王佰濤 ， 楊文玲 ， 李靈平 ， 雷 高 ， 劉德海

（1.河南省科學(xué)院生物研究所有限責(zé)任公司，河南鄭州 450008；2.河南省獸藥飼料監(jiān)察所，河南鄭州 450008）

飼料業(yè)使用抗生素來抵抗家禽家畜疾病的發(fā)生，至今已有百年的歷史（伊風(fēng)軍，2017）。然而，隨著社會生活水平和消費能力的不斷提升， 人們對畜禽產(chǎn)品的需求量日益增多， 抗生素在飼料中開始泛濫使用， 導(dǎo)致畜禽產(chǎn)品的抗生素殘留以及耐藥性微生物的產(chǎn)生（Zema 等，2019）。近年來，我國逐漸開始限制抗生素在飼料中的添加， 加速了飼料業(yè)關(guān)于少抗、無抗、替抗飼料等方向的研究，以確定新型替代飼料的來源和方向（賈浩程，2017）。2020 年7 月1 日后我國養(yǎng)殖業(yè)步入無抗時代（倪學(xué)勤，2020）， 具有替代抗生素功能的新型微生物發(fā)酵飼料成為新時代飼料業(yè)的發(fā)展趨勢。 微生物發(fā)酵飼料是將《飼料添加劑品種目錄》中的益生菌用于飼料的發(fā)酵生產(chǎn)中， 得到的最終產(chǎn)品稱為微生物發(fā)酵飼料（王佰濤等，2020）。微生物發(fā)酵飼料主要通過提高飼喂動物的免疫力， 抑制腸道中有害菌的生長起到替代抗生素的作用。 本文依次從促進動物機體免疫器官增長、 增加免疫細胞數(shù)量及活性、增加免疫活性物質(zhì)、改善氧化應(yīng)激、改善動物腸道微生態(tài)平衡以及抑制有害菌在腸道中的定植等幾個方面對微生物發(fā)酵飼料的替抗機理進行了論述， 以期為微生物發(fā)酵飼料在替代抗生素方面的應(yīng)用提供幫助。

1 提高飼喂動物免疫力

畜禽動物免疫系統(tǒng)包括法氏囊、骨髓、胸腺、淋巴結(jié)等免疫器官，淋巴細胞、巨噬細胞等免疫細胞以及抗體、溶菌酶等免疫活性物質(zhì)。微生物發(fā)酵飼料能夠從多個方面影響飼喂動物機體的免疫系統(tǒng)，提高動物的免疫力，改善生長性能，從而起到替代抗生素的作用。

1.1 刺激免疫器官增長 微生物發(fā)酵飼料可以刺激免疫器官的增長，提高免疫器官指數(shù)，增加免疫器官重量，對動物機體免疫力的提高非常有利。Wu 等（2020）研究了微生物發(fā)酵豆粕對肉仔雞免疫器官重量及生長性能的影響， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)在肉仔雞日糧中添加發(fā)酵豆粕能夠明顯提高法氏囊和胸腺的重量， 降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶水平。 Liang 等（2012）利用枯草芽孢桿菌、保加利亞乳桿菌等制備微生物發(fā)酵飼料， 研究其對蛋雞免疫器官指數(shù)和生長性能的影響， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)在蛋雞日糧中添加發(fā)酵飼料能夠明顯提高其免疫器官指數(shù)， 并且胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)增長均超過了10%，效果十分顯著。Ao 等（2011）發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，日糧中添加紅參提取物的試驗組法氏囊和脾臟的重量顯著增加，且試驗組的淋巴細胞水平高于對照組，證明其對免疫系統(tǒng)確實影響較大。 表明微生物發(fā)酵飼料能夠刺激免疫器官的生長， 對提高動物免疫力意義重大。

1.2 增加免疫細胞數(shù)量及活性 動物機體的免疫細胞主要包括T 細胞和B 細胞，二者主要負責(zé)動物機體的特異性免疫，T 細胞主導(dǎo)細胞免疫，B細胞主導(dǎo)體液免疫。 微生物發(fā)酵飼料不僅能夠促進機體T 細胞、B 細胞的增殖，還可以提高二者的活性。 Zhu 等（2020）在蛋雞的基礎(chǔ)日糧中添加微生物發(fā)酵飼料， 研究其對蛋雞生長性能和免疫狀態(tài)的影響， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)微生物發(fā)酵飼料的添加顯著增加了外周血中T 細胞和B 細胞的數(shù)量，提高了蛋雞的生長性能。 此外， 微生物發(fā)酵飼料還能提高T 細胞和B 細胞的生物活性， 增強其效應(yīng)功能。例如，微生物發(fā)酵飼料中常用的嗜酸乳桿菌能夠調(diào)節(jié)抗原T 細胞水平和活性， 影響其免疫功能， 也可以通過刺激吞噬細胞等其他類型的免疫細胞間接影響 T 細胞的活性 （Parvinder 等，2012）。說明免疫細胞的數(shù)量和活性確實受到了微生物發(fā)酵飼料的影響而顯著增加。

1.3 增加免疫活性物質(zhì) 在動物機體的免疫系統(tǒng)中，免疫活性物質(zhì)占據(jù)至關(guān)重要的地位，主要負責(zé)機體的非特異性免疫。 免疫活性物質(zhì)包括細胞因子、抗體和溶菌酶等。常見的細胞因子包括白細胞介素（IL）、干擾素（IFN）、腫瘤壞死因子（TNF）等。抗體根據(jù)自身大小和生物學(xué)功能的不同，將其分為免疫球蛋白 M（IgM） 、免疫球蛋白 G（IgG）、免疫球蛋白 A（IgA）、免疫球蛋白 E（IgE）、免疫球蛋白D（IgD）五種。 研究發(fā)現(xiàn)，通過飼喂微生物發(fā)酵飼料能夠提高家畜家禽的抗體水平， 增強動物免疫力（Tang 等，2012）。 趙蕓君等（2011）通過對新疆褐牛飼喂番茄渣發(fā)酵飼料， 研究褐牛血清中抗體水平的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對照組相比，試驗組褐牛血清中 IgG、IgM 水平顯著提升。 Zhang 等（2016）研究在日糧中添加不同水平的發(fā)酵飼料對峨眉黑雞免疫狀態(tài)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日糧中添加4%發(fā)酵飼料時，可提高峨眉黑雞十二指腸血漿的IgG 和分泌型 IgA 水平。 Choi 等（2014）通過枯草芽孢桿菌和米曲霉對海藻進行發(fā)酵， 研究其對肉仔雞免疫力和生長性能的影響， 結(jié)果對其血清學(xué)指標分析之后發(fā)現(xiàn)飼喂發(fā)酵海藻的試驗組IgM和IgA 顯著高于對照組。 并且研究發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌可以誘導(dǎo)多種細胞因子的產(chǎn)生， 如IL-4 和IL-10，促進B 細胞的發(fā)育和抗體產(chǎn)生所需的Ig 同型轉(zhuǎn)換（Kabir，2009）。 此外，溶菌酶對動物的免疫力也很重要，微生物發(fā)酵飼料能夠影響其活性，促進機體免疫力的提高。 孟陽（2019）利用地衣芽孢桿菌等益生菌制備微生物發(fā)酵飼料， 對凡納濱對蝦進行投喂，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其顯著提高了溶菌酶活性，增強了凡納濱對蝦的免疫系統(tǒng)和防御能力。因此，微生物發(fā)酵飼料能夠調(diào)節(jié)多種免疫活性物質(zhì)活性，提高動物的免疫力。

1.4 改善氧化應(yīng)激 自由基在動物機體內(nèi)累積能夠引起氧化應(yīng)激，進而引發(fā)動物的多種疾病。動物的免疫系統(tǒng)會受到氧化應(yīng)激的影響導(dǎo)致免疫力下降（Sugiharto，2016）。 微生物發(fā)酵飼料可以提高抗氧化能力，改善氧化應(yīng)激，增強動物免疫力。 血清谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等血清學(xué)指標水平能夠反映出機體抗氧化能力，其含量越高，說明機體的抗氧化能力越強，應(yīng)對氧化應(yīng)激的能力越強（李昊陽，2014）。丁小青等（2020）利用豆粕、麩皮等制備發(fā)酵飼料，研究其對仙居雞抗氧化能力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加發(fā)酵飼料的試驗組血清超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性等指標顯著提升， 證明發(fā)酵飼料確實可以改善機體抗氧化能力。 Gungor 等（2021）利用葡萄籽進行固態(tài)發(fā)酵， 研究發(fā)酵葡萄籽對肉仔雞抗氧化能力和抑制盲腸病原菌能力的影響，結(jié)果顯示，日糧中添加發(fā)酵葡萄籽的試驗組血清過氧化氫酶顯著升高， 且對應(yīng)盲腸的金黃色葡萄球菌數(shù)量有所下降， 說明微生物發(fā)酵飼料可以作為飼料中的抗氧化劑，改善機體氧化應(yīng)激，提高動物免疫力。

1.5 調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，加強腸免疫屏障 腸道菌群是動物腸道不可或缺的一部分，其在營養(yǎng)、生理和營養(yǎng)方面起著重要的作用， 能夠通過激活免疫因子、干預(yù)細胞免疫等來影響動物的免疫力，因此調(diào)節(jié)腸道菌群平衡對改善動物免疫力發(fā)揮重要作用（李明，2010）。腸道中存在許多不同的微生物區(qū)系，其能夠參與不同的免疫防御機制，也影響著機體的免疫反應(yīng) （Sugiharto 和 Ranjitkar，2018）。 微生物發(fā)酵飼料能夠豐富腸道益生菌微生物區(qū)系，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，減少腸道中大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌數(shù)量，減少疾病的發(fā)生。動物腸道不僅是吸收營養(yǎng)物質(zhì)的重要場所，對于病原菌的侵襲，也能起到很好的屏障作用。 動物腸道屏障包括腸黏膜屏障、腸免疫屏障等（咼于明等，2014），其中腸免疫屏障由機體免疫細胞和分泌性抗體組成， 對動物機體免疫力非常重要。研究發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵飼料中的益生菌能夠增強腸免疫屏障，減少腸道疾病和炎癥的發(fā)生，加強免疫系統(tǒng)功能（韓亞楠，2020）。因此，微生物發(fā)酵飼料能夠調(diào)節(jié)動物腸道微生態(tài)平衡，加強腸免疫屏障，提高動物免疫力。

2 抑制有害菌生長及在腸道中的定植

研究發(fā)現(xiàn)， 微生物發(fā)酵飼料中的益生菌能夠產(chǎn)生細菌素、有機酸、過氧化氫等抑菌物質(zhì)來抑制有害菌的生長， 并且這些代謝產(chǎn)物一般都是非靶向的，具有廣譜的抑菌特性。

2.1 有機酸 微生物發(fā)酵飼料會增加腸道中有機酸水平，降低腸道pH，對抑制有害菌的生長至關(guān)重要，高水平有機酸有利于減少有害菌定植，增加有益菌菌群水平。 Ibrahim 等（2020）選用 400 只騾鴨研究添加乳酸的微生物發(fā)酵飼料對其生長性能和腸道病原菌的影響， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)微生物發(fā)酵飼料中的乳酸能夠增加益生菌水平，減少莢膜梭菌、沙門氏菌等有害菌的生長。 有機酸還包括不飽和脂肪酸，例如二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、共軛亞油酸等，研究發(fā)現(xiàn)，對飼料進行微生物發(fā)酵會增加飼料中二者的水平（王桂芹等，2012），而其能夠明顯改善動物免疫力 （Zhang 等，2019）。 Al-Arif 等（2020）通過在飼料中添加發(fā)酵米糠和姜黃粉，發(fā)現(xiàn)其提高了肉雞飼料的質(zhì)量，并且發(fā)酵以后粗蛋白質(zhì)、 二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的含量均顯著提高，動物的免疫力有所增強。并且研究發(fā)現(xiàn)， 共軛亞油酸是參與腸道免疫功能的潛在介質(zhì)（O‘Shea 等，2012），能夠調(diào)節(jié)多種細胞因子和趨化因子的產(chǎn)生（Vinolo 等，2011）。

2.2 細菌素 益生菌能夠在腸道中生成細菌素，后者是由益生菌核糖體合成的抗菌肽， 在腸道中細菌素能夠通過競爭排斥、 拮抗活性來防止腸道病原體的定植， 并且可以改善病原菌引起的炎癥反應(yīng)（王帥等，2014）。細菌素可以通過對病原體的特異性抑制來調(diào)節(jié)腸道生態(tài)平衡。 目前應(yīng)用成熟的乳酸鏈球菌素對多種革蘭氏陽性致病菌有抑制作用（羅林根等，2020）。 此外，微生物發(fā)酵飼料還能減少病原菌在動物腸道的定植， 益生菌與小腸上皮細胞接觸的同時， 也會產(chǎn)生一些具有某些功能的生物活性物質(zhì)（Ghadimi 等，2010）。 例如，E-waschuk 等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，嬰兒雙歧桿菌能夠分泌一種生物活性肽，增強緊密連接蛋白的表達，降低腸道通透性， 減少有害菌的定植及有害物質(zhì)通過腸道進入機體。 說明對動物飼喂微生物發(fā)酵飼料可減少有害菌的生長及在腸道中的定植。

3 總結(jié)與展望

微生物發(fā)酵飼料為綠色無抗飼料開辟了道路，其充分利用益生菌發(fā)酵的優(yōu)勢，能夠提高動物免疫力，改善動物抗病能力，提高飼喂動物的生長性能，在全面禁抗的大形勢下發(fā)揮替代抗生素的重要作用。 微生物發(fā)酵飼料能夠通過多方面、多途徑加強飼喂動物免疫系統(tǒng)，目前在替代抗生素領(lǐng)域發(fā)展前景較好，對飼料業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略意義重大。