肉羊养殖中微生态制剂的研究与应用进展

肉羊养殖中微生态制剂的研究与应用进展

蔡 涛1，赵 泽2，傅文栋3*
（1.新疆农业职业技术学院，新疆 昌吉 831100；
2.新疆维吾尔自治区农业厅食品安全办公室，新疆 乌鲁木齐 830052；
3.新疆昌吉州动物疾控中心，新疆 昌吉 831100）

生态制剂是具有活性的新型饲料添加剂，目前在我国饲料行业内正处于开发和实验的过程中，因此，在畜牧生产中进行饲料调制时，不能与其他饲料添加剂随意混合使用，而必须对新研发的微生态制剂的菌种进行比较完整的毒理学试验和相应的安全测试，确定对养殖畜禽没有毒副作用后才可以在畜牧生产中进行推广应用。微生态制剂在肉羊养殖中应用时，既可以改善羊只瘤胃的发酵环境，恢复消化道优势菌群及机体内微生物的平衡，提高饲料的消化和利用效率，提升肉羊的生产性能和产品质量；又能减少蛋白质向氨和胺的转化，降低粪便恶臭，改善环境卫生；还能刺激羊只肠道内的免疫功能，及时杀死入侵病菌，增强羊只对疾病的免疫能力。因此微生态制剂的适量适时利用，在肉羊养殖中有着显著的社会效益和经济效益。

肉羊养殖；微生态制剂；菌种

修回日期：2015-03-08

1 概述

微生态制剂是指一切能利用正常微生物或促进微生物生长的物质及抑制致病菌生长繁殖的制剂制成的活的微生物制剂[1]。微生物的分类方法较多，但是根据微生物的种类，可以把微生物分为芽胞杆菌类微生物制剂、乳酸杆菌类微生物制剂和酵母菌类微生物等[2][3]。最早研究和应用微生态制剂的是蒙哈德,他在1947年，在饲养仔猪时，在饲料中添加了乳酸杆菌类，通过饲喂后发现，乳酸杆菌类的微生物制剂在增加仔猪的体重方面具有较好的效果，而且，这类微生态制剂对于改善仔猪身体的健康状况也具有非常明显的效果。美国在1970年左右，在畜禽饲养方面首先使用微生态制剂，通过大量的资料收集整理显示，家畜饲养过程中饲喂微生态制剂具有非常明显的有益效果并且能显现出比抗生素更好的优点[4]。1980年左右，世界范围内在畜禽饲养过程中开始普遍性的使用微生态制剂，因为效果较好而逐渐被人们所接收和认可[5]。随着行业研发速度的加快，在最近十多年里，微生态制剂的发展非常迅速。美国FDA规定：允许用作益生素的微生物有42种[6][7]。我国动物微生态制剂起源于1970年左右，国家农业部针对我国实情，在同一时间对可以直接在饲料中进行添加的微生物添加剂菌种进行了公布，如：干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸球菌、蜡样芽孢杆菌和酵母菌等15种就在首批公布的微生态制剂当中[8]。

2 微生态制剂的作用机理

微生态制剂运用于肉羊养殖过程中，首先对羊只瘤胃内的发酵环节具有较好的调节和改善作用，它可以提高羊只对添加了微生态制剂饲料的消化，同时也提高了对这类饲料的利用效率，另外，对肉羊的生产性能方面也具有较高的促进作用。近年来，畜牧工作者始终致力于肉羊瘤胃内微生物区系的研究，其目的就是通过调控瘤胃内微生物区系来提高肉羊的生产效率。微生态制剂既能够改善瘤胃的内环境，又不会产生像抗生素的药物残留问题。所以，微生态制剂越来越受到广大养殖户的关注，其作为瘤胃发酵的调控剂，已经被广泛地应用于肉羊生产中。目前，微生态制剂应用于家畜养殖的过程中，它的作用机理研究得出的有优势种群论、生物屏障与化学屏障理论、生物夺氧理论、物质流、基因流、能量流三流循环学说和免疫增强等五种学说[9]。

2.1优势种群论

正常的微生物菌群体、宿主与外界环境会构成一个循环的微生态系统[10]。在适当的条件下，微生物菌群体、宿主和外界环境所构成的循环系统处于动态平衡的状态中，但是，动态平衡的过程中有相对数量较少的优势菌群体对整个菌群体有较强的决定作用。如果优势种菌群体变换，则改变原有的微生态平衡，导致病原性微生物群体数量上升而占有优势，易导致疾病的发生。通过微生态制剂中正常微生物优势菌群体成员的有益益生菌的作用，调节失调的菌群，恢复优势种菌群体的数量而达到防治疾病和治疗疾病的目的。

2.2生物夺氧理论

家畜刚出生的时候是没有菌的，但是在出生后不久，会被环境中的一系列细菌定植。而在细菌定植的过程中，兼性厌氧、或者需氧菌生长一段时期后，氧气被大量消耗，因此，环境为厌氧菌提供生长的条件。而厌氧菌是微生物群体中数量最多的，这样，需氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌之间保持着一定的生态平衡[11]。

2.3免疫增强学说

一般正常的微生物菌体和它们的代谢产物对宿主进行刺激后会使宿主产生免疫应答，从而增强宿主的细胞免疫及体液免疫[12]，除此之外，应用微生态制剂后，还能增强宿主巨噬细胞的吞噬活性。

2.4屏障理论

2.4.1宿主机体内的化学屏障

宿主肠内菌群代谢的乳酸、乙酸、丙酸、过氧化氢和细菌素等活性物质，会杀灭或阻止病原微生物在宿主体内的定植[13]。

2.4.2 宿主机体内生物屏障

宿主机体内皮肤上皮细胞或粘膜之间的正常菌群形成的生物膜样结构，通过定植在宿主体内而起保护作用从而影响外来致病菌或过路菌的占位、生长、定植和繁殖[14]。

2.5三流循环学说

物质流，宿主机体内正常微生物菌群与宿主细胞通过合成代谢和降解进行物质交换。裂解的细胞外酶与细胞被微生物吸收利用，而微生物产生的激素、维生素、酶和微生物降解的细胞又被宿主细胞利用，这样在宿主机体内反复的进行着物质交换[15]。

基因流，宿主机体内正常的微生物之间普遍通过物质的传递进行着基因交换。

能量流，宿主机体内正常微生物群的内部与宿主保持着能源的运转和交换。

3 微生态制剂在肉羊养殖中的应用

3.1促进生长，稳定生产性能

在肉羊养殖过程中添加的微生态制剂，其中的活性菌种，羊只在采食后可以在消化道内产生如抗菌物质、有机酸和部分酶类等这些有益的代谢产物，其中有机酸如乳酸、乙酸、丙酸等，在羊只体内可以促进一些矿物质元素的吸收和利用，同时，羊只的消化道在处于酸性的环境时可以将胃蛋白酶原激活为具有消化力的胃蛋白酶，从而促进了消化道对蛋白质的消化和吸收；同时还能增强羊只肠道的蠕动而促进其生长，从而提高羊只的生产性能[16][17]。

3.2恢复优势菌群，平衡体内微环境

在肉羊养殖中添加微生态制剂，主要要达到的目标是使羊只消化道内的优势菌群得到恢复，同时达到羊只体内微生物菌群的平衡。羊只体内消化道中的菌群既可以提高羊只对饲料的消化利用率，也可以直接参与羊只体内生物防御的屏障结构。添加的益生菌群可以与病原微生物进行竞争，从而抑制病原微生物粘附到羊只胃肠粘膜的上皮细胞内，同时争夺了病原微生物的营养物质和生态位点，从而导致病原微生物因为缺乏营养物质和生态位点而抑制其生长和繁殖。并且有效刺激肠粘膜免疫，促进机体的免疫应答，全面增强动物的抗病能力[18]。

3.3消除臭味，抑制蚊蝇生长，改善圈舍环境

饲料添加剂中微生态制剂的部分微生物可以与羊只肠道内的有益菌群进行协同作用，从而提高羊只胃肠的蠕动能力,促进了羊只对蛋白质的利用效率。同时，羊只肠道内有益菌群的大量增殖抑制了大肠杆菌的活性而减少羊只体内蛋白质向胺和氨的转化[19]。饲料添加剂中微生态制剂的部分活性菌体还可以继续对羊只肠内粪便中的氨进行转化，从而降低了畜舍内产生的有害气体和羊只排除的粪便的臭味，改善了圈舍的环境卫生。龙忠富等用微生态制剂对黑山羊补饲试验的结果也证明了饲喂微生态制剂可以降低圈舍臭味，几乎闻不到臭味。

4 微生态制剂应用中存在的问题

我国微生态制剂的发展相对滞后，相对国外有较大的差距[20]。在研发、应用和使用中存在一些问题。

4.1起步较晚

我国动物微生态制剂起源于1970年代前后，起步相对较晚。

4.2 种类较少

目前，大部分微生态制剂还在实验和开发的过程当中，在畜禽养殖过程中的应用还不太多，已经在市场上推广应用的成熟产品种类相对较少。我国已经确定的适合做微生态制剂菌种的种类还比较少，需要进行新菌种的开发[21]。并且，对现有的菌种需要继续培养和改造，使之具有新的特性。

4.3工艺较落后

目前，微生态制剂的加工工艺和制作过程相对单一、落后，在对微生态制剂生产的后续处理阶段，手段较为匮乏，微生态制剂在畜禽生产过程中与饲料混合时，不能保证不被其他有害菌污染，因此，对微生态制剂的安全稳定性无法保证[21]。

4.4市场推广机制较缺乏

在畜禽养殖过程中添加微生态制剂有非常严格的要求，一旦使用或者添加不当，会导致微生态制剂的效果消失或者减弱，已经成熟的微生态制剂，在生产中缺少配套的应用和推广措施，专业的咨询和售后服务措施相对缺乏，没有较好的售后配套机制，给微生态制剂在我国畜禽养殖中的推广带来了很大的困难。

4.5相关研究进展缓慢

微生态制剂在养殖动物机体内的作用机理，目前的研究进展较为缓慢，对于各种畜禽肠道正常菌群的相互关系和组成方面的研究，目前还不是很清楚，因此阻碍了对微生态制剂的应用和开发[22]。

5 微生态制剂在临床使用过程中应该注意的问题

5.1注意菌种的选择

微生态制剂的种类不同，其菌种的作用和效果也不同。此外动物种类的不同，对菌种的要求也不同，适用于反刍动物的都是分解半纤维及纤维的真菌，而适用于单胃动物的一般是芽孢杆菌和乳酸菌等。

5.2微生态制剂的保存环境

应该采用冻干的方法对非芽孢类的活菌制剂进行制备，保存的环境应该是低温并且要避光。

5.3注意微生态制剂与饲料的混合

饲料加工工艺需要经过混合、制粒、运输等环节，尤其是制粒过程中要持续80℃～100℃高温。微生态制剂中一些不耐热活菌制剂如乳酸菌和酵母类的稳定性在这个温度下得不到有效的保障，为提高这些活菌制剂的稳定性，国内、外行业人员进行了很多的实验、研究和探讨，如美国Alltech生物技术中心生产的益生素胶囊，经过大量的临床试验表明，这种用β-葡聚糖微胶囊化后的产品在室温下保存36个月对活力无影响[23]。被胶囊包被的活菌制剂和芽孢杆菌类微生态制剂可以耐受瞬间高温，因此可以在饲料混合过程中直接混入饲料中进入制粒工艺。

5.4注意微生态制剂的含菌量及保存期

为了确保微生态制剂有较好的推广和使用效果，在生产的过程中就必须保证微生态制剂中有足够的菌株数，这样才能在保存的过程中保持与如大肠杆菌等有害菌的竞争优势，保证在使用时使机体消化道表面形成菌膜，占据有害菌的消化道粘膜的吸附点[23]。产品中活菌数不足，则影响使用效果。但是，制剂随着保存时间的延长，制剂中活菌数会慢慢减少，因此产品的使用要在规定的保存期内进行应用，并且在使用前要进行活菌数的检测。

5.5慎重与其他添加剂混合使用

活菌制剂的特点是具有活菌，因此活菌制剂不能与其他添加剂随意混合，如果确实需要进行混合，则必须先进行试验，实验的结果是以不降低制剂的活菌数为前提。

6 微生态制剂在畜牧生产中的展望

畜牧工作者的职责是为动物的健康成长并提高其生产性能进行保驾护航，而微生态制剂既有抗生素的作用，也有抗菌药的功效，在日粮中添加后既无明显毒副作用，也无明显耐药性，其生产成本既低廉，又能促进动物的生长，还能提高动物的免疫力、改善畜产品的品质、降低动物代谢有害气体的排放[24]。其作为绿色饲料添加剂已被广大从事畜禽养殖的生产者所接受，相信在这个属于生物科学大发展的世纪里也必将属于微生态制剂大发展的世纪。

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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

新疆农业职业技术学院项目“微生态制剂在肉羊养殖中的应用示范”（XJNZYKJ2014017）

蔡涛（1979-），男，硕士，讲师，主要从事动物繁殖与胚胎移植方面的研究及相关的课程教学工作。

付文栋（1975-），男，硕士,高级畜牧师,主要从事动物繁殖与胚胎移植方面的研究及推广工作。

E-mail：38446347@qq.com

2015-02-16，