飼用微生態(tài)制劑概述

鄔立剛

（黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江佳木斯 154007）

飼用微生態(tài)制劑概述

鄔立剛

（黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江佳木斯 154007）

微生態(tài)制劑作為一種天然的綠色添加劑，國內(nèi)外的研究表明其具有防治消化道疾病、提高機(jī)體免疫力、促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收、促生長等功效。本文對(duì)微生態(tài)制劑的發(fā)展歷史、種類、作用機(jī)理、菌種選擇及使用注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了綜述。

微生態(tài)制劑；種類；機(jī)理

微生態(tài)制劑又稱飼用微生物添加劑、活菌劑、生菌劑、促菌生，主要包括生長促進(jìn)劑和益生素，是在微生態(tài)學(xué)理論指導(dǎo)下，從自然界分離出來或通過生物工程技術(shù)人工繁殖的有益微生物，通過特殊生產(chǎn)工藝加工制成含有活菌的生物制劑（洪黎民，2007）；微生態(tài)制劑是天然的綠色添加劑，無毒副作用、不產(chǎn)生抗藥性、無殘留、使用方便，具有補(bǔ)充、調(diào)整和改善動(dòng)物消化道內(nèi)微生態(tài)平衡，防治消化道疾病，提高機(jī)體免疫能力、代謝能力及對(duì)飼料的消化吸收能力和促進(jìn)生長等作用（韓俊文，2005）；微生態(tài)制劑作為腸道內(nèi)正常微生物的補(bǔ)充部分，應(yīng)達(dá)到維持消化道內(nèi)微生態(tài)平衡的目的，可增強(qiáng)畜禽自身免疫力，改善營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收效果，進(jìn)而達(dá)到防治疾病、提高飼料轉(zhuǎn)化率和畜禽生產(chǎn)性能的目的（李桂杰等，2000）；目前實(shí)際生產(chǎn)中，微生態(tài)制劑主要用于替代抗生素添加劑、改善腸道內(nèi)外環(huán)境、抑制疾病發(fā)生及提高生產(chǎn)性能。

1 微生態(tài)制劑的發(fā)展歷史

活菌作為食品添加物已有幾千年歷史，各種發(fā)酵食品及酸奶實(shí)際上就是微生態(tài)制劑的雛形。現(xiàn)在，人們?nèi)员Ａ糁圆煌绞绞秤媒湍妇牧?xí)慣。世界各國對(duì)微生態(tài)制劑的應(yīng)用情況不盡相同，1908年俄國微生物學(xué)家首先提出細(xì)菌培養(yǎng)物具有治療疾病的作用，并研究得出乳酸桿菌具有抑制大腸桿菌的作用；美國從20世紀(jì)70年代開始使用飼用微生物；日本20世紀(jì)80年代初已使用26種醫(yī)用益生素；法國1991年已有50多種菌類在市場上銷售；另外德、英、丹麥等一些西歐國家相繼研制出微生態(tài)制劑作為抗生素替代品在豬、肉牛、雞飼料中應(yīng)用（劉文波等，2000）。1992年中國微生態(tài)學(xué)會(huì)的成立標(biāo)志著我國開始研究微生態(tài)制劑，飼用微生態(tài)制劑的應(yīng)用研究被列為國家“八五”科技攻關(guān)課題，這使得微生態(tài)制劑的研究與應(yīng)用成果喜人。目前國內(nèi)多家企業(yè)已研制生產(chǎn)多種高質(zhì)量的飼用微生態(tài)制劑，其已經(jīng)成為畜用飼料添加劑中不可或缺的品種之一。

2 微生態(tài)制劑的種類

微生態(tài)制劑按菌種不同可分為乳酸桿菌類、芽孢桿菌類、酵母菌類、放線菌類、光合細(xì)菌類和復(fù)合微生物制劑等。我國批準(zhǔn)可直接用做動(dòng)物飼料添加劑的微生物菌種有乳酸乳桿菌、植物乳桿菌、屎腸球菌、地衣芽孢桿菌、兩歧雙歧桿菌、糞腸球菌、戊糖片球菌、產(chǎn)朊假絲酵母、乳酸腸球菌、枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、乳酸片球菌、沼澤紅假單胞菌、釀酒酵母等。乳酸桿菌類是動(dòng)物腸道中的正常微生物，目前應(yīng)用較多的是嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌，其中乳酸菌和酵母菌、糞鏈球菌是目前應(yīng)用最多的菌種（梁云飛，2006）。

豬用微生物菌種主要有三類，一是乳酸菌類，其將單糖轉(zhuǎn)化為乳酸，從而使腸道內(nèi)pH值降低，起到抑制大腸桿菌等病原菌的作用；二是芽孢桿菌類，主要包括地衣芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等，可在不利環(huán)境中形成芽孢，進(jìn)入腸道后將淀粉轉(zhuǎn)化為單糖，單糖再由其他菌轉(zhuǎn)化為乳酸，從而降低腸道pH值，抑制病原菌的生長（宋俊宏等，2006），同時(shí)芽孢桿菌類還能夠大量消耗腸道內(nèi)的氧氣，造成厭氧環(huán)境，使需氧病原菌難以生存，而優(yōu)勢的厭氧菌群則大量繁殖，從而抑制病原菌的生長；三是酵母類，其富含B族維生素、消化酶和核苷酸，能參與豬機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)、脂肪和糖類代謝，促進(jìn)胃腸道發(fā)酵功能，增強(qiáng)豬的消化功能。

3 微生態(tài)制劑的生物學(xué)依據(jù)

健康豬只腸道內(nèi)棲息著多種正常菌群，彼此之間相互依存和制約，從而維護(hù)著豬腸內(nèi)微生態(tài)平衡及機(jī)體健康。當(dāng)豬處于應(yīng)激、消化紊亂、飼料改變、用抗生素治療等時(shí)期，會(huì)引起消化道內(nèi)的菌群紊亂，微生態(tài)平衡被打破，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)病理狀態(tài)，導(dǎo)致豬的生產(chǎn)力水平大幅下降。添加微生態(tài)制劑，可調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，恢復(fù)腸道有益菌的優(yōu)勢，抑制有害菌，從而增進(jìn)豬體健康。

4 微生態(tài)制劑的作用機(jī)理

飼料中添加的微生態(tài)制劑可通過微生物和腸組織代謝兩個(gè)途徑發(fā)揮其作用，其中微生物途徑是指微生物菌類通過補(bǔ)充有益微生物，利用有益菌菌群優(yōu)勢競爭性抑制有害菌定植；腸組織代謝途徑是指微生態(tài)制劑調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)區(qū)系，降低腸黏膜的代謝率和能量消耗，將更多的營養(yǎng)物質(zhì)用于生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)性能。使用微生態(tài)制劑替代抗生素可避免發(fā)生機(jī)體菌群失調(diào)、耐藥菌株增加以及藥物的毒副反應(yīng)(張為鵬等，2007)，其作用機(jī)理主要有以下幾方面（羅慧等，2008）。

4.1 調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能

微生態(tài)制劑所含的活菌群可先于病原菌附著并進(jìn)入腸道的上皮細(xì)胞，一些菌群本身或細(xì)胞壁成分可以刺激宿主免疫細(xì)胞，使其激活，有效提高干擾素和巨嗜細(xì)胞的活性，刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IgA、IgM，增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬能力，抑制有害菌群生長，減少腸道內(nèi)有毒物質(zhì)的產(chǎn)生，維護(hù)腸黏膜結(jié)構(gòu)完整，有效抑制感染，從而達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力的作用。

4.2 合成多種營養(yǎng)物質(zhì)

微生態(tài)制劑在腸道內(nèi)定位繁殖，不僅會(huì)產(chǎn)生生理活性物質(zhì)（如生長素、生長刺激因子等），還能促進(jìn)畜禽對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收，并產(chǎn)生B族維生素、氨基酸、淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等營養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料轉(zhuǎn)化率。

4.3 增強(qiáng)細(xì)胞膜通透性和產(chǎn)生抗菌物質(zhì)

乳酸球菌中的A類細(xì)菌素能增強(qiáng)敏感菌株的膜通透性，使膜質(zhì)體內(nèi)和細(xì)胞內(nèi)的氨基酸、ATP等營養(yǎng)物質(zhì)外流；乳酸球菌中的B類細(xì)菌素能在敏感菌細(xì)胞膜上形成親水通道，致使胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)外泄，胞外水分流入，進(jìn)而抑制和殺死細(xì)胞。

乳酸是腸道微生物活性的主要調(diào)控物質(zhì)，它在腸道內(nèi)經(jīng)代謝產(chǎn)生乙酸，乙酸又是合成揮發(fā)性脂肪酸的主要成分。消化道內(nèi)pH值的降低會(huì)抑制對(duì)酸敏感的病原菌繁殖。同時(shí)乳酸菌菌株均可產(chǎn)生細(xì)菌素，細(xì)菌素作為作用于細(xì)菌靶細(xì)胞的抗菌物質(zhì)具有較好的抗菌作用。

4.4 微生態(tài)平衡

該理論包括以下幾方面內(nèi)容：一為生物拮抗學(xué)說。微生態(tài)制劑中的活菌多數(shù)為機(jī)體的正常菌群，進(jìn)入機(jī)體后能夠迅速繁殖，充分利用菌群的定植性、排它性和繁殖性，對(duì)有害微生物產(chǎn)生拮抗作用；有些益生菌還可產(chǎn)生細(xì)菌素、有機(jī)酸、過氧化氫等直接抑制病原菌；還有些微生物則在發(fā)酵和代謝過程中通過改變某些酶的活性來抑制有害微生物的代謝，抑制有害微生物的生長、繁殖。二為生物奪氧學(xué)說。需氧型微生物菌群快速在消化道內(nèi)定植并在生長繁殖的過程中消耗大量氧氣，創(chuàng)造無氧環(huán)境，導(dǎo)致有害菌因缺氧而無法生存。微生態(tài)制劑通過創(chuàng)造良好的腸道微生態(tài)環(huán)境以保證厭氧菌群的正常生長繁殖，由此可恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的。

4.5 生物屏障結(jié)構(gòu)建立

正常微生物菌群有序地定植于胃腸等消化道黏膜上皮細(xì)胞之間，占據(jù)了上皮細(xì)胞的黏附位點(diǎn)，構(gòu)成機(jī)體的防御屏障，起著占位、爭奪營養(yǎng)、互利共生或拮抗作用，可阻止病原微生物的定植，防止了病原菌的定位轉(zhuǎn)移。動(dòng)物患病時(shí)消化道上皮通透性增強(qiáng)，日糧和黏膜抗原通過消化道上皮轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致消化道上皮局部炎癥反應(yīng)。微生態(tài)制劑中的有益微生物可參與形成生物屏障結(jié)構(gòu)，抑制病原微生物的生長繁殖。

4.6 環(huán)境凈化作用

枯草芽孢桿菌進(jìn)入消化道后，可在大腸中產(chǎn)生三種酶：氨基氧化酶、氨基轉(zhuǎn)移酶和分解硫化物的酶。氨基氧化酶、氨基轉(zhuǎn)移酶共同作用可將臭源吲哚化合物完全氧化，而分解硫化物的酶可將硫化物氧化成無臭、無毒的物質(zhì)，進(jìn)而降低血液及糞尿中的有害氣體濃度，改善畜舍環(huán)境（李健雄等，2004）。

5 微生態(tài)制劑菌種的選擇

微生態(tài)制劑菌種的選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮產(chǎn)品的安全性、功能性和技術(shù)可行性，其中安全性為重中之重。選擇優(yōu)良菌株要嚴(yán)格遵循以下原則：一為無毒、無殘留的非病原菌，不引起胃腸道紊亂或感染；二是無可遺傳的抗菌性基因，遺傳穩(wěn)定性良好，保證菌種在不同環(huán)境中不變異，具有遺傳穩(wěn)定性和可控性。

應(yīng)用微生態(tài)制劑的主要目的是充分利用其功能性。微生態(tài)制劑的活菌劑應(yīng)能與消化道內(nèi)的有益菌群互作，改善消化道微生態(tài)平衡，增加有益菌群數(shù)量，抑制病原菌生長。優(yōu)良菌群要求具有以下功能：具有耐酸性，能以活菌狀態(tài)通過胃進(jìn)入腸道；耐膽汁性，不能過早解離膽汁鹽，避免影響微生態(tài)菌群的功能；在胃腸道上皮表面有良好的黏附性以及持久性；具有免疫刺激性，但不會(huì)引起炎癥；對(duì)病原菌有拮抗活性、抗誘變性；能產(chǎn)生具有一定功能的生物活性物質(zhì)。

微生態(tài)菌群能否適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)主要看它的技術(shù)可行性。適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的微生態(tài)菌群必須具備如下特征：一是感觀性狀指標(biāo)良好，不產(chǎn)生難聞的氣體；二是能提供品質(zhì)優(yōu)良的活性物質(zhì)，在整個(gè)生產(chǎn)過程中能保持理想性狀，活性、穩(wěn)定性良好；三是在指定位點(diǎn)能夠存活、繁衍，且具有抗噬菌體特性；四是適于大量生產(chǎn)和儲(chǔ)存，在較高濃度下仍具有較高活性（羅慧等，2008）。

6 微生態(tài)制劑在生豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

研究表明，在豬飼料中添加微生態(tài)制劑能增強(qiáng)機(jī)體抗病力、降低腹瀉率，提高飼料轉(zhuǎn)化率和日增重。薛艷秋在斷奶仔豬飼料中添加益生素（添加量為0.1%），使日增重提高15.65%，飼料轉(zhuǎn)化率提高14.53%。何若剛等在用活性微生物制劑益生素防止仔豬下痢試驗(yàn)中證實(shí)，使用益生素的哺乳仔豬發(fā)病率比對(duì)照組低22.13%，頭均增重比對(duì)照組高0.49kg，差異顯著；對(duì)下痢哺乳仔豬一次性投藥治愈率達(dá)96.3%。黃平用EM制劑飼喂生長豬，增重提高10.45%，料肉比降低7.75%，并能改善豬舍空氣環(huán)境，有效防止白痢、大腸桿菌病、霍亂及豬葡萄球菌感染等細(xì)菌性疾病，增強(qiáng)機(jī)體抗病力。庹林軻、龐彥等在21～35日齡仔豬的飲水及飼料中添加微生態(tài)制劑，試驗(yàn)結(jié)果為體重提高14.89%，仔豬腹瀉率下降了82.8%，日增重提高了29%，飼料利用率提高了15.4%。李玉杰等在35～65日齡斷奶仔豬飼糧中添加0.2%微生態(tài)制劑，使其日增重提高16.66g，料重比下降0.12，且腹瀉較少。

7 微生態(tài)制劑的發(fā)展趨勢

微生態(tài)制劑未來的發(fā)展趨勢為利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)等生物技術(shù)手段，開發(fā)高產(chǎn)能菌種；通過基因工程，生產(chǎn)能永久定居在動(dòng)物消化道的多功能微生態(tài)制劑；加強(qiáng)微生態(tài)制劑與益生元、酶制劑、中草藥的協(xié)同作用與作用機(jī)理的研究；深入研究微生態(tài)制劑對(duì)動(dòng)物免疫功能的影響及其作用機(jī)制；針對(duì)動(dòng)物的某個(gè)生產(chǎn)階段，研究專用的微生態(tài)制劑以提高使用效果（劉文波等，2000）。

S816.7

A

1673-4645（2013）07-0054-03

2013-06-06

鄔立剛（1979-），男，黑龍江省賓縣人，碩士學(xué)位，研究方向?yàn)閯?dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)

略）