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青岛农业大学

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2012 年10 月15 日

反刍动物微生态制剂的研究进展

摘要：微生态制剂是由活体微牛物制成的生物活性制剂，它能促进动物消化道内微生态平衡的建立，提高机体对饲料的消化吸收效率和自身抗病能力，达到防治疾病和促进生长的双重作用。主要对微生态制剂的种类、作用以及对反刍动物生产性能的影响应等方面进行了阐述，并提出了微生态制剂的应用前景。

关键词:反刍动物;微生态制剂;研究进展

微生态制剂是在微生态理论指导下,将从动物体内分离得到的有益微生物通过特殊工艺制成的只含活菌或者包含菌体及其代谢产物的活菌制剂。1965年Lilly和Stillewll最早将微生态制剂描述为微生物产生的促生长物质。1989年Fuller把微生态制剂定义为一种能够促进肠道内微生物平衡，对宿主产生有益作用的活的微生物添加剂。我国微生态制剂的研究起步于20世纪70年代。目前微生态制剂已被应用于农业、饲料、医药保健和食品等各个领域。

一．微生态制剂的分类

(一)按微生态制剂的物质组成分

它包括益生菌、益生元、合生元。

益生菌(Probiotics), 1965 年，LillyDM 首次提出, 益生菌是指对动物肠道菌群平衡有益的促进物质或微生物。1989 年, FullerR 将其修改为：益生菌是补充喂养活的微生物，而且可通过改善肠道菌群的平衡，对宿主动物产生良好的健康效应。SchaasmaG 定义，益生菌是摄入的一定数量的活体微生物。

益生元(probiotics)是指“不消化的食物成分，并且这些成分可通过选择刺激一个或几个结肠生理性细菌的增值和活性，对宿主产生有益的健康效应”。另一种说法是“不被机体小肠内的消化酶类所消化，但可被结肠内的生理细菌所利用，并促进其生长且对机体无害的物质”。

合生元(synbiotics)为益生菌和益生元结合的生物制剂，特点是可同时发挥益

生菌和益生元的作用。

（二）按微生物种类划分

按微生物种类划分可以分为乳酸菌制剂、芽孢杆菌制剂、酵母类制剂和复合微生态制剂四种。

乳酸菌类微生态制剂此类菌属是动物肠道中的正常微生物。目前应用的主要有植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、粪链球菌等。该类制剂因为都是厌氧菌,活菌存活率低,由于生产技术、工艺水平所限,在产品贮存、运输和再加工过程中,极易受干燥、高温、高压、氧化等不良环境的影响,造成活菌数下降,导致产品贮存期短、质量不稳定,进而影响了饲喂效果。

芽孢杆菌类微生态制剂此类菌属在动物肠道微生物群落中仅零星存在。芽孢杆菌对干燥、高温、高压、氧化等不良环境的抵抗力很强,产品稳定性高,在肠道发芽生长具有多种有效的酶促效应。目前应用的主要以枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌及蜡样芽孢杆菌等为主。

酵母微生态制剂与芽孢杆菌属一样,亦是零星存在于动物肠道微生物群落中。主要以啤酒酵母、产朊假丝酵母等为主。此类制剂抵抗力及稳定性和乳酸菌类制剂相似,因而也影响了饲喂效果。

复合微生态制剂由多种菌复合配制而成,能适应多种条件和宿主,具有促进生长、提高饲料转化率等多种功能。如宝利来公司生产的益生素系列产品,就是由芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌及光合菌等多种菌复合配制而成的制剂。目前的发展趋势是研制复合菌制剂。

（三）按微生态制剂的用途和作用机制划分

按微生态制剂的朋途和作用机制划分，可分为两类，一类是微生态饲料添加剂，对提高饲料转化率，促进畜禽生长有直接的推动作用，同时可防治疾病；一类是微生态药物，可直接防治疾病从而间接提高饲料转化率，促进畜禽生长。

二．微生态制剂的作用

微生态制剂进入肠道内,与微生态环境中的近400种正常菌群会合,呈现出共生,共栖,竞争及吞噬等复杂关系，主要通过调整动物胃肠道内的微生态平衡,增强免疫力及提高饲料营养水平等发挥作用。

（一）保持胃肠道微生态平衡

反刍动物正常微生物在其体内所构成的微生态系统中,优势菌群对整个微生物群起决定作用,一旦原有优势菌群数量减少,则会使微生态平衡失调,微生物优势种群更替,便会导致生产性能降低和机体免疫机能下降。微生态制剂作为动物肠道的优势菌群可弥补正常菌群的数量,抑制病原微生物的生长繁殖,恢复胃肠道菌群平衡。

（二）促进肠道优势菌群形成, 增强免疫机能

健康的反刍动物体内及体表经常有一层微生物或微牛物层存在，这层的微生物群处于平衡状态。这层微生物中有一部分生物肇大或种群密集度的细菌。在很大程度上影响着褴个菌群的功能，并对宿主的生理、病理具有重要意义的菌群，称为优势菌群。正常情况下,动物肠道内优势种群为厌氧菌占99%以上,而需氧菌及兼性厌氧菌只占1%,其中主要是拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、消化杆菌、优杆菌等。如该优势种群发生更替,上述专性厌氧菌显著减少,而需氧菌和兼性厌氧菌显著增加,此时使用微生态制剂,有利于厌氧菌的生长,抑制需氧菌和兼性厌氧菌的繁殖,恢复微生态平衡,拟杆菌、双歧杆菌等优势种群逐渐增加恢复正常,而需氧菌和兼性厌氧菌等逐渐降低保持原有状态,达到防治疾病的目的。有些活菌可作为免疫复活剂,刺激胃肠非特异性局部免疫,提高免疫球蛋白的浓度和巨噬细胞吞噬病菌的活性,增强动物免疫力。例如饲喂干酪乳杆菌后仔猪血液中自细胞、嗜中性细胞数最湿著增加，进而增强机体的免疫功能。乳酸菌如嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌均有显著的免疫调节作用。

（三）生物拮抗

研究表明：益生茵通过空间竞争、营养竞争或代谢产生抗生素、有机酸等物质，有效抑制病原菌、腐败菌在消化道的粘附，预防肠道疾病的发生，减少胺、氨、细菌毒素、氧自由基等有毒物质合成，最终改善机体健康状况。有资料表明，乳杆菌对产气荚膜梭菌具有拮抗作用，如Lamylovorus S6菌株的细胞培养上清液和新霉素、四环素及土霉素等抗生素一样，对产气荚膜梭菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌及迟钝爱德华菌等致病菌具有较强的抑制作用.

（四）促营养作用

反刍动物添加芽孢杆菌等有益微生物能产生水解酶、发酵酶等,黑曲霉能产生淀粉酶、蛋白酶和果胶酶等,利于饲料中蛋白质、脂肪、纤维素和半纤维素的分解。米曲霉能产生植酸酶,使磷从植酸和植酸盐中释放出来被动物吸收利用,同时提高钙、镁、锌、铜的吸收率.。有些有益菌能够合成多种B族维生素和未知促生长因子，起到提高饲料营养价值，促进生长和提高生产性能的作用。酵母菌、乳酸菌等为前胃内原虫提供了营养物质，原虫自溶后的虫体蛋白也为动物提供了生物价值较高的蛋白质。

（五）促进对氨的利用

国外学者Newbold的研究表明，酵母菌制剂可以降低瘤胃内氨的含量，其最主要的原因就是氨更多的转化成了菌体蛋白。Williams的研究也表明，当给绵羊饲喂酵母菌制剂时，由于菌体蛋白量合成增加，使十二指肠的流入量和吸收率均有所提高。饲用微生态制剂可直接刺激瘤胃内有益微生物合成菌体蛋白，改变微生物蛋白的氨基酸组成，以达到直接降低瘤胃中氨浓度的目的。

（六）提高对粗纤维的利用率

瘤胃纤维分解菌容易受到瘤胃内环境变化的影响，如pH值低下或氮源不足都会抑制其活性，降低对纤维的分解速度。酵母菌及其培养物可显著刺激瘤胃中

纤维分解菌群和乳酸利用菌的增殖，减缓采食后瘤胃内pH值的降低，保持瘤胃内环境稳定，这对促进瘤胃内纤维分解有非常重要的意义。米曲霉、黑曲霉等能产生纤维素酶，有利于反刍动物对纤维素的消化和吸收利用。曲霉菌能透过植物的表皮角质层，破坏纤维素结构的完整性,使其更有效的被消化，特别是在粗饲料成分较多的情况下[3]。Siev-ery等也报道,真菌类微生态制剂本身具有破坏纤维结构的完整性提高纤维素利用率的作用.

三．加饲用微生物剂对反刍动物的影响

（一）促进增重，提高育肥性能

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，结果表明，试验组比对照组产奶量增加7.26%，奶比重增加0.048%。很多研究表明，在育肥期日粮中加人黑曲霉制品，提高增重8.8％，改善饲料效率10.4％。蔡一鸣等研究发现，反刍动物饲用微生态制剂可以促进肠道内有益细菌的大量繁殖。使其合成大量菌体蛋白，芽孢杆菌所产生的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等促进动物对营养物质进行分解，提高饲料转化率，加快增重速度。

（二）提高产奶量及乳品质量

国内外大量的研究表明，在奶牛饲粮中添加微生态制剂一般均以提高奶牛产奶培，同时还提高乳品质量。岳寿松等(2003)在黑白花奶牛试验组日粮中添加50 g微生态制剂,结果表明,结束试验时比预试期产奶量增加10.30%,奶比重增加0.029%；试验组比同期对照组产奶量增加7.26%，奶比重增加0.048%。张克梅等对60头泌乳前期奶牛饲喂50 d微生态制剂，试验结果表明可以提高日产奶鼍1.76 kg。杜忍让等用益生素饲喂奶牛可使产奶量提高8.24％，乳脂率增加0.2％. 张建文等用菌种发酵精料饲喂荷斯坦奶牛，结果表明最高可提高产奶量16.76％。

(三)提高反刍动物的免疫力，增强抗病能力

通过给幼龄反刍动物饲喂微生态制剂可以不断增强其抗病能力。益生菌能够

通过竞争机理在肠道内定殖，从而刺激肠道淋巴细胞发挥免疫保护作用。朱曲波等(2004)在奶牛日粮中添加微生物活性制剂,结果发现微生态制剂对牛奶中体细胞降低具有一定的作用。王美秀的试验研究表明，微生态制剂可以降低奶牛中的体细胞。因此微生态制剂有可能用于防治奶牛隐性乳房炎。徐耀基等用微生态制剂治疗奶牛子宫内膜炎取得了显著的疗效。

（四）促进新生反刍动物瘤胃发育、提前断奶

瘤胃的发育对幼犊迅速适应同体饲料十分重要。乳酸菌可改变幼犊瘤胃功能。酵母培养物对幼龄反刍动物的影响类似于对成年牛的影响。给幼犊添加米曲霉提取物，能提早断奶。提高瘤胃活力。在食料中使用的微生态制剂主要是乳酸杆菌，乳酸杆菌可改变幼龄反刍动物的瘤胃功能。给黑白花犊牛饲喂含乳酸杆菌的发酵乳30 d，其反刍时间显著加长。犊牛添加米曲霉提取物，能提早断奶，提高瘤胃微生物活力。

四．微生态制剂的应用前景及发展趋势

目前动物微生态制剂的发展主要停留在使用效果上，对动物微生态制剂的作用机理了解得还不十分清楚，应将动物微生态学、动物营养学和预防医学密切结合,使基础理论方面的研究更加深入。利用转基因手段将目的基因(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，从而提高反刍动物对饲料营养成分的消化吸收，提高对饲料转化率和生产性能。随着分子生物学的发展,基因工程、微囊工艺、缓释技术等新技术的应用,微生态制剂在反刍动物养殖业中应用前景更加广阔。

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