微生態(tài)制劑在牛羊疫病防控中的應(yīng)用前景

朱迎春 朱瑞良* 魏 凱 胡莉萍 閆振貴 閆 川 朱書峰 司 波 蘇 坡

（①山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 山東 泰安 271018 ②山東省動物疫病預(yù)防與控制中心 山東 濟(jì)南 ③山東祥和乳業(yè)有限責(zé)任公司 山東 棗莊)

微生態(tài)制劑因其無殘留、無耐藥性、無毒副作用、效果顯著、不污染環(huán)境等優(yōu)點成為抗生素的理想替代品，其不但能減少畜禽產(chǎn)品中的藥物殘留和耐藥性有害菌的污染，也解決了威脅人們身體健康和限制我國畜禽產(chǎn)品出口的關(guān)鍵問題。本文綜述了微生態(tài)制劑的作用機(jī)理，以及在牛羊疫病中的應(yīng)用，并對其存在的問題及前景進(jìn)行了分析。

隨著養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，抗生素的大量使用所導(dǎo)致的耐藥菌株不斷出現(xiàn)等一系列問題不僅增加養(yǎng)殖業(yè)風(fēng)險，也給食品安全及環(huán)境帶來嚴(yán)重威脅。因此，微生態(tài)制劑作為抗生素的理想替代品迅速發(fā)展起來。通過調(diào)節(jié)反芻動物胃腸道微生態(tài)平衡，增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收，達(dá)到防治疾病和促進(jìn)生長的雙重作用的同時減少抗生素的使用量，符合人們對綠色、安全食品的需求，從而越來越受到人們的關(guān)注。

1 微生態(tài)制劑的分類

微生態(tài)制劑種類繁多，廣義的說，微生態(tài)制劑包括動物微生態(tài)制劑和植物微生態(tài)制劑。其中，動物微生態(tài)制劑是運用微生態(tài)原理將從動物體內(nèi)分離到的有益生作用的微生物，經(jīng)特殊工藝加工制成含活菌或其代謝產(chǎn)物的制劑。動物微生態(tài)制劑根據(jù)物質(zhì)的組成可將其分為益生菌、益生元和合生素。目前在動物上應(yīng)用的益生菌種類較多，其中常用的菌種主要有乳桿菌、乳球菌、雙歧桿菌、腸球菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌等。益生元這類物質(zhì)最早發(fā)現(xiàn)的是雙歧因子，如各種寡聚糖物質(zhì)。合生素又稱益生素，通常由益生菌和益生元復(fù)合配制而成的制劑。服用后到達(dá)腸腔的益生菌在益生元作用下繁殖增多，使之更有利于發(fā)揮抗病及保健作用[1]。

2 微生態(tài)制劑的作用機(jī)理

微生態(tài)制劑進(jìn)入腸道后，與環(huán)境中的近400種正常菌群會合。其主要通過調(diào)整動物胃腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡、增強(qiáng)免疫力及提高飼料營養(yǎng)水平等發(fā)揮作用，呈現(xiàn)出共生、共棲、競爭及吞噬等復(fù)雜關(guān)系[2]。

2.1 調(diào)節(jié)胃腸道微生態(tài)平衡 在正常情況下，反芻動物正常微生物種類及其數(shù)量處于一個動態(tài)平衡狀態(tài)。在此動態(tài)平衡中，優(yōu)勢菌群在很大程度上影響著整個菌群的功能，并對宿主的生理、病理具有重要意義。一旦機(jī)體受到某些因素影響，原有優(yōu)勢菌群數(shù)量減少，則會使微生態(tài)平衡失調(diào)，便會導(dǎo)致機(jī)體生產(chǎn)性能降低和免疫機(jī)能下降[3]。微生態(tài)制劑作為動物腸道的優(yōu)勢菌群可調(diào)節(jié)生態(tài)失調(diào)，抑制或殺滅潛在病原菌，恢復(fù)胃腸道菌群平衡。

2.2 增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能 大部分益生菌能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生干擾素，激活宿主的巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞，增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫功能。芽孢桿菌微生態(tài)制劑使免疫器官發(fā)育增快，T、B淋巴細(xì)胞數(shù)量增多，使動物體液和細(xì)胞免疫水平提高，增強(qiáng)機(jī)體抗病能力[4]。乳酸菌類微生態(tài)制劑到達(dá)胃腸道后，通過生物奪氧及競爭性排斥作用抑制過路菌或侵襲菌等病原微生物在胃腸道黏膜上皮的的定植和生長[5,6,7]。

2.3 促營養(yǎng)作用 反芻動物添加芽孢桿菌、黑曲霉等有益微生物能產(chǎn)生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等，利于飼料中蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素和半纖維素的分解。米曲霉產(chǎn)生的植酸酶使磷從植酸和植酸鹽中釋放出來被動物吸收利用，同時提高鈣、鎂、鋅、銅的吸收率[8]。乳酸菌同米曲霉一樣能促進(jìn)常量及微量元素如鈣、鐵、鋅的吸收，能夠分解在常態(tài)下很難分解的木質(zhì)素和纖維素[9]，同時酵母菌、乳酸菌等為前胃內(nèi)原蟲提供營養(yǎng)物質(zhì)，原蟲自溶后的蟲體蛋白也為動物提供了生物價值較高的蛋白質(zhì)。

3 微生態(tài)制劑在牛羊養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1 微生態(tài)制劑在牛羊子宮內(nèi)膜炎上的應(yīng)用 通過對健康牛羊生殖道內(nèi)需氧及兼性厭氧菌的研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)乳酸細(xì)菌、表皮葡萄球菌、無乳鏈球菌等是健康牛羊生殖道內(nèi)常見菌屬，其與宿主的組織和其他酶類通過分解糖原、蛋白質(zhì)等物質(zhì)產(chǎn)生乳酸、乙酸等代謝產(chǎn)物，保持生殖道微生態(tài)平衡。牛羊子宮內(nèi)膜炎的發(fā)生是由于細(xì)菌感染而引起的常見產(chǎn)科疾病，牛羊生殖道內(nèi)微生態(tài)平衡被破壞，采用抗生素及化學(xué)藥物治療，常導(dǎo)致刺激子宮內(nèi)膜炎、出現(xiàn)抗藥性及污染牛奶等問題，給養(yǎng)牛業(yè)帶來很大危害。國外采用乳酸桿菌、雙歧桿菌等制成懸劑來治療牛羊子宮內(nèi)膜炎，且取得良好效果。隨著人們對綠色食品的關(guān)注，利用微生態(tài)制劑治療牛羊子宮內(nèi)膜炎已成為一種發(fā)展趨勢[10]。

3.2 微生態(tài)制劑在牛羊乳房炎上的應(yīng)用 牛羊乳房炎多由機(jī)械性刺激、病原微生物浸入及化學(xué)物理性損傷所致，分為臨床性乳房炎(漿液性乳房炎、纖維素性卡他乳房炎、化膿性乳房炎、出血性乳房炎、壞疽性乳房炎)和隱性乳房炎兩種。在牛羊飼料中添加由蠟樣芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、乳酸菌及寡糖組成的復(fù)合微生態(tài)制劑，可以促使牛羊乳房體細(xì)胞數(shù)下降。釀酒酵母、產(chǎn)阮假絲酵母、嗜酸乳桿菌、地衣芽孢桿菌和丙酸桿菌組成的微生態(tài)制劑在牛羊消化道內(nèi)有一定的耐受性，飼喂牛羊后可降低隱性乳房炎患牛的體細(xì)胞數(shù)，起到治療隱性乳房炎的作用[11]。楊靜等采用乳房灌注和飼喂的方法使用從牛體內(nèi)分離得到的益生菌預(yù)防隱性乳房炎，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗組患隱性乳房炎的牛羊頭數(shù)及發(fā)病率均低于對照組(P＜0.01)，對隱性乳房炎患牛進(jìn)行乳房灌注，在7～8d時間內(nèi)全部治愈[12]。

3.3 微生態(tài)制劑在新生牛羊腹瀉上的應(yīng)用 新生牛羊腹瀉是一種常見疾病，對牛羊生長發(fā)育危害巨大。發(fā)病牛羊主要為2月齡以內(nèi)，新生牛羊抵抗力降低或發(fā)生消化障礙時，亦可引起發(fā)病[13]，導(dǎo)致腹瀉的微生物因素主要有細(xì)菌性和病毒性因素。細(xì)菌性腹瀉主要包括大腸桿菌、沙門氏菌、空腸彎桿菌、副結(jié)核分枝桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、巴氏桿菌；病毒性腹瀉主要包括輪狀病毒、冠狀病毒、黏膜病毒[14,15]。乳酸菌制劑可以產(chǎn)生次生性代謝產(chǎn)物和抗微生物蛋白，可以抑制腸道病原微生物并中和大腸桿菌毒素，起到預(yù)防和治療腹瀉的功能。李春生分別使用從耗牛腸道內(nèi)分離得到的益生菌和抗生素飼喂312頭犢牛，結(jié)果益生菌組犢牛的腹瀉率為4.8%，極顯著低于抗生素預(yù)防的對照組(10.8%)，效果明顯(P＜0.01)[16]。

4 微生態(tài)制劑存在的問題及前景

4.1 存在的問題 微生態(tài)制劑是活菌制劑，需要活菌發(fā)揮其特有的功效，由于微生態(tài)制劑在制備的過程中有些工藝對微生物產(chǎn)生不利的影響，導(dǎo)致制備的微生態(tài)制劑活菌數(shù)低，因此微生態(tài)制劑在質(zhì)量方面仍存在一些問題。（1）活菌含量低：微生態(tài)制劑具有調(diào)節(jié)效應(yīng)是由于其含有活的益生菌，活菌在體內(nèi)調(diào)節(jié)免疫功能，微生態(tài)制劑中的活菌只有達(dá)到一定的量，才能更好的發(fā)揮作用。目前微生態(tài)制劑存在的主要問題是儲存期內(nèi)活菌數(shù)低，儲存期內(nèi)不穩(wěn)定等問題，制備的微生態(tài)制劑遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在國際上已研制出微生態(tài)制劑產(chǎn)活菌總數(shù)達(dá)到1010cfu/g[17]，我國受到研究條件的限制，生產(chǎn)的微生態(tài)制劑產(chǎn)品質(zhì)量還遠(yuǎn)低于國際水平很難達(dá)到理想的調(diào)節(jié)作用。（2）菌型單一：微生態(tài)制劑在宿主體內(nèi)發(fā)揮作用是多種微生物共同作用的結(jié)果，多種益生菌共同發(fā)揮調(diào)節(jié)的作用。單一微生物只能起到部分調(diào)節(jié)的作用，且單一菌種組成的微生態(tài)制劑調(diào)節(jié)效果不是很穩(wěn)定，很難滿足微生態(tài)制劑免疫調(diào)節(jié)的效果。例如腸道處于低氧環(huán)境時促進(jìn)厭氧菌雙歧桿菌的繁殖，而需氧菌的生長就會受到抑制，因此制備的微生態(tài)制劑若只含有一種菌株，就不能充分發(fā)揮對機(jī)體的調(diào)節(jié)免疫作用。我國市場上常見的微生態(tài)制劑有由乳酸菌制備的微生態(tài)制劑，由酵母菌制備的微生態(tài)制劑，由芽抱桿菌制備的微生態(tài)制劑等，多數(shù)都是單一菌種制備而成的微生態(tài)制劑。（3）水分含量高：微生態(tài)制劑所含水分含量的高低也是影響微生態(tài)制劑產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一，微生態(tài)制劑中活菌存活率與微生態(tài)制劑水分含量成反比。通常情況下，微生態(tài)制劑所含水分越高，微生態(tài)制劑的穩(wěn)定性就越低，也會對微生態(tài)制劑的溶解性帶來影響，隨著時間延長，微生態(tài)制劑流動性差，容易結(jié)塊，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，在儲藏期內(nèi)微生態(tài)制劑活菌數(shù)就會降低[18]，達(dá)不到微生態(tài)制劑發(fā)揮作用時所需的活菌數(shù)。（4）對胃酸和膽鹽環(huán)境不穩(wěn)定 機(jī)體服用微生態(tài)制劑后要先通過胃和小腸等環(huán)境，微生態(tài)制劑中的微生物只有能耐受胃酸，高膽汁鹽等環(huán)境才可以發(fā)揮作用，因此制備的微生態(tài)制劑要對酸及膽汁有耐受性，能在腸中存活，保持定植的性能?，F(xiàn)有的多數(shù)微生態(tài)制劑中的活菌微生物對酸及膽鹽的環(huán)境都不穩(wěn)定。目前市場上有片、粉、菌懸液等三種形式，這些制劑中的活菌微生物很容易在到達(dá)大腸前被胃中的酸及膽汁鹽所殺死，只留下少量的活菌微生物進(jìn)入腸道中發(fā)揮作用，很難達(dá)到調(diào)節(jié)作用[19]。

4.2 前景 目前，隨著國家在食品安全等方面加大立法及監(jiān)督力度，養(yǎng)殖業(yè)正由治療為主向預(yù)防為主、生態(tài)養(yǎng)殖為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，微生態(tài)制劑作為抗生素的替代品而備受人們關(guān)注。尤其是在牛羊養(yǎng)殖業(yè)中，微生態(tài)制劑可以提高飼料轉(zhuǎn)化率，提高產(chǎn)奶量和奶品質(zhì)，增強(qiáng)機(jī)體抗病力和抗熱應(yīng)激的能力。除作為動物飼料添加劑外，微生態(tài)制劑在發(fā)酵床，環(huán)境清潔，水質(zhì)凈化，發(fā)酵飼料等方面均有較好應(yīng)用前景。早在1981年，魏曦教授就指出“抗生素之后的時代，將是微生態(tài)制劑時代”。21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，也將是微生態(tài)制劑的輝煌時代，微生態(tài)制劑將為我們的畜牧業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。