微生態(tài)制劑及其在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 祁 茹 肖 宇 林英庭＊ 程 明 汪文鑫

微生物制劑具有獨特的作用機理和無毒副作用、無殘留、無抗藥性、成本低、效果顯著等優(yōu)點，越來越受到世人的關(guān)注。目前，微生態(tài)制劑在養(yǎng)豬業(yè)和家禽中的應(yīng)用比較廣泛，飼用效果也得到肯定，而在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用存在爭議，奶牛瘤胃內(nèi)含有龐大的微生物區(qū)系，是否需要添加外源微生物。一種觀點認(rèn)為，奶牛瘤胃內(nèi)環(huán)境生態(tài)平衡，微生物種類和數(shù)量充足，無需額外添加微生態(tài)制劑；另一種觀點認(rèn)為，盡管奶牛瘤胃具有龐大的微生物區(qū)系，但通過添加微生態(tài)制劑能夠優(yōu)化優(yōu)勢菌群，對瘤胃內(nèi)環(huán)境起到積極的作用。

1 微生態(tài)制劑的類型

1.1 根據(jù)微生態(tài)制劑的物質(zhì)組成劃分 （1）益生菌又稱促生素，是一種含有大量有益菌及其代謝產(chǎn)物和生長促進(jìn)因子的物質(zhì)，具有維持腸道微生物平衡、提高機體健康水平的活菌制劑。益生素可以是單一菌種制劑，也可以是復(fù)合菌種制劑。（2）益生元是一種不被宿主消化的食物成分，它能選擇性地刺激腸道內(nèi)一種或多種有益菌的生長繁殖，抑制某些有害細(xì)菌生長，從而維持機體處于健康狀態(tài)。益生元通常是糖類，如乳果糖、果寡糖、葡萄糖、乳糖及大豆糖等。大量的研究結(jié)果認(rèn)為，4～15個碳原子的寡聚糖、肽類蛋白質(zhì)、類脂、水溶性維生素及環(huán)化淀粉都可作為益生元。（3）合生元又稱全生素，是指生理性細(xì)菌（即益生劑）加促進(jìn)物質(zhì)（即益生元）的合劑，其既可發(fā)揮益生菌的生理活性，又可選擇性地增加益生菌的數(shù)量。在合生元中，益生劑與益生元不是簡單的混合，添加的益生元必須能促進(jìn)制劑中生理性細(xì)菌的增殖，還可促進(jìn)腸道中生理性細(xì)菌的定植和增殖，當(dāng)然這種作用具有種的特異性，這樣的制劑才可以稱之為合生元制劑。

1.2 按微生物種類劃分 （1）乳酸菌類微生態(tài)制劑：此菌屬腸道中正常菌群，厭氧或兼性厭氧，不耐高溫，經(jīng)80℃處理5 min損失70%～80%，但較耐酸，在pH值為3.0～4.5時仍可生長，對胃中的酸性環(huán)境有一定耐受性。乳酸菌能分解飼料中的蛋白質(zhì)、糖類、合成維生素，對脂肪也有微弱的分解能力，能顯著提高飼料的消化率和生物學(xué)效價，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。目前應(yīng)用的主要有嗜酸乳桿菌、糞鏈球菌、雙歧乳桿菌等（李宗波，2005）。（2）芽孢桿菌類微生態(tài)制劑：此菌屬在動物腸道微生物群落中僅零星存在。芽孢桿菌是好氧菌，可形成內(nèi)生孢子，具有較強的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，對植物性碳水化合物具有較強的降解能力。芽孢桿菌進(jìn)入動物腸道后能迅速消耗腸道內(nèi)的氧，抑制致病菌的生長，維持腸道正常生態(tài)平衡。芽孢桿菌對干燥、高溫、高壓、氧化等不良環(huán)境的抵抗力很強，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，在腸道發(fā)芽生長具有多種有效的酶促效應(yīng)。目前，應(yīng)用的菌種主要有短小芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌等。（3）酵母微生態(tài)制劑：零星存在于動物腸道微生物群落中。酵母菌屬于真菌類，需氧，不耐熱，菌體富含多種蛋白質(zhì)及維生素?；罱湍妇谖改c道內(nèi)繁殖，可改善胃腸道生態(tài)結(jié)構(gòu)，維持pH值的穩(wěn)定，抑制腸道內(nèi)的有害菌。酵母菌細(xì)胞壁含有多種低聚糖，可提高動物對纖維素和礦物質(zhì)的消化、吸收和利用；增強動物機體免疫，提高抗病力，對防治畜禽消化系統(tǒng)疾病起著有益作用。目前，應(yīng)用的菌種主要有釀酒酵母和石油酵母等。（4）復(fù)合微生態(tài)制劑：由多種菌復(fù)合配制而成，能適應(yīng)多種條件和宿主，具有促進(jìn)生長、提高飼料轉(zhuǎn)化率等多種功能。

1.3 微生態(tài)制劑的用途和作用機制劃分 （1）微生態(tài)飼料添加劑：可直接提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)畜禽生長。（2）微生態(tài)藥物：可直接防治疾病從而間接提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)畜禽生長。

2 微生態(tài)制劑的作用機制

微生態(tài)制劑進(jìn)入畜禽腸道后，與其中正常菌群會合，顯現(xiàn)出共生、棲生、競爭和吞噬等復(fù)雜的作用機制。微生態(tài)制劑主要通過調(diào)控微生物區(qū)系、參與機體新陳代謝發(fā)揮作用，其作用機理并不十分明確，以下是目前比較認(rèn)可的幾種假說和理論。

2.1 微生物優(yōu)勢種群理論 健康動物機體腸道內(nèi)的微生態(tài)保持平衡，有益微生物占絕對優(yōu)勢，對整個種群起控制作用。一旦該優(yōu)勢種群受到破壞，失去這種優(yōu)勢，就會導(dǎo)致動物微生態(tài)失衡，致使動物發(fā)病。微生態(tài)制劑的使用可以補充或恢復(fù)優(yōu)勢種群，使失調(diào)的腸道微生態(tài)重新達(dá)到平衡，從而使動物健康得到恢復(fù)（程林春，2003）。

2.2 生物化學(xué)屏障 益生菌具有定植性、排他性及繁殖性，通過磷壁酸與腸黏膜上皮細(xì)胞相互作用而密切結(jié)合形成一道生物學(xué)屏障，阻止外源致病菌和條件致病菌與腸黏膜上皮接觸、黏附或定植，提高上皮細(xì)胞的防御能力。此外，其代謝產(chǎn)物如有機酸、細(xì)菌素、呲啶二羧酸等影響腸道細(xì)菌區(qū)系，形成一個化學(xué)屏障（董改香等，2010）。

2.3 免疫調(diào)節(jié)作用 微生態(tài)制劑可作為非特異免疫調(diào)節(jié)因子，通過細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激宿主免疫應(yīng)答，誘導(dǎo)機體特異性免疫和非特異性免疫，有效提高機體免疫力和巨噬細(xì)胞的活性，激發(fā)機體體液免疫和細(xì)胞免疫，增強機體免疫力和抗病力。

2.4 營養(yǎng)作用 益生菌在動物消化道內(nèi)生長、繁殖和活動，能產(chǎn)生多種營養(yǎng)物質(zhì)如維生素、氨基酸、短鏈脂肪酸、促生長因子等，參與動物機體的新陳代謝。有的微生物在動物體內(nèi)生長繁殖時能合成核黃素、泛酸、葉酸、煙酸等B族維生素及維生素K2，參與機體某些重要的代謝反應(yīng)（劉艷等，2007）。微生態(tài)制劑中的多種微生物也能產(chǎn)生消化酶，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪分解酶等水解酶類，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高飼料利用率（夏昕等，2009）。

2.5 減少腸源性內(nèi)毒素吸收 內(nèi)毒素是細(xì)菌感染性疾病呈現(xiàn)病理反應(yīng)的主要因素。微生態(tài)調(diào)節(jié)劑通過補充正常有益的生理寄生菌，使病理性微生物群逆轉(zhuǎn)成生理性組合，使革蘭氏陰性（G-）桿菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素減少，從而減少或避免內(nèi)毒素產(chǎn)生的一系列病理反應(yīng)。益生菌也可以通過產(chǎn)生某些酶來修飾毒素受體，阻斷或減少毒素與腸黏膜受體的結(jié)合。飼喂微生態(tài)制劑可降低腸道、糞便及門靜脈血液中的氨量，產(chǎn)生中和大腸桿菌毒素的物質(zhì)和分解吲哚類和硫化氫的酶類，阻止腸道內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生胺及中和腸內(nèi)毒素等。

2.6 生物奪氧理論 微生態(tài)制劑中有益的耗氧微生物在生物體內(nèi)定植，消耗環(huán)境中的氧氣，可降低局部氧分子的濃度，有利于專性厭氧菌的定植和生長繁殖，而需氧與兼性厭氧菌下降，使腸道微生態(tài)平衡恢復(fù)正常，以達(dá)到治病的目的。有些微生態(tài)制劑含有蠟樣芽孢桿菌和枯草桿菌等需氧芽孢桿菌（周慶安等，2003），這些菌不是正常菌群的主要成員，在腸道不能長期定植，但能迅速消耗氧，使pH迅速降低，從而有利于雙歧桿菌與乳酸桿菌等有益微生物的生長。

2.7 抗應(yīng)激作用 給奶牛飼喂微生態(tài)制劑，可刺激奶牛瘤胃中微生物的生長、穩(wěn)定瘤胃pH、改變瘤胃發(fā)酵模式和終產(chǎn)物的產(chǎn)量、增加瘤胃后營養(yǎng)素的流量、提高養(yǎng)分的消化率、增強免疫反應(yīng)以緩解應(yīng)激。岳壽松等（2002）報道，微生態(tài)制劑能減少奶牛夏季產(chǎn)奶量的下滑，改善奶牛的泌乳性能，提高奶?？篃釕?yīng)激能力。

3 微生態(tài)制劑在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 提高產(chǎn)奶量 微生態(tài)制劑對產(chǎn)奶量的提高主要表現(xiàn)在其能促進(jìn)機體對氨和乳酸的利用，改善瘤胃pH環(huán)境，以刺激瘤胃微生物的生長和活性，增強有益菌的繁殖速度，從而調(diào)節(jié)瘤胃內(nèi)的微生態(tài)平衡；同時加快飼料蛋白質(zhì)的水解，提高乳脂率和奶比重，促進(jìn)鈣、鐵、鎂和瘤胃肽的吸收，增加菌體蛋白的產(chǎn)量，增強動物免疫力，提高飼料利用率，最終提高奶牛的產(chǎn)奶量（邱凌等，2011）。邵偉等（2010）研究“益康 XP”和“PM 發(fā)酵粉”兩種微生態(tài)制劑對中國荷斯坦良種母牛生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，與對照組相比，XP組與PM組顯著提高奶牛產(chǎn)奶量和乳脂率，降低乳體細(xì)胞數(shù) （P＞0.05），對乳糖、乳非脂固形物含量和pH值無顯著影響（P＞0.05），但均有提高奶牛乳品質(zhì)的趨勢。蔣小藝等（2008）報道，乳酸菌對奶牛生產(chǎn)性能有一定的影響，并且不同型號的乳酸菌制劑對奶牛的產(chǎn)奶量及乳成分影響不同。Stein等 （2006）報道，給奶牛飼喂米曲霉培養(yǎng)物，平均產(chǎn)奶量由34.8 kg/d提高到35.1 kg/d，乳蛋白含量由2.94%提高到2.96%，乳脂率顯著高于對照組（P＜0.05）。

3.2 改善乳品質(zhì) 飼料中添加微生態(tài)制劑可以增加瘤胃中總厭氧菌的數(shù)量，主要是纖維消化菌和乳酸利用菌增加，在瘤胃發(fā)酵過程中，刺激瘤胃內(nèi)碳水化合物發(fā)酵，產(chǎn)生大量的揮發(fā)性脂肪酸和氨，其中乙酸含量最多。乙酸能提高奶牛的泌乳量，特別是能明顯提高乳脂率，同時氮的吸收利用率增加，加速了瘤胃微生物蛋白質(zhì)合成，進(jìn)而提高了乳蛋白率。鄧露芳（2009）報道，納豆芽孢桿菌具有促進(jìn)奶牛產(chǎn)奶量，提高飼料轉(zhuǎn)化效率，促進(jìn)牛奶中乳蛋白和乳糖產(chǎn)量，降低體細(xì)胞數(shù)，改善牛奶品質(zhì)的作用。王振華（2008）在奶牛飼料中添加高產(chǎn)酶活枯草芽孢桿菌微生態(tài)制劑，提高了泌乳牛的產(chǎn)奶量，并且不同的添加劑量對泌乳量的提高數(shù)量不同。杜芳和張清（2007）報道，添加芽孢桿菌、乳酸菌復(fù)合菌制劑1%，乳蛋白率增加；乳中體細(xì)胞數(shù)的減少有明顯的效果，最高下降比率達(dá)41.3%。欒廣春（2008）用納豆芽孢桿菌飼喂泌乳期的奶牛，結(jié)果表明，納豆芽孢桿菌可提高牛奶中乳脂產(chǎn)量，并顯著提高牛奶中的乳蛋白率、乳蛋白產(chǎn)量、干物質(zhì)含量（P ＜0.05）。 周聯(lián)高等（2008）用1.38%酵母培養(yǎng)物替代奶牛日糧中等量精料，結(jié)果試驗組30 d后采食量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和非脂固形物含量分別提高了2.90%、0.61%、0.66%、1.25%和 0.80%。 劉強等（2007）報道，試驗組精料中添加0.2%微生態(tài)制劑，乳脂率提高了9.68%，差異顯著（P＜0.05）。左曉磊等（2004）報道，在奶牛精料中添加0.2%微生態(tài)制劑，試驗結(jié)束后，乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和干物質(zhì)含量均顯著增加。

3.3 提高生長性能 日糧中添加微生態(tài)制劑能增強機體的抵抗力，調(diào)控的一些微生物在發(fā)酵或代謝過程中產(chǎn)生促生長素之類的生理活性物質(zhì)和各種酶類，提高動物的消化酶活性，有助于養(yǎng)分的消化吸收，促進(jìn)生長發(fā)育，從而提高動物生長性能。張海濤等（2009）研究日糧中添加納豆枯草芽孢桿菌對斷奶前犢牛生長性能的影響，結(jié)果表明，斷奶前犢牛日增重較對照組提高26.5%（P＜0.01）；開食料的日采食量下降11.9%；與對照組（57 d）相比，飼喂納豆枯草芽孢桿菌處理組（49.7 d）顯著提前了犢牛的斷奶日齡。犢牛飼喂納豆枯草芽孢桿菌可以縮短斷奶日齡，提高采食量，降低料重比。帥麗芳等（2002）報道，犢牛、羔羊開食料中添加酵母培養(yǎng)物，可提高生產(chǎn)性能和采食量。單達(dá)聰和王雅民（2008）報道，以酵母菌和枯草芽孢桿菌作為益生菌添加于飼料中，育肥前期日增重提高14.9%。

3.4 提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率 研究表明，奶牛日糧中增加有益優(yōu)勢菌群的數(shù)量，能和有害菌競爭養(yǎng)分或吸附位點，并通過消耗氧氣、產(chǎn)生抑菌物質(zhì)等途徑抑制致病菌等有害微生物的增殖和生長；同時它們可以成為非特異性免疫因子，通過細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激宿主細(xì)胞的體液免疫和細(xì)胞免疫水平，提高機體抵抗力；也可以為機體提供多種利于其生長發(fā)育的物質(zhì)，產(chǎn)生有機酸，利用其酸化作用并刺激增強腸蠕動，從而增強機體對養(yǎng)分的消化吸收 （鐘日聰和徐春厚，2007）。王建國等（2009）研究微生態(tài)制劑對奶牛日糧營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響，結(jié)果表明，試驗組奶牛對CP、DM消化率極顯著高于對照組（P＜0.01），對NDF消化率也有升高趨勢（P＝0.051）。

3.5 增強機體抵抗力 微生態(tài)制劑通過生物拮抗和免疫作用使病原菌難以在動物腸道內(nèi)定植和繁殖，從而對機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響。微生態(tài)制劑除通過細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激宿主免疫細(xì)胞，使其激活，促進(jìn)吞噬細(xì)胞活性，發(fā)揮非特異免疫調(diào)節(jié)因子作用外，還可增強T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞對抗原刺激的反應(yīng)，提高機體的細(xì)胞免疫和體液免疫功能。朱曲波等（2004）在奶牛日糧中添加微生物活性制劑，試驗組混合奶樣中體細(xì)胞比對照組降低41.34%～89.59%（P＜0.01）。

3.6 防治疾病 微生態(tài)制劑通過清除氧自由基、修復(fù)被損傷的乳腺細(xì)胞加強機體防御能力，從而起到防治疾病的作用。劉琪等（2004）采用一種活性生態(tài)菌進(jìn)行試驗，結(jié)果表明，微生態(tài)制劑對奶牛乳中體細(xì)胞數(shù)降低具有一定的作用，對奶牛隱性乳房炎具有一定的防治作用。EM也是常見的一種微生態(tài)制劑，由光合細(xì)菌、乳酸菌、醋酵母菌、放線菌等10個屬80多種微生物復(fù)合培養(yǎng)而成。黃慶飛等（2004）報道，用EM菌技術(shù)飼養(yǎng)奶牛能提高奶牛的泌乳能力，降低乳房炎和蹄病發(fā)生率，還能提高奶?？篃釕?yīng)激能力，保證奶牛在炎熱環(huán)境中食欲不減，同時明顯改善場地衛(wèi)生。

3.7 調(diào)控消化道微生物 在飼料中添加適宜劑量、適宜菌種的微生態(tài)制劑會對瘤胃微生物的數(shù)量和種類產(chǎn)生影響。Edwards等（1991）報道，給飼喂高能量的育肥肉牛補飼酵母培養(yǎng)物能增加乳酸菌的濃度。Williams等（1991）報道，給飼喂大麥的奶牛補飼酵母培養(yǎng)物后，4 h時瘤胃pH值有所增加，表明酵母能促進(jìn)乳酸利用菌利用乳酸，從而使pH值提高。Dawson等（1990）在體外試驗中發(fā)現(xiàn)，添加酵母菌制劑于奶牛日糧中，纖維素分解菌的數(shù)量比對照組提高了5～40倍。

3.8 應(yīng)用于青貯飼料 微生態(tài)制劑可調(diào)節(jié)青貯料內(nèi)微生物區(qū)系，調(diào)控青貯發(fā)酵過程，促進(jìn)乳酸菌大量繁殖，更快地產(chǎn)生乳酸，促進(jìn)多糖與粗纖維的轉(zhuǎn)化，提高干物質(zhì)回收率，從而有效提高青貯飼料的質(zhì)量。用于青貯飼料的益生菌主要是乳酸菌屬。青貯飼料通過乳酸菌發(fā)酵，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)得以大量保存。侯新強等（2009）報道，青貯微生物添加劑能有效提高奶牛產(chǎn)奶量18.2%。齊安鑫等（2009）報道，當(dāng)瘤胃內(nèi)環(huán)境因粗飼料變化受到?jīng)_擊，導(dǎo)致pH值下降時，復(fù)合微生物制劑能起緩沖作用，使瘤胃原發(fā)酵模式向新模式緩慢過渡，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的分解吸收，維持牛奶成分恒定。

4 應(yīng)用注意事項

4.1 菌種選擇 選擇微生態(tài)制劑時應(yīng)充分考慮其菌種類型和飼喂對象。因為動物消化道微生物具有多樣性和特異性，不同動物品種對菌種的要求不同，同一菌株用于不同動物，飼喂的效果差異也較大。微生態(tài)制劑的使用不僅要針對動物不同飼養(yǎng)環(huán)境、不同種類、不同生理狀態(tài)，也要充分了解動物健康狀況、微生態(tài)生理結(jié)構(gòu)。

4.2 劑量與濃度 微生態(tài)制劑中必須含有相當(dāng)數(shù)量的活菌才能達(dá)到效果，我國正式批準(zhǔn)生產(chǎn)的微生態(tài)制劑中規(guī)定每克芽孢桿菌含量要多于5億個。實踐生產(chǎn)中考慮微生態(tài)制劑的有效活菌數(shù)至關(guān)重要。

4.3 添加方式 宜用低于40℃的溫開水送服，以免制劑中有效成分受破壞，同時有利于乳酸菌優(yōu)先黏附于腸壁。

4.4 應(yīng)用時間 微生態(tài)制劑要從仔畜開始使用，以保證有益菌優(yōu)先定植。因為制劑進(jìn)入機體后要有一定時間進(jìn)行微生物菌群調(diào)整，才能定植下來。

4.5 儲存 微生態(tài)制劑均為活菌制劑，由于大多數(shù)菌種在飼料加工、運輸中容易失活，應(yīng)用中要注意保存期限。其活菌數(shù)與儲存條件（如：環(huán)境中溫度、濕度、光照等）密切相關(guān)，一般保存于陰涼避光處，儲存時間不宜過長，有效期一般為1年左右，隨著保存時間的延長，活菌數(shù)量不斷減少。厭氧菌類暴露在空氣中容易死亡，有的產(chǎn)品對其進(jìn)行了包被或真空包裝處理，應(yīng)在打開包裝后規(guī)定的時間內(nèi)用完。酵母類屬于兼性厭氧菌，可以保存較長時間。芽孢桿菌類有效期比其他類型長，可達(dá)2年左右。

4.6 配伍禁忌 細(xì)菌類的微生態(tài)制劑對抗生素敏感，不宜與抗生素同時使用，但酵母類屬于真核生物，生物學(xué)活性與細(xì)菌完全不同，對抗生素、磺胺類藥物和一些抗菌劑有天然抗性，可與抗生素同時使用?；罹苿┎灰伺c具收斂作用的制劑合用，如鞣酸、鉍劑、活性炭、氫氧化鋁及堿性藥物，以免其吸附或殺滅活菌。

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