浅谈益生菌替代抗生素在畜禽养殖业的应用研究进展

曾亚英，杜海波，阿拉腾格日勒

(1 内蒙古阿拉善盟农畜产品质量检测中心，内蒙古 730706；2 内蒙古阿拉善盟腾格里经济技术开发区综合行政执法局，内蒙古 730706)

随着我国经济水平的增长和人们生活水平的提高，消费者对日常生活所需的食品不仅仅局限于数量上的满足，而更多地关注食品的安全性，尤其在畜禽肉食品方面。在现实生活中，畜禽养殖场经常在饲养过程中给动物使用抗生素来预防和治疗疾病，然而畜禽产品中残留的抗生素会危害人类的健康。同时，经常过量使用抗生素会降低动物的免疫功能和对疾病的抵抗能力，破坏它们肠道中的菌群平衡，同时会导致有害细菌出现耐药性，影响畜禽的生长和生产性能。鉴于畜禽生产中使用抗生素会带来的一系列弊端，欧盟从2006年开始禁止将抗生素用作促进动物生长的饲料添加剂。随着这一禁令的颁布，畜禽养殖业开始探索新的策略，改变饲养规模和采用现代化的饲养管理，已经在避免使用抗生素方面取得了一定的成就。目前，越来越多的人开始探索抗生素的替代品和替代策略。

益生菌作为功能性添加中一种最突出的新型制剂已被广泛应用于食品业、养殖业及人医的临床等领域。在畜禽生产中，益生菌是一种新型的微生物类饲料添加剂，它能够平衡和改善动物肠道中的微生物菌群，影响动物的免疫应答反应，从而有效抑制病原菌的繁殖，提高畜禽的生产效率。

本文主要从益生菌的作用机理、在畜禽生产中的应用以及国内外研究进展等方面进行详细阐述，以期为畜禽养殖业提供一些理论依据，以更加高效地利用益生菌。

1 益生菌的作用机理

作为一种绿色健康的饲料添加剂，益生菌可增加动物肠道中的益生菌数量，有效改善肠道内的微生态环境。同时，益生菌能够增强动物的免疫功能，促进动物对营养物质的吸收，提高它们的生产性能，改善所产肉类的品质。目前，科学家已发现的益生菌大体上可分成四大类，一是乳杆菌类，主要包括嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌和拉曼乳杆菌；二是双歧杆菌类，主要包含长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌和嗜热双歧杆菌等；三是革兰氏阳性球菌，主要涵盖粪链球菌、乳球菌和中介链球菌等；四是有益类酵母菌[1]。目前我国允许使用的饲料级微生物有12种，其中常见的是乳酸菌、双歧杆菌以及部分链球菌等。研究最多和功能最强大的饲料级微生物主要是以上各类微生物组成的复合活性益生菌，其主要通过调节动物肠道中微生物菌群结构、影响动物的免疫调节以及促进机体对营养物质的吸收等机制发挥作用，现已被广泛用于工业、农业以及生物工程等领域。

1.1 调节动物肠道微生物菌群结构

益生菌被认为是一种可以提高动物生产性能的增强剂。进入宿主动物的肠道后，益生菌最初在体内与宿主相互作用，在胃肠道中建立起持续稳定的共生关系，逐步与宿主及宿主自身的肠道微生物群共同构成一个复杂的微生物群落。益生菌通过增加细胞间的通透性以及产生细菌素和有机酸等抗菌化合物来破坏致病微生物，通过黏附于动物消化道的黏膜来改善胃肠道中的微生物环境；分泌的生物表面活性剂具有抗菌作用，可防止病原体附着在动物肠道壁，并与病原体竞争营养，刺激肠道免疫组织的免疫应答，促进营养物质的消化吸收。益生菌产生的短链脂肪酸和中链脂肪酸等营养物质可有效抑制病原微生物的生长和繁殖[2]。Stromp-fová等从鸡嗉囊中分离出屎肠球菌EF55，其所产生的类细菌素抑制物质(Bacteriocin-Like Inhibitory Substance，BLIS)能够有效抑制革兰氏阳性菌的生长和繁殖[3]。进入宿主动物肠道中后，双歧杆菌和乳酸菌会发酵食糜并产生大量的乙酸和乳酸等，降低肠道中微生态环境的pH，创造一个不利于病原菌生长的环境，抑制病原菌的生长[4]。

1.2 影响动物机体免疫调节

益生菌可作为一种非特异性免疫调节因子，进入宿主动物肠道后能够提高动物的免疫应答水平，影响机体的免疫反应。王一涵等[5]证明益生菌能够调节家禽的免疫机制，促进免疫器官的发育和免疫因子的分泌。研究表明，当动物的肠道受到损伤时，益生菌能促进肠上皮细胞和肠道免疫细胞抗炎性细胞因子的分泌，减少促炎性细胞因子的分泌[6]。益生菌还可提高淋巴细胞的活性，激发上皮细胞产生抗体，分泌免疫活性物质，阻止抗原以及细菌的黏附。同时，抗原能够与抗体结合形成免疫复合物，通过免疫复合物的外排起到清理肠道中的致病菌的作用[7]。益生菌的加入能使动物加速免疫因子的分泌、强化免疫系统的监控和杀菌作用，增强机体细胞免疫和体液免疫的功能，从根本上提高免疫力。Vinderola等研究发现，小白鼠灌服乳酸菌后，其小肠中sIgA+浆细胞的数量明显增加，表明乳酸菌能够刺激小鼠肠道淋巴细胞发挥免疫保护功能[8]。

1.3 促进动物对营养物质的吸收

益生菌进入动物肠道中后，一方面可以产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等多种消化酶，降解饲料中的某些抗营养因子，提高饲料的利用转化率；另一方面通过发酵直接产生维生素、氨基酸、短链脂肪酸和生长因子等营养物质，供宿主直接吸收利用。

很多研究表明，益生菌能改善日粮中的干物质、有机物、能量、粗蛋白、粗纤维和磷的消化率。Huang等[9]发现在断奶仔猪的玉米-豆粕型日粮中添加0.1%复合乳酸菌制剂，能提高粗蛋白和磷的表观消化率。张乃锋等[10]发现，日粮中添加109CFU/kg和1010CFU/kg的植物乳杆菌GF103能显著提高日粮的总能、干物质、有机物、粗蛋白质和粗脂肪的消化率，但中性洗涤纤维和磷的消化率无显著差异。

2 益生菌在畜禽生产中的应用

2.1 益生菌对生猪行业的影响

益生菌是一种能提高家畜生产性能且无抗生素残留问题的饲料添加剂。作为一种绿色健康的饲料添加剂，益生菌能够增加动物肠道中益生菌的数量，有效改善肠道中的微生态环境。另外，益生菌能够增强动物的免疫力，促进动物对营养物质的吸收，提高生产性能，改善所产肉类的品质。杜泓明[11]等证明，将酵母培养物和乳酸菌培养物加入日粮中，断奶仔猪的生长性能、免疫功能及血液生化指标得到了极显著的提高。何佳[12]等指出，在日粮中添加不同剂量的益生菌，断奶仔猪的平均日增重得到了显著的提高，料重比降低。日粮中添加抗生素或益生菌后，断奶仔猪的腹泻率均显著低于未添加这两种物质的对照组断奶仔猪的；日粮中添加复合益生菌可显著降低仔猪粪便中的大肠杆菌数量，并可提高双歧杆菌和乳酸杆菌的数量；益生菌能降低断奶仔猪的腹泻率，提高它们的生长性能，改善肠道菌群组成。张天阳在日粮中加入植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)，发现猪肉的系水力、干物质含量、粗蛋白含量和粗灰分含量有了明显的提高，并且猪肉的嫩度得到了很好的改善，因为饲喂乳酸菌的猪所产肉品的抗氧化性提高，过氧化物得到有效的抑制，进而改善了嫩度[13]。

2.2 益生菌对牛羊养殖业的影响

益生菌在反刍动物上的应用效果也是多方面的。在反刍动物的日粮中添加益生菌能够促进瘤胃内有益微生物的增殖，既能提高动物的消化率、抗病能力以及抗应激能力，也能为动物增加营养物质，提高产奶量和乳脂率，从而提高养殖场的经济效益。刘星等[14]表示，给奶牛直接饲喂复合益生菌制剂可有效改善牛奶的品质，并可显著提高奶牛的产奶量。刘彩娟等[15]报道，在奶牛日粮中添加复合益生菌可以提高瘤胃内纤维素酶的活性，改善瘤胃中的发酵环境。吴家泉等[16]证明，在基础日粮中添加由酵母菌、乳酸菌和枯草芽孢杆菌组成的微生态制剂，能够显著提高肉羊的采食量和日增重，促进机体对营养物质的消化和吸收，提高羊肉的品质。枯草芽孢杆菌可提高动物对饲料的消化率和免疫力，焦培鑫[17]研究表明，虽然活性干酵母和过瘤胃保护酵母对肉牛的瘤胃发酵、生长性能、胴体品质以及粪便微生物区系组成的影响较小，但提高了小肠和全消化道中有机物和中性洗涤纤维的消化率，而且过瘤胃保护酵母改善了肉牛的免疫能力。吕世民[18]等证明，奶牛专用固态益生菌添加剂(主要由乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母混合组成)对减小热应激状态下奶牛产奶量的下降幅度和提升牛奶的乳脂率具有显著的作用，对降低牛奶中的体细胞数以及减少氮素排放量具有明显的作用。穆魏[19]等研究表明，益生菌能用于减少动物肠道中致病大肠杆菌的数量，用于治疗羔羊的痢疾和犊牛的下痢。在犊牛的日粮中添加微生态制剂，腹泻发病率从82%降至35%，死亡率从10.2%降至2.8%，增重和饲料报酬得到了提高。

2.3 益生菌对禽类养殖业的影响

赵福瑞等研究了在日粮中添加复合益生菌制剂(由枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌和戊糖片球菌组成)对产蛋母鸡的产蛋性能以及肠道发育的影响。结果发现，在产蛋后期的日粮中加入复合益生菌制剂可以提高产蛋母鸡的产蛋率，降低料蛋比，延长产蛋期，改善蛋鸡的肠道健康，降低抗生素的投入量。田浪[20]等证明，复合益生菌可以显著提高黄羽肉鸡的生产性能，促进肠道的发育，增强机体免疫功能，提高抗氧化能力。哈丽旦·阿不都热合曼等[21]证明益生菌会影响家禽的肉质。他们在饲料中添加枯草芽孢杆菌、68型粪链球菌、屎肠球菌和蜡状芽孢杆菌等，家禽采食后其大腿肌肉和胸部肌肉的pH明显下降，因此具有改善肉质的作用。家禽采食添加了嗜酸乳杆菌、酪酸梭菌和枯草芽孢杆菌的饲料后，所产肉的光亮度能够得到明显的提高，从而使禽肉的颜色变得更加明亮。如果用地衣芽孢杆菌饲喂家禽，能够显著提高禽肉中蛋白质和氨基酸的含量，减少脂肪含量，而禽肉中的氨基酸是决定家禽肉风味的重要影响因素。将益生菌添加在饲料中喂给家禽，能减少禽肉中的饱和脂肪酸含量，增加不饱和脂肪酸含量。

3 展望与总结

目前，滥用兽用抗生素引发的细菌耐药性和药物残留等问题越来越严重，严重威胁着畜禽产品的质量安全，给人类和动物的健康带来了隐患。益生菌是一种新型、绿色且环保的产品，具有安全、无毒副作用、不会产生耐药性且不会污染环境的特点。在畜禽生产中用益生菌替代抗生素，既能提高生产效益和预防动物疾病，又不会危害人的健康。因此，益生菌是抗生素的良好替代品。

目前，益生菌主要以两种形式应用于生产中：一是作为饲料添加剂直接加入饲料中饲喂动物，益生菌可以保持较高的活性，能够在动物肠道中顺利定植，达到预期效果，饲料加工过程相对简单，易于操作；二是利用益生菌发酵饲料原料，加入全价料中进行饲喂，经过益生菌发酵后，能够有效减少饲料中抗营养因子的含量，提高饲料的适口性，增加采食量，同时益生菌发酵产生的代谢产物也能增加饲料的营养物质，有利于动物的生长和发育[22-23]。

益生菌在畜牧生产上的应用也面临许多问题，如生产和保存技术并不成熟，益生菌的活性低，保存时间短，优质益生菌制剂价格也相对昂贵，增加饲养成本；定植效果不理想，在被动物摄入体内的过程中，部分益生菌难以耐受动物胃中较低pH的酸环境，在动物肠道中的定植无法到达预期的效果；益生菌的作用机理大多较为复杂且尚未明确，现在动物生产中大多采用复合益生菌，其作用机理更为复杂。所以，提高益生菌制剂的稳定性、加工以及保存技术，筛选出耐受性强的能够在动物肠道中定植并可产生相应效果的菌株，探索益生菌的作用机理，以便有效且安全地使用菌剂。寻找上述相关问题的解决办案将能推动益生菌在动物生产中的应用，为养殖户带来良好的经济效益，保障人民“舌尖上的安全”。

参考文献：(23篇；略)