微生態(tài)制劑的作用機(jī)制及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

池永寬， 劉旭光， 陳 滸， 肖 華，2*

(1.貴州師范大學(xué) 喀斯特研究院，貴州 貴陽(yáng) 550001；2.貴州師范大學(xué) 貴州省喀斯特山地生態(tài)環(huán)境省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)培育基地，貴州 貴陽(yáng) 550001)

隨著畜禽市場(chǎng)需求的擴(kuò)大和疫病防治難度的增加，抗生素和合成抗菌藥物的投入比不斷增加，并被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)，在促生、保健、防治等方面發(fā)揮著重要作用。隨著微生態(tài)學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)抗生素類飼料添加劑會(huì)破壞動(dòng)物腸道的微生物區(qū)系，使機(jī)體產(chǎn)生耐藥性；同時(shí)，濫用也會(huì)導(dǎo)致藥物殘留，降低肉、奶、蛋等動(dòng)物產(chǎn)品的品質(zhì)，最終威脅人類的健康[1-2]。微生態(tài)制劑作為一類新型減抗、替抗類飼料添加劑，最早由Lilly等提出，被描述為由微生物產(chǎn)生的促生劑[3-4]。1974年被Parker等[5]首次定義，后由Fuller[6]進(jìn)一步豐富和完善，他們認(rèn)為微生態(tài)制劑是一種富含活性物質(zhì)，能改善腸道菌群平衡的非營(yíng)養(yǎng)性飼料添加劑。1994年召開的國(guó)際微生態(tài)學(xué)術(shù)討論會(huì)給予微生態(tài)制劑正式定義[7]，明確了其成分功效和生物功能。1997年Byun等[8]研究發(fā)現(xiàn)，微生態(tài)制劑兼具抑菌和促生的多重功能。近年來(lái)，相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)微生態(tài)制劑對(duì)機(jī)體免疫、繁殖性能、生產(chǎn)性能等方面有重要作用，同時(shí)兼具綠色、生態(tài)、無(wú)毒、不產(chǎn)生耐藥性等特性，是替代抗生素的優(yōu)質(zhì)添加劑，在動(dòng)物飼料中極具應(yīng)用潛力。本文主要綜述了微生態(tài)制劑的種類、作用機(jī)制和在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀以及在喀斯特地區(qū)健康養(yǎng)殖的應(yīng)用潛力，為微生態(tài)制劑在動(dòng)物生產(chǎn)及喀斯特地區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)中的應(yīng)用提供參考。

1 微生態(tài)制劑的種類與作用機(jī)制

1.1 微生態(tài)制劑的種類

微生態(tài)制劑是指被動(dòng)物攝取后能夠有效參與腸道微生態(tài)平衡構(gòu)建，促進(jìn)正常菌群生長(zhǎng)和抑制病菌繁殖，可以改善動(dòng)物健康狀況和生長(zhǎng)性能的一類培養(yǎng)物(活菌、死菌或其代謝產(chǎn)物)的總稱[9-10]。按其物質(zhì)成分和作用特點(diǎn)，微生態(tài)制劑可分為三類：益生菌、益生元和合生元[11]。

1.1.1 益生菌 益生菌是指被宿主攝取后能夠?qū)C(jī)體產(chǎn)生有益作用的活性微生物，其中廣泛應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)的有乳酸桿菌屬、芽胞桿菌屬、酵母菌屬等。研究發(fā)現(xiàn)，益生菌能有效促進(jìn)動(dòng)物腸道發(fā)育，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能；益生菌作為有益的特殊菌群，可以在腸道內(nèi)快速繁殖，維持腸道菌群平衡，在抑制腸道炎癥、促進(jìn)腸道營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收等方面發(fā)揮作用[12-14]。中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部(原農(nóng)業(yè)部)公告[第2045號(hào)]明確表明允許作為飼料添加劑使用的益生菌有30多種(表1)。

表1 我國(guó)允許使用的《飼料添加劑品種目錄(2013)》

續(xù)表1

1.1.2 益生元 益生元是指一些不能被動(dòng)物消化道前段分解吸收卻能選擇性刺激腸道內(nèi)某些特殊菌群的生長(zhǎng)或活性，從而改善機(jī)體健康的有機(jī)物質(zhì)，被認(rèn)為是腸道有益菌群的“食物”[15]。狹義概念中益生元多指功能性低聚糖(菊粉、低聚果糖、大豆低聚糖等)，廣義概念把功能性低聚糖、多糖類、蛋白質(zhì)及部分天然植物的有效成分等都可歸為益生元，但以功能性低聚糖的研究較為普遍[16-17]。

1.1.3 合生元 合生元是指將益生菌和益生元搭配使用，共同發(fā)揮二者的聯(lián)合效應(yīng)。合生元通過(guò)選擇性刺激一種或某幾種有益菌的活性，促進(jìn)外源菌和腸道內(nèi)源菌在消化道中增殖，從而達(dá)到抑制病原菌繁殖和促進(jìn)機(jī)體健康的目的[18-19]。

1.2 微生態(tài)制劑的作用機(jī)制

微生態(tài)制劑在養(yǎng)殖業(yè)中使用可對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生如下有利影響：①促進(jìn)免疫系統(tǒng)發(fā)育，提高機(jī)體免疫性能[13,20]。②維持腸道菌群平衡，抑制腸道炎癥[13,21]。③促進(jìn)腸道發(fā)育，增強(qiáng)黏膜物理屏障[11]。④促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高生長(zhǎng)性能[22]。⑤提高機(jī)體抗氧化性能，改善肉質(zhì)性狀[22]。因微生態(tài)制劑是一個(gè)復(fù)合概念，其作用機(jī)制分益生菌、益生元和合生元三部分論述。

1.2.1 益生菌的作用機(jī)制 ①刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體，提高免疫細(xì)胞活性和機(jī)體的免疫應(yīng)答水平。益生菌自身的結(jié)構(gòu)或部分成分可作為抗原刺激T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為致敏淋巴細(xì)胞，提高免疫應(yīng)答水平，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫力，釋放多種淋巴因子，與巨噬細(xì)胞、殺傷性T細(xì)胞共同發(fā)揮免疫功能，并刺激B細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞，合成免疫球蛋白，參與體液免疫[20,23]。②增強(qiáng)腸道黏膜屏障功能。腸道黏膜屏障功能由物理、化學(xué)、免疫和微生物屏障共同實(shí)現(xiàn)，是一套極復(fù)雜的機(jī)制體系。一般認(rèn)為，物理屏障是發(fā)揮腸道屏障功能的主體，包括腸黏膜上皮細(xì)胞、細(xì)胞間緊密連接與菌膜等。益生菌主要通過(guò)刺激腸道黏膜發(fā)育、抑制腸道炎癥以及調(diào)控黏膜細(xì)胞的基因表達(dá)促進(jìn)腸道屏障的成熟[10,12]。③刺激腸道厭氧菌的活性或繁殖，抑制需氧菌和兼性厭氧菌的生長(zhǎng)與繁殖。正常情況下，厭氧菌為動(dòng)物消化道內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌群，維持著腸道菌群結(jié)構(gòu)的平衡，并促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收。但是，若這種優(yōu)勢(shì)發(fā)生變化，需氧菌和兼性厭氧菌增加，會(huì)造成消化道內(nèi)菌群結(jié)構(gòu)的紊亂，降低機(jī)體免疫力，引發(fā)消化道疾病。對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)和活性的影響是益生菌對(duì)機(jī)體發(fā)揮益生作用的主要機(jī)制，其機(jī)制主要有以下幾個(gè)方面：占據(jù)消化道的定殖位點(diǎn)，促進(jìn)腸道黏膜屏障的成熟，降低病原菌侵染;通過(guò)有益好氧菌的定殖和繁殖造成厭氧環(huán)境，抑制病原菌在消化道內(nèi)的增殖; 分泌乙酸、丙酸和丁酸等有機(jī)酸，降低消化道pH值，抑制病原菌生長(zhǎng); 與膽鹽反應(yīng)，釋放游離膽汁酸，抑制厭氧菌的繁殖[8,24-25]。④分泌物質(zhì)和改善腸道環(huán)境。益生菌除維持正常的腸道功能外，還可分泌多種消化酶，包括蛋白酶、脂肪酶和纖維素酶等，加速對(duì)大分子物質(zhì)的消化和吸收，或其分泌物能提高腸道內(nèi)各類消化酶的活性，提高飼料轉(zhuǎn)化率[24,26]。此外，益生菌分泌的白乳酸、乙酸、丙酸和丁酸等有機(jī)酸，可以降低腸道環(huán)境pH值，提高消化吸收功能。⑤清除腸道內(nèi)的有害物質(zhì)。腸道內(nèi)微生物的代謝活動(dòng)會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生有害物質(zhì)，包括腸毒素、氨和胺類等，造成腸上皮細(xì)胞失水、加速機(jī)體衰老、降低飼養(yǎng)環(huán)境質(zhì)量。益生菌可維持腸道菌群結(jié)構(gòu)平衡，抑制或殺滅病原菌，減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生，或分解、利用氨等物質(zhì)[18,25]。

1.2.2 益生元的作用機(jī)制 ①改善消化道環(huán)境，維持腸道菌群結(jié)構(gòu)平衡。益生元不易被消化道分解，且與病原菌在腸壁的受體相似，可與病原菌結(jié)合由腸道排出體外，抑制病原菌在腸道繁殖；或作為增殖因子直接參與有益菌細(xì)胞壁的組成，促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)繁殖[24,27]。同時(shí)，部分益生菌可產(chǎn)生分解益生元的酶類，益生元分解或益生菌代謝過(guò)程會(huì)產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，降低消化道pH值，直接殺滅或抑制病原菌[25]。②刺激免疫系統(tǒng)，提高機(jī)體免疫力。益生元(如甘露低聚糖、果寡糖、葡聚糖等)可直接刺激體內(nèi)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)產(chǎn)生巨噬細(xì)胞，或活化溶菌酶活性，提高機(jī)體先天免疫應(yīng)答；或充當(dāng)免疫刺激因子，激活免疫細(xì)胞，增強(qiáng)對(duì)抗原的免疫應(yīng)答，促進(jìn)機(jī)體特異性免疫，從而保持動(dòng)物健康[24,28]。③協(xié)同、促進(jìn)礦物元素的吸收。低聚糖類益生元不易被消化道內(nèi)的酶類分解，可以完整的進(jìn)入大腸，被腸道益生菌發(fā)酵產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，改善腸道環(huán)境，降低消化道pH值，加速礦物質(zhì)的溶解，從而提高腸道中礦物元素的生物學(xué)效價(jià)[18,29]。④調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。目前益生元對(duì)脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)的作用機(jī)制可歸納為以下三種假說(shuō)：與脂肪結(jié)合形成穩(wěn)定膠狀復(fù)合物，阻止脂肪在消化道內(nèi)被分解吸收；調(diào)節(jié)脂類合成酶活性；改善腸道菌群結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響血清脂肪酶的表達(dá)[18,30]。

1.2.3 合生元的作用機(jī)制 合生元可同時(shí)發(fā)揮益生菌和益生元的作用(圖1)，其作用機(jī)制主要有以下幾個(gè)方面：①益生菌分解利用益生元，如低聚糖等；②益生元促進(jìn)益生菌增殖；③發(fā)揮益生菌和益生元的聯(lián)合效應(yīng)[18,31]。

圖1 益生菌、益生元及合生元的益生作用Fig.1 The probiotic effects of probiotics,prebiotics and synbiotics

2 微生態(tài)制劑在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 在禽類生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1.1 對(duì)生產(chǎn)性能的影響 益生菌可合成分泌多種消化酶，同時(shí)也刺激消化道分泌消化酶或提高其活性，促進(jìn)機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，進(jìn)而在一定程度上提高禽類的生產(chǎn)性能。齊博等[32]研究表明，在肉仔雞基礎(chǔ)日糧中添加500 mg/kg枯草芽胞桿菌可顯著提高42日齡肉仔雞體重和后期(22～42日齡)平均日增重，并顯著降低后期和全期(1～42日齡)料重比。李念珍等[33]研究發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)日糧中添加戊糖片球菌可顯著增加肉仔雞的平均日增重，降低料重比。彭豫東等[34]研究結(jié)果表明，補(bǔ)充枯草芽胞桿菌對(duì)母雞平均日采食量和平均日增重有提高趨勢(shì)，但影響并不顯著。王勁松等[35]研究表明，嗜酸乳桿菌、蠟樣芽胞桿菌和產(chǎn)朊假絲酵母3種益生菌單一使用或聯(lián)合使用均能顯著提高仔鵝生長(zhǎng)性能，降低1～14日齡料重比。

2.1.2 對(duì)抗氧化性能、免疫功能的影響 微生態(tài)制劑對(duì)機(jī)體抗氧化性能具有重要影響，飼喂益生菌可提高動(dòng)物體內(nèi)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶活性(SOD)，有效清除生物體代謝活動(dòng)產(chǎn)生的活性氧，降低血清丙二醛(MDA)含量。孫玲玲等[36]研究表明，在日糧中添加枯草芽胞桿菌和丁酸梭菌可顯著提高雛鵝血清總抗氧化能力(T-AOC)以及超氧化物歧化酶活性，最適添加量為枯草芽胞桿菌和丁酸梭菌各250 mg/kg。楊家軍等[37]研究表明，對(duì)雛雞補(bǔ)充地衣芽胞桿菌和枯草芽胞桿菌可顯著提高雛雞血漿中SOD、GSH-Px活性和T-AOC，同時(shí)顯著降低MDA含量。微生態(tài)制劑具有促進(jìn)免疫系統(tǒng)發(fā)育，維持禽類免疫的功能。有研究表明，給肉仔雞飼喂復(fù)合益生菌培養(yǎng)物時(shí)，肉仔雞血清中免疫球蛋白IgG和免疫球蛋白IgA顯著增加[38]，說(shuō)明復(fù)合酵母培養(yǎng)物和乳酸菌培養(yǎng)物具有提高動(dòng)物體液免疫的作用。此外，益生菌還可以促進(jìn)機(jī)體免疫器官的發(fā)育，如胸腺、法氏囊和脾臟等[39]。吳紅翔等[40]通過(guò)仔雞試驗(yàn)研究表明，日糧中添加木寡糖益生菌(有益菌含量≥1.2×1010cfu/g)和益生菌(有益菌含量≥1.2×1010cfu/g)，仔雞法氏囊指數(shù)、胸腺指數(shù)差異顯著，同時(shí)與添加土霉素相比，具有更低的血清尿素氮含量。在仔鵝上的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日糧添加嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母或蠟樣芽胞桿菌，血清免疫球蛋白IgG水平和免疫器官指數(shù)均升高[35]。

2.1.3 對(duì)肉品質(zhì)、胴體性狀的影響 益生菌通過(guò)影響禽類的抗氧化功能抑制脂質(zhì)過(guò)氧化，延緩肌紅蛋白或氧合肌紅蛋白氧化，保持肌肉色澤和亮度，或影響脂質(zhì)代謝，減少肌肉的滴水損失，從而提高肌肉嫩度。李可等[41]對(duì)肉仔雞肉品質(zhì)的分析表明，基礎(chǔ)日糧中添加地衣芽胞桿菌、屎腸球菌或丁酸梭菌均可顯著降低雞肉的滴水損失和蒸煮損失，提高肉質(zhì)嫩度。陳婷等[42]報(bào)道，100%復(fù)合益生菌(含酵母菌、枯草芽胞桿菌、植物乳桿菌和屎腸球菌)發(fā)酵飼料替代基礎(chǔ)日糧組在第35天時(shí)，母雞肌肉滴水損失顯著低于25%、50%和70%替代組，說(shuō)明稍高比例的復(fù)合益生菌發(fā)酵飼料會(huì)降低肌肉的滴水損失，同時(shí)各試驗(yàn)組均具有較好的肌肉亮度和紅度，但組間差異不大。此外，相關(guān)飼喂試驗(yàn)也表明微生態(tài)制劑可有效改善禽類的胴體形狀[41]。申紅春[43]研究表明，肉鴨添加益生菌發(fā)酵復(fù)方中草藥，其腿肌率、瘦肉率分別較對(duì)照組提高28.00%、24.60%，且具有較高的屠宰率、全凈膛率、半凈膛率和胸肌率。有研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽胞桿菌在肉鵝生長(zhǎng)過(guò)程中顯著影響消化道對(duì)粗纖維、粗脂肪和粗蛋白質(zhì)的利用率，能促進(jìn)肉鵝發(fā)育，提高平均日增重、屠宰率、胸肌率和腹脂率[44]。張澤楠等[45]的研究也表明，枯草芽胞桿菌會(huì)影響禽類的屠宰率和半凈膛率。

2.1.4 對(duì)腸道發(fā)育、菌群結(jié)構(gòu)的影響 微生態(tài)制劑對(duì)腸道黏膜發(fā)育和腸道菌群結(jié)構(gòu)有重要的影響[12,26]。張名愛(ài)等[46]研究發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)日糧中添加枯草芽胞桿菌可顯著提高肉鵝空腸絨毛高度、空腸腸壁厚度和絨腺比，而空腸隱窩深度則顯著或極顯著低于對(duì)照組，并通過(guò)抑制大腸埃希菌數(shù)量，刺激雙歧桿菌和乳酸桿菌繁殖優(yōu)化腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)。齊博等[32]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加枯草芽胞桿菌可顯著提高肉仔雞十二指腸絨毛高度及十二指腸絨毛高度/隱窩深度，并通過(guò)增加盲腸乳酸桿菌數(shù)量，維持腸道健康。彭豫東等[34]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加枯草芽胞桿菌可以提高肉雞十二指腸絨毛高度、絨毛寬度及隱窩深度，改善了腸道形態(tài)。楊家軍等[37]研究結(jié)果顯示，肉雞飼糧中添加地衣芽胞桿菌和枯草芽胞桿菌后盲腸乳酸桿菌數(shù)量顯著提高，大腸埃希菌、腸球菌和葡萄球菌數(shù)量顯著降低，地衣芽胞桿菌和枯草芽胞桿菌配比為0.66%∶0.33%時(shí)，最有利于維持腸道菌群平衡。

2.2 在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.2.1 對(duì)瘤胃環(huán)境、生長(zhǎng)性能的影響 瘤胃是反芻動(dòng)物特有的消化器官，具有降解纖維物質(zhì)的能力。瘤胃內(nèi)定殖著大量的有益微生物，在瘤胃微生物的作用下，飼糧中大部分可消化干物質(zhì)和粗纖維會(huì)被分解、消化，產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸、二氧化碳和氨等，并合成微生物蛋白和B族維生素[47-48]。因此，微生物的活性和種群結(jié)構(gòu)與瘤胃環(huán)境密切相關(guān)，瘤胃內(nèi)的微生物因素是調(diào)節(jié)反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵功能的有效措施[49-50]。馬秀花等[51]研究指出，在灘羊日糧中添加甘露寡糖，可以增加瘤胃菌群的多樣性，提高瘤胃內(nèi)乙酸含量，改善瘤胃發(fā)酵功能。史陳博等[52]研究表明，湖羊日糧中添加杏鮑菇菌糠，可顯著提高瘤胃乳頭長(zhǎng)度、乙酸、總揮發(fā)性脂肪酸含量及乙酸/丙酸值，促進(jìn)瘤胃發(fā)育，改善瘤胃環(huán)境。謝建林等[53]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂安格斯牛復(fù)合細(xì)菌(包括枯草芽胞桿菌、嗜酸乳桿菌和釀酒酵母)發(fā)酵的稻草，可以有效改善瘤胃環(huán)境、增加微生物種群的多樣性和豐富度。以上研究表明，飼糧補(bǔ)充益生菌或添加有益于微生物生長(zhǎng)和繁殖的物質(zhì)可通過(guò)提高瘤胃微生物種群的活性和豐富度，改善瘤胃發(fā)酵功能。而瘤胃環(huán)境的改善，可提高機(jī)體對(duì)飼料能量的利用率，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育。符運(yùn)勤等[54]研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加地衣芽胞桿菌可顯著增加0～8周齡犢牛的平均日增重及第8周齡時(shí)的體軀指數(shù)。王甜等[55]研究表明，在飼糧中添加1.0%的甘露寡糖可顯著提高灘羊的平均日增重，降低料重比。

2.2.2 對(duì)免疫功能的影響 微生態(tài)制劑對(duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)具有重要影響，飼糧補(bǔ)充益生菌、益生元或合生元可以提高反芻動(dòng)物免疫力，進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體的抗病能力。宋淑珍等[56]研究表明，在飼糧中添加枯草芽胞桿菌可顯著提高機(jī)體血清總蛋白、球蛋白濃度及脾臟指數(shù)，說(shuō)明益生菌有利于促進(jìn)免疫系統(tǒng)發(fā)育。Adeyemi等[57]通過(guò)新斷奶肉牛試驗(yàn)研究表明，飼糧添加微生物(釀酒酵母代謝產(chǎn)物)，肉牛全血免疫基因(包括TLR1、TLR2、STAT6、ICAM1、CXCR3和CASP1等)顯著表達(dá)，同時(shí)血漿中5-甲基胞嘧啶和吲哚丙烯酸濃度也顯著增加，說(shuō)明飼糧添加釀酒酵母代謝產(chǎn)物有效緩解了機(jī)體的炎癥反應(yīng)。楊淑華等[58]研究表明，發(fā)酵乳桿菌可以有效抑制NF-kB信號(hào)傳導(dǎo)，調(diào)控炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，緩解脂磷壁酸的細(xì)胞毒性，進(jìn)而對(duì)脂磷壁酸誘導(dǎo)的牛子宮內(nèi)膜細(xì)胞炎性損傷起保護(hù)作用。李乙江等[59]研究發(fā)現(xiàn)，O型口蹄疫滅活病毒與枯草芽胞桿菌聯(lián)合使用能夠有效提高牛呼吸道的非特異性免疫。

2.2.3 對(duì)腸道微生物的影響 促進(jìn)反芻動(dòng)物消化道內(nèi)有益菌的生長(zhǎng)和繁殖，對(duì)維護(hù)腸道菌群結(jié)構(gòu)平衡具有重要意義。于萍等[60]研究表明，日糧中添加納豆芽胞桿菌，斷奶后犢牛瘤胃及腸道中琥珀酸絲狀桿菌、黃色瘤胃球菌、白色瘤胃球菌及溶纖維酸弧菌等4種纖維分解菌的數(shù)量顯著增加，說(shuō)明納豆芽胞桿菌對(duì)纖維分解菌在奶牛消化道中的定殖和生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。杜瑞等[61]研究表明，給蘇尼特羊飼糧添加益生菌，肉羊腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，瘤胃菌群中擬桿菌門、擬桿菌屬以及腸道菌群中毛螺菌的相對(duì)豐度均顯著高于對(duì)照組。Peng等[62]通過(guò)羔羊試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加地衣芽胞桿菌和釀酒酵母，可以顯著增加消化道內(nèi)黏膠球形菌門、纖維桿菌門、軟壁菌門以及絲狀桿菌屬的相對(duì)豐度，促進(jìn)了腸道微生物的多樣性。

2.2.4 對(duì)肉品質(zhì)的影響 肉品質(zhì)量是影響消費(fèi)者購(gòu)買行為的重要因素，色澤、亮度、嫩度、眼肌面積、大理石花紋等指標(biāo)的改善有利于提高肉品質(zhì)量，增加消費(fèi)者的購(gòu)買欲。相關(guān)研究表明，反芻動(dòng)物飼糧添加益生菌、益生元、合生元等微生態(tài)制劑，可以有效改善動(dòng)物肉品質(zhì)。宋淑珍等[56]通過(guò)育肥羊試驗(yàn)研究表明，補(bǔ)充100 mg/(kg BW·d-1)(每千克體質(zhì)量每天用藥量)枯草芽胞桿菌(活菌量≥5×108cfu/g)，羊肉剪切力顯著降低、熟肉率顯著升高，同時(shí)對(duì)pH、眼肌面積、粗蛋白質(zhì)及粗脂肪含量無(wú)不良影響。李斐等[63]報(bào)道，飼糧中添加1.0%甘露寡糖時(shí)，羊肉眼肌面積顯著高于對(duì)照組，添加2.0%甘露寡糖時(shí)，羊肉的剪切力、滴水損失、及亮度值顯著高于對(duì)照組，說(shuō)明添加益生元制劑可以提高羊肉品質(zhì)，得出灘羊飼糧中甘露寡糖的適宜添加量為1.0%～2.0%。有研究表明，給綿羊飼喂益生菌時(shí)，羊肉大理石花紋評(píng)分、熟肉率顯著高于對(duì)照組，且剪切力和滴水損失顯著降低[64]，說(shuō)明補(bǔ)充益生菌具有改善羊肉嫩度、多汁性及適口性的作用。此外，飼糧添加益生菌還可以改善羊肉背最長(zhǎng)肌中脂肪酸和風(fēng)味物質(zhì)的含量[65]。

2.3 在水產(chǎn)動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.3.1 對(duì)生長(zhǎng)性能的影響 益生菌能合成分泌淀粉酶、脂肪酶及蛋白酶等多種消化酶，同時(shí)也可刺激腸道內(nèi)消化酶活性，促進(jìn)機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收，提高水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。賀剛等[66]在中華鱉幼鱉日糧中添加3 g/kg微生態(tài)制劑，能提高其消化道內(nèi)脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶活性，增加飼料能的利用率，促進(jìn)幼鱉生長(zhǎng)和發(fā)育。湯菊芬等[67]通過(guò)凡納濱對(duì)蝦試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加益生菌制劑，可顯著提高凡納濱對(duì)蝦的成活率、增重率及飼料利用率，同時(shí)添加中草藥益生菌制劑與添加益生菌制劑相比具有更好的生長(zhǎng)效果。邱燕等[68]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加枯草芽胞桿菌，可顯著提高草魚的特定生長(zhǎng)率，并有效降低餌料系數(shù)，促進(jìn)機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。

2.3.2 對(duì)免疫功能的影響 益生菌在消化道內(nèi)定殖，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)作用抑制病原菌的生長(zhǎng)與繁殖，有利于形成優(yōu)勢(shì)菌群，改善和維持腸道菌群結(jié)構(gòu)，進(jìn)而間接促進(jìn)免疫系統(tǒng)發(fā)育；或部分益生菌的細(xì)胞壁充當(dāng)免疫刺激因子，刺激機(jī)體體液免疫和細(xì)胞免疫，提高免疫力[24,28]。劉龍鎮(zhèn)等[69]研究表明，在凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖飼料中添加復(fù)合微生態(tài)制劑，有效提高了蝦血清中溶菌酶、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶等非特異性免疫酶活性，增強(qiáng)了機(jī)體對(duì)副溶血弧菌的抵抗力。王圣等[70]通過(guò)刺參試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)飼料中添加微生態(tài)制劑可顯著提高刺參血清中堿性磷酸酶和超氧化物歧化酶活性，最適添加量為5 g/kg。艾炎軍等[71]研究表明，在養(yǎng)殖水體中加入微生態(tài)制劑(包含芽胞桿菌、光合細(xì)菌和EM菌)可提高泥鰍血清中溶菌酶和超氧化物歧化酶活性，改善機(jī)體免疫。

2.3.3 對(duì)水質(zhì)調(diào)節(jié)的影響 益生菌在水中定殖，通過(guò)位點(diǎn)或營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)抑制病原菌的生長(zhǎng)與繁殖，從而維持水體和底泥菌群結(jié)構(gòu)平衡，或合成分泌抗菌素等活性物質(zhì)直接殺滅或抑制有害病菌，以達(dá)到凈化水體的目的[72-73]。此外，益生菌分泌的胞外酶及其他活性物質(zhì)，可以快速分解氨氮、亞硝酸鹽等有機(jī)物，為單細(xì)胞藻類生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)，并通過(guò)光合作用產(chǎn)生溶解氧，改善水體環(huán)境。武鵬等[74]在刺參生長(zhǎng)的水域中同時(shí)使用免疫增強(qiáng)劑(包括枯草芽胞桿菌、嗜酸乳桿菌、乳酸片球菌等活菌以及免疫肽、氨基酸和獨(dú)特生物活性因子)、復(fù)合芽胞桿菌和EM菌，發(fā)現(xiàn)EM菌對(duì)水體凈化作用最好，水中氨氮、亞硝酸鹽相較于對(duì)照組分別降低36.0%、56.6%。仁華等[75]在鱘魚養(yǎng)殖池塘中投用芽胞桿菌和光合細(xì)菌后，水體中氨氮、亞硝酸鹽含量顯著降低，說(shuō)明芽胞桿菌可以有效改善水質(zhì)，降低有害營(yíng)養(yǎng)鹽類濃度。

3 微生態(tài)制劑對(duì)喀斯特地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用潛力

中國(guó)喀斯特地貌分布廣泛，以云貴高原為中心的中國(guó)南方喀斯特是中國(guó)連片分布、面積最大、發(fā)育最為充分的地區(qū)[76]。特殊的地質(zhì)背景、氣候環(huán)境，疊加不合理的人類活動(dòng)孕育出喀斯特地區(qū)最嚴(yán)重的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害——石漠化，石漠化嚴(yán)重威脅著區(qū)域生態(tài)安全與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[77-79]。因此，在區(qū)域資源開發(fā)中亟待找到一條兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)安全的道路。

生態(tài)畜牧業(yè)是養(yǎng)殖業(yè)的重要分支，它以草業(yè)發(fā)展為基礎(chǔ)，牧業(yè)養(yǎng)殖為出口，通過(guò)“草”、“畜”的有機(jī)結(jié)合進(jìn)而兼顧生態(tài)安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是促進(jìn)喀斯特地區(qū)石漠化防治的有效途徑。但是喀斯特地區(qū)惡劣的生境條件以及落后的養(yǎng)殖方式給生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，使牛、羊、豬、雞、鴨、兔等牲畜和家禽健康養(yǎng)殖面臨一系列的問(wèn)題：天氣復(fù)雜多變，生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，畜禽養(yǎng)殖基礎(chǔ)設(shè)施落后，生存大環(huán)境和舍飼小環(huán)境不利于動(dòng)物的快速生長(zhǎng)；養(yǎng)殖者缺乏防疫意識(shí)，防疫體制不健全，動(dòng)物疫病廣泛傳播；飼草品質(zhì)低下，缺乏優(yōu)質(zhì)牧草，營(yíng)養(yǎng)供給不足，嚴(yán)重制約動(dòng)物的生產(chǎn)性能[80-82]。微生態(tài)制劑功能齊全，類型多樣，具有“患病治病，未病防病，無(wú)病保健”的特點(diǎn)，可作為改善生境惡劣地區(qū)畜禽健康狀況的替抗生素類添加劑。極端氣候條件會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，研究表明微生態(tài)制劑可通過(guò)調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)、抗氧化性能及體內(nèi)物質(zhì)代謝減少應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生[83-84]。疫病是養(yǎng)殖業(yè)面臨的最大難題之一，微生態(tài)制劑對(duì)動(dòng)物免疫功能具有調(diào)節(jié)作用，可用于免疫功能的改善，提高疫病防治能力[20]。微生態(tài)制劑對(duì)動(dòng)物消化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，也可增加腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，提高飼料能的利用率。因此，微生態(tài)制劑的應(yīng)用對(duì)喀斯特地區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。吳亨進(jìn)[85]的應(yīng)用示范研究表明，鐵腳麻肉雞飼糧添加2%的酵母復(fù)合制劑和500倍EM稀釋液，飼喂21 d，能有效提高肉雞的生產(chǎn)性能、降低料重比，并可解決圈舍環(huán)境差的問(wèn)題，具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。張?zhí)咸蟍86]對(duì)斷奶仔豬的研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加適量的酸湯微生態(tài)制劑對(duì)斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能、免疫性能和抗氧化性能具有明顯的改善作用，并在一定程度上促進(jìn)小腸形態(tài)發(fā)育，降低腹瀉率。胡興義等[87]在貴州都勻開展益生菌應(yīng)用試驗(yàn)研究，哺乳仔豬日糧中添加復(fù)合益生菌制劑，結(jié)果表明，仔豬血液中白細(xì)胞數(shù)量、紅細(xì)胞數(shù)量和淋巴細(xì)胞數(shù)量顯著增加，有效改善了機(jī)體免疫力，降低仔豬腹瀉率，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育，微生態(tài)制劑的應(yīng)用不僅改善了機(jī)體健康狀況，還提高了經(jīng)濟(jì)效益?？λ固氐貐^(qū)生態(tài)畜牧業(yè)應(yīng)用微生態(tài)制劑將獲得以下幾方面的改善：①促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體免疫系統(tǒng)發(fā)育，提高抗病能力。②改善動(dòng)物消化性能，增加機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率，進(jìn)而提高生長(zhǎng)性能。③降低動(dòng)物消化道內(nèi)的有毒有害物質(zhì)，減少畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染。④減少抗生素類添加劑的使用，提高畜禽產(chǎn)品品質(zhì)。綜上所述，微生態(tài)制劑的應(yīng)用有利于生態(tài)畜牧業(yè)的健康發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值的提升，對(duì)石漠化防治具有重要意義。

4 展 望

在現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)中，由于抗生素類飼料添加劑不規(guī)范、不科學(xué)的使用甚至濫用造成細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性、動(dòng)物出現(xiàn)毒性反應(yīng)或?qū)е聞?dòng)物產(chǎn)品獸藥殘留進(jìn)而危害人類健康，而微生態(tài)制劑毒性小、且功能多樣，能夠有效解決抗生素類飼料添加劑帶來(lái)的問(wèn)題，并可在促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體免疫系統(tǒng)發(fā)育的同時(shí)，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能、抗氧化性能及產(chǎn)品品質(zhì)，是一類兼顧綠色、安全、高效等特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)飼料添加劑，在減抗替抗和健康養(yǎng)殖等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在喀斯特地區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展中取得一定的應(yīng)用效果，但目前微生態(tài)制劑的開發(fā)利用還存在一定問(wèn)題，未來(lái)微生態(tài)制劑的發(fā)展及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用還應(yīng)加強(qiáng)在以下幾個(gè)方面的研究：①選育優(yōu)良菌株，繼續(xù)挖掘微生態(tài)制劑在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用潛力。②加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，尤其是復(fù)合微生態(tài)制劑的作用機(jī)制研究。③微生態(tài)制劑與其他物質(zhì)的聯(lián)合應(yīng)用研究。