肉羊養(yǎng)殖中微生態(tài)制劑的研究與應用進展

蔡 濤1，趙 澤2，傅文棟3*
（1.新疆農業(yè)職業(yè)技術學院，新疆 昌吉 831100；
2.新疆維吾爾自治區(qū)農業(yè)廳食品安全辦公室，新疆 烏魯木齊 830052；
3.新疆昌吉州動物疾控中心，新疆 昌吉 831100）

生態(tài)制劑是具有活性的新型飼料添加劑，目前在我國飼料行業(yè)內正處于開發(fā)和實驗的過程中，因此，在畜牧生產中進行飼料調制時，不能與其他飼料添加劑隨意混合使用，而必須對新研發(fā)的微生態(tài)制劑的菌種進行比較完整的毒理學試驗和相應的安全測試，確定對養(yǎng)殖畜禽沒有毒副作用后才可以在畜牧生產中進行推廣應用。微生態(tài)制劑在肉羊養(yǎng)殖中應用時，既可以改善羊只瘤胃的發(fā)酵環(huán)境，恢復消化道優(yōu)勢菌群及機體內微生物的平衡，提高飼料的消化和利用效率，提升肉羊的生產性能和產品質量；又能減少蛋白質向氨和胺的轉化，降低糞便惡臭，改善環(huán)境衛(wèi)生；還能刺激羊只腸道內的免疫功能，及時殺死入侵病菌，增強羊只對疾病的免疫能力。因此微生態(tài)制劑的適量適時利用，在肉羊養(yǎng)殖中有著顯著的社會效益和經濟效益。

肉羊養(yǎng)殖；微生態(tài)制劑；菌種

修回日期：2015-03-08

1 概述

微生態(tài)制劑是指一切能利用正常微生物或促進微生物生長的物質及抑制致病菌生長繁殖的制劑制成的活的微生物制劑[1]。微生物的分類方法較多，但是根據微生物的種類，可以把微生物分為芽胞桿菌類微生物制劑、乳酸桿菌類微生物制劑和酵母菌類微生物等[2][3]。最早研究和應用微生態(tài)制劑的是蒙哈德,他在1947年，在飼養(yǎng)仔豬時，在飼料中添加了乳酸桿菌類，通過飼喂后發(fā)現，乳酸桿菌類的微生物制劑在增加仔豬的體重方面具有較好的效果，而且，這類微生態(tài)制劑對于改善仔豬身體的健康狀況也具有非常明顯的效果。美國在1970年左右，在畜禽飼養(yǎng)方面首先使用微生態(tài)制劑，通過大量的資料收集整理顯示，家畜飼養(yǎng)過程中飼喂微生態(tài)制劑具有非常明顯的有益效果并且能顯現出比抗生素更好的優(yōu)點[4]。1980年左右，世界范圍內在畜禽飼養(yǎng)過程中開始普遍性的使用微生態(tài)制劑，因為效果較好而逐漸被人們所接收和認可[5]。隨著行業(yè)研發(fā)速度的加快，在最近十多年里，微生態(tài)制劑的發(fā)展非常迅速。美國FDA規(guī)定：允許用作益生素的微生物有42種[6][7]。我國動物微生態(tài)制劑起源于1970年左右，國家農業(yè)部針對我國實情，在同一時間對可以直接在飼料中進行添加的微生物添加劑菌種進行了公布，如：干酪乳桿菌、枯草芽孢桿菌、乳酸乳桿菌、乳酸球菌、蠟樣芽孢桿菌和酵母菌等15種就在首批公布的微生態(tài)制劑當中[8]。

2 微生態(tài)制劑的作用機理

微生態(tài)制劑運用于肉羊養(yǎng)殖過程中，首先對羊只瘤胃內的發(fā)酵環(huán)節(jié)具有較好的調節(jié)和改善作用，它可以提高羊只對添加了微生態(tài)制劑飼料的消化，同時也提高了對這類飼料的利用效率，另外，對肉羊的生產性能方面也具有較高的促進作用。近年來，畜牧工作者始終致力于肉羊瘤胃內微生物區(qū)系的研究，其目的就是通過調控瘤胃內微生物區(qū)系來提高肉羊的生產效率。微生態(tài)制劑既能夠改善瘤胃的內環(huán)境，又不會產生像抗生素的藥物殘留問題。所以，微生態(tài)制劑越來越受到廣大養(yǎng)殖戶的關注，其作為瘤胃發(fā)酵的調控劑，已經被廣泛地應用于肉羊生產中。目前，微生態(tài)制劑應用于家畜養(yǎng)殖的過程中，它的作用機理研究得出的有優(yōu)勢種群論、生物屏障與化學屏障理論、生物奪氧理論、物質流、基因流、能量流三流循環(huán)學說和免疫增強等五種學說[9]。

2.1優(yōu)勢種群論

正常的微生物菌群體、宿主與外界環(huán)境會構成一個循環(huán)的微生態(tài)系統(tǒng)[10]。在適當的條件下，微生物菌群體、宿主和外界環(huán)境所構成的循環(huán)系統(tǒng)處于動態(tài)平衡的狀態(tài)中，但是，動態(tài)平衡的過程中有相對數量較少的優(yōu)勢菌群體對整個菌群體有較強的決定作用。如果優(yōu)勢種菌群體變換，則改變原有的微生態(tài)平衡，導致病原性微生物群體數量上升而占有優(yōu)勢，易導致疾病的發(fā)生。通過微生態(tài)制劑中正常微生物優(yōu)勢菌群體成員的有益益生菌的作用，調節(jié)失調的菌群，恢復優(yōu)勢種菌群體的數量而達到防治疾病和治療疾病的目的。

2.2生物奪氧理論

家畜剛出生的時候是沒有菌的，但是在出生后不久，會被環(huán)境中的一系列細菌定植。而在細菌定植的過程中，兼性厭氧、或者需氧菌生長一段時期后，氧氣被大量消耗，因此，環(huán)境為厭氧菌提供生長的條件。而厭氧菌是微生物群體中數量最多的，這樣，需氧菌、兼性厭氧菌和厭氧菌之間保持著一定的生態(tài)平衡[11]。

2.3免疫增強學說

一般正常的微生物菌體和它們的代謝產物對宿主進行刺激后會使宿主產生免疫應答，從而增強宿主的細胞免疫及體液免疫[12]，除此之外，應用微生態(tài)制劑后，還能增強宿主巨噬細胞的吞噬活性。

2.4屏障理論

2.4.1宿主機體內的化學屏障

宿主腸內菌群代謝的乳酸、乙酸、丙酸、過氧化氫和細菌素等活性物質，會殺滅或阻止病原微生物在宿主體內的定植[13]。

2.4.2 宿主機體內生物屏障

宿主機體內皮膚上皮細胞或粘膜之間的正常菌群形成的生物膜樣結構，通過定植在宿主體內而起保護作用從而影響外來致病菌或過路菌的占位、生長、定植和繁殖[14]。

2.5三流循環(huán)學說

物質流，宿主機體內正常微生物菌群與宿主細胞通過合成代謝和降解進行物質交換。裂解的細胞外酶與細胞被微生物吸收利用，而微生物產生的激素、維生素、酶和微生物降解的細胞又被宿主細胞利用，這樣在宿主機體內反復的進行著物質交換[15]。

基因流，宿主機體內正常的微生物之間普遍通過物質的傳遞進行著基因交換。

能量流，宿主機體內正常微生物群的內部與宿主保持著能源的運轉和交換。

3 微生態(tài)制劑在肉羊養(yǎng)殖中的應用

3.1促進生長，穩(wěn)定生產性能

在肉羊養(yǎng)殖過程中添加的微生態(tài)制劑，其中的活性菌種，羊只在采食后可以在消化道內產生如抗菌物質、有機酸和部分酶類等這些有益的代謝產物，其中有機酸如乳酸、乙酸、丙酸等，在羊只體內可以促進一些礦物質元素的吸收和利用，同時，羊只的消化道在處于酸性的環(huán)境時可以將胃蛋白酶原激活為具有消化力的胃蛋白酶，從而促進了消化道對蛋白質的消化和吸收；同時還能增強羊只腸道的蠕動而促進其生長，從而提高羊只的生產性能[16][17]。

3.2恢復優(yōu)勢菌群，平衡體內微環(huán)境

在肉羊養(yǎng)殖中添加微生態(tài)制劑，主要要達到的目標是使羊只消化道內的優(yōu)勢菌群得到恢復，同時達到羊只體內微生物菌群的平衡。羊只體內消化道中的菌群既可以提高羊只對飼料的消化利用率，也可以直接參與羊只體內生物防御的屏障結構。添加的益生菌群可以與病原微生物進行競爭，從而抑制病原微生物粘附到羊只胃腸粘膜的上皮細胞內，同時爭奪了病原微生物的營養(yǎng)物質和生態(tài)位點，從而導致病原微生物因為缺乏營養(yǎng)物質和生態(tài)位點而抑制其生長和繁殖。并且有效刺激腸粘膜免疫，促進機體的免疫應答，全面增強動物的抗病能力[18]。

3.3消除臭味，抑制蚊蠅生長，改善圈舍環(huán)境

飼料添加劑中微生態(tài)制劑的部分微生物可以與羊只腸道內的有益菌群進行協(xié)同作用，從而提高羊只胃腸的蠕動能力,促進了羊只對蛋白質的利用效率。同時，羊只腸道內有益菌群的大量增殖抑制了大腸桿菌的活性而減少羊只體內蛋白質向胺和氨的轉化[19]。飼料添加劑中微生態(tài)制劑的部分活性菌體還可以繼續(xù)對羊只腸內糞便中的氨進行轉化，從而降低了畜舍內產生的有害氣體和羊只排除的糞便的臭味，改善了圈舍的環(huán)境衛(wèi)生。龍忠富等用微生態(tài)制劑對黑山羊補飼試驗的結果也證明了飼喂微生態(tài)制劑可以降低圈舍臭味，幾乎聞不到臭味。

4 微生態(tài)制劑應用中存在的問題

我國微生態(tài)制劑的發(fā)展相對滯后，相對國外有較大的差距[20]。在研發(fā)、應用和使用中存在一些問題。

4.1起步較晚

我國動物微生態(tài)制劑起源于1970年代前后，起步相對較晚。

4.2 種類較少

目前，大部分微生態(tài)制劑還在實驗和開發(fā)的過程當中，在畜禽養(yǎng)殖過程中的應用還不太多，已經在市場上推廣應用的成熟產品種類相對較少。我國已經確定的適合做微生態(tài)制劑菌種的種類還比較少，需要進行新菌種的開發(fā)[21]。并且，對現有的菌種需要繼續(xù)培養(yǎng)和改造，使之具有新的特性。

4.3工藝較落后

目前，微生態(tài)制劑的加工工藝和制作過程相對單一、落后，在對微生態(tài)制劑生產的后續(xù)處理階段，手段較為匱乏，微生態(tài)制劑在畜禽生產過程中與飼料混合時，不能保證不被其他有害菌污染，因此，對微生態(tài)制劑的安全穩(wěn)定性無法保證[21]。

4.4市場推廣機制較缺乏

在畜禽養(yǎng)殖過程中添加微生態(tài)制劑有非常嚴格的要求，一旦使用或者添加不當，會導致微生態(tài)制劑的效果消失或者減弱，已經成熟的微生態(tài)制劑，在生產中缺少配套的應用和推廣措施，專業(yè)的咨詢和售后服務措施相對缺乏，沒有較好的售后配套機制，給微生態(tài)制劑在我國畜禽養(yǎng)殖中的推廣帶來了很大的困難。

4.5相關研究進展緩慢

微生態(tài)制劑在養(yǎng)殖動物機體內的作用機理，目前的研究進展較為緩慢，對于各種畜禽腸道正常菌群的相互關系和組成方面的研究，目前還不是很清楚，因此阻礙了對微生態(tài)制劑的應用和開發(fā)[22]。

5 微生態(tài)制劑在臨床使用過程中應該注意的問題

5.1注意菌種的選擇

微生態(tài)制劑的種類不同，其菌種的作用和效果也不同。此外動物種類的不同，對菌種的要求也不同，適用于反芻動物的都是分解半纖維及纖維的真菌，而適用于單胃動物的一般是芽孢桿菌和乳酸菌等。

5.2微生態(tài)制劑的保存環(huán)境

應該采用凍干的方法對非芽孢類的活菌制劑進行制備，保存的環(huán)境應該是低溫并且要避光。

5.3注意微生態(tài)制劑與飼料的混合

飼料加工工藝需要經過混合、制粒、運輸等環(huán)節(jié)，尤其是制粒過程中要持續(xù)80℃～100℃高溫。微生態(tài)制劑中一些不耐熱活菌制劑如乳酸菌和酵母類的穩(wěn)定性在這個溫度下得不到有效的保障，為提高這些活菌制劑的穩(wěn)定性，國內、外行業(yè)人員進行了很多的實驗、研究和探討，如美國Alltech生物技術中心生產的益生素膠囊，經過大量的臨床試驗表明，這種用β-葡聚糖微膠囊化后的產品在室溫下保存36個月對活力無影響[23]。被膠囊包被的活菌制劑和芽孢桿菌類微生態(tài)制劑可以耐受瞬間高溫，因此可以在飼料混合過程中直接混入飼料中進入制粒工藝。

5.4注意微生態(tài)制劑的含菌量及保存期

為了確保微生態(tài)制劑有較好的推廣和使用效果，在生產的過程中就必須保證微生態(tài)制劑中有足夠的菌株數，這樣才能在保存的過程中保持與如大腸桿菌等有害菌的競爭優(yōu)勢，保證在使用時使機體消化道表面形成菌膜，占據有害菌的消化道粘膜的吸附點[23]。產品中活菌數不足，則影響使用效果。但是，制劑隨著保存時間的延長，制劑中活菌數會慢慢減少，因此產品的使用要在規(guī)定的保存期內進行應用，并且在使用前要進行活菌數的檢測。

5.5慎重與其他添加劑混合使用

活菌制劑的特點是具有活菌，因此活菌制劑不能與其他添加劑隨意混合，如果確實需要進行混合，則必須先進行試驗，實驗的結果是以不降低制劑的活菌數為前提。

6 微生態(tài)制劑在畜牧生產中的展望

畜牧工作者的職責是為動物的健康成長并提高其生產性能進行保駕護航，而微生態(tài)制劑既有抗生素的作用，也有抗菌藥的功效，在日糧中添加后既無明顯毒副作用，也無明顯耐藥性，其生產成本既低廉，又能促進動物的生長，還能提高動物的免疫力、改善畜產品的品質、降低動物代謝有害氣體的排放[24]。其作為綠色飼料添加劑已被廣大從事畜禽養(yǎng)殖的生產者所接受，相信在這個屬于生物科學大發(fā)展的世紀里也必將屬于微生態(tài)制劑大發(fā)展的世紀。

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Research Progress of the Application of Probiotics in Mutton Sheep Breeding

CAI Tao1, ZHAO Ze2, FU Wen-dong3*
（1.Xinjiang Agricultural Vocational Technical College，Changji 831100，China；
2.Food Safety Office，Xinjiang Agricultural Department, Urumqi 830052，China；
3.Changji Prefecture Center of Animal Disease and Prevention, Changji 831100，China）

Probiotic is a new bioactive feed additive, which is being developed in feed industry in China. It couldn’t be mixed with other additives during feed processing. It also couldn’t be popularized and used in the livestock production unless it shows no toxic and side effect by safety and toxicology tests in the new species or strains. In the sheep production, probiotic not only improve fermentation environment of sheep rumen, restoration of gastrointestinal micro flora and balance of the microbial populations, nutrients digestibility, productive performances and quality of the products, but also reduce the transforming protein to ammonia and amines, fecal odor for improving environmental health. Moreover, probiotic could stimulates immune function of sheep gut and enhance the their immunity to the disease. Therefore, appropriate application of probiotic could bring remarkable social and economic benefits in sheep breeding.

sheep breeding; probiotic；strain

S816.7

A

1003－6377（2015）03－0001-05

新疆農業(yè)職業(yè)技術學院項目“微生態(tài)制劑在肉羊養(yǎng)殖中的應用示范”（XJNZYKJ2014017）

蔡濤（1979-），男，碩士，講師，主要從事動物繁殖與胚胎移植方面的研究及相關的課程教學工作。

付文棟（1975-），男，碩士,高級畜牧師,主要從事動物繁殖與胚胎移植方面的研究及推廣工作。

E-mail：38446347@qq.com

2015-02-16，