中添加枯草芽孢桿菌能夠緩解霉菌毒素造成的氧化損傷和細(xì)胞凋亡。任紅立[12]在妊娠母豬后期日糧中添加乳酸菌和酵母菌，發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)母豬妊娠后期胎兒生長，顯著提高母豬生產(chǎn)性能，增強(qiáng)母豬血漿脂質(zhì)代謝、抗氧化能力、機(jī)體免疫力、改善母乳的營養(yǎng)水平等。吳桂心[13]發(fā)現(xiàn)在母豬日糧中添加4%的酵母培養(yǎng)物，可顯著提高哺乳母豬泌乳量和乳品質(zhì)，有效提高哺乳仔豬的生長性能，同時改善妊娠后期母豬腸道的微生物多樣性，緩解母豬便秘，提高母豬生產(chǎn)性能。楊剛等[14]發(fā)現(xiàn)益生菌對改善泌乳母豬便秘，提高采食量，減少背膘損失和提高生產(chǎn)性能方面具有顯著作用。

2.1.3 在育肥豬方面的應(yīng)用

益生菌被廣泛用于提高育肥豬的采食量和腸道保健等。臨床應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，可以有效維護(hù)豬群消化道菌群平衡，提高育肥階段飼料利用率和豬群生長速度，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，改善豬肉品質(zhì)。豬肉品質(zhì)一般通過豬肉顏色、pH 值、嫩度、多汁性、風(fēng)味和營養(yǎng)價值等指標(biāo)進(jìn)行評定。Meng 等[15]在豬日糧中添加枯草芽孢桿菌和丁酸梭菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，能夠提高育肥豬肉品質(zhì)，極顯著提高肉色評分、大理石花紋評分和肉的紅度。鄔理洋[16]采用復(fù)合益生菌飼喂育肥豬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，提高了豬肉眼肌面積和熟肉率，豬肉滴水損失顯著改善，肌內(nèi)脂肪含量顯著增加，肌肉中必需氨基酸、風(fēng)味氨基酸和總氨基酸含量顯著提高。

2.2 益生菌在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

2.2.1 在蛋雞方面的應(yīng)用

益生菌能夠改善蛋雞腸道健康及生產(chǎn)性能，提高產(chǎn)蛋率、蛋重、蛋殼厚度、蛋料比和飼料利用率等。楊亞軍等[17]發(fā)現(xiàn)益生菌可提高蛋雞生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)，降低料蛋比和死淘率，提高產(chǎn)蛋率和蛋殼厚度。高晗[18]在綠殼蛋雞日糧中添加丁酸梭菌，發(fā)現(xiàn)對綠殼蛋雞初產(chǎn)蛋的蛋品質(zhì)有提升作用，同時可增強(qiáng)機(jī)體對沙門氏菌的抵抗力。

2.2.2 在肉雞方面的應(yīng)用

益生菌可改善肉雞生長性能，提高飼料利用率，增強(qiáng)免疫力，改善舍內(nèi)環(huán)境。李衛(wèi)芳等[19]在飼喂1 日齡肉雞飼料中添加枯草芽孢桿菌后，發(fā)現(xiàn)肉雞盲腸和空腸中大腸桿菌的數(shù)量顯著減少，乳酸菌數(shù)量顯著增加。冷寒冰等[20]研究發(fā)現(xiàn)在3 日齡的AA 肉雞飼糧中添加益生菌，可使肉雞生長速率加快，飼料利用率提高，料肉比下降，出欄平均重增加，出欄日期提前，雞群整齊度明顯改善。王佰魁等[21]采用植物乳桿菌等提高肉雞巨噬細(xì)胞吞噬能力，改善肉雞腸道菌群結(jié)構(gòu)，抑制產(chǎn)氣夾膜梭菌的生長和毒力基因表達(dá)，降低產(chǎn)氣夾膜梭菌感染引起的不良反應(yīng)。鞠孜敬[22]在肉雞日糧中添加丁酸梭菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丁酸梭菌可降低肉雞料肉比，可減少肉雞感染腸炎沙門氏菌。王學(xué)靜[23]等采用益生菌噴灑雞舍，發(fā)現(xiàn)雞舍內(nèi)氨氣濃度平均降低50%。

2.3 益生菌在反芻動物方面的應(yīng)用

大量研究發(fā)現(xiàn)，益生菌飼喂反芻動物可提高其采食量、改善“過料”現(xiàn)象、提高生產(chǎn)性能、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等。董曉麗等[24]給犢牛飼糧中添加益生菌，發(fā)現(xiàn)能夠增加其日增重，改善犢牛腹瀉情況。Castro 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，益生菌能夠調(diào)節(jié)犢牛胃腸道微生物區(qū)系，提高其免疫力。

2.4 益生菌在水產(chǎn)方面的應(yīng)用

益生菌應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，一方面可作為飼料添加劑，用于改善水產(chǎn)動物體內(nèi)菌群平衡，刺激免疫系統(tǒng)發(fā)育成熟，促進(jìn)生長發(fā)育，預(yù)防病害；另一方面可作為水質(zhì)改良劑，分解養(yǎng)殖水體中富含的有機(jī)物、含硫化合物、氨氮等，發(fā)揮改良水體和調(diào)控水質(zhì)的作用。20 世紀(jì)60 年代，日本學(xué)者小林正泰發(fā)現(xiàn)了光合菌，可有效凈化有機(jī)廢水，開始了采用光合菌處理污水的模式。隨著光合菌規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)工藝的發(fā)展，光合菌逐漸實現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用[26]。林東年等[27]在羅非魚養(yǎng)殖過程中添加光合菌，發(fā)現(xiàn)其可以有效抑制水體異養(yǎng)菌生長，降低水體化學(xué)需氧量、氨氮含量、改善養(yǎng)殖水體溶氧量、酸堿度、透明度、氮含量等指標(biāo)，提高養(yǎng)殖水體水質(zhì)。

3 小結(jié)

目前，益生菌是畜禽養(yǎng)殖中常用的安全、綠色、環(huán)保、無毒害的飼料添加劑，是潛力巨大的替抗產(chǎn)品之一。益生菌能夠有效降低畜禽使用抗生素的頻率，具有提高飼料利用率，改善動物生長性能，增強(qiáng)動物免疫力，減少疾病的發(fā)生等特點(diǎn)。但是，市場上益生菌產(chǎn)品存在質(zhì)量參差不齊、效果不顯著、用量不明確、穩(wěn)定性差等問題。因此，如何有效控制益生菌產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，提高臨床應(yīng)用效果的可靠性是行業(yè)發(fā)展中亟待解決的問題。