肉羊養(yǎng)殖中微生態(tài)制劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展

肉羊養(yǎng)殖中微生態(tài)制劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展

蔡 濤1，趙 澤2，傅文棟3*
（1.新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 昌吉 831100；
2.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳食品安全辦公室，新疆 烏魯木齊 830052；
3.新疆昌吉州動(dòng)物疾控中心，新疆 昌吉 831100）

生態(tài)制劑是具有活性的新型飼料添加劑，目前在我國(guó)飼料行業(yè)內(nèi)正處于開發(fā)和實(shí)驗(yàn)的過程中，因此，在畜牧生產(chǎn)中進(jìn)行飼料調(diào)制時(shí)，不能與其他飼料添加劑隨意混合使用，而必須對(duì)新研發(fā)的微生態(tài)制劑的菌種進(jìn)行比較完整的毒理學(xué)試驗(yàn)和相應(yīng)的安全測(cè)試，確定對(duì)養(yǎng)殖畜禽沒有毒副作用后才可以在畜牧生產(chǎn)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。微生態(tài)制劑在肉羊養(yǎng)殖中應(yīng)用時(shí)，既可以改善羊只瘤胃的發(fā)酵環(huán)境，恢復(fù)消化道優(yōu)勢(shì)菌群及機(jī)體內(nèi)微生物的平衡，提高飼料的消化和利用效率，提升肉羊的生產(chǎn)性能和產(chǎn)品質(zhì)量；又能減少蛋白質(zhì)向氨和胺的轉(zhuǎn)化，降低糞便惡臭，改善環(huán)境衛(wèi)生；還能刺激羊只腸道內(nèi)的免疫功能，及時(shí)殺死入侵病菌，增強(qiáng)羊只對(duì)疾病的免疫能力。因此微生態(tài)制劑的適量適時(shí)利用，在肉羊養(yǎng)殖中有著顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

肉羊養(yǎng)殖；微生態(tài)制劑；菌種

修回日期：2015-03-08

1 概述

微生態(tài)制劑是指一切能利用正常微生物或促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)及抑制致病菌生長(zhǎng)繁殖的制劑制成的活的微生物制劑[1]。微生物的分類方法較多，但是根據(jù)微生物的種類，可以把微生物分為芽胞桿菌類微生物制劑、乳酸桿菌類微生物制劑和酵母菌類微生物等[2][3]。最早研究和應(yīng)用微生態(tài)制劑的是蒙哈德,他在1947年，在飼養(yǎng)仔豬時(shí)，在飼料中添加了乳酸桿菌類，通過飼喂后發(fā)現(xiàn)，乳酸桿菌類的微生物制劑在增加仔豬的體重方面具有較好的效果，而且，這類微生態(tài)制劑對(duì)于改善仔豬身體的健康狀況也具有非常明顯的效果。美國(guó)在1970年左右，在畜禽飼養(yǎng)方面首先使用微生態(tài)制劑，通過大量的資料收集整理顯示，家畜飼養(yǎng)過程中飼喂微生態(tài)制劑具有非常明顯的有益效果并且能顯現(xiàn)出比抗生素更好的優(yōu)點(diǎn)[4]。1980年左右，世界范圍內(nèi)在畜禽飼養(yǎng)過程中開始普遍性的使用微生態(tài)制劑，因?yàn)樾Ч^好而逐漸被人們所接收和認(rèn)可[5]。隨著行業(yè)研發(fā)速度的加快，在最近十多年里，微生態(tài)制劑的發(fā)展非常迅速。美國(guó)FDA規(guī)定：允許用作益生素的微生物有42種[6][7]。我國(guó)動(dòng)物微生態(tài)制劑起源于1970年左右，國(guó)家農(nóng)業(yè)部針對(duì)我國(guó)實(shí)情，在同一時(shí)間對(duì)可以直接在飼料中進(jìn)行添加的微生物添加劑菌種進(jìn)行了公布，如：干酪乳桿菌、枯草芽孢桿菌、乳酸乳桿菌、乳酸球菌、蠟樣芽孢桿菌和酵母菌等15種就在首批公布的微生態(tài)制劑當(dāng)中[8]。

2 微生態(tài)制劑的作用機(jī)理

微生態(tài)制劑運(yùn)用于肉羊養(yǎng)殖過程中，首先對(duì)羊只瘤胃內(nèi)的發(fā)酵環(huán)節(jié)具有較好的調(diào)節(jié)和改善作用，它可以提高羊只對(duì)添加了微生態(tài)制劑飼料的消化，同時(shí)也提高了對(duì)這類飼料的利用效率，另外，對(duì)肉羊的生產(chǎn)性能方面也具有較高的促進(jìn)作用。近年來，畜牧工作者始終致力于肉羊瘤胃內(nèi)微生物區(qū)系的研究，其目的就是通過調(diào)控瘤胃內(nèi)微生物區(qū)系來提高肉羊的生產(chǎn)效率。微生態(tài)制劑既能夠改善瘤胃的內(nèi)環(huán)境，又不會(huì)產(chǎn)生像抗生素的藥物殘留問題。所以，微生態(tài)制劑越來越受到廣大養(yǎng)殖戶的關(guān)注，其作為瘤胃發(fā)酵的調(diào)控劑，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于肉羊生產(chǎn)中。目前，微生態(tài)制劑應(yīng)用于家畜養(yǎng)殖的過程中，它的作用機(jī)理研究得出的有優(yōu)勢(shì)種群論、生物屏障與化學(xué)屏障理論、生物奪氧理論、物質(zhì)流、基因流、能量流三流循環(huán)學(xué)說和免疫增強(qiáng)等五種學(xué)說[9]。

2.1優(yōu)勢(shì)種群論

正常的微生物菌群體、宿主與外界環(huán)境會(huì)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)的微生態(tài)系統(tǒng)[10]。在適當(dāng)?shù)臈l件下，微生物菌群體、宿主和外界環(huán)境所構(gòu)成的循環(huán)系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)中，但是，動(dòng)態(tài)平衡的過程中有相對(duì)數(shù)量較少的優(yōu)勢(shì)菌群體對(duì)整個(gè)菌群體有較強(qiáng)的決定作用。如果優(yōu)勢(shì)種菌群體變換，則改變?cè)械奈⑸鷳B(tài)平衡，導(dǎo)致病原性微生物群體數(shù)量上升而占有優(yōu)勢(shì)，易導(dǎo)致疾病的發(fā)生。通過微生態(tài)制劑中正常微生物優(yōu)勢(shì)菌群體成員的有益益生菌的作用，調(diào)節(jié)失調(diào)的菌群，恢復(fù)優(yōu)勢(shì)種菌群體的數(shù)量而達(dá)到防治疾病和治療疾病的目的。

2.2生物奪氧理論

家畜剛出生的時(shí)候是沒有菌的，但是在出生后不久，會(huì)被環(huán)境中的一系列細(xì)菌定植。而在細(xì)菌定植的過程中，兼性厭氧、或者需氧菌生長(zhǎng)一段時(shí)期后，氧氣被大量消耗，因此，環(huán)境為厭氧菌提供生長(zhǎng)的條件。而厭氧菌是微生物群體中數(shù)量最多的，這樣，需氧菌、兼性厭氧菌和厭氧菌之間保持著一定的生態(tài)平衡[11]。

2.3免疫增強(qiáng)學(xué)說

一般正常的微生物菌體和它們的代謝產(chǎn)物對(duì)宿主進(jìn)行刺激后會(huì)使宿主產(chǎn)生免疫應(yīng)答，從而增強(qiáng)宿主的細(xì)胞免疫及體液免疫[12]，除此之外，應(yīng)用微生態(tài)制劑后，還能增強(qiáng)宿主巨噬細(xì)胞的吞噬活性。

2.4屏障理論

2.4.1宿主機(jī)體內(nèi)的化學(xué)屏障

宿主腸內(nèi)菌群代謝的乳酸、乙酸、丙酸、過氧化氫和細(xì)菌素等活性物質(zhì)，會(huì)殺滅或阻止病原微生物在宿主體內(nèi)的定植[13]。

2.4.2 宿主機(jī)體內(nèi)生物屏障

宿主機(jī)體內(nèi)皮膚上皮細(xì)胞或粘膜之間的正常菌群形成的生物膜樣結(jié)構(gòu)，通過定植在宿主體內(nèi)而起保護(hù)作用從而影響外來致病菌或過路菌的占位、生長(zhǎng)、定植和繁殖[14]。

2.5三流循環(huán)學(xué)說

物質(zhì)流，宿主機(jī)體內(nèi)正常微生物菌群與宿主細(xì)胞通過合成代謝和降解進(jìn)行物質(zhì)交換。裂解的細(xì)胞外酶與細(xì)胞被微生物吸收利用，而微生物產(chǎn)生的激素、維生素、酶和微生物降解的細(xì)胞又被宿主細(xì)胞利用，這樣在宿主機(jī)體內(nèi)反復(fù)的進(jìn)行著物質(zhì)交換[15]。

基因流，宿主機(jī)體內(nèi)正常的微生物之間普遍通過物質(zhì)的傳遞進(jìn)行著基因交換。

能量流，宿主機(jī)體內(nèi)正常微生物群的內(nèi)部與宿主保持著能源的運(yùn)轉(zhuǎn)和交換。

3 微生態(tài)制劑在肉羊養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1促進(jìn)生長(zhǎng)，穩(wěn)定生產(chǎn)性能

在肉羊養(yǎng)殖過程中添加的微生態(tài)制劑，其中的活性菌種，羊只在采食后可以在消化道內(nèi)產(chǎn)生如抗菌物質(zhì)、有機(jī)酸和部分酶類等這些有益的代謝產(chǎn)物，其中有機(jī)酸如乳酸、乙酸、丙酸等，在羊只體內(nèi)可以促進(jìn)一些礦物質(zhì)元素的吸收和利用，同時(shí)，羊只的消化道在處于酸性的環(huán)境時(shí)可以將胃蛋白酶原激活為具有消化力的胃蛋白酶，從而促進(jìn)了消化道對(duì)蛋白質(zhì)的消化和吸收；同時(shí)還能增強(qiáng)羊只腸道的蠕動(dòng)而促進(jìn)其生長(zhǎng)，從而提高羊只的生產(chǎn)性能[16][17]。

3.2恢復(fù)優(yōu)勢(shì)菌群，平衡體內(nèi)微環(huán)境

在肉羊養(yǎng)殖中添加微生態(tài)制劑，主要要達(dá)到的目標(biāo)是使羊只消化道內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌群得到恢復(fù)，同時(shí)達(dá)到羊只體內(nèi)微生物菌群的平衡。羊只體內(nèi)消化道中的菌群既可以提高羊只對(duì)飼料的消化利用率，也可以直接參與羊只體內(nèi)生物防御的屏障結(jié)構(gòu)。添加的益生菌群可以與病原微生物進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，從而抑制病原微生物粘附到羊只胃腸粘膜的上皮細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)爭(zhēng)奪了病原微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生態(tài)位點(diǎn)，從而導(dǎo)致病原微生物因?yàn)槿狈I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生態(tài)位點(diǎn)而抑制其生長(zhǎng)和繁殖。并且有效刺激腸粘膜免疫，促進(jìn)機(jī)體的免疫應(yīng)答，全面增強(qiáng)動(dòng)物的抗病能力[18]。

3.3消除臭味，抑制蚊蠅生長(zhǎng)，改善圈舍環(huán)境

飼料添加劑中微生態(tài)制劑的部分微生物可以與羊只腸道內(nèi)的有益菌群進(jìn)行協(xié)同作用，從而提高羊只胃腸的蠕動(dòng)能力,促進(jìn)了羊只對(duì)蛋白質(zhì)的利用效率。同時(shí)，羊只腸道內(nèi)有益菌群的大量增殖抑制了大腸桿菌的活性而減少羊只體內(nèi)蛋白質(zhì)向胺和氨的轉(zhuǎn)化[19]。飼料添加劑中微生態(tài)制劑的部分活性菌體還可以繼續(xù)對(duì)羊只腸內(nèi)糞便中的氨進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而降低了畜舍內(nèi)產(chǎn)生的有害氣體和羊只排除的糞便的臭味，改善了圈舍的環(huán)境衛(wèi)生。龍忠富等用微生態(tài)制劑對(duì)黑山羊補(bǔ)飼試驗(yàn)的結(jié)果也證明了飼喂微生態(tài)制劑可以降低圈舍臭味，幾乎聞不到臭味。

4 微生態(tài)制劑應(yīng)用中存在的問題

我國(guó)微生態(tài)制劑的發(fā)展相對(duì)滯后，相對(duì)國(guó)外有較大的差距[20]。在研發(fā)、應(yīng)用和使用中存在一些問題。

4.1起步較晚

我國(guó)動(dòng)物微生態(tài)制劑起源于1970年代前后，起步相對(duì)較晚。

4.2 種類較少

目前，大部分微生態(tài)制劑還在實(shí)驗(yàn)和開發(fā)的過程當(dāng)中，在畜禽養(yǎng)殖過程中的應(yīng)用還不太多，已經(jīng)在市場(chǎng)上推廣應(yīng)用的成熟產(chǎn)品種類相對(duì)較少。我國(guó)已經(jīng)確定的適合做微生態(tài)制劑菌種的種類還比較少，需要進(jìn)行新菌種的開發(fā)[21]。并且，對(duì)現(xiàn)有的菌種需要繼續(xù)培養(yǎng)和改造，使之具有新的特性。

4.3工藝較落后

目前，微生態(tài)制劑的加工工藝和制作過程相對(duì)單一、落后，在對(duì)微生態(tài)制劑生產(chǎn)的后續(xù)處理階段，手段較為匱乏，微生態(tài)制劑在畜禽生產(chǎn)過程中與飼料混合時(shí)，不能保證不被其他有害菌污染，因此，對(duì)微生態(tài)制劑的安全穩(wěn)定性無法保證[21]。

4.4市場(chǎng)推廣機(jī)制較缺乏

在畜禽養(yǎng)殖過程中添加微生態(tài)制劑有非常嚴(yán)格的要求，一旦使用或者添加不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致微生態(tài)制劑的效果消失或者減弱，已經(jīng)成熟的微生態(tài)制劑，在生產(chǎn)中缺少配套的應(yīng)用和推廣措施，專業(yè)的咨詢和售后服務(wù)措施相對(duì)缺乏，沒有較好的售后配套機(jī)制，給微生態(tài)制劑在我國(guó)畜禽養(yǎng)殖中的推廣帶來了很大的困難。

4.5相關(guān)研究進(jìn)展緩慢

微生態(tài)制劑在養(yǎng)殖動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的作用機(jī)理，目前的研究進(jìn)展較為緩慢，對(duì)于各種畜禽腸道正常菌群的相互關(guān)系和組成方面的研究，目前還不是很清楚，因此阻礙了對(duì)微生態(tài)制劑的應(yīng)用和開發(fā)[22]。

5 微生態(tài)制劑在臨床使用過程中應(yīng)該注意的問題

5.1注意菌種的選擇

微生態(tài)制劑的種類不同，其菌種的作用和效果也不同。此外動(dòng)物種類的不同，對(duì)菌種的要求也不同，適用于反芻動(dòng)物的都是分解半纖維及纖維的真菌，而適用于單胃動(dòng)物的一般是芽孢桿菌和乳酸菌等。

5.2微生態(tài)制劑的保存環(huán)境

應(yīng)該采用凍干的方法對(duì)非芽孢類的活菌制劑進(jìn)行制備，保存的環(huán)境應(yīng)該是低溫并且要避光。

5.3注意微生態(tài)制劑與飼料的混合

飼料加工工藝需要經(jīng)過混合、制粒、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，尤其是制粒過程中要持續(xù)80℃～100℃高溫。微生態(tài)制劑中一些不耐熱活菌制劑如乳酸菌和酵母類的穩(wěn)定性在這個(gè)溫度下得不到有效的保障，為提高這些活菌制劑的穩(wěn)定性，國(guó)內(nèi)、外行業(yè)人員進(jìn)行了很多的實(shí)驗(yàn)、研究和探討，如美國(guó)Alltech生物技術(shù)中心生產(chǎn)的益生素膠囊，經(jīng)過大量的臨床試驗(yàn)表明，這種用β-葡聚糖微膠囊化后的產(chǎn)品在室溫下保存36個(gè)月對(duì)活力無影響[23]。被膠囊包被的活菌制劑和芽孢桿菌類微生態(tài)制劑可以耐受瞬間高溫，因此可以在飼料混合過程中直接混入飼料中進(jìn)入制粒工藝。

5.4注意微生態(tài)制劑的含菌量及保存期

為了確保微生態(tài)制劑有較好的推廣和使用效果，在生產(chǎn)的過程中就必須保證微生態(tài)制劑中有足夠的菌株數(shù)，這樣才能在保存的過程中保持與如大腸桿菌等有害菌的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，保證在使用時(shí)使機(jī)體消化道表面形成菌膜，占據(jù)有害菌的消化道粘膜的吸附點(diǎn)[23]。產(chǎn)品中活菌數(shù)不足，則影響使用效果。但是，制劑隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng)，制劑中活菌數(shù)會(huì)慢慢減少，因此產(chǎn)品的使用要在規(guī)定的保存期內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用，并且在使用前要進(jìn)行活菌數(shù)的檢測(cè)。

5.5慎重與其他添加劑混合使用

活菌制劑的特點(diǎn)是具有活菌，因此活菌制劑不能與其他添加劑隨意混合，如果確實(shí)需要進(jìn)行混合，則必須先進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是以不降低制劑的活菌數(shù)為前提。

6 微生態(tài)制劑在畜牧生產(chǎn)中的展望

畜牧工作者的職責(zé)是為動(dòng)物的健康成長(zhǎng)并提高其生產(chǎn)性能進(jìn)行保駕護(hù)航，而微生態(tài)制劑既有抗生素的作用，也有抗菌藥的功效，在日糧中添加后既無明顯毒副作用，也無明顯耐藥性，其生產(chǎn)成本既低廉，又能促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，還能提高動(dòng)物的免疫力、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)、降低動(dòng)物代謝有害氣體的排放[24]。其作為綠色飼料添加劑已被廣大從事畜禽養(yǎng)殖的生產(chǎn)者所接受，相信在這個(gè)屬于生物科學(xué)大發(fā)展的世紀(jì)里也必將屬于微生態(tài)制劑大發(fā)展的世紀(jì)。

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Research Progress of the Application of Probiotics in Mutton Sheep Breeding

CAI Tao1, ZHAO Ze2, FU Wen-dong3*
（1.Xinjiang Agricultural Vocational Technical College，Changji 831100，China；
2.Food Safety Office，Xinjiang Agricultural Department, Urumqi 830052，China；
3.Changji Prefecture Center of Animal Disease and Prevention, Changji 831100，China）

Probiotic is a new bioactive feed additive, which is being developed in feed industry in China. It couldn’t be mixed with other additives during feed processing. It also couldn’t be popularized and used in the livestock production unless it shows no toxic and side effect by safety and toxicology tests in the new species or strains. In the sheep production, probiotic not only improve fermentation environment of sheep rumen, restoration of gastrointestinal micro flora and balance of the microbial populations, nutrients digestibility, productive performances and quality of the products, but also reduce the transforming protein to ammonia and amines, fecal odor for improving environmental health. Moreover, probiotic could stimulates immune function of sheep gut and enhance the their immunity to the disease. Therefore, appropriate application of probiotic could bring remarkable social and economic benefits in sheep breeding.

sheep breeding; probiotic；strain

S816.7

A

1003－6377（2015）03－0001-05

新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目“微生態(tài)制劑在肉羊養(yǎng)殖中的應(yīng)用示范”（XJNZYKJ2014017）

蔡濤（1979-），男，碩士，講師，主要從事動(dòng)物繁殖與胚胎移植方面的研究及相關(guān)的課程教學(xué)工作。

付文棟（1975-），男，碩士,高級(jí)畜牧師,主要從事動(dòng)物繁殖與胚胎移植方面的研究及推廣工作。

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2015-02-16，