益生菌的功效及动物生产中应用研究进展

汤海林

韶山市清溪镇人民政府农业综合服务中心

益生菌，是通过改善肠道内菌群平衡，对宿主起到有益作用的活性微生物。 以益生菌为原料制成的产品，即微生态制剂，其功能是改善肠道菌群结构、 抑制有害微生物生长， 提高动物机体免疫力。益生菌必须能耐酸耐胆汁，能够以存活的状态到达肠道内； 能在肠道内定植并且能够在肠道内增殖； 已经被科学证实能够改善肠道内菌群结构并且能够起到有益作用； 已经证实是安全可靠的或原本就是肠道菌群中的一种； 存活在动物日粮中能够保持有效的数量。 随着现代科学技术的不断发展以及学科交叉程度的加深， 益生菌的相关研究也取得了非常多的重大突破。 本文就益生菌种类、 生理功能及在动物生产中的研究进展进行综述， 为后续研究及生产应用提供一定的理论基础。

1.益生菌种类

益生菌的种类繁多, 迄今为止, 科学家已发现的益生菌大体上可分成三大类，其中包括乳杆菌属、双歧杆菌属和革兰氏阳性球菌属。 此外明串球菌属、丙酸杆菌属和芽孢杆菌属的部分菌种株以及一些霉菌与酵母菌等亦可归入益生菌的范畴。

1.1 乳杆菌属

乳杆菌属于革兰氏阳性兼性厌氧菌， 最佳繁殖环境是在温度35-40℃之间，pH 值6.4-4.5 的弱酸性环境，且具有很强的抗酸抗盐性。目前已报道的乳酸杆菌已有56 种，主要用于生产微生态制剂者约10 种，包括嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）、短乳杆菌（L. brevis）、干酷乳杆菌（L.casei）和德氏乳杆菌保加利亚种（L.delbruckiisubsp. bulgaricus，旧称“保加利亚乳杆菌”） 等。 以嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）为例，它是人体肠道中的重要微生物，与人体的健康息息相关。当其达到一定数量时，它能改善调节人体肠道微生物菌群的平衡、 增强机体的免疫力、降低胆固醇水平、缓解乳糖不耐症以及抑制肿瘤细胞形成等等，即起到健康促进效果。

1.2 双歧杆菌属

歧杆菌属革兰氏阳性专性厌氧菌， 其最宜繁殖温度为37-42℃，pH 为6.0-7.0。 双歧杆菌是人体肠道内很重要的生理性菌群， 它们通常寄生在人和动物小肠后段， 作为一种优良的生态菌种,双歧杆菌具有维持肠道微生态平衡、生物拮抗、免疫调节和营养等多方面的生理功能， 它与人类的许多病理、生理现象密切相关，现已确认双歧杆菌是人体健康的重要标志之一。

1.3 革兰氏阳性球菌及其它菌

革兰氏阳性球菌属兼性厌氧球菌， 目前研究较多的革兰氏阳性球菌如嗜热链球菌、粪链球菌、乳球菌、 乳酸肠球菌以及属于链球菌属的中介链球菌等。 此外，随着对研究的深入，研究者不断开发出新的益生菌资源，例如一些明串球菌属、丙酸杆菌属和芽孢杆菌属的的部分菌种株及部分酵母菌和霉菌等亦可归入益生菌的范畴。 如保拉迪酵母菌对治疗儿童或成人急性感染或非特异性腹泻、 预防和治疗抗菌素诱发的结肠炎和腹泻及预防由管饲引起的腹泻和肠道综合症有一定的疗效作用。

2.益生菌的生理功能

2.1 加强黏膜屏障

作为肠道中能够正常定植的益生菌， 不仅能够在动物肠道中形成优势菌群而且能够紧密结合在肠粘膜上构成一道天然生物屏障， 使得整个动物肠道处在健康状态。 目前大量体外和体内试验表明，乳酸杆菌通过分泌有机酸使得环境中pH 值降低、产生次生代谢产物（抑菌毒素）、与肠道中有害细菌竞争性获得营养物质以及形成膜菌群等方式来抑制致病菌或条件性致病菌的生长， 从而保护肠道生物屏障。Renzg 等在研究肝脏移植手术后肠道障碍功能时发现相对于空白对照而言， 喂食双歧杆菌和乳杆菌对于术后肠道屏障功能的恢复与提高有显著帮助，不仅如此，这些益生菌对于改善肠道微生物菌群结构也能够起到非常积极、有效的作用。 益生菌之所以能够起到肠道保护和调节肠道内微生物群落结构的作用主要是基于益生菌表面的脂多糖、 鞭毛以及脂磷壁酸等表面结果形成相应活性细胞因子， 然后通过胞间信号通道刺激NFκ-B 转录因子转录增加TLR 受体分子的表达从而达到肠道菌群平衡和上皮细胞修复。

2.2 增强机体免疫力

益生菌对于动物肠道的健康和平衡起到非常重要的作用。益生菌主要是通过细菌拮抗、免疫调节或者是肠上皮细胞组织结构改变的方式来调节肠道健康与身体健康。 目前公认的益生菌抗菌效应模式有竞争性或拮抗作用，增加消化酶活性，降低有害细菌酶活与氨产物，增加消化，中和肠毒素或者刺激免疫系统等几种。 益生菌主要经免疫刺激和免疫调节两种方式来增强动物机体的免疫功能。益生菌作为良好的免疫激活剂，通过在肠道定植、 竞争性抑制潜在病原菌及稳定肠道黏膜屏障等刺激动物肠道黏膜免疫器官发育， 可显著提高巨噬细胞和干扰素的活性及促进细胞分裂和抗体产生， 并通过激发宿主非特异性和特异性的免疫应答来提高机体免疫力和抗病力。研究表明，给小鼠连续灌喂益生菌能激活小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬活性，增强吞噬作用，并可显著提高小鼠脾脏指数，促进脾脏淋巴细胞增殖。 Park 等研究报道，双歧双歧杆菌可促进小鼠淋巴结和淋巴集结中免疫球蛋白M（IgM）和免疫球蛋白A（IgA）的分泌，并明显增加肠系膜淋巴结和脾脏中免疫球蛋白（IgM、IgG、IgA）分泌细胞数量。 柴家前等在对饲喂了乳杆菌的雏鸡进行消化道中抗体浓度连续性观测的试验中发现益生菌能够在早期显著提高鸡消化道分泌型IgA 抗体的浓度。

2.3 抑制肠道疾病及调节消化道微生态平衡

益生菌抑制肠道疾病主要是通过拮抗功能抑制有害微生物的成长， 从而改变肠道微生物菌群结构，起到抑制肠道疾病的作用。益生菌在现代疾病治疗中起到重要作用。 大量临床研究显示益生菌对于特殊的病症有明显作用， 如阻止抗生素介导的腹泻、急性胃炎的治疗、过敏性肠炎以及幽门螺杆菌感染等。 益生菌维持动物机体消化道微生物菌群平衡的机制主要有竞争排斥（或定植抗力）和产生抑菌物质两种方式。 竞争排斥即动物胃肠道中的有益菌群能通过与病原菌就定居部位、营养素、 生存和繁殖空间及时间等竞争限制性资源来调节体内菌群结构， 抑制外来微生物的定植或增殖，加速有害菌随粪便排出。益生菌能分泌细菌素、类细菌素、溶菌酶、有机酸（包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等）和过氧化氢等抑菌物质，通过降低消化道pH 抑制病原菌的存活。

2.4 净化养殖环境

益生菌可阻止动物体外病原菌的侵袭， 产生的有机酸、 细菌素等抑制物质能竞争性地排斥或抑制肠道内大肠杆菌等腐败细菌的生存、 生长与繁殖，减少蛋白质向氨（胺）转化，使肠道、血液和粪便中氨水平下降， 随粪便排出体外的病原菌和氨数量也减少，益生菌数量增多，并且剩余的氨能够被粪便中的活菌体继续利用， 从而改善了畜禽的养殖环境。

3.益生菌在动物生产中的应用进展

3.1 益生菌在猪养殖上的应用

目前， 益生菌在猪生产上的应用主要集中在仔猪生产方面。 益生菌制剂能有效降低断奶仔猪的发病率和死亡率，改善免疫功能，提高生产性能和肉质。 陈丽仙等研究了益生菌剂对仔猪肠道菌群的影响，结果显示，乳酸杆菌制剂能显著降低仔猪腹泻率，促进仔猪的生长；益生菌剂能极显著减少仔猪肠道的好氧菌，增加仔猪肠道的厌氧菌、双歧杆菌和乳酸杆菌； 且显著降低仔猪肠道的产气荚膜梭菌； 表明饲料中添加益生菌剂能有效改善仔猪肠道菌群。 周盟等研究了益生菌对断奶仔猪生长性能及消化性能的影响，结果表明，乳酸菌、芽孢杆菌及其复合菌在断奶的前两周能显著降低料重比23.23%～24.75%，提高仔猪的饲料转化率，且提高仔猪对营养物质的消化率。另外，添加益生菌制剂能改善断奶应激对绒毛高度和隐窝深度的影响， 提高肠道淋巴细胞数量和挥发性脂肪酸含量，降低肠道pH 值，从而缓解断奶应激对肠道环境的影响。 蒋加进等在断奶仔猪的饲料中添加复合益生菌（嗜酸乳杆菌和酵母菌），结果表明，3%复合益生菌对能够有效缓解断奶仔猪的热应激，改善断奶仔猪的生长性能， 且提高日增重和饲料利用率，显著降低腹泻率。刘虎传等研究了益生菌制剂对早期断奶仔猪生长性能和免疫指标的影响，试验结果显示，益生菌制剂相比对照组显著提高断奶仔猪平均日增重， 并显著降低料重比和腹泻率；显著提高仔猪断奶后第7 天血清白介素-1β水平和断奶后第21 天血清免疫球蛋白G 含量、白介素-6 和肿瘤坏死因子-α 水平及回肠黏膜分泌性免疫球蛋白A 含量， 空肠分泌性免疫球蛋白A含量高于对照组，但差异不显著；且粪便免疫球蛋白A 含量及外周血T 淋巴细胞CD3+、CD4+、CD8+及CD4+/CD8+无显著差异。

3.2 益生菌在家禽养殖上的应用

益生菌的作用受鸡年龄的影响较大， 小鸡阶段补充益生菌可以取得良好效果， 但以后这种优势逐渐减弱。 焦喜兰等研究了益生菌对肉鸡生长性能、 肠道菌群和部分免疫性能的影响， 结果显示，饲料中添加益生菌可提高肉鸡的日增重，降低料重比，提高肠道中乳酸菌数量，降低大肠杆菌数量，使免疫器官指数和免疫球蛋白数量增加。陆银等探讨了日粮中添加复合益生菌（蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和粪肠球菌） 对肉仔鸡生长性能和屠体品质的影响，试验结果表明，复合益生菌能显著提高21-35 日龄肉鸡的生长性能，屠宰率、腿肌率和胸肌率略高于对照组； 且显著提高了肌肉的系水力和嫩度； 益生菌的作用效果随添加水平而提高， 其中以复合益生菌添加量为活菌数2×106个/g 效果最佳。 王佳丽在肉仔鸡饲料中添加了1%复合益生菌（酵母菌和乳酸菌），结果显示，复合益生菌可显著提高21 日龄肉仔鸡胸腺和法氏囊指数及42 日龄肉仔鸡胸腺指数；且能显著提高21 日龄肉鸡血清免疫球蛋白G（IgG）水平、外周血T 淋巴细胞增殖功能和42 日龄肉鸡血清免疫球蛋白A（IgA）水平。 张志焱等探讨了不同浓度植物乳杆菌对产蛋鸡生产性能及肠道酶活的影响，结果表明，料蛋比较对照组分别降低3.25%-7.81%，但对蛋重、软破壳蛋率、空肠和回肠内容物的淀粉酶活力及蛋白酶活力均无明显影响。 林冬梅等研究了复合益生菌制剂对蛋种鸡血清生化指标的影响，结果表明，饲料中添加复合益生菌能够显著提高血清总蛋白及血清钙的含量； 降低血清胆固醇和高密度脂蛋白的含量； 对血清中几种代谢酶活性无显著影响， 但有提高谷草转氨酶和肌酸激酶的趋势；且降低血清尿酸的含量。

3.3 益生菌在水产养殖上的应用

益生菌作为水生动物饲料添加剂， 可以提高肠道健康，增强机体免疫力，并且提高动物的生长性能。 宋协法等研究了益生菌对半滑舌鳎仔稚鱼生长的影响，结果显示，益生菌能显著提高半滑舌鳎仔稚鱼增重率、肥满度和成活率，但对体长增长率无明显影响。 王彦波研究了不同浓度的复合益生菌（芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等）对凡纳对虾生长性能和消化酶活性的影响， 结果表明， 复合益生菌能够提高凡纳对虾的凡纳对虾的末重、相对增重率、成活率以及蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等消化酶活性， 其中以3.0 g/kg 添加量最佳。 高凤祥等探讨了饵料中添加单一益生菌和复合益生菌（芽孢杆菌、乳酸菌）对大菱鲆生长及消化道酶活性的影响，试验结果表明，复合益生菌组大菱鲆的存活率和特定生长率显著高于对照组；消化道蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力升高，其中复合益生菌组消化道酶活性显著高于对照组；表明添加复合益生菌能显著提高大菱鲆存活率，促进大菱鲆的生长。 李桂英等研究了饲料中添加潜在益生菌（坚强芽孢杆菌、美人鱼发光杆菌、溶藻弧菌） 对凡纳滨对虾肠道消化酶活性和菌群组成的影响，结果显示，益生菌组对虾肠道中胃蛋白酶、 脂肪酶和淀粉酶活性整体水平均显著高于对照组），肠道细菌数量较对照组有显著增加；其中以坚强芽孢杆菌与美人鱼发光杆菌灭活菌复合组的效果较佳。

4.小结

益生菌广泛应用于动物生产， 在作用效果方面，也不仅仅局限在维持消化道菌落平衡，对于提高机体免疫力，促进消化，提高饲料利用率和繁殖能力及净化环境等诸方面体现出较强效果。 而其无残留、无毒副作用、无抗药性、不污染的特点，更是抗生素难以比拟的， 是值得养殖业大力推广的一个方向。 但目前对益生菌深层次的作用机理的研究还比较少，大多停留在使用效果上。 另外，应在开发优势菌种及新菌种的基础上向复合菌制剂发展，加强与酶制剂、中草药制剂等其它制剂之间的联合使用，同时注重制作工艺、发酵工艺等关键加工技术的高度稳定性。

参考文献（略）