李 波 ， 馬世宏， 王安如， 刁其玉

（1.北京大北農科技集團股份有限公司，飼用微生物工程國家重點實驗室，北京 100080；2.中國農業(yè)科學院飼料研究所，北京 100081；3.內蒙古烏蘭察布市獸藥監(jiān)察所，烏蘭察布，012000）

腸道不僅是動物的消化器官，也是體內最大的免疫器官，其在維持正常營養(yǎng)代謝、免疫防御等方面發(fā)揮重要的作用，外源性酶制劑、微生態(tài)產品對腸道中營養(yǎng)物質消化吸收、腸道微生物等方面有著促進作用。動物腸道中共生著一個龐大而復雜的微生物群，主要是細菌，也包含真菌、酵母菌、病毒和古細菌，這些微生物群與宿主協同進化、互相依存，正常成人腸道內的微生物數量高達1014個，其中包括約4000株細菌構成了腸道重要的微生物菌群（Atarshi等，2011；Ley 等，2006）。

1 酶菌復合物對豬腸道的調節(jié)作用

在現代養(yǎng)豬業(yè)中，仔豬腸道是機體內最大的儲菌庫，腸道常駐菌群是一個相互依賴又相互作用的微生態(tài)系統(tǒng)，這種微生態(tài)平衡構成了腸道生物屏障。仔豬早期斷奶是提高母豬年生產力和減少母仔豬疾病傳播的技術措施。早期斷奶在一定程度上會影響腸道菌群的正常發(fā)育，造成菌群失調，引起腸道疾病，通過酶菌復合物來實現腸道營養(yǎng)調控研究從而緩解腹瀉日益受到關注。

飼用酶制劑能降解構成植物細胞壁的非淀粉多糖類物質，作為外源酶方式破壞動物食糜周圍的水化膜，從而影響食糜的物質組成以及物理化學特性。以外源蛋白酶為例，其功能主要有以下幾方面：（1）直接酶解底物，提高飼料蛋白成分的消化率。外源蛋白酶能夠提高飼料豆粕中蛋白質的溶解度，改善氨基酸代謝率 （Xu等，2012；Awawdeh等，2011）。（2）提高動物機體內源酶的活性。有研究表明，斷奶仔豬日糧中添加外源蛋白酶，腸道內胃蛋白酶、胰淀粉酶、胰蛋白酶三個酶活顯著提高（Zuo 等，2015）。 （3）通過降解病原菌與腸道絨毛結合蛋白受體，有效預防仔豬腹瀉，增強機體免疫力（李諾等，2004）。非淀粉多糖酶包括木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶以及β-甘露聚糖酶等，其可將高黏度的可溶性非淀粉多糖（NSP）降解成多糖片段或寡糖。研究發(fā)現NSP酶對胃腸道中益生菌有改善作用，而對有害菌具有抑制作用。在斷奶仔豬玉米－豆粕型日糧中添加β-甘露聚糖酶可以提高腸道內乳酸菌和雙歧桿菌的數量并降低大腸桿菌數量（李學儉，2008）。研究證明斷奶仔豬飼喂β－葡聚糖酶對糞便中乳酸桿菌的數量沒有影響，但是可以顯著減少大腸桿菌數量。在50%小麥斷奶仔豬日糧中添加1000 U/kg木聚糖酶，結果發(fā)現盲腸雙歧桿菌數量顯著增加了8.5%（葉楠等，2011）。酶菌復合物酶可有效調節(jié)腸道微生物群的狀態(tài)，其原因可能是酶菌復合物酶的添加一方面降低了腸道內容物的黏度，增加了其蠕動性，營養(yǎng)物質可有序進入腸上皮屏障，而大分子抗原物質、病原微生物、腸道內細菌及其毒素等被阻止（BrOER，2008），另一方面其可將可溶性酶菌復合物酶降解為一系列功能性寡糖，刺激有益菌產生的β－糖苷酶選擇性地分解為丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸作為碳源，降低胃腸道的pH，抑制腸道中病原菌的定植，同時促進有益菌迅速增殖（任文等，2017）。

斷奶仔豬腸道調節(jié)除了通過外源性添加飼料酶制劑起到改善作用外，通過添加益生菌也可起到相似效果。常用益生菌主要有屎腸球菌、芽孢桿菌、植物乳桿菌、乳球菌、酵母菌等。飼糧中添加屎腸球菌可增加斷奶仔豬后腸乳酸菌數量，降低大腸桿菌數量，起到增強小腸吸收、分泌及腸道屏障完整性作用（Bianca等，2014）。在剛剛斷奶仔豬日糧中添加 2 g/kg（含量：2×106cfu/g）布拉酵母菌制劑，發(fā)現仔豬體重、日增重得到顯著提高，仔豬腸道黏膜層顯著增厚，上皮細胞數量和黏膜層內巨噬細胞數量顯著增加（Bontempo等，2006）。斷奶仔豬飼糧中添加臘樣芽孢桿菌，可降低腸道pH，進而促進小腸形態(tài)發(fā)育（辛娜等，2012），其抗鼠傷寒沙門氏菌感染力得到提升，腸道上皮CD8+降低（Scharek-Tedin等，2013）。日糧中添加布拉酵母飼喂大腸桿菌感染斷奶仔豬，能顯著提高仔豬日增重，顯著降低循環(huán)皮質醇濃度，顯著減少白細胞介素-1β（IL-1β）和白細胞介素-6（IL-6）含量，顯著增加白細胞、淋巴細胞和中性粒細胞數量，顯著刺激腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和干擾素-γ分泌，降低仔豬死亡率（Collier，2011）。如果斷奶仔豬日糧中同時添加酵母菌和乳球菌，其腸道內大腸桿菌數量可顯著降低（Bon等，2010）。通過灌服方式，效果更直接同時能避免飼料制粒過程中耐熱性問題。Guerraordaz等（2014）研究發(fā)現，在仔豬斷奶時灌服植物乳桿菌，可提高仔豬腸道菌群的多樣性指數和相似性指數，降低結腸中大腸桿菌與乳酸菌之比，增加大腸桿菌攻毒后仔豬結腸中乳酸菌數量。

綜上所述，豬的幼齡階段問題主要出現在斷奶前后，斷奶應激往往引起腹瀉，從而影響后期生長，通過多種酶制劑及有效的益生菌組合會起到不錯的效果。

2 酶菌復合物對家禽腸道的調節(jié)作用

家禽腸道的微生物種類和數量，幼齡階段相對缺乏，機體可以迅速在腸道中定植的微生物可以制造出一種代謝環(huán)境來建立起更復雜和更穩(wěn)定的微生態(tài)群，但隨著其生長發(fā)育微生態(tài)群會更加豐富與復雜，往往也會引起各種腸道問題，生產上以產氣莢膜桿菌、艾美球蟲以及腸炎沙門氏菌等病原菌感染引起腸道菌群失衡，出現壞死性腸炎為特征的細菌性腸炎最為顯著，從而導致家禽死亡。通過補給外源酶制劑及微生態(tài)制劑方式，能有效緩解腸道菌群失衡，利于腸道改善與調節(jié)。

家禽日糧原料中含有大量的非淀粉多糖，腸道內缺乏相對應消化酶進行處理，導致非淀粉多糖不能被有效降解而導致食糜黏度增加，是引起肉雞飼料利用率降低最重要的原因 （Adeola等，2011）。家禽腸道內食糜黏度加大，會引起食物蠕動性變慢，其排空速度也隨之減緩，伴隨著消化道微生物進一步發(fā)酵與繁殖，隨之代謝產生出大量有害菌，從而影響腸道功能和機體健康。在家禽飼糧中添加非淀粉多糖酶（如葡聚糖酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶等）會通過部分或完全降解可溶性非淀粉多糖來降低食糜黏度，改善腸道內微生物菌群的組成以及代謝狀況（Torok等，2008）。莊志偉等（2011）研究表明，肉雞日糧中添加外源性蛋白酶能顯著提高日增重以及飼料轉化率，提高生長性能，在肉雞玉米－豆粕型基礎日糧中添加低溫堿性蛋白酶（來源于海洋細菌），可顯著增強機體免疫力與抵抗力，能適當提高雞腸道內乳酸桿菌的數量且抑制大腸桿菌的數量，使腸道內菌群平衡。水稻纖維含量高，很少用作飼料，在肉鴨日糧中添加木聚糖酶、β-葡聚糖酶和纖維素酶復合酶研究其對生產性能和養(yǎng)分消化率的影響，結果發(fā)現三種酶組合的復合酶在玉米-稻谷-大豆日糧中的應用，可提高肉鴨的生產性能和營養(yǎng)消化率（kang等，2013）。外源蛋白酶除了對玉米－豆粕型飼糧有作用效果外，對飼喂其他類型飼糧動物的生長性能也有改善作用。有研究在家禽加工副產物型飼糧中添加200 mg/kg組合蛋白酶，結果發(fā)現添加外源蛋白酶可提高肉仔雞的胴體產量和養(yǎng)分消化率（Mahmood等，2017），肉雞 1 ～ 21日齡平均日采食量（ADFI）和日增重（ADG）顯著增加，胴體率也顯著提高。

腸道菌群的調節(jié)是益生菌潛在的有益健康的效應之一。為了降低腸道傳染病發(fā)病率，益生菌常被用于家禽生產（Choct，2009）。肉雛雞生產中使用酵母菌制劑可以顯著提高法氏囊和胸腺指數，顯著增加肉雞體重，顯著增加腸絨毛的高度、寬度和杯狀細胞數量；顯著提高閉合蛋白、緊密連接蛋白2和緊密連接蛋白3的mRNA表達水平，改善腸道超微結構；顯著增加空腸內分泌IgA的細胞數量；顯著提高腸內細胞因子IgA、IL-6、IL-10、TNF-α 和轉化生長因子-β 含量 （Rajput等，2013）。同時，對感染鼠傷寒沙門氏菌的肉雞，布拉酵母菌制劑可顯著減少雞體內鼠傷寒沙門氏菌數量（Line等，1998），另外，酵母菌還可以顯著提高感染腸炎沙門氏菌肉雞的飼料利用率。在基礎飼糧中添加地衣芽孢桿菌、屎腸球菌顯著改善了肉仔雞飼料轉化率，而添加丁酸梭菌則無顯著影響。飼糧中添加地衣芽孢桿菌，其在肉雞腸道內成功定植后，可以產生多種維生素、氨基酸等營養(yǎng)成分，也可以提高動物對鈣、磷、鐵等的吸收和利用，還可以增加小腸的吸收面積，加強動物機體對糖原的利用，提高多糖的代謝水平，并可促進RNA、DNA及蛋白質的合成（Azarin等，2015）。

酶制劑（蛋白酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶）、益生菌（乳酸桿菌，雙歧桿菌、地衣芽孢桿菌、酵母菌等）等營養(yǎng)添加劑可以通過調節(jié)腸道微生物菌群，增加有益菌（乳酸桿菌和雙歧桿菌）的定植，促進腸絨毛生長，降低病原菌在腸上皮表面細胞的定植，提高機體免疫能力，改善家禽的腸道健康。

3 酶菌復合物對反芻動物腸道的調節(jié)作用

目前應用在反芻動物上的外源酶制劑主要包括蛋白質水解酶、碳水化合物分解酶兩大類。研究表明，外源酶制劑可以與飼料預作用、瘤胃中微生物的協作以及瘤胃后作用方式，提高動物生產性能的效果。也有研究表明，反芻動物具有龐大的瘤胃微生物區(qū)系，微生物種類和數量巨多，日糧中添加微生物制劑作用會不明顯，但通過優(yōu)化瘤胃內的主導菌群結構，補充缺少的微生物，可以對瘤胃內環(huán)境起到積極作用。外源酶制劑、微生態(tài)制劑在反芻動物應用上的效果可能與酶譜、微生態(tài)菌種、添加水平、添加方式、底物類型以及宿主的生產水平等有關。

Beauchemin等（1995）研究發(fā)現，閹割牛飼喂苜蓿干草或者梯牧草干草時添加木聚糖酶和纖維素酶其日增重分別提高30%和36%，但當飼喂大麥青貯時，添加酶制劑改善增重效果不明顯。因此外源酶制劑的效果是酶、劑量以及底物相互作用的結果。Beauchemin等（2000）研究發(fā)現，給奶牛添加β－葡聚糖酶、木聚糖酶以及內切葡聚糖酶的復合酶可以提高奶牛2%的乳蛋白含量；Eun等（2005）報道，添加外源復合酶能夠提高牛奶中的乳蛋白或者乳脂的含量。在羊上添加外源酶制劑應用效果不是很明顯，向美利奴羔羊瘺管中直接添加外源纖維素酶，發(fā)現沒有影響飼糧的消化率（Giraldo 等，2008）。 Rojo 等（2005）飼喂來源于芽孢桿菌屬和米曲霉的淀粉酶，發(fā)現其對薩?？烁嵫虻纳a性能沒有顯著影響；也有研究表明，復合酶制劑 [4 g/（頭·d）] 對羔羊的干物質、ADF、NDF以及氮的消化率沒有顯著影響 （Reddish等，2007），其原因可能是添加酶制劑底物少，酶和飼料相互作用時間不充分，從而影響了效果發(fā)揮。

Signorini等 （2012）和 Frizzo 等 （2011）采 用Meta分析法統(tǒng)計了66篇關于飼喂代乳品或牛奶的未斷奶幼齡動物的研究，結果發(fā)現，飼喂微生物制劑（乳酸桿菌、雙歧桿菌、芽孢桿菌、屎腸球菌）提高了飼喂代乳粉犢牛的飼料轉化率和生長率，因此微生物制劑可作為抗生素的替代品用于促進犢牛生長。牛羊等反芻動物出生時消化系統(tǒng)類似于單胃動物，幾天之后瘤胃內就有微生物活動，幾周后動物就有反芻行為，幾個月后就具有利用粗飼料的能力。瘤胃是一個復雜的微生態(tài)環(huán)境，不僅有細菌，還有真菌和原蟲等，而且這些微生物之間是相互作用的，將構成一個完整的微生物區(qū)系，這個區(qū)系直接關系到動物的健康和生產性能 （刁其玉，2014）。 賈鵬等（2018、2017）研究發(fā)現，復合生物制劑組平均日增重、屠宰率顯著高于對照組；地衣芽孢桿菌組和復合生物制劑組料重比顯著低于對照組；從作為飼料添加劑對肉羊生產性能作用效果、營養(yǎng)物質消化利用、能量代謝和氮代謝的作用效果分析，地衣芽孢桿菌、釀酒酵母菌、復合生物制劑可以替代莫能菌素，地衣芽孢桿菌好于釀酒酵母菌，復合生物制劑效果最佳。

綜上，外源酶制劑能夠在一定程度上提高飼料消化率，改善生產性能，但也有自身的局限性，如果再輔助一些反芻動物用其他添加劑，如微生態(tài)、維生素制劑協同發(fā)揮作用，能夠進一步改善動物機體健康，提高飼料利用率，從而能夠達到更加理想的生產應用效果。

4 小結與展望

幼齡階段是動物一個重要的生理時期，這個階段的生長發(fā)育關系到其一生中的健康與生產性能，隨著分子生物學技術的發(fā)展，逐漸意識到腸道菌群作為復雜的微生物群體在宿主健康和疾病方面起著重要調節(jié)作用，另外初生動物的消化道基本是微生物的空白，引入微生物制劑促進幼齡動物消化系統(tǒng)發(fā)育和機體健康，其機理及對于后期動物生長值得下一步深入研究。