微生態(tài)制劑的作用機(jī)理及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

微生態(tài)制劑的作用機(jī)理及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用作者：穆巍1,閻宏1,李靜2,姜陽有3（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750021；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽110161；3.大連圣亞旅游控股股份有限公司，遼寧大連116023）微生態(tài)制劑是近些年發(fā)展起來的一種新型飼料添加劑，由于其具有無毒、無害、無殘留、無污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有防病治病，提高飼料利用率，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能等作用，而且克服了抗生素所產(chǎn)生的菌群失調(diào)、二重感染和耐藥性等缺點(diǎn)［1］，所以越來越受到重視。1微生態(tài)制劑的研究概況1965年"Probiotics”一詞首先被Lilley和Stillwell使用，將其定義為”由一種微生物分泌刺激另一種微生物生長的物質(zhì)”。現(xiàn)在廣泛的觀點(diǎn)認(rèn)為微生態(tài)制劑指的是在微生態(tài)理論指導(dǎo)下，利用已知的對宿主有益的活的正常微生物，經(jīng)培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥等特殊工藝制成的生物制劑，以達(dá)到調(diào)整體內(nèi)微生態(tài)平衡的保健目的［2］微生態(tài)制劑包括益生菌、益生元、合生素（元）［5］最早研究和應(yīng)用畜禽微生態(tài)制劑的歷史可以追溯到1947年，蒙哈德（Mollgoard）首先發(fā)現(xiàn)使用乳酸菌飼喂仔豬可有效的增加仔豬的體重并改善仔豬的身體健康［3］我國對微生態(tài)制劑的研究始于20世紀(jì)70年代，但直到最近幾年才在生產(chǎn)中應(yīng)用。1992年我國成立了中國動(dòng)物微生態(tài)制劑學(xué)會(huì)，并把微生態(tài)制劑及其應(yīng)用技術(shù)列入國家”八五”科技攻關(guān)課題，推動(dòng)了微生態(tài)制劑的應(yīng)用研究［4］2微生態(tài)制劑的作用機(jī)理微生態(tài)制劑進(jìn)入體內(nèi)主要通過一些物質(zhì)的生成和對腸道微生物區(qū)系的改變而發(fā)揮作用，其作用機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，而且在理論上的研究進(jìn)展還比較慢，目前主要有以下幾個(gè)理論和假說。2.1微生物優(yōu)勢種群理論［6,7］正常動(dòng)物腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡時(shí)，有益微生物占絕對優(yōu)勢，對整個(gè)種群起控制作用。一旦該優(yōu)勢種群受到破壞，失去這種優(yōu)勢，就會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物微生態(tài)失衡，致使動(dòng)物發(fā)病。微生態(tài)制劑的使用，可以補(bǔ)充或恢復(fù)優(yōu)勢種群，使失調(diào)的腸道微生態(tài)重新達(dá)到平衡，從而使動(dòng)物健康得到恢復(fù)。2.2生物屏障理論又稱生物拮抗理論［3］，也稱嵌合作用［8］。正常微生物群構(gòu)成機(jī)體的防御屏障，其中包括生物學(xué)屏障和化學(xué)屏障［9］，微生態(tài)群有序地定植于黏膜、皮膚等的表面或細(xì)胞間形成的生物膜樣結(jié)構(gòu)上，形成一層生物膜，封閉了致病菌的侵入門戶［10］，起著占位爭奪營養(yǎng)、互利互生等生物共生或拮抗作用。2.3生物奪氧理論微生態(tài)制劑中有益的耗氧微生物在生物體內(nèi)定植，消耗環(huán)境內(nèi)的氧氣，可降低局部氧分子的濃度，有利于專性厭氧菌的定植和生長繁殖，而需氧與兼性厭氧菌下降，使腸道微生態(tài)平衡恢復(fù)正常，以達(dá)到治病的目的。有些微生態(tài)制劑含有蠟樣芽抱桿菌和枯草桿菌等需氧芽抱桿菌，這些菌不是正常菌群的主要成員，在腸道不能長期定植，但能迅速消耗氧，使pH迅速降低，從而有利于雙歧桿菌與乳酸桿菌的生長［11］。2.4”三流循環(huán)”假說三流循環(huán)即基因流、能量流和物質(zhì)流的循環(huán)。微生物制劑可以成為非特異性免疫調(diào)節(jié)因子，增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬能力和體液細(xì)胞產(chǎn)生抗體的能力。此外，還可以抑制腐敗微生物的過度生長和毒性物質(zhì)的產(chǎn)生，促進(jìn)腸蠕動(dòng)，維持黏膜結(jié)構(gòu)的完整，從而保證了微生態(tài)系統(tǒng)中的基因流、能量流和物質(zhì)流的正常轉(zhuǎn)運(yùn)。其主要途徑如下。2.4.1增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，抵御感染正常菌群對刺激免疫器官的形成具有重要意義，研究發(fā)現(xiàn)無菌動(dòng)物的淋巴組織發(fā)育不全，淋巴細(xì)胞功能低下，漿細(xì)胞形成受阻，免疫記憶時(shí)間縮短［14］。微生態(tài)制劑可作為非特異免疫調(diào)節(jié)因子，通過細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激宿主免疫細(xì)胞，使其激活，能有效地提高抗體免疫力和巨噬細(xì)胞的活性。激發(fā)機(jī)體體液免疫和細(xì)胞免疫，增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗病力［2］。2.4.2產(chǎn)生有益的代謝產(chǎn)物①產(chǎn)生各種酶類。Hotten（1998）報(bào)道，有益微生物可以在體內(nèi)產(chǎn)生多種消化酶［19］，它們在消化過程中與體內(nèi)的酶起到協(xié)同作用，有利于降解飼料中的蛋白質(zhì)、脂肪和復(fù)雜的碳水化合物，提高飼料的轉(zhuǎn)化率。②合成營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)生長。有益微生物在腸道內(nèi)生長繁殖能夠產(chǎn)生各種營養(yǎng)物質(zhì)，如維生素、氨基酸、未知促生長因子等，參與機(jī)體的新陳代謝，促進(jìn)動(dòng)物生長21］。③降低腸道pH。有益微生物尤其是乳酸菌進(jìn)入腸道后產(chǎn)生乳酸，芽抱桿菌進(jìn)入動(dòng)物腸道能夠產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，降低腸道pH值［20］，抑制致病菌的生長，激活酸性蛋白酶活性，也有利于礦物質(zhì)元素鈣、磷、鐵及維生素）的吸收與利用。但Sogard（1990）指出對成熟的家畜腸道中pH改變的重要意義尚不明顯，只對新生仔畜效果顯著。④減少有害物質(zhì)產(chǎn)生，改善環(huán)境衛(wèi)生。有些有益微生物產(chǎn)生的物質(zhì)可以中和致病菌產(chǎn)生的腸毒素。某些有益微生物（芽抱桿菌）在腸道內(nèi)可產(chǎn)生氨基酸氧化酶及分解硫化物的酶類，從而降低血液及糞便中氨、吲哚等有害氣體濃度［22］，減輕糞便的臭氣。同時(shí)有害物質(zhì)的減少可維持腸上皮細(xì)胞處于較好的吸收狀態(tài)，并降低腸上皮細(xì)胞的更新率，降低了動(dòng)物的維持需要。3動(dòng)物微生態(tài)制劑在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用3.1豬在豬飼料中添加微生態(tài)制劑可提高豬的生長速度，改善飼料利用率、防治疾病、提高仔豬成活率以及防止仔豬腹瀉［21］。朱萬寶等（1999）利用蠟狀芽抱桿菌、糞鏈球菌等4株菌制成復(fù)合微生態(tài)制劑飼喂35日齡的斷奶仔豬，飼喂20d，與對照組相比，仔豬腹瀉減少，增重提高19.6%，節(jié)約飼料15.22%，每頭仔豬增加經(jīng)濟(jì)效益5.96元。Ped［24］報(bào)道枯草桿菌制劑可使生長豬增重提高6%-7%，飼料報(bào)酬提高3%-4%。何明倩、喬紹權(quán)、陳代文、羅安治、胡未一等(1989-1994)通過芽抱桿菌添加劑8701A通過1357頭哺乳仔豬試驗(yàn)，添加0.15%的用量效果最佳，日增重較對照組提高19.2%-22.8%，飼料利用率提高6.3%-23.5%［23］。3.2家禽大量研究表明，在禽飼料中添加微生態(tài)制劑能顯著提高畜禽的成活率，提高增重及飼料報(bào)酬增強(qiáng)消化酶活性，改善菌群平衡，增強(qiáng)機(jī)體抵抗力，降低死亡，減少糞臭味，改善產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品品質(zhì)，提高增重、飼料轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)蛋率。S.M.L.Kabir等(2004)在肉仔雞中添加微生態(tài)制劑，添加組產(chǎn)生的抗體顯著(P<0.01)高于對照組［16］。Inooka等(1985)用納豆芽抱菌飼喂1-27日齡白來航公雞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其脾臟T、B淋巴細(xì)胞的百分率顯著提高［17］。Wrren(1987)研究表明，乳酸桿菌可以通過某種免疫調(diào)節(jié)因子形式起作用，刺激腸道某種局部型免疫反應(yīng)［18］。蘇志勇等(1999)將動(dòng)物微生態(tài)制劑加入30周齡的蛋雞飼料中，結(jié)果表明，微生態(tài)制劑能明顯提高產(chǎn)蛋率和飼料轉(zhuǎn)化率，蛋的品質(zhì)無差異，且能提高每只雞的經(jīng)濟(jì)效益［11］。牛鐘相(2000)用雙歧桿菌等飼喂蛋雞，產(chǎn)蛋率提高12.2%，飼料轉(zhuǎn)化率提高10.4%［23］。3.3反芻動(dòng)物真菌如酵母菌、曲霉菌等添加在反芻動(dòng)物飼料中，可以改變瘤胃的發(fā)酵形式，提高消化道尤其是瘤胃微生物的活性?？梢院铣删S生素、酵母和霉菌等微生物，促進(jìn)瘤胃菌體蛋白合成，這些營養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)了反芻動(dòng)物生長發(fā)育。微生態(tài)制劑還可防治羔羊痢疾、犢牛下痢、成年牛羊的胃腸膨氣［2］。Kelims和Lyens分別用美國Alltech生物技術(shù)中心生產(chǎn)的米曲霉培養(yǎng)物和釀酒酵母培養(yǎng)物進(jìn)行乳牛試驗(yàn)，結(jié)果表明，在150d的泌乳期中，兩種飼料添加劑分別提高奶產(chǎn)量3.1kg和3.2kg［11］。張力軍等(1995)利用四川農(nóng)大生產(chǎn)的豬用8701微生物添加劑飼喂奶牛，按每千克體重50mg計(jì)算，每天飼喂1次，連續(xù)30d。結(jié)果是試驗(yàn)組比對照組日均產(chǎn)奶量增加5.17kg，提高16.81%［23］。應(yīng)用在犢牛日糧中使用微生態(tài)制劑可使日增重提高5.3%，飼料利用率提高5.2%，犢牛腹瀉發(fā)病率由82%降低為35%，死亡率由10.2%降低為2.8%，發(fā)病也較輕。用乳酸桿菌微生態(tài)制劑飼喂奶牛，產(chǎn)奶量提高26%，乳脂率上升0.03%［25］。4微生態(tài)制劑的應(yīng)用前景及發(fā)展趨勢微生態(tài)制劑是無毒、無污染的環(huán)保產(chǎn)品，已廣泛應(yīng)用于畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中。早在1981年，魏曦教授就指出”抗生素之后的時(shí)代將是微生態(tài)制劑的時(shí)代”［26］。微生態(tài)制劑發(fā)展趨勢主要涉及如下幾方面。4.1復(fù)合菌制劑從國外開發(fā)和使用效果來看，復(fù)合菌制劑較單一菌株的作用效果要更好。復(fù)合菌制劑一般都具有協(xié)同作用，因此呈現(xiàn)出由單一菌株微生態(tài)制劑向復(fù)合微生態(tài)制劑發(fā)展的趨勢。4.2高穩(wěn)定性制劑微生態(tài)制劑生產(chǎn)菌株的穩(wěn)定性一直是一大難題，以休眠體形式代替活菌形式投入到飼料中飼喂動(dòng)物是值得探討的問題。再利用基因工程技術(shù)，使休眠態(tài)的微生態(tài)制