張金寶，楊玉東，張玉彥，狄良嬌，劉海艷，任建軍，王 莉

(1.寧夏智弘生物科技有限公司，寧夏 銀川，750021；2.寧夏農(nóng)墾賀蘭山奶業(yè)有限公司)

1 益生素的定義及分類

1907年，Metchnikoff最早提出益生素的概念。直到1965年，Lilly指出益生素是一種可分泌出能刺激另一種微生物生長的物質(zhì)。隨著國內(nèi)外研究者對益生素的大量研究，廣義來說益生素是一種可以平衡微生物系統(tǒng)的單一的或復(fù)合的微生物添加物。狹義上講，它是一種可以激發(fā)自身菌種繁殖生長，同時(shí)抑制有害菌系生長的微生物添加劑，包括活的微生物及其發(fā)酵產(chǎn)物。益生素主要通過特異性分泌物刺激宿主免疫應(yīng)答(如，細(xì)菌素)和消化道(如，沙門氏菌，大腸桿菌)中潛在致病性細(xì)菌的競爭排除作用來維持動物健康。美國食品與藥物管理局( FDA) 和美國飼料管理協(xié)會( AAFCO)，于1989年公開了42種可供直接喂飼且安全的微生物菌種。截至目前，我國農(nóng)業(yè)部2045號文件將益生素種類由最初的12種增加至現(xiàn)有的34種飼料級益生素添加劑。國內(nèi)外在畜禽養(yǎng)殖上最常用的益生素有乳酸菌類(嗜乳酸桿菌、雙歧桿菌等)、酵母類真菌(釀酒酵母、石油酵母等)、芽孢桿菌類(芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等)及其他相關(guān)復(fù)合制劑等。

2 益生素作用機(jī)制及生物作用

2.1 調(diào)控腸道微生物菌群平衡

健康動物胃腸道內(nèi)棲息大量的細(xì)菌，且維持機(jī)體微生物系的動態(tài)平衡。動物胃腸道中主要以厭氧菌為主，該優(yōu)勢菌群對機(jī)體腸道菌群起關(guān)鍵作用。如今，隨著畜禽養(yǎng)殖逐漸規(guī)?；鞣N環(huán)境應(yīng)激因素逐漸增多，導(dǎo)致宿主機(jī)體優(yōu)勢菌群發(fā)生更替，胃腸道菌群的動態(tài)平衡遭到破壞，原有優(yōu)勢菌群不足以滿足動物的生長要求，導(dǎo)致腸道功能發(fā)生紊亂，嚴(yán)重時(shí)引起疾病甚至死亡。益生素在機(jī)體生長代謝過程中產(chǎn)生的抗微生物活性物質(zhì)，其可以抑制腸道有害菌生長繁殖，而部分益生素可以阻止有害菌及動物自身產(chǎn)生毒性胺和氨氣，形成新的優(yōu)勢菌群使機(jī)體腸道菌群恢復(fù)動態(tài)平衡。

2.2 通過奪氧提高機(jī)體免疫力

飼料中以孢子形式添加的益生素，進(jìn)入機(jī)體消化道后迅速增殖，且消耗機(jī)體胃腸道內(nèi)大量O2降低其濃度，通過“奪氧”形成厭氧環(huán)境的方式大幅度降低致病性需氧菌和兼氧菌，從而使機(jī)體失調(diào)菌群恢復(fù)到正常狀態(tài)，達(dá)到提高免疫力和促生長等防止疾病的發(fā)生。

2.3 形成微生物屏障

當(dāng)飼料中的益生素以孢子形式進(jìn)入腸內(nèi)后，定植在機(jī)體胃腸道黏膜表面和致病菌進(jìn)行競爭，其通過調(diào)控黏膜免疫功能、改善腸道微生態(tài)以形成微生物屏障，提升機(jī)體腸道黏膜屏障功能，形成不利于致病菌生存的環(huán)境，或與致病菌競爭定居部位，抑制致病菌附著到腸細(xì)胞上，與致病菌發(fā)生競爭性拮抗作用，將其驅(qū)出定植點(diǎn)。

2.4 產(chǎn)生抑殺菌代謝物抑制原體

益生素進(jìn)入腸道后，在動物機(jī)體生長代謝過程中，會產(chǎn)生有機(jī)酸、過氧化氫及細(xì)菌素等抗微生物活性物質(zhì)，通過抑制腸道致病菌生長繁殖建立腸道優(yōu)勢菌群。乳酸桿菌可以產(chǎn)生大量有機(jī)酸，如乳酸等，其通過降低腸道pH抑制大腸桿菌等致病菌的生長和繁殖。在酸性環(huán)境下有機(jī)酸可以將胃蛋白酶原激活成胃蛋白酶，有助于飼料中蛋白質(zhì)的消化吸收。此外，抗微生物活性物質(zhì)可加強(qiáng)機(jī)體胃腸道蠕動，促進(jìn)飼料消化吸收，提高飼料利用率。

2.5 抑制有害代謝物的產(chǎn)生

益生素進(jìn)入機(jī)體腸道后，可以減少腸道內(nèi)氨或抑制致病菌的生成，降低腸內(nèi)容物、糞便中氨、對甲酚、吲哚和3-甲基吲哚等有害物質(zhì)的含量，從而減少糞便的臭氣及致病菌，降低對環(huán)境的污染。當(dāng)機(jī)體腸道內(nèi)致病菌減少，使其保持良好的吸收營養(yǎng)的功能，并降低腸上皮的更新率，減少不必要的消耗，提高飼料利用率，因此可以提高畜禽產(chǎn)品質(zhì)量。

2.6 合成各種消化酶和營養(yǎng)物質(zhì)，提高畜禽生產(chǎn)力

益生素在機(jī)體內(nèi)可產(chǎn)生各種維生素、氨基酸、無機(jī)鹽、微量元素和消化酶等。如益生素能增加血液中鈣、鎂，減少鉀量，改善礦物質(zhì)的吸收。尤其是芽胞桿菌具有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等酶活性；還可以降解飼料中的某些復(fù)雜的碳水化合物；還可以產(chǎn)生細(xì)胞壁裂解酶、透明質(zhì)酸酶、果酸果膠裂解酶、脂肪酶等。該類酶有助于提高飼料的消化吸收，繼而提高畜禽生產(chǎn)力。

3 益生素在畜禽養(yǎng)殖中應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢

近些年，因益生素具有提高畜禽生產(chǎn)性能、防治畜禽疾病等作用，逐步用于畜禽養(yǎng)殖中，以期提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。國外已廣泛應(yīng)用臨床實(shí)際中，但是國內(nèi)已剛起步，仍亟待研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用在實(shí)際畜禽生產(chǎn)中，提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 益生素在家禽養(yǎng)殖中應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢

益生菌通過調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，從而有利于家畜對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，提高家畜機(jī)體免疫能力，改善產(chǎn)品品質(zhì)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)性能。如今，國內(nèi)外學(xué)者對益生菌的研究越來越多。各種試驗(yàn)研究表明，益生素治療雛雞白痢效果明顯，其治愈率達(dá)85%以上；益生素可提高機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。Alkhalf(2010)等研究顯示，在21日和42日肉雞基礎(chǔ)日糧中添加益生素可降低齡料其重比，提高飼料利用率。Brisbin(2011)等研究乳酸桿菌單獨(dú)或聯(lián)合使用對肉雞免疫系統(tǒng)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，口服乳酸桿菌可以治療全身性抗體和細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。Abudabos(2013)等研究指出，益生菌通過競爭性排除機(jī)制來阻止致病菌如產(chǎn)氣莢膜梭菌和沙門氏菌在腸道的定殖。Alaeldein(2014)等等研究表明，益生菌對肉雞性能均有積極影響，可作為肉雞飲食中抗菌促生長劑的替代品。梁海威(2015)等研究飼料中添加適量植物乳桿菌對大腸桿菌攻毒肉雞與未攻毒肉雞的影響，結(jié)果表明其可提高ADG、降低ADFI和F/G。Nihar等(2016)等研究表明，飼料未添加益生菌組和添加益生菌組相比，益生菌組肉雞體重增加，飼料消耗、FCR、死亡率和胴體產(chǎn)量百分比顯著增加。

3.2 益生素在豬養(yǎng)殖中應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢

益生素在豬生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛，在飼料中添加益生素，可提高豬對營養(yǎng)的吸收利用及產(chǎn)奶量；還可以提高仔豬的斷奶體重，繼而縮短仔豬斷奶日齡。Schierack(2009)等研究懷孕母豬免疫指標(biāo)的變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，Ttoyoi芽孢桿菌可以改變淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)。Gaggia(2010)等研究益生菌對動物機(jī)體影響，結(jié)果指出益生菌可以抑制機(jī)體胃腸道致病菌的生長繁殖， 改善胃腸道有害菌群體系建立腸道優(yōu)勢菌群，提高機(jī)體免疫，提高動物健康水平。Pasca(2009)等、Ross(2010)等研究發(fā)現(xiàn)，益生菌有益于仔豬早期腸道微生物的定植，降低仔豬腹瀉、提高生產(chǎn)性能。Simonl(2010)等研究結(jié)果指出，在豬飼料中添加屎腸球菌，其抑制致病菌附著到腸細(xì)胞上，與致病菌發(fā)生競爭性拮抗作用，將其驅(qū)出定植點(diǎn)，降低衣原體、致病菌感染，提高機(jī)體健康水平。Bron(2012)等研究指出，益生菌可以調(diào)節(jié)宿主腸道內(nèi)的免疫應(yīng)答，降低轉(zhuǎn)化生長因子-β及視黃酸等。鄧軍(2013)等研究結(jié)果顯示，斷奶仔豬飼喂枯草芽孢桿菌和豬源乳酸桿菌能顯著增加回腸的腸絨毛高度，降低空腸和回腸的隱窩深度，以及提高十二指腸、空腸和回腸的絨腺比。Gao (2013)等研究指出，酪酸梭菌還能夠維持動物腸道微生物系統(tǒng)穩(wěn)定，促進(jìn)機(jī)體腸道有益菌的生長繁殖，抑制有害菌的生長，改善腸道健康繼而減少疾病。祝天龍(2015)等研究結(jié)果顯示，在仔豬日糧中添加1%枯草芽孢桿菌，可提高弱仔豬血清中IgA 等抗體水平，顯著提高弱仔豬的生長性能，提高仔豬免疫水平。 Ahasan(2015)等描述了益生菌對單胃動物胃腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)的最重要益處，以及它們對動物營養(yǎng)和健康的影響。研究指出，益生素對腸道黏膜、體液及細(xì)胞均具有免疫作用，因此，在日糧中添加發(fā)酵飼料能增強(qiáng)仔豬的免疫功能。但是其作用機(jī)制尚未研究透徹，仍亟待研究。

3.3 益生素在家畜養(yǎng)殖中應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢

研究表明，飼料添加益生素可顯著提高畜禽對纖維素的利用率、日增重、產(chǎn)奶量等，整體提高增加養(yǎng)殖效益。 Qiao(2007)等研究表明，給奶牛飼喂含有枯草芽孢桿菌的飼草，奶牛產(chǎn)奶量顯著提高。金龍(2010)等研究結(jié)果表明，在飼料中添加適量的酵母培養(yǎng)物，可提高青年牛的干物質(zhì)采食量，提高飼料利用率及日增重。李陽友(2012)等研究結(jié)果指出，在飼料中添加益生素和NSP酶可以提高羔羊的日增重且有明顯的促進(jìn)作用；奶牛精料中添加益生素制劑，奶牛日增重平均提高0.88 kg，牛奶乳脂率提高9.68%，差異顯著(P<0.05)。黃良策(2012)等研究指出，酵母菌、納豆芽孢桿菌和乳酸菌可以顯著降低牛奶導(dǎo)電率(P<0.05)，在奶牛乳房炎防治發(fā)揮很好作用，顯著提高奶牛產(chǎn)奶量。Maria(2014)等提出不同的益生菌菌株可以改善生長性能，減少反芻動物、豬、家禽和魚類的腸道疾病。史慧玲(2015)等研究不同益生菌組合對豬糞污氮磷減排的影響結(jié)果指出，可有效提高氮、磷和粗纖維的表觀消化率，減少糞便中氮和磷含量，降低畜禽糞便對環(huán)境的污染。

4 總結(jié)

一直以來，畜禽飼料中添加各種抗生素制劑可以達(dá)到抗菌促生長等作用，但是長期使用容易導(dǎo)致藥物殘留、細(xì)菌耐藥性等問題日趨突出。因此，尋找一種新制劑來替代抗生素是目前亟待解決的問題。益生素作為一種新型飼料添加劑已廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖中。隨著分子生物技術(shù)、基因組學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展，已初步應(yīng)用于益生素的研究，可使益生素在機(jī)體腸道內(nèi)產(chǎn)生各種必需物質(zhì)，進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。畜禽養(yǎng)殖中使用的益生菌微生物，應(yīng)富含某些細(xì)菌的益生元底物種群或益生元的合生素組合益生菌來增加其作用范圍。因此，現(xiàn)有研究重點(diǎn)是確定有益的細(xì)菌菌株和底物以及有效的條件是研究復(fù)合益生菌的前提。益生素的安全性和有效性等問題亦是不容忽視的問題，因此學(xué)者們應(yīng)正確認(rèn)識益生素的安全性和有效性等問題，進(jìn)一步深入研究，如應(yīng)根據(jù)不同菌株的性質(zhì)研制不同劑型，使其成為一種高效、安全、理想的飼料添加劑。

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