益康专题：动物微生态制剂的研究进展与应用前景

kiroco

微生态制剂又称益生素、生菌剂、促生素、利生素、活菌制剂等，它能够改进动物肠道中微生物菌群平衡，增强动物对肠内有害微生物的按捺效果，避免某些疾病的发作，并能进步动物对饲料的运用率，进步机体免疫力，推进成长，改进出产功用和饲养环境，并能取得安全、无药物残留的畜禽商品。文章首要对微生态制剂的研讨概略、效果机理以及在畜禽出产中的运用状况等方面进行了论述，并提出了运用远景及开展趋势。

关键字： 动物微生态制剂 研讨进展 效果机理 运用远景 开展趋势

饲猜中抗生素乱用疑问日益突出，构成饲养动物的抗病性下降、致病菌耐药性增强、商品中药物残留、损害食物安全等疑问严峻制约了饲养业的开展。当时西方发达国家对运用抗生素的约束越来越严，对中国出口动物商品的药物残留约束提出了更严厉的需求，特别是动物源性食物中抗生素残留的检出，已变成世界肉类交易中重要的技能指标和技能壁垒之一。 因而，开发运用无药残的新式饲料增加剂已火烧眉毛。

微生态制剂的开发与运用恰恰处置了上述疑问。微生态制剂(Microecological Preparation)又名益生素、生菌剂、促生素、利生素、活菌制剂，是在微生物理论指导下，对宿主有利的活性微生物及其代谢商品和促成长物质的制剂。微生态制剂是运用微生物之间的彼此拮抗、共生和互生的联系，以及这些微生物所具有的产酸，降解蛋白质，分化糖和脂肪，降解 NH3和H2S等功用而发扬其按捺病原微生物，分化饲猜中蛋白质为多肽或氨基酸，降解水中残留的氨氮和亚硝酸盐等。它是一种天然的生物活性制剂，无毒副效果、无耐药性、无药物残留，经过推进肠道内有利微生物的成长，按捺有害微生物的成长繁衍，来调整坚持胃肠道内的微生态平衡，到达避免疾病和推进成长的意图。一起，这些微生物还可发作促成长因子、多种消化酶和维生素，进而推进养分物质的消化、吸收及动物的成长繁衍。此外，这些微生物还能发作免疫调节因子和干扰素等免疫活性物质，影响肠道部分免疫器官的成长发育，增强机体免疫力，然后避免各种疾病的发作，是一类新式绿色环保药物，有望代替抗生素。

最早研讨和运用畜禽微生态制剂的前史能够追溯到1947年，蒙哈德首要发现运用乳酸杆菌饲喂仔猪可有用的增加仔猪的体重并改进仔猪的身体安康。20世纪70年代，美国首先运用微生态制剂，运用效果非常显着，显现出抗生素无法比拟的长处。80年代，微生态制剂开端在世界范围内遍及，并逐步被世人所认可。特别是近十年来，微生态制剂的开展特别敏捷。美国FDA规则：答运用作益生素的微生物有42种。中国农业部(2003) 发布的的可直接饲喂动物的饲料级微生物增加剂菌种有枯草芽孢杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、蜡样芽孢杆菌、乳酸球菌和酵母菌等15种。

抱负的微生态制剂的菌株应具有以下几个特征：

① 对宿主无害，不与病原微生物杂交；

② 对胆汁及强酸具有强耐受性；

③ 发酵进程发作按捺菌物质及乳酸等代谢商品；

④ 在体内易增殖；

⑤ 加工处置后仍有高存活率；

⑥ 即便混合在饲猜中室温下也能存活很久等。

1 动物微生态制剂的分类

广义地说，微生态制剂包含动物微生态制剂和植物微生态制剂。动物微生态制剂既包含正常微生物成员，特别是优势种群的活菌制剂，还包含一些能推进正常微生物群成长繁衍的物质所制备的制剂，其能发作必定的生物效应或成长态效应，如益生元。

动物微生态制剂分类办法较多，但常用的分类有以下几种办法：

1.1 依据微生态制剂运用的菌品种型，首要分为单一菌类和复合微生态制剂两大类，其间单一菌类微生态制剂又包含以下四品种型：

1.1.1 乳酸菌类微生态制剂 首要有嗜酸乳杆菌、双歧乳杆菌和粪链球菌等，是一种可分化糖类发作乳酸的革兰氏阳性菌，厌氧或兼性厌氧成长。乳酸菌在坚持消化道的正常微生物群系的稳定性方面起着决定性的效果，缺陷是大多数乳酸菌的耐热才干比较差，易致使商质量量不稳定，进而影响饲喂效果。据报导，乳酸菌不耐高温，经 80℃ 处置 5min，将丢失 70%～80%；但耐酸，在 pH 3.0～4.5 时仍可成长，对胃中的酸性环境有必定耐受性。在动物体内经过生物拮抗下降pH，阻碍和按捺致病菌的侵入和定植；降解氨、吲哚及粪臭素等有害物质，坚持肠道中正常的生态平衡；活菌体和其代谢商品中富含较高的超氧化物歧化酶(SOD)，能消除氧自由基的晦气效果，增强体液免疫和细胞免疫。研讨发现，乳酸菌在鱼体肠道定植，可反抗革兰氏阴性致病菌，增强抗感染才干，增加肠黏膜的免疫调节活性，推进成长。乳酸菌可用于哺乳和断乳期动物的饲猜中。

1.1.2 芽孢杆菌类微生态制剂 首要有地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、东瀛芽孢杆菌等，是一类好氧菌。在必定条件下发作芽孢，因为芽孢的特别布局使芽孢杆菌对枯燥、高温高压、氧化、强酸强碱、揉捏等不良环境的反抗力很强，商品稳定性高，并且具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性，在肠道发芽成长具有多种有用的酶促效应。

1.1.3 酵母类微生态制剂 首要有啤酒酵母、产朊假丝酵母、酿酒酵母、赤色酵母等，酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶，具有增强动物免疫力，增加饲料适口性，推进动物对饲料的消化吸收才干等功用，可进步动物对磷的运用率，能够用来发酵出产饲用单细胞蛋白。

1.1.4 光合细菌类微生态制剂 是一类有光合效果才干的异养微生物，首要运用小分子有机物组成本身成长繁衍所需求的各种养分，富含蛋白质、B族维生素、辅酶Q、抗活性病毒因子等多种生物活性物质及类胡萝卜素、西红柿红素等天然色素。光合细菌菌体蛋白中多种必需氨基酸的含量高于酵母菌。光合细菌在改进水体环境，推进水产动物成长，改进色泽等方面有杰出的效果。

1.1.5 复合微生态制剂 比较较前四种由单一菌种组成的微生态制剂，复合微生态制剂是由多种菌依照必定份额复合制造而成，能习惯多种条件和宿主，具有防病看病、促成长、进步饲料转化率等多种功用。

1.2 按动物微生态制剂的用处分类，首要分为以下三类：

1.2.1 微生态医治剂 首要由乳酸菌、双歧杆菌等种、属菌株组成，具有很强地调整消化道内环境和微生物区系平衡的效果，首要用于避免和医治消化机能失调和消化道感染。

1.2.2 微生态促成长剂 首要由真菌、酵母、芽孢杆菌等具有很强消化才干的种、属菌株组成，在消化道中能发作多种消化酶、丰厚的B族维生素、维生素K、不知道成长因子和菌体蛋白等，可起到辅佐消化、推进成长的效果。

1.2.3 微生态多功用剂 由多种、属菌株合作而成，具有必定整肠保健、防治疾病效果，又有较好的辅佐消化、推进成长等效果。

1.3 依据微生态制剂的物质组成，可分为益生素、益生元及合生元。

1.3.1 益生素 是指改进宿主微生态平衡而发扬有利效果，到达进步宿主安康水平缓安康状况的活菌制剂及其代谢商品。益生素在动物肠道内经过本身成长繁衍按捺有害细菌的成长，增强非特异性免疫功用，到达防治疾病、推进成长和进步饲料酬劳的意图。

1.3.2 益生元又名化学益生素 是一种不能被宿主消化吸收，也不能被肠道有害菌运用，只能被有利微生物挑选性吸收运用或能推进有利菌的活性（或繁衍）的一类化学物质。它能挑选性推进肠内有利菌群的活性或成长繁衍，起到增进宿主安康和推进成长的效果。

1.3.3 合生元 是益生菌和益生元按必定份额联系的生物制剂，能一起发扬二者的一起效果。合生元布局合理，效果愈加优胜，变成微生态制剂开发的首要方向。

2 动物微生态制剂的效果机理

微生态制剂进入肠道后会与其间的正常菌群彼此效果，发作共生、栖生、竞赛或吞噬等杂乱联系，因而，效果机理适当杂乱。当前以为其效果机理首要有以下几点：

2.1 优势种群效果 正常微生物与动物和环境之间所构成的微生态系统中，优势种群对整个微生物群起决定效果，一旦失去了优势种群，则原微生态平衡失调，原有优势种群发作替换。正常状况下，动物肠道内需氧菌及兼性厌氧菌只占1%，优势种群为厌氧菌占99% 以上， 其间首要是拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、消化杆菌、优杆菌等。如该优势种群发作替换，

上述专性厌氧菌显着削减，而需氧菌和兼性厌氧菌显着增加，此刻运用微生态制剂，有利于厌氧菌的成长，按捺需氧菌和兼性厌氧菌的繁衍，康复微生态平衡，拟杆菌、双歧杆菌等优势种群逐步增加至康复正常，而需氧菌和兼性厌氧菌等逐步下降至坚持原有状况，到达防治疾病的意图。

2.2 生物夺氧效果 动物肠道内的有利菌为厌氧菌，若氧气含量升高，则致使需氧菌和兼性厌氧菌的很多繁衍，晦气于坚持微生态平衡。很多研讨标明，一些需氧菌微生物制剂，特别是芽孢杆菌能耗费肠道内的氧气，构成厌氧环境，有助于厌氧微生物的成长，然后使失调的菌群平衡调整康复到正常状况，到达看病促成长之意图。

2.3 生物拮抗效果 有利微生物在体内对病原微生物有生物拮抗效果，可竞赛性按捺病原微生物粘附到肠粘膜上皮细胞上，同病原微生物抢夺有限的养分物质和生态位点，并将其驱除定植地址，然后晦气于病原微生物的成长繁衍。

2.4 增强机体的免疫功用 研讨标明，乳酸杆菌以某种免疫调节因子的方式起效果，影响肠道某种部分型免疫反响，进步机体抗体水平或巨噬细胞的活性，增强机体免疫功用；芽孢杆菌能推进肠道有关淋巴安排，使之处于高度反响的“预备状况”，一起使免疫器官的发育增快，免疫系统的老练度快而早，T、B淋巴细胞的数量增多使动物的体液和细胞免疫水平进步，增强机体抗病才干。益生菌能够影响动物发作干扰素，进步免疫球蛋白浓度和巨噬细胞活性，增强机体体液和细胞免疫功用，避免疾病的发作。

2.5 发作有利代谢商品及抗菌物质 有利微生物特别是乳酸菌进入肠道后发作乳酸，芽孢杆菌进入动物肠道能够发作乙酸、丙酸和丁酸等挥发性脂肪酸，下降肠道pH值，按捺致病菌的成长，激活酸性蛋白酶活性。对重生畜禽有利的某些乳酸杆菌、链球菌、芽孢杆菌等，在代谢进程中可发作一些抗菌物质如嗜酸菌素、乳糖菌素、杆菌肽、伊短菌素等，可按捺病原菌在肠道内成长繁衍。

2.6 组成酶类及养分物质 有利微生物在体内可发作各种消化酶，然后进步饲料转化率。芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性，可降解饲猜中的某些抗养分因子，进步饲料转化率可达8% 以上；推进成长有利微生物在肠道内成长繁衍，发作各种养分物质如维生素、氨基酸、不知道促成长因子等，参加机体的推陈出新，推进动物成长。

2.7 避免发作有害物质，改进机体环境 当机体内微生态平衡失调时，大肠杆菌份额增高，分化蛋白质发作氨、胺、细菌毒素等有毒物质，微生态制剂可显着下降大肠杆菌、沙门氏菌数量，按捺病原菌，然后康复微生态平衡。某些有利微生物如芽孢杆菌，在肠道内可发作氨基氧化酶及分化硫化物的酶类，然后下降血液及粪便中氨、吲哚等有害气体浓度，改进机体内的环境。

3 微生态制剂在饲养业中的运用

3.1 在鸡方面的运用 对鸡运用微生态制剂后，能够进步鸡的出产功用、饲料转化率，改进禽舍环境，削减环境污染，进步免疫力，下降逝世率。吕景旭等(1998)用益生素（含蜡样芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌）饲喂肉仔鸡，在0～3周龄，实验组日增重比对照组高4.9%； 在4～7周龄日增重比对照组高2.58%。井冈等(2003)在商品蛋鸡中增加微生态制剂，成果实验组蛋鸡产蛋比对照组进步了5.35%，料蛋比进步了9.52%，均匀蛋重进步了2.95%，死淘率下降了68.18% 。罗世明等(1989)从正常雏鸡群中别离到了3株雏鸡乳杆菌，用它和酵母菌混合制成菌剂，能够显着地进步日增重和饲料转化率，并对白痢的防治效果显着。

3.2 在猪方面的运用 在猪的日粮或饮水中增加微生态制剂能够进步日增重、饲料转化率，推进成长发育，防治仔猪下痢和进步仔猪成活率，进步饲养效益。朱万宝等(1994)将首要含蜡状芽孢杆菌、粪链球菌等4种的复合益生菌剂参加断奶仔猪饲料，成果标明用复合益生菌剂的实验组可削减饲料耗费，进步增重及削减药物开支，每头猪直接增加经济效益5.96元。 李强等(2003)在断奶仔猪日粮中增加0.5%的微生态制剂，与对照组比较，日增重进步了11.4%，拉肚子率下降了15%。杨林等(2003) 研讨标明，微生态制剂能不一样程度地进步仔猪的均匀日增重，显着下降仔猪的拉肚子率(P<0.05)。

3.3 在反刍动物方面的运用 微生态制剂能够改进反刍动物瘤胃发酵环境，进步饲料的消化和运用功率，进步反刍动物出产功用。王世荣等(2003)用由酵母菌、乳酸菌和芽孢杆菌复合菌组成的粉剂饲喂奶牛，实验组比对照组产奶量增加7.26%。岳寿松等(2003)在是非花奶牛实验组日粮中增加50g微生态制剂，实验组比同期对照组产奶量增加7.26%。那日苏等(2004)用酵母培育物对放牧补饲绵羊做对比实验，成果使日增重进步11.1%。

3.4 在水产饲养方面的运用 微生态制剂不只能够按捺水产病原微生物的成长和繁衍，进步饲养目标的抗病力，并且能运用水环境中过多的有机物组成菌体物质，然后下降环境中氨氮、亚硝酸氮、硫化氢等有害有毒物质的含量，增加溶氧的含量，净化水产动物生计环境。刘淇等(2003)用活菌生物净水剂进行的南美白对虾饲养实验成果标明：该微生态制剂商品显着进步对虾成活率，实验组均匀成活率为87.3%，而对照组为80.5% 。刘克琳等(2000)用有利芽孢杆菌投喂鲤鱼，实验成果标明对鲤鱼免疫器官的发育有必定的推进效果。张庆等(1999)每隔25天向罗非鱼饲养水体中增加以芽孢杆菌为主的微生物复合菌剂，此制剂能有用下降氨氮与亚硝酸盐的含量，坚持和营建杰出的水质条件，推进罗非鱼的成长。

4 动物微生态制剂存在的疑问

微生态制剂运用广泛，兼有摄生和维护功用，能起到“已病辅治、未病防病、无病保健”的重要效果。当前，对微生态制剂的开发和研讨，国外已进入高潮，并且构成强壮的工业，每年的收入适当可观。而中国的微生态制剂开展相对缓慢，较国外有很大距离。致使如此状况有以下几个缘由：

① 中国微生态制剂起步较晚，许多微生态制剂尚处在开发和实验傍边，没有投入到批量出产和实践运用傍边去，所以市场上老练的商品品种较少。

② 当前已确定在中国适合作微生态制剂的菌种品种太少，需要开发新的菌种，或运用现有分子生物学等办法改进现有菌种，使之具有新的特性。

③ 关于微生态制剂效果机制的研讨进展缓慢，关于各种畜禽肠道正常菌群的组成和彼此联系研讨不行明白，这都将减缓微生态制剂的开发和运用。

④ 微生态制剂的制造和加工技能手法落后单一，对微生态制剂出产的后处置期间手法缺乏，很难确保微生态制剂在与饲料混合进程中不被其他有害菌污染，无法确保微生态制剂的安全稳定性，其活性也易受外界环境要素的影响。

⑤ 饲猜中增加的抗生素对微生态饲料增加剂的杀灭和按捺效果。

⑥ 短少配套的运用推行办法，因为微生态制剂的运用有很严厉的需求，运用不当会致使微生态制剂的效果削弱或不见。没有专业的售后服务和征询办法相配套，给微生态制剂在中国的推行带来很大的艰难。

并且法令要素也对微生态制剂的开展有很大影响。假如国家严厉约束在饲猜中增加抗生素，将大大加强大家对微生态制剂的研制力度，加速中国微生态制剂工业的开展速度。就当前世界大环境的影响来看，要想确保中国肉、蛋及奶商品的出口，势必要改进药物残留过高的现状，制止饲猜中增加抗生素势在必行。

5 微生态制剂运用注意事项

5.1 菌种的挑选 动物消化道微生物具有多样性和特异性，不一样动物品种对菌种的需求也不一样。同一菌株用于不一样的动物，通常发作的效果区别较大。运用时必定要知道菌种的功用和效果，选用适宜的菌种，适于单胃动物的益生素所用菌株通常为乳酸菌、芽孢杆菌、酵母等，而适于反刍动物的是酵母菌。

5.2 运用时刻与目标 运用时刻要早，重生畜禽运用更佳，别的长时刻接连饲喂效果更抱负。 当动物处于安康、出产功用杰出时，增加芽孢杆菌并不能进一步进步动物的出产功用，而仅仅起到必定的保健效果，而当机体处于疾病，特别是发作胃肠道疾病时，增加芽孢杆菌能起到较好的医治效果，并改进动物的出产功用。动物的年纪、性别、品种也影响芽孢杆菌的效果效果。

5.3 剂量与浓度 有用的活菌数是影响效果效果的关键要素之一。商品中有必要富含适当数量的活菌数才干到达效果，但增加过量有时会拔苗助长，构成饲料成本上升。瑞典规则乳酸菌制剂活菌数要到达 2×1011个/g。德国专家以为仔猪饲猜中参加微生态制剂其含菌量应到达

0.2～0.5×107个/g饲料，育肥猪饲猜中参加每克含106个芽孢杆菌而乳杆菌数量不少于107个/g。中国在正式同意出产的制剂中，对含菌数量和用量也有规则，芽孢杆菌含量≥5×108个/g。

5.4 注意保留条件和保留时刻 微生态商品跟着保留时刻的延伸，活菌数量不断削减，其速度因菌种和保留条件而异。厌氧菌暴露在空气中很简单逝世，因而有的商品对其进行了包被处置，或许选用真空包装，所以在翻开包装后应在规则的时刻内用完。

5.5 与抗生素和抗球虫药物等的配伍 因为益生菌制剂是活菌，抗生素和化学组成的抗菌剂对其有杀灭效果，因而通常都制止与之灵敏的抗生素如磺胺类或化学类药物一起运用。别的有报导动物在用抗生素医治疾病后，用益生菌制剂疾速康复胃肠道功用效果很显着。

6 微生态制剂的开展趋势及运用远景

当前对动物微生态制剂的效果机理知道得还不非常明白，大多数研讨还停留在运用效果水平上，基础理论方面的研讨还远远不行。动物微生态学应与动物养分学和避免医学亲近联系，运用生物技能手法开宣布高出产功用的菌种，来进步微生态制剂的饲喂效果，推进职业开展。

往后开发研讨微生态制剂的开展趋势是：

① 从国外开发和运用效果来看，将芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌及光合菌等多种菌复合制造，制造构成复合菌制剂是微生态制剂开展的一种趋势。复合酶制剂通常都有协同效果，较单一菌株的效果效果要非常好。

② 将微生态制剂与分子生物学相联系，运用基因工程技能定向改造有利菌株，将意图基因(蛋氨酸基因、赖氨酸基因、植酸酶基因、蛋白酶基因、淀粉酶基因及抗原基因等)转到芽孢杆菌中，进行高效表达，使其具有耐酸、耐热及在动物体内可长时间生计等特性；对于某种动物某个期间，研讨专用微生态制剂，以确保其运用效果；

③ 将微生态范畴与药学相联系，取得具有多重耐药的新菌株，一起这种耐药性不会经过细菌质粒传播到正常的肠道菌群中。

④ 工业与生物技能相联系，寻觅高功率、高立体挑选性及条件温文的寡糖组成办法，探究新式糖端基离去基、新的寡糖组成战略及新式维护基的运用。

⑤ 加强益生菌、益生元、抗生素、酶制剂的协同效果与效果机理的研讨；经过基因工程手法取得基因工程益生菌，出产出能永久性定居在肠道的益生菌和多功用性微生态制剂。

⑥ 深入研讨微生态制剂对畜禽免疫功用的影响及其效果机制。

⑦ 走将动植物微生态制剂相联系的路径。比方依托微生态制剂的喷洒，在盐碱地上栽培牧草类前锋植物，微生态制剂可进步牧草的耐盐性和牧草质量，在此基础上放牧，构成微生物、动物、植物及自然环境间相辅相承的调和生态圈。

跟着分子生物学的开展，基因工程、微囊技能、缓释技能等新技能的运用，微生态制剂在畜牧水产饲养业中将会有愈加宽广的运用远景。