作者：穆巍 1, 閻宏 1, 李靜 2, 姜陽有 3
( 1. 寧夏大學農學院, 寧夏銀川 750021；2. 沈陽農業大學，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)
微生態制劑是近些年發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、無污染等優點，同時具有防病治病，提高飼料利用率，提高動物生產性能等作用，而且克服了抗生素所產生的菌群失調、二重感染和耐藥性等缺點[1]，所以越來越受到重視。
1微生態制劑的研究概況
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”。現在廣泛的觀點認為微生態制劑指的是在微生態理論指導下，利用已知的對宿主有益的活的正常微生物，經培養、發酵、干燥等特殊工藝制成的生物制劑，以達到調整體內微生態平衡的保健目的[2]微生態制劑包括益生菌、益生元、合生素（元）[5]最早研究和應用畜禽微生態制劑的歷史可以追溯到1947年，蒙哈德（Mollgoard）首先發現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]我國對微生態制劑的研究始于20世紀70年代，但直到最近幾年才在生產中應用。
1992年我國成立了中國動物微生態制劑學會，并把微生態制劑及其應用技術列入國家”八五”科技攻關課題，推動了微生態制劑的應用研究[4]
2微生態制劑的作用機理
微生態制劑進入體內主要通過一些物質的生成和對腸道微生物區系的改變而發揮作用，其作用機理相當復雜，而且在理論上的研究進展還比較慢，目前主要有以下幾個理論和假說。
2.1微生物優勢種群理論[6,7]正常動物腸道內的微生態平衡時，有益微生物占絕對優勢，對整個種群起控制作用。一旦該優勢種群受到破壞，失去這種優勢，就會導致動物微生態失衡，致使動物發病。微生態制劑的使用，可以補充或恢復優勢種群，使失調的腸道微生態重新達到平衡，從而使動物健康得到恢復。
2.2生物屏障理論又稱生物拮抗理論[3]，也稱嵌合作用[8]。正常微生物群構成機體的防御屏障，其中包括生物學屏障和化學屏障[9]，微生態群有序地定植于黏膜、皮膚等的表面或細胞間形成的生物膜樣結構上，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、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制劑中有益的耗氧微生物在生物體內定植，消耗環境內的氧氣，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，使腸道微生態平衡恢復正常，以達到治病的目的。有些微生態制劑含有蠟樣芽孢桿菌和枯草桿菌等需氧芽孢桿菌，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”假說三流循環即基因流、能量流和物質流的循環。微生物制劑可以成為非特異性免疫調節因子，增強吞噬細胞的吞噬能力和體液細胞產生抗體的能力。此外，還可以抑制腐敗微生物的過度生長和毒性物質的產生，促進腸蠕動，維持黏膜結構的完整，從而保證了微生態系統中的基因流、能量流和物質流的正常轉運。其主要途徑如下。
2.4.1增強機體免疫功能,抵御感染正常菌群對刺激免疫器官的形成具有重要意義，研究發現無菌動物的淋巴組織發育不全，淋巴細胞功能低下，漿細胞形成受阻，免疫記憶時間縮短[14]。微生態制劑可作為非特異免疫調節因子，通過細菌本身或細胞壁成分刺激宿主免疫細胞，使其激活，能有效地提高抗體免疫力和巨噬細胞的活性。激發機體體液免疫和細胞免疫，增強機體免疫力和抗病力[2]。
2.4.2產生有益的代謝產物①產生各種酶類。Hotten(1998)報道，有益微生物可以在體內產生多種消化酶[19]，它們在消化過程中與體內的酶起到協同作用，有利于降解飼料中的蛋白質、脂肪和復雜的碳水化合物，提高飼料的轉化率。②合成營養物質，促進生長。有益微生物在腸道內生長繁殖能夠產生各種營養物質，如維生素、氨基酸、未知促生長因子等，參與機體的新陳代謝，促進動物生長[21]。③降低腸道pH。有益微生物尤其是乳酸菌進入腸道后產生乳酸，芽孢桿菌進入動物腸道能夠產生乙酸、丙酸、丁酸等揮發性脂肪酸，降低腸道pH值[20]，抑制致病菌的生長，激活酸性蛋白酶活性，也有利于礦物質元素鈣、磷、鐵及維生素D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減少有害物質產生，改善環境衛生。有些有益微生物產生的物質可以中和致病菌產生的腸毒素。某些有益微生物（芽孢桿菌）在腸道內可產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。同時有害物質的減少可維持腸上皮細胞處于較好的吸收狀態，并降低腸上皮細胞的更新率，降低了動物的維持需要。
3動物微生態制劑在畜牧生產上的應用
3.1豬在豬飼料中添加微生態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）利用蠟狀芽孢桿菌、糞鏈球菌等4株菌制成復合微生態制劑飼喂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%，節約飼料15.22%，每頭仔豬增加經濟效益5.96元。Ped[24]報道枯草桿菌制劑可使生長豬增重提高6%-7%，飼料報酬提高3%-4%。何明倩、喬紹權、陳代文、羅安治、胡未一等（1989-1994）通過芽孢桿菌添加劑870lA通過1357頭哺乳仔豬試驗，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制劑能顯著提高畜禽的成活率，提高增重及飼料報酬增強消化酶活性，改善菌群平衡，增強機體抵抗力，降低死亡，減少糞臭味，改善產品性能，提高產品品質，提高增重、飼料轉化率和產蛋率。S.M.L.Kabir等(2004)在肉仔雞中添加微生態制劑，添加組產生的抗體顯著(P<0.01)高于對照組[16]。Inooka等（1985）用納豆芽孢菌飼喂1-27日齡白來航公雞，結果發現其脾臟T、B淋巴細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節因子形式起作用，刺激腸道某種局部型免疫反應[18]。蘇志勇等（1999）將動物微生態制劑加入30周齡的蛋雞飼料中，結果表明，微生態制劑能明顯提高產蛋率和飼料轉化率，蛋的品質無差異，且能提高每只雞的經濟效益[11]。牛鐘相（2000）用雙歧桿菌等飼喂蛋雞，產蛋率提高12.2%，飼料轉化率提高10.4%[23]。
3.3反芻動物真菌如酵母菌、曲霉菌等添加在反芻動物飼料中，可以改變瘤胃的發酵形式，提高消化道尤其是瘤胃微生物的活性。可以合成維生素、酵母和霉菌等微生物，促進瘤胃菌體蛋白合成，這些營養物質促進了反芻動物生長發育。微生態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生物技術中心生產的米曲霉培養物和釀酒酵母培養物進行乳牛試驗，結果表明，在150d的泌乳期中，兩種飼料添加劑分別提高奶產量3.1kg和3.2kg[11]。張力軍等（1995）利用四川農大生產的豬用8701微生物添加劑飼喂奶牛，按每千克體重50mg計算，每天飼喂1次，連續30d。結果是試驗組比對照組日均產奶量增加5.17kg，提高16.81%[23]。應用在犢牛日糧中使用微生態制劑可使日增重提高5.3%，飼料利用率提高5.2%，犢牛腹瀉發病率由82%降低為35%，死亡率由10.2%降低為2.8%，發病也較輕。用乳酸桿菌微生態制劑飼喂奶牛，產奶量提高26%，乳脂率上升0.03%[25]。
4微生態制劑的應用前景及發展趨勢
微生態制劑是無毒、無污染的環保產品，已廣泛應用于畜牧、水產養殖業中。早在1981年，魏曦教授就指出”抗生素之后的時代將是微生態制劑的時代”[26]。微生態制劑發展趨勢主要涉及如下幾方面。
4.1復合菌制劑從國外開發和使用效果來看，復合菌制劑較單一菌株的作用效果要更好。復合菌制劑一般都具有協同作用，因此呈現出由單一菌株微生態制劑向復合微生態制劑發展的趨勢。
4.2高穩定性制劑微生態制劑生產菌株的穩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物是值得探討的問題。再利用基因工程技術，使休眠態的微生態制劑在動物體內特定位置激活，以發揮起預期效力。利用遺傳工程技術，改善其耐熱、耐酸等抗外界不良環境特性，采用各種生物技術開發出更多的品種，是值得深入研究的問題[27]。
4.3專一制劑根據不同種類和同種不同日齡的動物群體開發專用制劑，可最大限度地發揮微生態制劑的應用效果。需要加強不同動物群體腸道菌群的功能、演替規律、影響因素等的研究，篩選研制適合專用的益生菌菌株及其制劑。
責任編輯：陳靜
