丁 媛，鄭博予，祁宏偉

吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動物營養(yǎng)與飼料研究所，吉林公主嶺，136100

根據(jù)微生態(tài)學(xué)原理，利用有益微生物能夠保持機體內(nèi)的微生態(tài)平衡以及改善機體的健康狀況[1]。微生態(tài)制劑可以調(diào)節(jié)動物因應(yīng)激反應(yīng)而造成的腸道菌群紊亂，促進動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收與利用，并且能夠保證其最終在體內(nèi)不會殘留[2]。有研究表明，微生態(tài)制劑不僅能夠降低動物的病死率，還能提高養(yǎng)殖生產(chǎn)中的產(chǎn)量，同時也可以保障肉產(chǎn)品的質(zhì)量與安全，最終可以很好地維護生態(tài)安全[3]。

1 微生態(tài)制劑分類

動物微生態(tài)制劑的相關(guān)分類方法較多，本文根據(jù)菌種種類進行劃分，分為芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌與光合細菌[4]。

1.1 芽孢桿菌

芽孢桿菌屬于好氧菌，能在一定程度上維持腸道中的菌群平衡狀態(tài)。動物腸道中的細菌大部分為厭氧菌，芽孢桿菌消耗氧氣，會使腸道內(nèi)的環(huán)境變成厭氧環(huán)境，這種環(huán)境對腸道內(nèi)原有的厭氧菌生長繁殖具有一定的促進作用。芽孢桿菌與其他菌種不同的地方在于芽孢桿菌可以內(nèi)生孢子的狀態(tài)存在，對于環(huán)境的適應(yīng)能力較強，如可以忍受胃腸等較酸性的環(huán)境，對高溫及干燥等惡劣環(huán)境也有較強的抵抗能力。

芽孢桿菌可以提高飼料利用率、提高肉質(zhì)品質(zhì)以及降低生產(chǎn)成本。楊帆[5]研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加枯草芽孢桿菌類制劑，不僅能夠提升羊的球蛋白濃度，以及機體內(nèi)的總蛋白濃度，還可顯著降低腹瀉率。李軍亮等[6]研究結(jié)果表明，枯草芽孢桿菌在低魚粉的情況下能夠?qū)τ佐~的生長起到促進作用，并且能夠提高其抗氧化能力。

1.2 乳酸菌

乳酸菌在自然界中分布極為廣泛，為乳酸細菌科，是革蘭氏陽性菌，至少包括18 個屬200 多種，從形態(tài)上分類可分為桿狀和球狀。乳酸菌在代謝過程中會形成細菌素、脂肪酸、一些蛋白質(zhì)以及酶等物質(zhì)。Sanders 等[7]試驗結(jié)果表明乳酸雙歧桿菌和嗜酸性乳桿菌可以在機體胃腸道環(huán)境內(nèi)定植，激活免疫反應(yīng)，從而提高動物對環(huán)境的免疫力。乳酸菌素能提高肉雞的抗氧化功能，改善仔豬的免疫情況、抗氧化功能[8]，相關(guān)數(shù)據(jù)表明添加乳酸菌后總膽固醇、甘油三脂含量和超氧化物歧化酶的活性均顯著提高。劉晶晶等[9]將乳酸菌發(fā)酵與高溫發(fā)酵相結(jié)合研制出能夠提高秸稈消化率、營養(yǎng)價值，且適口性較好的飼料，用來飼喂黃牛效果較好。

1.3 酵母菌

作為兼性厭氧菌，酵母菌因具有增殖迅速、含有多種營養(yǎng)物質(zhì)、能夠為動物機體提供營養(yǎng)、促進動物機體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收等特點，在動物養(yǎng)殖中得到廣泛的應(yīng)用。酵母菌的細胞壁含有多種活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)能夠誘導(dǎo)動物機體產(chǎn)生免疫應(yīng)答反應(yīng)，進一步提高機體的免疫能力。張可毅等[10]從雞的腸道中分離出一株內(nèi)源性酵母菌，利用其發(fā)酵液來飼喂肉雞，明顯提高了其生長速率，改善了肉質(zhì)的品質(zhì)。在反芻動物生產(chǎn)中，酵母菌能夠刺激瘤胃中有益細菌的生長與繁殖，從而在一定程度上提高機體的健康狀態(tài)。有研究發(fā)現(xiàn)，釀酒酵母發(fā)酵產(chǎn)物可提高荷斯坦奶牛犢牛斷奶后的生長發(fā)育，對其料重比具有一定的積極意義，且在呼吸道疾病方面有一定的預(yù)防作用[11]。

1.4 光合細菌

光合細菌是世界上應(yīng)用最廣泛也是使用量最大的微生物菌株。光和細菌通過降解水體中的多種有害物質(zhì)和過量的有機物，來提高水中溶氧量以及降低水體中的富營養(yǎng)化，從而能達到改善水產(chǎn)動物生活環(huán)境以及改善水質(zhì)的效果。使用光合細菌的添加劑飼喂魚類，可以促進魚類的生長、提高魚類的孵化率以及對魚病起到一定的預(yù)防及治療作用。

2 微生態(tài)制劑作用機制

從微生態(tài)學(xué)理論上講，微生態(tài)制劑通過飼喂進入胃腸道后會與胃腸道內(nèi)原有的益生菌群相互作用產(chǎn)生共生，而與腸道內(nèi)的有害微生物形成競爭等復(fù)雜關(guān)系。微生態(tài)制劑的作用機制主要有3 種：調(diào)控微生態(tài)的平衡；產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)，降低腸道pH 與促進機體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；競爭腸上皮細胞的黏附位點，防止病原菌的入侵。

2.1 調(diào)控微生態(tài)的平衡

有研究表明，健康的動物腸道內(nèi)含有99%的厭氧菌，作為優(yōu)勢菌株，它們在腸道中起主導(dǎo)作用[12]。動物在健康的狀態(tài)下，腸道內(nèi)微生物會維持動態(tài)平衡的狀態(tài)，一旦病原菌入侵就會使這種原有的平衡被打破。為恢復(fù)平衡狀態(tài)需要形成新的優(yōu)勢菌群，這時添加微生態(tài)制劑能夠使腸道內(nèi)有益菌群增加，從而在腸道內(nèi)形成新的優(yōu)勢菌群，達到改善腸道消化功能的目標。乳酸菌作為腸道內(nèi)的有益微生物，在其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生細菌素、乳酸等抑菌物質(zhì)，這類物質(zhì)與腸道中的病原菌和有害菌之間存在一定的拮抗關(guān)系，因此可用來維持腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡。

2.2 產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)

有益菌進入腸道后會產(chǎn)生大量有機酸、酶類、維生素、抗菌類物質(zhì)、氨基酸以及促生長因子。在反芻動物中有益菌生長繁殖過程中產(chǎn)生的有機酸能夠穩(wěn)定瘤胃中的pH 值，減少瘤胃酸中毒的發(fā)生，從而穩(wěn)定瘤胃的內(nèi)環(huán)境，改善瘤胃的發(fā)酵功能。益生菌生長繁殖過程中產(chǎn)生的酶類能夠促進宿主對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，最終能夠提高其對飼料的消化利用率?？咕愇镔|(zhì)與腸道中的病原菌與有害菌株之間會形成拮抗作用，對有害菌群的生長繁殖具有一定的抑制作用。而氨基酸與促生長因子為機體提供營養(yǎng)物質(zhì)的同時，還能夠促進動物機體的生長。

2.3 競爭黏附位點

在腸道內(nèi)，益生菌與致病菌存在競爭關(guān)系。益生菌在機體腸道內(nèi)會與致病菌爭奪在腸道上的黏附位點，防止致病菌在腸道中的定植，未得到定植的致病菌最終會被排出體外，從而降低動物機體的疾病發(fā)生率。小鼠腸道內(nèi)彎曲乳桿菌與鼠傷寒氏沙門菌會競爭相同的黏附位點，鼠傷寒氏沙門菌因在腸道中競爭到的黏附位點較彎曲乳桿菌少而不能發(fā)揮其作用，最終小鼠未能發(fā)病。

3 微生態(tài)制劑加工工藝

微生態(tài)制劑主要以粉末制劑與液體制劑2 種方式存在。液體制劑對運輸條件具有嚴格要求，易受時間、溫度等外界環(huán)境干擾，制劑內(nèi)的益生菌及衍生物可能會因此造成變異或失活等，導(dǎo)致制劑最終不能發(fā)揮其作用。而粉末制劑對環(huán)境要求沒有液體制劑嚴格，相對來說便于運輸，且保存時間較長。

3.1 冷凍干燥

冷凍干燥法是將細胞中的水分在低溫狀態(tài)下冷凍為固體，再在高度真空狀態(tài)下，使冷凍的水分升華，最終得到粉末制劑。這種方法能夠使菌體達到休眠狀態(tài)，對于菌體的活性有較好的保證。但由于冷凍過程中的低溫對菌體有一定的影響，所以在制備過程中需要添加保護劑對菌體進行保護，以免冷凍過程中對菌體造成不可逆性傷害，如乳糖。Fu等[13]以釀酒酵母為原料，用不同方式處理發(fā)現(xiàn)，冷凍干燥能夠提高菌體的持水性、結(jié)油能力與膨脹力，有效改善了β-葡聚糖體外降血脂和降血糖的性能。冷凍干燥法對比其他方法而言，運輸較為方便且存活率高。

3.2 噴霧干燥

噴霧干燥法是液態(tài)物料通過脫水原理維持生物活性，最終從液態(tài)變?yōu)榉勰顟B(tài)的一種干燥方法。噴霧干燥法易受出入口溫度、包埋材料等影響。噴霧干燥法對溫度較為敏感，溫度較高時，菌體對溫度不耐受，容易造成失活現(xiàn)象；溫度較低時，又因水分蒸發(fā)不夠徹底而導(dǎo)致粉末制劑發(fā)潮，影響最終使用效果。因此，在干燥過程中，通常會加入保護劑通過對菌體的保護作用來維持菌體的活性。

3.3 氣流干燥

氣流干燥因干燥時間短，也被稱為“瞬時干燥”，是氣固兩相間的相當復(fù)雜的熱質(zhì)傳遞過程。在這個過程中主要分為加速段與恒速段，其中加速段為干燥過程中最重要的階段。氣流干燥的特點主要為：時間短、效率高；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單；傳熱表面積大；并流操作；對干燥載體較為敏感。

4 微生態(tài)制劑在反芻動物中的應(yīng)用

微生態(tài)制劑能夠增加反芻動物胃腸道中的有益微生物數(shù)量，從而維持胃腸道中的微生態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)。乳酸菌通過產(chǎn)酸可以維持瘤胃中的pH 值，保證瘤胃內(nèi)的微生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。在實際生產(chǎn)中，微生態(tài)制劑通過對瘤胃pH 的調(diào)節(jié)可以增強營養(yǎng)物質(zhì)的消化和纖維素的降解能力，還可以提高采食量。

微生態(tài)制劑能夠促進奶牛瘤胃中原有優(yōu)勢菌的生長繁殖，從而維持瘤胃內(nèi)的微生物菌群平衡，提高奶牛對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收與利用。微生態(tài)制劑也能夠降低牦牛瘤胃中乳酸濃度，提高機體瘤胃的發(fā)酵功能。董改香等[14]通過對益生菌發(fā)酵香草配合飼料飼喂育肥羊的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過益生菌發(fā)酵的飼料較未發(fā)酵時相比，改善了原有的適口性，香味撲鼻；且明顯提高了機體的日增重，對其生長性能有較好的積極作用；在羊肉品質(zhì)方面也有較好的促進作用。此外，在荷斯坦犢牛的日糧中添加酵母培養(yǎng)物能夠改善犢牛的瘤胃內(nèi)環(huán)境，對粗蛋白與可吸收纖維的消化率也有一定的提升。迄今為止，前人的試驗研究結(jié)果均證明，微生態(tài)制劑作為一種綠色且優(yōu)質(zhì)的飼用添加劑，在反芻動物飼料中應(yīng)用，能夠提升其生長性能，對反芻動物獨有的瘤胃環(huán)境能夠起到改善作用，還能夠誘導(dǎo)機體產(chǎn)酸免疫反應(yīng)從而提高機體的免疫力，降低其病死率。

5 結(jié) 語

如何提升反芻動物養(yǎng)殖效率以及健康養(yǎng)殖水平成為未來反芻動物養(yǎng)殖發(fā)展的關(guān)鍵。有些人不顧抗生素對環(huán)境以及人類的危害，為求牟利不惜鋌而走險濫用抗生素類產(chǎn)品，致使反芻動物產(chǎn)生免疫力下降、對藥物產(chǎn)生一定的抗藥性、機體患癌率增加、幼體畸形、突變等一系列不良現(xiàn)象。因此，尋找綠色的替抗產(chǎn)品顯得尤為重要。在生態(tài)養(yǎng)殖中，微生態(tài)制劑應(yīng)用于反芻動物飼料中，可有效提高飼料的轉(zhuǎn)化率、促進動物體生長、提高生產(chǎn)性能、改善反芻動物瘤胃環(huán)境、減少環(huán)境污染以及降低溫室氣體的排放。