动物微生态制剂研究进展

2021-01-14李群芳姜宁鹏武蕾

山东畜牧兽医 2021年8期

关键词：有益菌菌种制剂

李群芳，姜宁鹏，武蕾*

文献综述

动物微生态制剂研究进展

李群芳1，姜宁鹏2，武蕾1*

（1 山东医学高等专科学校，山东济南 250002；2 山东省科学技术厅，山东济南）

本文从动物微生态制剂的特点分类、菌种要求及作用机理方面进行了深入分析，研究了动物微生态制剂的发展方向，提出了使用动物微生态制剂的条件和注意事项。目前动物微生态制剂是新的研究热点，受到越来越多的人关注。其作用机理独特，应用广泛，故具有良好的发展前景

动物微生态制剂；分类；作用机理

微生态学是人们从宏观生态学向微观层次进行研究而发展起来的，是生态学的微观层次。四川农业大学何明清教授将微生态学定义为研究正常微生物与其宿主内环境相互依赖和相互制约的细胞水平和分子水平的生态科学[1]。

一切干扰宿主的因素，不论是理化因素还是生物因素，都能引起微生态失调；一切疾病，不论是普通病还是传染病，都存在着正常微生物群的紊乱。正常微生物群因定位转移和宿主转换都可能致病。如在肠道是正常菌，转移至其他部位就可能是致病菌；在动物是非致病菌，转移到人类就可能致病；对某种动物是正常菌，转移到另一种动物就可能是致病菌。由此说明，微生物的致病性和非致病性是相对的，是与其所处的生态环境密切相关的。80年代初，一些研究者通过定性、定量和定位的方法，测定了下痢仔猪与对照健康仔猪的12种肠道菌，经统计学处理，发现下痢仔猪大肠杆菌和肠球菌显著增加，双歧杆菌、乳酸杆菌等显著减少。根据实验结果得出了仔猪发生下痢的原因主要是肠内菌群比例失调的结论，从而将微生态学观点引入疾病原因的研究，对疾病的发生赋予了新的认识。

动物微生态制剂（Microbial ecologica-lagents）又称活菌剂、生菌剂，是指用动物体内正常的有益微生物经特殊工艺而制成的活菌剂。这是我国生物学、医学、兽医学等领域的科学家，针对当前市场名词术语繁多，为了统一定义，于1988年全国微生态学会上，经过反复讨论而提出的新概念，这是一个综合性的概念，其中包括微生物生长促进剂和益生素。

关于饲用微生物生长促进剂和益生素的概念如何区分，是否属于同一种物质，这在国际学术界仍有争议。许多专家认为：如乳酸杆菌类添加剂不是直接起到促生长作用，而是通过提高机体非特异性免疫功能，减少肠道感染，对生长起到间接的积极作用。而芽抱杆菌类添加剂，是主要通过活体微生物在肠内产生酶、维生素、氨基酸以及生长刺激因子等直接起到促进生长、提高饲料利用效率的目的。但是由于益生素能起到预防疾病的作用，其最终结果必然会提高动物增重。因此，严格区分这两个概念是困难的。

1 动物微生态制剂的特点

动物微生态制剂是根据动物微生态学原理应用生物技术生产培养的高效生物制剂，其中通常含有一种或多种动物肠道内有益菌。它通过补充动物肠道内的正常菌群，来抑杀肠道内有害菌，阻止外源致病菌进肠道内，从而防止肠道感染性疾病的发生。如蓝生素口服液内含有鸡肠道内正常菌群中的9种主要有益菌，初生雏鸡饮用后，可有效地防治雏鸡白痢和雏鸡大肠杆菌病。EM-1号含有作用不同的能在土壤和动植物体中相互共存、相互影响、相互作用的10属80种以上的微生物，应用在畜牧业上可有效地防治动物肠道菌病和促进动物生长发育及增重[2-4]。

2 动物微生态制剂的分类

动物微生态制剂的分类方法较多，本文根据动物微生态制剂的物质组成进行分类，分为益生菌、益生元和合生元。

2.1 益生菌

指改善宿主微生态平衡而发挥有益作用，达到提高宿主健康水平和健康状态的活菌制剂及其代谢产物。研制益生菌的基本指导思想是，用健康动物的正常菌群，尤其是优势种群，经过选种和人工培养制成活菌制剂，然后用于动物发挥其固有的生理作用。研制益生菌的关键技术，是筛选优良的生产菌种，它直接关系到应用效果及产品质量优劣。

2.2 益生元

指一种非消化性食物成分，能选择性促进肠内有益菌群的活性或生长繁殖，起到增进宿主健康和促生长的作用。最早发现的益生元是双歧因子，后来又发现多种不能消化的寡糖可作益生元，最常见的寡糖有乳果糖、蔗糖寡聚糖、棉籽寡聚糖及寡聚麦芽糖等。这些寡糖不被有害的细菌分解和利用，只能被有益菌利用，促进有益菌生长，达到调整菌群的目的。近年来，国内研究发现，一些中草药制剂也可作为益生元。益生元有许多优越性，不存在保持活菌数的技术难关，稳定性强，有效期长，不仅可促进有益菌群生长，而且还可提高机体的免疫功能。

2.3 合生元

为益生菌和益生元结合的生物制剂，它的特点是同时发挥益生菌和益生元的作用。这种制剂的应用，有日渐增多的趋势。

3 动物微生态制剂菌种及要求

3.1 微生态制剂菌种

美国FDA和美国饲料控制官员协会于1989年公布了被认为安全可以直接饲喂动物微生物菌种种类共有42种。1999年我国农业部第105号公告公布了允许使用的饲料添加剂品种目录，饲料级微生物添加剂菌种有12种，分别是干酪乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、沼泽红假单胞菌、粪链球菌、纳豆芽胞杆菌、乳酸片球菌、啤酒酵母、产朊假丝酵母、曲霉、乳链球菌、枯草芽胞杆菌。目前，国内外反刍动物普遍使用的动物微生态制剂有乳酸菌类、芽孢杆菌类及曲霉类、酵母类和真菌类的单一菌制剂及复合菌制剂。

3.2 对动物微生态制剂菌种的要求

对动物微生态制剂菌种的要求主要有：动物微生态制剂菌种最好来自正常动物肠道中，可以保证进入肠道后迅速定植和生长繁殖；菌种应具有拮抗致病微生物的作用，并能产生有助饲料消化的酶类；不会使动物致病，不会与病原微生物产生杂交种，稳定性好，适应性强，经加工后活菌存活率高[5-7]。

4 动物微生态制剂的作用机理

4.1 补充肠道正常菌群，防止发生菌群失调症

健康动物肠道内生长着各种各样的微生物群落，各种微生物群落之间相互依存、相互制约，构成动物肠道内微生态平衡状态。动物肠道内生长着的这些正常微生物群落称之为“肠道正常菌群”。但在某些情况下，如受凉、过度疲劳、恶性肿瘤或慢性消耗性疾病，以及长期使用广谱抗生素等，都可造成肠道内微生态平衡的破坏，称为“菌群失调”，进一步发展可引起临床症状造成二重感染即“菌群失调症”。动物微生态制剂中的有益菌是动物肠道内的“原藉菌”，是肠道内正常的生理性细菌，这些“原藉菌”均为专性厌氧或兼性厌氧菌。动物服用后，肠道内的正常菌群便得到补充，“原藉菌”在数量上便占绝对优势，加上它们生长代谢造成厌氧环境，就大大抑制了那些需氧性致病菌的生长繁殖。其发酵结果产生大量乳酸、乙酸，降低了肠道内pH，使得致病菌难以生存，从而有效地防止菌群失调症的发生[8-9]。

4.2 提高机体免疫力，增强机体抗病能力

动物微生态制剂中的有益菌均是良好的免疫激活剂，它们刺激肠道免疫器官生长，激发机体发生体液免疫和细胞免疫，增强机体免疫力，增强对病毒、细菌、真菌和寄生虫的抵抗力，及时杀灭体内致病菌，消除体内“病变”细胞，从而防止疾病的发生和恶化。

4.3 协助机体清除毒素及代谢产物，减轻肝脏负担

动物微生态制剂有益菌在肠道内能生长形成致密性膜菌群，形成生物屏障，阻止毒素和废物的吸收，从而减轻肝脏负担，防止肝脏疾病的发生和发展。

4.4 补充机体营养成分，促进动物生长发育

动物微生态制剂中的有益菌在肠道内代谢所产生的多种氨基酸、维生素（K、C、Bi、Bz、Be、泛酸、烟酸、生物素、肌醇和叶酸等）以及其他一些代谢产物作为营养物质被动物机体吸收利用，从而促进动物生长发育和增重。作为饵料添加剂的许多微生态制剂，其菌体本身就含有大量的营养物质，如光合细菌富含蛋白质，粗蛋白质含量高达65 %，还含有多种维生素、钙、磷和多种微量元素、辅酶Ｑ等。

随着有益菌在动物消化道内的繁衍、代谢，可产生动物生长所必需的营养物质，如氨基酸、维生素等。此外，动物微生态制剂还可产生淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等消化酶类，促进动物消化饵料[10-11]。

5 动物微生态制剂的研究方向

（1）筛选适用于特定日粮类型及特定动物的菌株，一种菌株不可能适用于所有的动物或所有的日粮，在这方面，广州希普生物饲料有限公司已做了可喜的尝试，分别开发出适用于猪、鸡、鸭、水产的生菌素（普乐宝）系列产品。

（2）筛选具有特殊用途的菌株，来满足动物对某一方面的需要，如产色素的菌株可以促进家禽皮肤、鸡卵黄的着色，产植酸酶的菌株可以提高饲料中磷的利用率，减少环境污染，筛选能够刺激纤维分解菌生长及活性的菌种，以用于采食低粗饲料，筛选除臭能力强的菌株可以减少粪便对环境的污染，改善饲养环境。

（3）加速包被技术的研究，寻找高效、廉价、无毒副作用的包被材料，优化包被工艺，用以包裹耐性较差，但其它特性较好的菌株。

（4）加快动物微生态制剂与抗生素关系的研究，抗生素的滥用已带来严重的健康及环境问题。目前，在疾病治疗方面，仍然离不开抗生素，但抗生素的预防疾病及促生长作用完全可以用其他更安全的物质来代替，动物微生态制剂被认为是有前途的此类产品[12-14]。

6 使用动物微生态制剂的条件和注意事项

（1）从总体上看，旨在防病和促动物生长的饲用抗生素添加剂，因其耐药性、残留和由R因子所致的耐药性传递等危害，正受到众多的非议，终使许多国家政府明令限制它们的使用。作为抗生素替代品的安全性高的动物微生态制剂用作饲料添加剂或动物治疗药，将会日趋增多。

（2）据不完全统计，国内试用或应用过动物微生态制剂的动物有仔猪、断奶猪、生长猪、育肥猪、母猪、种公猪、雏鸡、肉用仔鸡、生长鸡、育成鸡、蛋鸡、鸭、鹤鹑、火鸡、犊牛、育肥牛、羔羊、马、兔、实验鼠、猫、犬、水貂、草鱼、青鱼、雌鱼、卿鱼、编鱼、鲤鱼、鳗鱼、蚀斑鱼和对虾等，均取得了良好的效果。一般认为，患腹泻的动物，初生动物，动物遇到断奶、运输、饲料变更或天气不良等应激情况时使用微生态制剂，可帮助动物肠道菌群维持或恢复正常，效果尤其明显。

（3）通常认为，应用动物微生态制剂的预防效果优于治疗，其发挥作用较抗生素慢。动物在持续性腹泻的情况下，可立即使用微生态制剂，也可先1～2 d用抗生素“清肠”，再喂有益活菌制剂，疗效好，复发率低。建议应用动物微生态制剂时不要同时使用抗菌和抑菌药物.

（4）动物微生态制剂应尽量贮存于凉爽干燥处，以利于活菌保持活力。而芽抱型的动物微生态制剂较能耐受加热、制粒等不良因子的作用。

（5）微生物之间具有拮抗作用，先定植的微生物对后来者均具有一定拮抗作用。因此，动物微生态制剂在进入生长环境后可能被杀死而失去效力。为了解决这个问题，世界各国的活菌制剂，有不少是采用对某种抗生素具有耐药性的菌株。应用时同时加入，可以排斥拮抗菌。也可以在使用动物微生态制剂前，先给动物投服一定量的某种抗生素，以杀灭动物肠道内的有害杂菌和拮抗菌，从而有利于动物微生态制剂中的有益菌在动物肠道内的定植。

（6）动物微生态制剂进入动物肠道后，如不能繁殖也不能奏效。因此，在投喂动物微生态制剂时，应同时投给动物微生态制剂中有益菌的生活促进物质。如对双歧杆菌，给予半乳糖、果搪、胡萝卜汁等；对乳杆菌与大肠杆菌投予乳搪等。

（7）动物微生态制剂在动物肠道内定植是极为复杂的，首先要考虑的是宿主种属特异性。由普通鸡嗦囊分离的乳杆菌，只能在无菌鸡的嗦囊定植，不能在其它动物体内定植。链球菌也有宿主种属特异性，由人分离的链球菌，不能在动物体内定植。因此，要保持定植，动物微生态制剂的生产菌种应从同种属宿主分离。

7 动物微生态制剂的发展前景

目前，防治动物肠道菌病普遍广泛使用抗生素，但由于抗生素存在使致病菌产生耐药性，破坏微生态平衡，导致菌群失调症，具有毒副作用的弊端。因此越来越多的兽医界学者主张研制和推广应用动物微生态制剂，应用微生态疗法来防治动物肠道菌病。动物微生态制剂可以防止因抗生素使用引发的微生态失衡，可以相应减少抗生素使用范围及剂量，减少耐药性菌株；对动物及其产品无毒、无害、无残留、无污染；生产操作简便，成本价格低廉。因此，推广和应用动物微生态制剂会普遍受到广大养殖户的欢迎，发展前景非常广阔。

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