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益生菌在畜牧业中的应用
摘要：益生菌在我国畜牧业中的应用越来越广泛,它具有调节畜禽消化道菌群平衡、促进动物机体生长发育、提高饲料利用率、改善畜禽生产性能和产品品质、增强机体免疫力,改善养殖环境等作用,尤其是其具有安全、高效、无抗、无残留等特点,使其成为潜力巨大的替抗产品之一,具有广阔的应用前景。本文主要阐述了益生菌在畜禽养殖过程中的发展历程、作用机制及临床应用功效,有助于养殖从业人员更加全面、深入地认识益生菌在畜禽养殖中发挥的作用,从而在益生菌使用和选择方法上有所启示,对市场益生菌产品的质量和稳定性提出了进一步要求。
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益生菌，又称微生态调节剂，是指一类能够在生物体内存活，对宿主生命健康有益的微生物。益生菌的本质是细菌微生物，是一种新型、无公害、绿色、非营养性饲料添加剂[1]。益生菌一词最早源于希腊[2],1907年，Elie Metchnikoff博士发现一些细菌能在动物体内发挥积极作用，可通过某些方法使益生菌替代有害菌，进而改善动物机体内的菌群结构。直至1965年，Lilley等[3]提出了“Pobiotics”概念。1974年，蒙哈德通过在仔猪日粮中添加乳酸菌，证实了乳酸菌能够促进仔猪生长。美国最早从20世纪70年代开始将益生菌应用于畜禽养殖，1989年，美国食品与药物管理局和美国饲料控制官员协会公布了确认安全的、可直接饲喂的42种微生物菌种。20世纪80年代中期，益生菌在全世界，特别是欧洲、亚洲等区域内的发达国家中得到大力推广和广泛研究。
近年来，益生菌在我国畜禽养殖过程中的使用越来越多，尤其是在减抗限抗和环保政策的实施以及市场行情波动等巨大压力下，益生菌作为具有潜在的替抗功能、改善养殖环境[4]、防病保健、提高生产性能等用途的产品，越来越受行业青睐。益生菌在畜禽养殖过程中的应用形式也表现出明显的多样化，如发酵床菌制剂、益生菌发酵饲料、益生菌发酵中药、环境改良剂、除臭剂等。因此，面对功能如此多样的益生菌产品，让广大养殖户正确认识、选择和合理使用益生菌是十分必要的。
饲用益生菌大致可分为乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和光合菌4大类[5]。比较经典的微生态制剂产品是由日本琉球大学教授比嘉照夫研制的EM菌制剂，它是由光合菌、酵母菌和乳酸菌等10属80余种微生物复合培养而成，具有增强免疫力、促进动物生长发育、改善养殖环境、无毒副作用、无残留等优点，在世界各地被广泛应用。
1、益生菌作用机制
益生菌主要是在动物肠道内与机体正常菌群相互作用、共同生存，其竞争、拮抗、协同等作用机制复杂，目前研究认为其作用机理主要有以下6点。
1.1 补充体内优势菌群
在动物肠道微生物系统内，优势菌群控制着动物体内菌群的平衡，一旦优势菌群平衡被破坏，肠道机能就会出现紊乱。如肠道内的优势菌群99%以上是厌氧菌，如乳酸杆菌、双歧杆菌等，需氧菌及兼性厌氧菌只有1%。这些肠道优势菌群在维持动物消化道菌群微环境平衡中起着非常重要的作用，一旦这些菌群失衡或减少，很大程度上会引起机体功能紊乱。研究发现，腹泻时厌氧菌数量显著降低，需氧菌数量增加。
1.2 生物夺氧作用
厌氧菌是畜禽肠道中的主要微生物，动物肠道菌群平衡被破坏时，肠道内氧气含量增加，补充需氧型或兼性厌氧型的益生菌制剂可使肠道内的含氧量降低。这些菌群通过生物夺氧的方式使动物机体消化道恢复正常的厌氧环境，从而帮助机体恢复到原来的优势菌群结构和肠道环境。
1.3 参与生物化学防御屏障
益生菌进入畜禽肠道后，与肠黏膜上皮细胞作用而紧密结合，和肠道其他厌氧菌共同形成一道生物化学防护屏障，有效增强肠道上皮细胞的防御机能，不仅可以抑制和清除一些肠上皮细胞粘附的有害物质和致病菌，促进其排出体外，还能刺激机体免疫系统，增强免疫屏障和机体抵抗力。
1.4 产生有益代谢产物
一些益生菌进入机体后，在其生长繁殖过程中可产生一系列代谢产物，如酶类、有机酸、维生素和肽类物质等，产生的消化酶能够有效地促进机体对营养物质消化吸收；产生有机酸，如乳酸、醋酸、丁酸等可降低肠道p H值，抑制有害菌生长，激活胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶，加强肠道蠕动和消化吸收。
1.5 免疫作用
益生菌也可作为动物机体的非特异性免疫调节因子，通过益生菌自身或其细胞壁结构成分等激活宿主的免疫细胞，产生促分裂因子，增强吞噬细胞的活性或发挥佐剂功能，此外，益生菌还可以在动物机体内发挥特异性免疫功能，激活B细胞产生抗体。研究证明，肠道菌群的平衡有助于机体免疫器官发育成熟，肠道菌群紊乱时能够引起免疫器官发育受阻，机体免疫力降低[6]。
1.6 改善畜禽肠道微环境,降低有害气体浓度
益生菌中的某些菌属可以利用消化道内的氨、胺及吲哚等有害物质，同时抑制大肠杆菌和沙门氏菌活性，减少蛋白质成分向胺及氨的转化，使肠内的粪便和血液中的氨浓度下降，减少动物体产生的氨气。肠道内大量的活性益生菌也可以利用氨，如枯草芽孢杆菌在畜禽肠道产生氨基氧化酶、氨基转移酶和分解硫化物酶，可将臭源吲哚化合物氧化，产生的分解硫化物酶可将硫化物氧化成无臭、无毒害的物质，有效降低畜禽血液及粪尿中有害气体浓度，改善畜禽舍的养殖环境。
2、益生菌在畜禽养殖中的应用
肠道是动物体内最大的微生物聚集区，存活着1013～1014个微生物，构成一个复杂的生态系统。肠道微生物附着于肠黏膜和其他相关黏膜层以及肠腔内流动食糜中，在促进机体对营养物质的消化吸收、免疫系统发育成熟、抗有害菌定植和维护肠道健康等环节中起着重要作用。
2.1 益生菌在猪营养中的应用
2.1.1 在仔猪方面的应用
肠道微生物是肠道防御屏障的重要组成部分，对于新生仔猪，肠道微生物在宿主发育过程中发挥着重要作用[7]。给仔猪补充益生菌可以调节仔猪胃肠道微生物群平衡和增强免疫系统功能，还可以调节肠道发育和营养物质消化吸收。小肠绒毛高度/隐窝深度是衡量猪消化吸收能力的重要标准，其比值下降表明黏膜损伤，消化吸收能力降低[8],Yu等[9]发现仔猪日粮中添加乳酸杆菌可以显著增加断奶仔猪回肠绒毛高度/隐窝深度值。唐伟等[10]给仔猪口服益生菌后，发现对仔猪黄白痢有很好的预防效果，陈丽仙等[11]在仔猪日粮中添加益生菌，结果发现显著降低了仔猪腹泻率，提高了仔猪的生长速度。
2.1.2 在母猪方面的应用
研究表明，母猪日粮中添加益生菌对母猪免疫力和繁殖能力具有显著改善。研究发现，初产母猪日粮中添加枯草芽孢杆菌能够缓解霉菌毒素造成的氧化损伤和细胞凋亡。任红立[12]在妊娠母猪后期日粮中添加乳酸菌和酵母菌，发现可以促进母猪妊娠后期胎儿生长，显著提高母猪生产性能，增强母猪血浆脂质代谢、抗氧化能力、机体免疫力、改善母乳的营养水平等。吴桂心[13]发现在母猪日粮中添加4%的酵母培养物，可显著提高哺乳母猪泌乳量和乳品质，有效提高哺乳仔猪的生长性能，同时改善妊娠后期母猪肠道的微生物多样性，缓解母猪便秘，提高母猪生产性能。杨刚等[14]发现益生菌对改善泌乳母猪便秘，提高采食量，减少背膘损失和提高生产性能方面具有显著作用。
2.1.3 在育肥猪方面的应用
益生菌被广泛用于提高育肥猪的采食量和肠道保健等。临床应用后发现，可以有效维护猪群消化道菌群平衡，提高育肥阶段饲料利用率和猪群生长速度，增强机体免疫力，改善猪肉品质。猪肉品质一般通过猪肉颜色、p H值、嫩度、多汁性、风味和营养价值等指标进行评定。Meng等[15]在猪日粮中添加枯草芽孢杆菌和丁酸梭菌，结果发现，能够提高育肥猪肉品质，极显著提高肉色评分、大理石花纹评分和肉的红度。邬理洋[16]采用复合益生菌饲喂育肥猪，结果发现，提高了猪肉眼肌面积和熟肉率，猪肉滴水损失显著改善，肌内脂肪含量显著增加，肌肉中必需氨基酸、风味氨基酸和总氨基酸含量显著提高。
2.2 益生菌在家禽养殖中的应用
2.2.1 在蛋鸡方面的应用
益生菌能够改善蛋鸡肠道健康及生产性能，提高产蛋率、蛋重、蛋壳厚度、蛋料比和饲料利用率等。杨亚军等[17]发现益生菌可提高蛋鸡生产性能和蛋品质，降低料蛋比和死淘率，提高产蛋率和蛋壳厚度。高晗[18]在绿壳蛋鸡日粮中添加丁酸梭菌，发现对绿壳蛋鸡初产蛋的蛋品质有提升作用，同时可增强机体对沙门氏菌的抵抗力。
2.2.2 在肉鸡方面的应用
益生菌可改善肉鸡生长性能，提高饲料利用率，增强免疫力，改善舍内环境。李卫芳等[19]在饲喂1日龄肉鸡饲料中添加枯草芽孢杆菌后，发现肉鸡盲肠和空肠中大肠杆菌的数量显著减少，乳酸菌数量显著增加。冷寒冰等[20]研究发现在3日龄的AA肉鸡饲粮中添加益生菌，可使肉鸡生长速率加快，饲料利用率提高，料肉比下降，出栏平均重增加，出栏日期提前，鸡群整齐度明显改善。王佰魁等[21]采用植物乳杆菌等提高肉鸡巨噬细胞吞噬能力，改善肉鸡肠道菌群结构，抑制产气夹膜梭菌的生长和毒力基因表达，降低产气夹膜梭菌感染引起的不良反应。鞠孜敬[22]在肉鸡日粮中添加丁酸梭菌，结果发现，丁酸梭菌可降低肉鸡料肉比，可减少肉鸡感染肠炎沙门氏菌。王学静[23]等采用益生菌喷洒鸡舍，发现鸡舍内氨气浓度平均降低50%。
2.3 益生菌在反刍动物方面的应用
大量研究发现，益生菌饲喂反刍动物可提高其采食量、改善“过料”现象、提高生产性能、增强机体免疫力等。董晓丽等[24]给犊牛饲粮中添加益生菌，发现能够增加其日增重，改善犊牛腹泻情况。Castro等[25]研究发现，益生菌能够调节犊牛胃肠道微生物区系，提高其免疫力。
2.4 益生菌在水产方面的应用
益生菌应用于水产养殖，一方面可作为饲料添加剂，用于改善水产动物体内菌群平衡，刺激免疫系统发育成熟，促进生长发育，预防病害；另一方面可作为水质改良剂，分解养殖水体中富含的有机物、含硫化合物、氨氮等，发挥改良水体和调控水质的作用。20世纪60年代，日本学者小林正泰发现了光合菌，可有效净化有机废水，开始了采用光合菌处理污水的模式。随着光合菌规模培养生产工艺的发展，光合菌逐渐实现了大规模生产和广泛应用[26]。林东年等[27]在罗非鱼养殖过程中添加光合菌，发现其可以有效抑制水体异养菌生长，降低水体化学需氧量、氨氮含量、改善养殖水体溶氧量、酸碱度、透明度、氮含量等指标，提高养殖水体水质。
3、小结
目前，益生菌是畜禽养殖中常用的安全、绿色、环保、无毒害的饲料添加剂，是潜力巨大的替抗产品之一。益生菌能够有效降低畜禽使用抗生素的频率，具有提高饲料利用率，改善动物生长性能，增强动物免疫力，减少疾病的发生等特点。但是，市场上益生菌产品存在质量参差不齐、效果不显著、用量不明确、稳定性差等问题。因此，如何有效控制益生菌产品质量稳定性，提高临床应用效果的可靠性是行业发展中亟待解决的问题。
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文章来源:景战蕾.益生菌在畜牧业中的应用[J].中国猪业,2023,18(05):44-47+51.
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2023-10-26
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