楊帆

(菏澤學(xué)院藥學(xué)院，山東 菏澤 274015)

1 微生態(tài)制劑的概念和作用機(jī)理

微生態(tài)制劑，又稱微生態(tài)調(diào)節(jié)劑、益生菌制劑，是指根據(jù)微生態(tài)學(xué)的原理，利用對宿主有益且無害的正常微生物及其代謝產(chǎn)物或促進(jìn)其生長的物質(zhì)制成的制劑，以提高宿主健康水平或增進(jìn)健康。微生態(tài)制劑一般分為益生菌、益生元、合生元和代生素[1]。

目前研究表明，微生態(tài)制劑的作用機(jī)理主要有以下四種：①競爭腸上皮細(xì)胞的黏附位點(diǎn)，補(bǔ)充有益菌數(shù)量，分泌抗菌物質(zhì)(如有機(jī)酸、溶菌酶、細(xì)菌素、H2O2、CO2等)，降解有毒產(chǎn)物，阻止病原菌的入侵和定植；②合成多種營養(yǎng)物質(zhì)和消化酶，降低腸道內(nèi)的pH值，促進(jìn)消化吸收和新陳代謝，提高生產(chǎn)性能；③刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，激活宿主免疫細(xì)胞，提高抗體水平，增強(qiáng)抗病能力；④抑制腸道內(nèi)毒性氨和胺的合成，降低糞、尿中有害氣體的含量，改善環(huán)境衛(wèi)生。

2 微生態(tài)制劑在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 微生態(tài)制劑在牛、羊生產(chǎn)中的應(yīng)用

將微生態(tài)制劑添加到牛、羊的飼糧中，或飼喂經(jīng)益生菌發(fā)酵的飼糧，可以調(diào)節(jié)胃腸菌群的微生態(tài)平衡，改善瘤胃發(fā)酵方式，提高飼料養(yǎng)分的降解率以及動物的采食量和消化率，從而加快動物的生長速度，提高動物產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量[2]。高堂亮等[3]給肉牛飼喂含微生態(tài)制劑(地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和植物乳酸桿菌)的全混合日糧后，肉牛的平均日采食量和體增重明顯提高，料重比顯著降低。高苙宸等[4]的試驗(yàn)表明，給反芻動物飼喂添加了乳酸菌制作的青貯飼料，不僅優(yōu)化了青貯飼料的品質(zhì)，還提高了瘤胃微生物或揮發(fā)性脂肪酸含量，避免瘤胃臌氣。

飼喂或在環(huán)境中噴灑含益生菌的微生態(tài)制劑，不僅能夠抑制體內(nèi)外有害菌和腐敗菌的增殖，刺激腸道淋巴細(xì)胞，提高免疫性能，還可以改善飼養(yǎng)環(huán)境衛(wèi)生，從而有效預(yù)防犢牛腹瀉和奶牛乳腺炎的發(fā)生[5]。宋淑珍等[6]表示，枯草芽孢桿菌能夠升高羊的總蛋白、球蛋白濃度和肺臟、脾臟指數(shù)，大幅降低腹瀉率。Xu等[7]研究發(fā)現(xiàn)，乳桿菌可顯著提高乳中免疫球蛋白G (IgG)、乳鐵蛋白(LTF)、溶菌酶(LYS)和過氧化物酶(LP)的含量，使體細(xì)胞數(shù)顯著下降。

益生菌對于改善牛、羊屠宰后肉的食用品質(zhì)的相關(guān)指標(biāo)也具有積極作用。張旭等[8]將乳酸菌發(fā)酵日糧飼喂黃牛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)牛肉的粗脂肪、黃度b*值、肌原纖維小片化指數(shù)和總抗氧化能力顯著提高，剪切力降低25.18%，表明牛肉的品質(zhì)和風(fēng)味得到改善。董改香等[9]發(fā)現(xiàn)，飼喂由植物乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵香草配合飼料的杜寒雜交羊，屠宰率明顯升高，腹脂率顯著下降，屠宰后羊肉的膻味輕，肉質(zhì)細(xì)嫩，失水率低。

2.2 微生態(tài)制劑在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

斷奶仔豬的培育是豬生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？茖W(xué)的飼養(yǎng)管理和適量益生菌的使用，有利于提高斷奶仔豬的免疫力，促進(jìn)腸道菌群平衡和營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[10]，從而減少腹瀉的發(fā)生，降低死亡率。祝永才等[11]將不同含量的釀酒酵母菌和枯草芽孢桿菌聯(lián)合應(yīng)用，均可增強(qiáng)斷奶仔豬細(xì)胞、黏膜和體液免疫，并改善仔豬的生長性能。耿正穎等[12]表示，丁酸梭菌可以降低斷奶仔豬盲腸內(nèi)容物氨氮的含量，提高腸道益生菌數(shù)量，加強(qiáng)機(jī)體免疫和抗氧化能力。

降低料肉比和發(fā)病率是生長肥育豬飼養(yǎng)管理的主要目標(biāo)，與養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤。大量研究表明，微生態(tài)制劑在提高養(yǎng)分的表觀消化率、改善生長指標(biāo)、提高抗體水平等方面發(fā)揮著重要作用。Liu等[13]表示，飼喂含益生菌的微生態(tài)制劑能夠顯著降低仔豬血清甘油三酯、低密度脂蛋白和尿素氮含量以及豬肉的滴水損失和蒸煮損失，增加血清高密度脂蛋白含量，表明益生菌對生長肥育豬的肉質(zhì)和血清代謝具有明顯改善作用。龔澤修等[14]在仔豬的飼糧中添加以枯草芽孢桿菌、酵母菌和嗜酸乳桿菌為主的微生態(tài)制劑后，仔豬的平均日增重明顯提高，料重比顯著降低，血清中免疫球蛋白(IgA和IgG)的水平也有所提高。據(jù)李俊霞等[15]的報(bào)道，乳酸菌口服疫苗對于豬流行性腹瀉、豬傳染性胃腸炎、豬輪狀病毒病、豬細(xì)小病毒病、口蹄疫和豬鏈球菌病等具有良好的實(shí)驗(yàn)免疫效果。

另有研究結(jié)果表明，枯草芽孢桿菌制劑可以顯著降低豬糞、尿中的總氮、氨氮含量和pH值，以及NH3、H2S的釋放量，極大改善了飼養(yǎng)環(huán)境[16]，有效防控了傳染病的流行。

2.3 微生態(tài)制劑在禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

保證肉雞在較短的生長周期內(nèi)，充分發(fā)揮生長及產(chǎn)肉性能，使經(jīng)濟(jì)效益最大化。微生態(tài)制劑在禽生產(chǎn)中具有促進(jìn)生長、防治疾病、抗應(yīng)激等顯著成效。聶荷敏等[17]報(bào)道，乳酸菌制劑能有效抑制雞腸道內(nèi)彎曲桿菌的增殖，從而保護(hù)腸道的完整性。董佳楠等[18]在肉仔雞飼料中添加適當(dāng)比例的乳酸菌和酵母菌的復(fù)合培養(yǎng)物，可以提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，使平均日增重和采食量大幅上升。Gao等[19]的試驗(yàn)結(jié)果表明枯草芽孢桿菌也有相似效果。周勃[20]的研究進(jìn)一步說明：枯草芽孢桿菌可改善消化道黏膜形態(tài)與結(jié)構(gòu)，明顯促進(jìn)小腸黏膜絨毛的生長，進(jìn)而增強(qiáng)消化吸收能力。魏園園[21]研究微生態(tài)制劑對肉雞禽流感和新城疫免疫影響時發(fā)現(xiàn)，微生態(tài)制劑對新城疫病毒有抑制作用，并能提高禽流感疫苗產(chǎn)生的抗體滴度且維持較長時間。李會洲[22]的試驗(yàn)表明，益生菌能夠維持雞高溫環(huán)境下穩(wěn)定的生理機(jī)能和完整的腸道形態(tài)，改善微生物區(qū)系，減小高溫應(yīng)激造成的負(fù)面影響。

益生菌還具有改善蛋雞的產(chǎn)蛋性能，提高雞蛋品質(zhì)的功效[23]，在生產(chǎn)應(yīng)用中取得了替代抗生素的良好效果。Choe等[24]研究表明，乳桿菌有助于降低雞卵黃中膽固醇的含量。劉明生等[25]用添加了0.1%黃芪多糖和0.1%益生菌制劑(枯草芽孢桿菌和釀酒酵母)的日糧飼喂蛋雞時發(fā)現(xiàn)，蛋雞血清中丙二醛的含量有所降低，超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和總抗氧化能力的含量或活性得到提升，使得蛋雞的生產(chǎn)性能和雞蛋品質(zhì)有明顯的改善。

2.4 微生態(tài)制劑在水產(chǎn)動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

水是天然的培養(yǎng)基，大量微生物繁殖于此，微生態(tài)制劑調(diào)節(jié)菌態(tài)、凈化水質(zhì)、促進(jìn)消化、提高免疫力的積極作用也得以充分顯現(xiàn)。Guo等[26]飼喂鯉魚芽孢桿菌混合制劑，1個月后實(shí)驗(yàn)組水體pH值、氨氮含量、亞硝酸鹽含量均低于對照組，并測得其促進(jìn)鯉魚生長的最佳用量為6%。肖鶴等[27]表示，以糞腸球菌、芽孢桿菌、酵母菌、反硝化細(xì)菌等發(fā)酵而成的濃縮乳酸菌制劑可以在水產(chǎn)動物的消化道內(nèi)形成乳酸菌屏障，提高抗體水平，并促進(jìn)消化道對無機(jī)離子和養(yǎng)分的吸收。樊英等[28]報(bào)道虹鱒飼料中添加丁酸梭菌和凝結(jié)芽孢桿菌的飼料可保護(hù)肝臟，改變腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)，有效促進(jìn)虹鱒的生長和存活。

枯草芽孢桿菌的單獨(dú)使用在水產(chǎn)養(yǎng)殖中較為普遍。徐晨等[29]在BFT養(yǎng)殖模式下添加枯草芽孢桿菌，發(fā)現(xiàn)異育銀鯽的腸道黏膜下層厚度和肌層厚度增大。李軍亮等[30]表示，低魚粉條件下，添加枯草芽孢桿菌起到了促進(jìn)珍珠龍膽石斑魚幼魚生長的作用，還可以提高消化酶、抗氧化酶活性和CAT、GR mRNA相對表達(dá)水平，增強(qiáng)抗病能力。

2.5 微生態(tài)制劑在特種動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

特種動物及其產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，市場前景廣闊，受到眾多養(yǎng)殖者的關(guān)注。益生菌及制品的應(yīng)用在此行業(yè)內(nèi)呈新興態(tài)勢，發(fā)展?jié)摿薮?。?yán)毅梅[31]表示，單獨(dú)添加嗜酸乳桿菌或與枯草芽孢桿菌聯(lián)合應(yīng)用可增加仔兔腸道中益生菌群，增強(qiáng)盲腸的發(fā)酵功能，大大提高飼料的利用率。還有研究[32]表示，玉米秸稈飼料經(jīng)復(fù)合菌制劑發(fā)酵后食用，可增強(qiáng)獺兔的消化酶活性，促進(jìn)獺兔生長。李曉斌等[33]每日給馬駒補(bǔ)喂枯草芽孢桿菌和植物乳桿菌混合而成的復(fù)合益生菌，顯著增加了乙酸和丙酸的濃度并降低了糞便中酸性洗滌纖維的含量，說明對于纖維的消化能力得到加強(qiáng)，并且血漿中腫瘤壞死因子α的水平也得到了極大提升。屈平平等[34]表示，芽孢桿菌可一定程度提高水貂平均日增重，降低料重比和腹瀉發(fā)生率，與低聚木糖混合使用效果更明顯。另據(jù)報(bào)道[35]，乳酸菌微生態(tài)制劑可以明顯提高北極狐的總能表觀消化率和粗脂肪，降低血清總膽固醇水平，但長期添加硫酸黏桿菌素會使其肝臟受損。

3 存在問題及未來展望

隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，新時代廣大養(yǎng)殖者和消費(fèi)者不單單注重動物產(chǎn)品的“量”，對“質(zhì)”也提出了更高要求。微生態(tài)制劑的無毒、無污染、無殘留、無副作用、無抗藥性等優(yōu)點(diǎn)，使其近年來在飼料、藥品、環(huán)境衛(wèi)生、畜產(chǎn)品加工等相關(guān)行業(yè)得到普遍認(rèn)可和廣泛應(yīng)用，也有望成為抗生素的理想替代品。眾多的理論研究與豐富的生產(chǎn)試驗(yàn)證明，微生態(tài)制劑能夠綠色、健康、可持續(xù)地提高動物生產(chǎn)性能，改善養(yǎng)殖環(huán)境，減少疾病發(fā)生，促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展。

當(dāng)前，微生態(tài)制劑在研究和應(yīng)用中還存在部分問題：①對于益生菌作用機(jī)制的基礎(chǔ)理論研究不夠深入和準(zhǔn)確，缺少更為全面、有效的創(chuàng)新型研究方法和多領(lǐng)域合作機(jī)制；②大部分微生態(tài)制劑未能就不同種、不同生長階段動物的實(shí)際情況，有針對性地進(jìn)行培養(yǎng)和研發(fā)，用量也比較模糊，大多依靠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)使用；③微生態(tài)制劑在機(jī)體內(nèi)環(huán)境中容易受到體液、激素等影響，復(fù)合益生菌制劑在實(shí)際應(yīng)用中也可能相互抑制，使其功效大打折扣，甚至存在潛在危害；④含有活性益生菌的微生態(tài)制劑對于制備、貯存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的條件要求較高，環(huán)境不適時容易失活。

針對上述問題，筆者認(rèn)為應(yīng)結(jié)合以下幾點(diǎn)，共同推動微生態(tài)制劑的發(fā)展：①加大對益生菌基礎(chǔ)理論的研究力度，積極推動分子生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)、飼料營養(yǎng)學(xué)、藥理學(xué)、基因工程、化學(xué)工藝、發(fā)酵工程等多領(lǐng)域合作；②研制安全可靠、效果顯著的新菌種，探究多菌種以及與酶制劑、中藥制劑等聯(lián)合應(yīng)用的作用機(jī)制，推動復(fù)合益生菌制劑的科學(xué)發(fā)展；③創(chuàng)新產(chǎn)品加工、包裝工藝，減小外界環(huán)境對微生態(tài)制劑活性的不良影響；④加快制定國家相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)，明確不同微生態(tài)制劑的用途和用量，落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)評估和質(zhì)量監(jiān)管環(huán)節(jié)，規(guī)范微生態(tài)制劑的市場秩序，杜絕安全隱患。