■邱　權(quán)　詹志春　周　櫻　凌華云

（武漢新華揚生物股份有限公司，湖北武漢430000）

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飼料中微生態(tài)制劑應(yīng)用研究

■邱權(quán)詹志春周櫻凌華云

（武漢新華揚生物股份有限公司，湖北武漢430000）

摘要：微生態(tài)制劑作為一種綠色、安全、環(huán)境友好的飼料添加劑，在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中得到了深入的研究和廣泛的推廣。文章簡單介紹了微生態(tài)制劑的研究現(xiàn)狀，重點闡述了目前微生態(tài)制劑的作用機理和應(yīng)用前景及未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：微生態(tài)制劑；作用機理；應(yīng)用前景；發(fā)展趨勢

1　微生態(tài)制劑的發(fā)展

早在1974年，蒙哈德利用仔豬實驗證實了乳酸菌在日糧中的添加促進了仔豬的生長。但微生物制劑的發(fā)展還是經(jīng)歷了一段相當(dāng)長的沉寂才開始重新進入人們的視野。作為無殘留的天然飼料添加劑，微生態(tài)制劑可以很好地代替抗生素及抗菌類等藥物，生產(chǎn)出無公害、綠色的動物食品[3-4]。美國最早從20世紀(jì)70年代開始將微生物應(yīng)用到畜禽養(yǎng)殖。20世紀(jì)80年代中期開始，微生物在全世界范圍內(nèi)尤其是歐洲和亞洲等發(fā)達國家中得到了大力的推廣和深入的研究。我國從20世紀(jì)70年代開始微生態(tài)制劑的研究。近幾年也有許多的產(chǎn)品開始投放到市場中應(yīng)用，并取得了一定的表現(xiàn)和效果。從1974年的最早發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在的研究和推廣，積累了大量的理論和實際經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，也證明微生態(tài)制劑是一個具有廣闊發(fā)展前景的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)[5]。

微生態(tài)制劑作為一種新型的、公認(rèn)的無公害綠色非營養(yǎng)性飼料添加劑[6]。最早是由Lilley和Stillwell兩位共同提出的“Pobiotics”概念，因此，在相當(dāng)一段時間內(nèi)，微生態(tài)制劑被習(xí)慣地稱作為益生素、益菌素等。現(xiàn)在，微生態(tài)制劑是指在微生態(tài)學(xué)理論的指導(dǎo)下，通過生物技術(shù)手段獲得的對養(yǎng)殖動物有益的一種制劑[7]。

按照物質(zhì)組成成分，微生態(tài)制劑的種類主要包括益生菌、益生元、合生元[8]。美國食品與藥物管理局（FDA）和美國飼料控制官員協(xié)會在1989年公布了42種可以直接飼喂且一般認(rèn)為是安全的微生物菌種。目前歐洲市場上銷售的益生素品種也超過了50種。我國農(nóng)業(yè)部也公布了12種飼料級微生物添加劑。雖然各國的研究和應(yīng)用不盡相同，但現(xiàn)在大都是集中于芽孢桿菌屬、乳酸桿菌屬、酵母菌屬的開發(fā)和研究。這類微生物一般來說具有一些共同的特征，它們一般具有很強的生存能力，存活率高、穩(wěn)定性強，可以適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，一般認(rèn)為對人、動物是安全的，利于促進宿主的生長發(fā)育及提高抵抗力[9]。

2　作用機理

微生態(tài)制劑進入機體后，主要是定植于消化道，對動物免疫系統(tǒng)產(chǎn)生影響。它可以非特異性地激發(fā)機體的細(xì)胞免疫和體液免疫而產(chǎn)生抗體。同時，它可以提高飼料的轉(zhuǎn)化率，促進動物的生長[10]。但具體的作用機理相當(dāng)復(fù)雜，目前主要作用機理有以下幾種。

2.1微生物種群優(yōu)勢理論

動物腸道中的微生態(tài)在正常情況下是處于平衡狀態(tài)的。有益微生物在與有害微生物競爭中處于優(yōu)勢地位，并在動物的營養(yǎng)消化吸收和生長、免疫等生命活動中發(fā)揮著重要的作用。一旦腸道的微生態(tài)系統(tǒng)失去平衡，會使動物發(fā)生腹瀉等一系列的病灶癥狀。使用微生態(tài)制劑的目的就是要使動物腸道中的微生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到平衡狀態(tài)，從而促進動物的健康[11-12]。

本系統(tǒng)涉及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，是指一種基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的室內(nèi)微型健康環(huán)境監(jiān)測分析系統(tǒng)。系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對房間內(nèi)外的溫度、甲醛傳感器、PM2.510數(shù)據(jù)進行識別、記錄、存儲，并形成房間內(nèi)外環(huán)境數(shù)據(jù)分析報告和圖例，實時獲取居室環(huán)境情況。同時利用網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器集數(shù)據(jù)采集、匯集為一體，可以獨立記錄單點居室數(shù)據(jù)，也可做為匯聚層收集多個居室，跨區(qū)域居室的數(shù)據(jù)，有效了解城市不同區(qū)域環(huán)境情況，提供環(huán)境大數(shù)據(jù)分析參考依據(jù)。未來還可以利用家居設(shè)備設(shè)施的智能化實現(xiàn)進行實時管理居室環(huán)境。

2.2競爭排斥理論

微生物在正常情況下會穩(wěn)定地定植于細(xì)胞黏膜，形成一道天然的微生物屏障，阻止病原微生物的入侵，起著營養(yǎng)競爭、生存空間競爭或者拮抗作用。微生態(tài)制劑的添加，就是為了及時地補充和維護這道天然屏障的正常狀態(tài)，提高動物的免疫力，保護動物的健康[13-15]。

2.3生物奪氧學(xué)說

正常情況下，腸道內(nèi)的好養(yǎng)微生物比如芽孢桿菌，在其繁殖過程中會消耗腸道中的氧氣，這樣有利于厭氧菌或兼性厭氧菌的生長，保持微生態(tài)系統(tǒng)的平衡。另外使腸道的pH值下降，促進雙歧桿菌與乳酸桿菌等有益菌的生長，清除體內(nèi)自由基，達到治療和促進動物生長的作用。微生態(tài)制劑是通過不同微生物之間的相互作用，維持腸道微生態(tài)系統(tǒng)的平衡，達到治病和促進生產(chǎn)的效果[16-17]。

2.4增強機體免疫功能

微生態(tài)制劑可以作為非特異性的免疫調(diào)節(jié)因子來刺激細(xì)胞宿主免疫細(xì)胞，有助于增加巨噬細(xì)胞的活性及提高抗體免疫力。研究表明，平衡的腸道微生態(tài)環(huán)境有助于免疫器官的形成，失衡的微生態(tài)導(dǎo)致免疫器官的形成受阻，機體免疫力下降[2，17-18]。

2.5改善機體代謝

微生態(tài)制劑對于腸道微生態(tài)平衡有著十分重要的作用。一方面，有益菌群可以產(chǎn)生分解糖、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等物質(zhì)的消化酶，促進物質(zhì)的分解消化吸收，提高飼料的轉(zhuǎn)化率。另一方面，有益微生物可以分泌大量的微生物、氨基酸等促生長營養(yǎng)因子。有研究證實，雞腸道內(nèi)的微生物可以分泌大量B族維生素來加強雞對營養(yǎng)的吸收；同時，有益微生物在生長過程中可以產(chǎn)生大量的乳酸、丁酸等物質(zhì)，降低腸道pH值，抑制病原微生物的生長[12，19]。

3　微生態(tài)制劑的應(yīng)用

在國外，微生物最早以直接添加到飼料中被動物所飼用的方式在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中得到普遍應(yīng)用。目前，歐美包括亞洲等一些發(fā)達國家已經(jīng)形成了自己的微生態(tài)制劑工業(yè)規(guī)模。例如，美國每年全國的微生態(tài)制劑產(chǎn)品的使用量在8 000 t以上。日本每年產(chǎn)值在上億美元規(guī)模的微生態(tài)制劑企業(yè)數(shù)量達到幾十家。雖然國內(nèi)的研究起步相對較晚，近幾年才得到真正的推廣，但微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)還是呈現(xiàn)出了較高的發(fā)展速度和發(fā)展水平，生產(chǎn)規(guī)模也達到了萬噸的級別。許多的微生態(tài)制劑在實際應(yīng)用中也取得了很好的效果[4，17]。

3.1家禽方面的應(yīng)用

大量的研究證實，微生態(tài)制劑可以提高家禽自身的抗病能力和免疫力。Wrren在1987年就發(fā)現(xiàn)利用一些乳酸菌就能夠激活腸道中的一些免疫反應(yīng)。S.M.L.Kabir等在肉仔雞日糧中使用一定量的微生態(tài)制劑，能夠顯著提高肉仔雞的抗體數(shù)量[20]。雙歧桿菌可以通過抑制致病菌脫羧作用的方式，有效地降低動物糞便中氨（NH3)和硫化氫(H2S)等惡臭物質(zhì)的含量，提高飼料的轉(zhuǎn)化率，保護生態(tài)環(huán)境。雞場使用有效微生物群（EM, effective microorganisms）除氨率高達69.7%[3，21]。

3.2豬方面的應(yīng)用

大量的研究表明，微生態(tài)制劑可以提高仔豬的存活率，預(yù)防豬疾病的發(fā)生，提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進生長，提高養(yǎng)殖效益。有關(guān)研究表明，在生長豬日糧中添加一定量的芽孢桿菌能夠提高增重率以及降低餌料系數(shù)。芽孢桿菌、糞鏈球菌等4株菌復(fù)合的微生態(tài)制劑在連續(xù)使用20 d后，可以使35日齡的斷奶仔豬增重率提高、提高飼料回報率并減少疾病發(fā)生[5，22]。

3.3反芻動物中的應(yīng)用

微生態(tài)制劑在反芻動物中的使用能夠豐富瘤胃中益生菌的多樣性，增加微生物發(fā)酵的水平，改善發(fā)酵條件，提高反芻動物的生產(chǎn)性能。研究人員發(fā)現(xiàn)，使用美國Alltech生物技術(shù)中心的復(fù)合微生態(tài)制劑進行的乳牛試驗，在50 d的泌乳期中觀察到，奶產(chǎn)量分別提高3.1 kg和3.2 kg[12，16]。其他研究實驗數(shù)據(jù)表明，在犢牛飼養(yǎng)實驗中添加微生態(tài)制劑能夠降低腹瀉發(fā)病率以及死亡率，并能夠提高增重率及飼料的回報率[5]。

3.4水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

水產(chǎn)養(yǎng)殖中微生態(tài)制劑的應(yīng)用主要體現(xiàn)在微生物在水質(zhì)改良方面的獨特作用，改善水產(chǎn)養(yǎng)殖的生存環(huán)境，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益[23]。在對南美白對蝦飼養(yǎng)中使用微生態(tài)制劑進行調(diào)水試驗，結(jié)果顯示：試驗組平均成活率為87.3%，明顯高于對照組，對蝦成活率的促進效果顯著[24]。在以芽孢桿菌為主的微生物復(fù)合菌劑分別對羅非魚與鯉魚的養(yǎng)殖實驗中，實驗結(jié)果表明，該微生態(tài)制劑對羅非魚與鯉魚的生長都有顯著的效果。微生態(tài)制劑可以促進鯉魚免疫器官的發(fā)育，降低養(yǎng)殖環(huán)境中亞硝酸鹽和氨氮的含量，穩(wěn)定水相并促進羅非魚的生長[25-26]。

4　微生態(tài)制劑的應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢

近年來，微生態(tài)制劑在畜禽養(yǎng)殖的很多方面得到了成功的應(yīng)用。微生態(tài)制劑的應(yīng)用也是在很多方面克服了抗生素添加所帶來的種種弊端。20世紀(jì)80年代初，魏曦教授就提出了“抗生素之后的時代將是微生態(tài)制劑的時代”。然而當(dāng)前市面上微生態(tài)制劑的產(chǎn)品相對單一，穩(wěn)定性和貯藏性能不佳，產(chǎn)品的功效很容易受到環(huán)境因素的制約[1，22]。結(jié)合微生態(tài)制劑未來的發(fā)展趨勢，我們應(yīng)該注重以下幾個問題。

4.1復(fù)合菌劑的研究

微生物種類繁多。微生物之間的關(guān)系也是錯綜復(fù)雜的，單一的菌劑產(chǎn)品很難滿足市場的要求。復(fù)合菌劑的產(chǎn)品利用不同微生物之間的協(xié)同作用，可以發(fā)揮出更大的作用，提高微生態(tài)制劑的應(yīng)用效果，滿足更大的市場需求[5,10]。

4.2菌劑的高穩(wěn)定性

菌株的穩(wěn)定性是菌劑能否正常發(fā)揮功效的關(guān)鍵。長期以來，菌株的穩(wěn)定性都是制約菌劑應(yīng)用的重要因素。因此，如何來提高菌株的耐熱、耐酸等抗外界不良環(huán)境特性，減少菌株對環(huán)境的依賴程度，增強菌劑的貯藏性和運輸性是我們要亟需解決的一個難題[5，22]。

4.3菌劑的專一性

目前微生態(tài)制劑都是通過定植于動物的腸道或者消化系統(tǒng)來發(fā)揮作用。但目前來說，微生態(tài)制劑的作用機理研究還處于初級階段。如果我們可以進一步地闡釋腸道微生物群與動物營養(yǎng)代謝之間的關(guān)系，根據(jù)不同種類或者同種不同階段的動物的特點研發(fā)出專一的微生態(tài)菌劑，必定將最大程度上發(fā)揮出微生態(tài)制劑的作用[3，5，12，23]。

4.4新菌種的研究和開發(fā)

優(yōu)良的菌種是我們寶貴的資源。對于菌種的研究和開發(fā)，我們可以通過基因工程等分子生物學(xué)的手段，改良現(xiàn)有的菌種，提高菌株的各方面性能。同時，我們可以考慮在一些如返回式科學(xué)衛(wèi)星中的強反射、高空和微重等特殊的環(huán)境下來提高菌株的突變概率，篩選有益的優(yōu)良菌種[1，10，23]。

總之，抗生素的負(fù)面作用已經(jīng)得到公認(rèn)，微生態(tài)制劑作為一種綠色、環(huán)保、安全的添加劑已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注。微生態(tài)制劑將不僅僅是在畜禽養(yǎng)殖方面，可能在醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

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（編輯：劉占，laramie_liu@139.com）

Research of probiotics application in feed

Qiu Quan, Zhan Zhichun, Zhou Ying, Ling Huayun

Abstract：As green, safe, environmentally friendly feed additive, probiotics has been in in-depth re?search and extensive promotion in the livestock industry. This paper briefly describes the status of pro?biotics research, focusing on the current mechanism and application prospect of probiotics and future trends.

Key words：probiotics；mechanism of action；application prospect；development trend

收稿日期：2015-12-20

作者簡介：邱權(quán)，碩士，研究方向為微生態(tài)制劑。

中圖分類號：S816.7

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-991X（2016）02-0055-03

doi:10.13302/j.cnki.fi.2016.02.012