微生态制剂在反刍动物营养搭配与饲料制备中的应用

2023-04-24曹威荣吴小叶

今日畜牧兽医 2023年11期

曹威荣，吴小叶

（1.朔州职业技术学院 036002；2.朔州市平鲁区草牧业发展中心 036800）

益生菌是微生态制剂的主要来源，最早出现在20世纪70 年代，随着研究的深入，微生态制剂将微生态学理论作为基础，从动物体内将有益微生物分离出来，然后采取特殊工艺制作成富含活菌、菌体和其代谢物的制剂，用于平衡动物肠道微生物，可以提升动物肠胃功能，使动物更加健康。微生态制剂中使用的益生菌种类繁多，包括芽孢杆菌、酵母、乳酸杆菌等。从目前的情况看，养猪业、家禽饲养对该制剂的应用比较广泛，但在反刍动物营养与饲料中的应用还存在争议，需要进一步研究和探索。

1 微生态制剂的作用机制与应用功能

动物肠道吸收微生态制剂后，正常菌群与之混合，出现竞争、共生、吞噬等作用机制。各类作用机制都基于改变肠道微生物，聚集益生菌与有害菌，对黏膜上皮受体、养分进行争夺，也可能释放有机酸、吡啶二羟酸等物质，会对肠道细菌群产生影响。在动物消化道中，会有大量益生菌生长、繁殖与活动，合成维生素、氨基酸等物质，共同进入新陈代谢环节。一些微生物在繁殖过程中，会合成叶黄素、叶酸等物质，在比较重要的代谢反应中发挥作用。不仅如此，也可能存在次要机制，上皮细胞会受到益生菌影响，出现结构、功能等方面的变化，免疫反应过程因此受到影响。

微生态制剂的应用功能较多，主要包括以下几个方面：第一，使肠道微生物菌群保持正常。对于动物来说，益生菌在肠道中属于优势菌，在正常菌群数量不足的情况下，具有补充作用，避免肠道中生长过多的病原菌。通过益生菌的添加，可以侧面减少有害菌的数量，间接抑制其生长，使肠道中的菌群关系更加合理，确保菌群数量正常、结构稳定，降低肠道出现问题的概率；第二，对新陈代谢具有促进作用，使动物更容易消化和吸收营养物质。益生菌可以对肠道中的微生物产生刺激作用，使其修复肠道健康，促进饲料高效转化[1]。可以改变菌系，使致病性厌氧菌可以迅速增长，进而与革兰氏阳性菌生成乳酸，可以提升病原菌抑制效果，促进营养物质吸收。所以，益生菌具有促进动物健康，提升饲料转化率的作用；第三，增强动物免疫力，使动物可以更好地抵抗疾病。摄入益生菌可以更好地调控肠道中的微生物影响免疫反应；第四，减少环境污染问题。在动物肠道中，益生菌可以生成氨基氧化酶、分解硫化物的酶，可以更有效地利用各类有害物质，粪便中的活菌体存量较多，可以将剩余氨使用，进一步减少氨排放，避免饲养环境被严重污染。

2 微生态制剂在反刍动物营养搭配与饲料制备中的应用研究

2.1 用于幼龄反刍动物健康饲养与饲料制备

对于幼龄反刍动物来说，应用微生态制剂可以有效加快动物瘤胃发育速度，并且对其pH 值进行调整，实现早期断奶。通常采用肠球菌、乳酸菌等微生态制剂，视情况也会采用添加米曲霉的提取物。幼龄反刍动物消化道中的菌类较少，酸碱度处于中性，很容易滋生病原菌[2]。乳酸菌类微生态制剂可以促进动物肠道中生成优势菌群，有助于构筑防御屏障，通过生物夺养，将过路菌、侵袭菌等有害病原微生物抑制，避免其在黏膜上皮大量生长。不仅如此，乳酸菌可以生成次生性代谢产物以及抗微生物蛋白，在病原菌抑制方面具有明显的效果，同时也能调节pH 值。例如，为黑白花犊牛提供30 d 含有乳酸菌的发酵乳，结果显示它的反刍时间延长；为新生犊牛饲喂假长形双歧杆菌，具有良好的增重效果，体重增长率达到25%以上，饲料转化也增长11.4%；饲喂纳豆枯草芽孢杆菌能够减少断奶日龄，使犊牛采食更多饲料，料重比明显下降。由此可见，对于幼龄反刍动物，微生态制剂可以提升动物健康，使饲料可以高效率转化。不仅如此，微生态制剂也可以降低腹泻发生率，提升动物抗病能力，减少动物死亡问题[3]。犊牛出生之后可以使用粪链球菌、嗜酸杆菌抑制动物腹泻，使动物从原本的85%腹泻率，下降到35%，死亡率也比原来降低7.4%，下降至2.8%。

2.2 用于成年反刍动物健康饲养与饲料制备

在成年反刍动物饲养的过程中，可以使用微生态制剂，促进瘤胃环境调节。微生态制剂不会在动物体内生成抗生素药物残留，不仅应用效果好，而且比较安全。反刍动物益生菌种类有很多，包括源于瘤胃的细菌群，还有细菌、酵母和真菌的混合物等。研究表明，如果将微生态制剂添加在奶牛饲粮中，奶牛的乳产量明显提升，产乳品质也得到改善[4]。纳豆芽孢杆菌也具有提升奶牛产奶量的作用，可以更加高效地转化饲料，增加牛奶中乳糖、乳蛋白含量，体细胞明显下降，牛奶品质得到改善。在饲料中添加微生态制剂，可以有效调节瘤胃微生物，也能促进pH 值保持稳定。通常pH 值的变化受到瘤胃中乳酸含量影响，如果高精日粮饲喂数量较多，则可能降低pH 值，影响瘤胃功能。通过添加微生态制剂，可以使乳酸被充分利用，pH 值随之提升，避免瘤胃内部出现环境失调的问题，保障瘤胃整体生产性能[5]。根据相关报道可知，在育肥肉牛饲喂的过程中，补饲酵母培养物可以使乳酸菌更加浓厚。在奶牛补饲的过程中，使用酵母培养物，经过4 h 观察，发现瘤胃pH值提升，表明具有促进乳酸利用的效果。

通过研究发现，在饲料中添加米曲霉可以有效提升动物瘤胃中活菌数量，啤酒酵母也有同样的应用效果。采取体外试验的方式，在奶牛日粮中加入酵母菌制剂，对比发现实验组的纤维素分解菌比对照组多5～40倍。添加酵母培养物可以有效调节瘤胃发酵，也能促进蛋白生成。如果采用的益生菌种类不同，则瘤胃蛋白质降解效果不同，但不论哪种益生菌，都可以促进降解，增加NH3产量。与此同时，热应激也可以得到缓解，能够在一定程度上预防乳房炎。

2.3 用于青贮饲料制备

微生态制剂在青贮饲料中应用可以调节微生物区系，使发酵过程得到有效把控，增加乳酸菌繁殖数量，提升乳酸的生产效率，使多糖和粗纤维可以更加迅速、高效的转化，促进干物质大量回收，使青贮饲料品质更高。作为添加剂用于青贮饲料时，其属于乳酸菌属，通过乳酸菌发酵的方式，增加营养物质保存量。在奶牛饲喂的过程中，如果使用的青贮料添加了乳酸菌，则可以有效提升奶牛采食量，进而增加体重和乳产量。在奶牛饲喂之前，如果在青贮料中添加乳酸菌制剂，则不会影响中性和酸性洗涤纤维的消化率。由此可见，瘤胃功能之所以得到改善，因为青贮发酵生成了乳酸菌，并非通过直接加入乳酸菌得到改善。但体外试验显示，如果共同采食乳酸菌与青贮饲料，则乳酸菌要在瘤胃中保持存活状态，才能影响内部微生物种群，并且对上皮组织产生刺激，提高营养物质吸收效率，改善动物生理状态，提升动物的生产性能，否则无法达到上述效果。此外，青贮微生态制剂不仅可以改善饲料质量，也能增加牛羊的体重，使奶产量大幅提升。如果粗饲料发生变化，则瘤胃环境也会发生变化，造成pH 值降低，复合微生物制剂可以起到缓冲效果，逐步过渡发酵模式，使营养物质可以分解吸收，保障牛奶成本不会发生较大的变化起伏[6]。

3 微生态制剂在反刍动物营养搭配与饲料制备中的应用效果

主要对幼龄反刍动物使用微生态制剂的效果进行研究，通过试验获取具体的变化数据，分析微生态制剂的应用效果。

3.1 对微生物区系的影响

新生反刍动物消化系统还没有发育健全，肠道内部处于无菌且中性的状态，很容易滋生病原菌，通过添加微生态制剂帮助瘤胃发育，同时调节pH 值。在试验的过程中，采用地衣芽孢杆菌设置为B 组；地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌复合菌设置为C 组；C 组复合形式的基础上增加植物乳酸杆菌，三种菌类复合为D 组。三组分别饲喂0～8 周龄犊牛，设置A 组为对照组，通过试验比较，了解应用效果。试验表明，B 组犊牛日增重ADG、体驱指数明显提升，各组粪便评分明显下降，血清生化指标并没有明显的变化。对瘤胃发酵参数、瘤胃液细菌变性梯度凝胶电泳DGGE 和PCR 进行定量分析可知，三组添加方式都可以使瘤胃发酵参数更加稳定，促进犊牛瘤胃液细菌种类以及优势条带数量提升，使纤维分解菌更好的定植，促进其大量繁衍。分析可知，三组微生态制剂的应用方式都可以改善犊牛瘤胃环境，使机体更好的抵御饲料变化造成的应激问题，保障犊牛健康生长。分析D 组数据可以发现，该复合方式作用效果比较明显，C 组复合方式效果相对较差，可见益生菌有明显的组合效应。为充分发挥益生菌的作用，应该对不同菌类的组合效应进行研究，设计最合理、有效的组合模式。

3.2 对犊牛生长性能影响

针对微生态制剂添加到饲料中对犊牛生长性能的影响进行分析，在试验的过程中，选择四个年龄段的犊牛，分别是：0～2；3～4；5～6；7～8 周龄，每组犊牛每天增加体重和总干物质采食并没有明显的变化，但添加微生态制剂可以增加平均每日体重，在试验的过程中，将日增重LB 组与LBS 组、CT 组从小到大依次排列。在实验的过程中，2～4；4～6；6～8 周龄犊牛并没有出现明显的饲料转化率变化，0～2 周龄LB 组的饲料转化率提升明显，在整个试验阶段，饲料转化率都呈现为转化趋势，植物乳杆菌组效果最佳，其次是复合菌组，最后为对照组。

3.3 研究重点与未来发展

从近几年的发展趋势来看，微生态制剂的应用愈加广泛，相关研究也不断增加，为发挥微生态制剂的优势作用，应该根据需求研究更多复合菌组合方式，同时深入开发利用优势菌群。目前主要根据动物生长性能、瘤胃细菌数量等指标评价微生态制剂作用，普遍属于表观分析，应该调整判断指标，向瘤胃生物结构、总量等方向发展，促进外来益生菌应用效果的研究。对于反刍动物来说，不同菌种带来的促进效果不同。这与动物代谢有直接关系，很多优势菌群的开发并不深入，利用也不够充分。重点研发复合菌制剂，强化益生菌的协同作用，结合实际生态环境进行研究和开发，在发现新菌种的同时，也应该努力发展复合菌。可以尝试与其他物质联用，包括中草药、酶制剂等，以此来提升使用效果，增强微生态制剂对饲料转化率的促进作用。从目前的情况看，普遍以使用效果研究为主，对作用机理的研究较少，应该增加这方面的研究。可以从分子生物学、细胞学的角度入手，充分了解作用机制，为微生态制剂的使用提供更多依据。研究制剂和瘤胃微生物之间的作用关系，深入探索菌种代谢、营养物质代谢关系。从使用效果来看，微生态制剂与畜牧业生产需求、发展趋势相符，不仅能够提升畜禽养殖水平，也能提升饲料工业水平，有助于健康无污染绿色饲料的生产。在分子生物学技术不断完善的背景下，应该对其生物学功能进行深入研究，研制更多可以促进反刍动物健康生长并且提升饲料转化率的微生态制剂。