微生物饲料添加剂的研究进展

优特生物 · 发表于 2014-12-10 20:30:15

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抗生素在预防和抵制疾病，促进生长方面具有显著作用。近些年来，随着抗生素药物价格的上涨造成养殖成本提高，而且其在杀死有害菌的同时也杀死了有益微生物，造成畜禽免疫功能下降。长期使用会使病菌产生抗药性，残留于畜禽产品中引发人类抗药性细菌，威胁人类健康。
   随着抗生素禁止在饲料中使用后，人们经过不懈的努力，其替代品也被开发出来。作为替代抗生素的新型饲料添加剂，微生物饲料添加剂具有无副作用、无残留，提高饲料利用率，推动动物健康成长，降低养殖成本的效果。微生物饲料添加剂能够利用多种机制促进有益菌生长，抑制有害菌生长，提高动物免疫力，解决了药物残留的问题。通过抑制病原菌的增殖，维护肠道健康和改善肠道功能，平衡动物肠道菌群。

1定义

   微生物饲料添加剂包括生菌剂和生长促进剂。生菌剂是从动物体内分离到的有益菌群，经培养、干燥等特殊工艺制成的含活菌或菌体及其代谢产物的生物活性制剂。其可通过动物消化道生物的竞争性排斥作用抑制病原菌或有害微生物的增殖，使有益或无害微生物占据种群优势，从而促进动物生长和提高饲料转化率。生长促进剂是指摄入动物体内参与肠内微生物平衡的物质，其基本上不被宿主动物所消化，但可为肠道原籍有益细菌所消化，促进一种或几种肠道内常住菌的生长繁殖，具有直接提高动物对饲料的利用率，以及促进动物生长作用的活性微生物培养物，如寡糖、酸化剂、中草药等［1，2］。

2种类

   美国联邦食品和药物管理局和美国饲料控制官员协会2009年公布允许作为饲料添加剂使用的微生物菌种有46种，我国2008年批准使用的有16种（农业部1126号公告）[3]。目前，研究与应用较多的微生物制剂有乳酸菌制剂、芽孢杆菌制剂，还有活性酵母、链球菌、光合细菌制剂和混合菌制剂等。

   乳酸菌制剂，乳酸菌是一类可以分解碳水化合物产生乳酸的厌氧或兼性厌氧细菌总称，是微生物饲料添加剂中研究报道得最多并且应用最广泛的一类。其在动物肠道内繁殖可产生多种抑制性化合物，如细菌素、类细菌素物质以及各种对抗性物质，如过氧化氢和有机酸等。

   芽孢杆菌制剂，这类菌为好氧或兼性厌氧，在动物肠道中存在极少，可以产生大量胞外酶，有益于降解动物来源的大分子物质，促进饲料的消化和吸收。该类制剂还可以产生抗生素、硫胺素及维生素C，并且能产生乙酸等挥发性脂肪酸，降低动物肠道pH值，从而抑制病原菌，还具有抗逆性强，耐高温、高压，易贮存等特点。

   活性酵母零星存在于动物肠道微生物菌落中，可为动物提供蛋白质、核酸、维生素和多种酶，还可提高动物对磷的利用率。酵母细胞壁的成分甘露聚糖可增强吞噬细胞的活性并阻止病原微生物的繁殖，从而增强抗病力。

   链球菌制剂可以产生各种抗菌物质和过氧化氢，抑制有害菌，并且消除有毒、有害代谢产物。

   光合细菌制剂，光合细菌是能够进行光合作用自养型水生微生物。其可以为宿主提供丰富的蛋白质、维生素、矿物质和核酸等营养物质，而且可以产生辅酶Q等生物活性物质，提高宿主的免疫力，还可改善水体环境。

   混合菌制剂是由两种及以上的单一菌剂复合而成。混合菌有益于微生物的功能互补，因此混合菌制剂效果优于单菌制剂。但菌种配伍时要求混合菌种种类宜少而精，并要求在同一保存体系中能有协同作用，可形成共同的生长优势，从而保证制剂的功能作用。通常芽孢杆菌与乳酸杆菌联合组成或者乳酸菌属与活性酵母联合组成，具有很好的协同作用和良好的使用效果。

3功能及作用机理

   动物肠道菌群与机体紧密结合形成肠内动态平衡。微生物饲料添加剂可在动物肠道内形成有益菌群，通过竞争性排斥减少病原菌在机体内的定植，进而减少和预防疾病，还可分泌抑菌物质杀灭病原菌。

   微生物饲料添加剂通过影响动物肠道组织的形态结构，从而影响肠道对营养物质的消化和吸收功能，有效减少病原菌的数量。黏膜绒毛变短会使小肠与肠道中营养物质的接触面积减少，从而降低对营养物质的消化吸收，隐窝深度加深表明绒毛细胞更新快[4-5]。有人用混合益生菌（布拉酿酒酵母菌和乳酸片球菌）饲喂仔猪，增加了其小肠黏膜高度和隐窝深度，并且显著降低了大肠杆菌数量[6]。

   微生物饲料添加剂可以促进动物免疫器官的发育成熟。动物出生后，免疫器官还未完全成熟，使其早些接触良性微生物可促进免疫器官的发育。另一方面可以刺激免疫系统产生免疫应答，提高巨噬细胞活性和免疫球蛋白水平，从而增强机体肠黏膜的免疫反应。

   微生物饲料添加剂在动物肠道内生长繁殖，产生多种消化酶和蛋白酶可以帮助动物分解食物中难消化的物质，促进营养物质的吸收，提高饲料的转化率，从而提高生产性能。另外还可产生多种营养物质如B族维生素、氨基酸、生长刺激因子等可以被动物直接利用，从而促进动物的生长。

   过高的温度会导致动物热应激，使其生理机能发生紊乱，表现为采食量下降，生长缓慢，抵抗力下降，严重则导致死亡。热应激会破坏产蛋鸡肠道黏膜结构，降低黏膜免疫水平。在每千克饲粮中添加1×107活菌单位的地衣芽孢杆菌可以明显改善热应激条件下肠道的黏膜结构，保持黏膜免疫反应，克服采食量和产蛋率的下降[7]。还可以降低热应激时肉鸡的氧化损伤，从而缓解热应激对肉鸡的不利影响[8]。

   由于生产集约化、规模化，养殖过程中产生过多的有害气体，将降低动物对疾病的抵抗力和生产性能。微生物饲料添加剂添加到饲粮中可以降低氨气水平，挥发性有机物质及粪便的pH值水平，减少有害气体的产生，还可以减少粪便中的硫化合物和氨化合物，从而降低粪便毒性和气味。由于微生物饲料添加剂加强了动物肠道后段消化道的代谢，充分降解了粪便中的残留或者改变粪便中挥发性脂肪酸的组成，从而减少了恶臭气味物质的产生[9]。

   饲粮中添加荚膜红细菌可以提高肉仔鸡腿肌和胸肌及蛋鸡蛋黄中不饱和脂肪脂肪酸与饱和脂肪酸的比例，降低蛋黄中的胆固醇和甘油三酯的含量[10，11]。饲粮中添加地衣芽孢杆菌可以使鸡蛋蛋壳厚度、蛋黄颜色和哈氏单位增加。酪酸梭状芽孢杆菌可以降低肉鸡胸肌的剪切力。

4结语

   微生物饲料添加剂自身的功能在畜牧业的健康发展上具有良好的应用前景，但是由于微生物饲料添加剂发挥益生作用的机制比较复杂，仍然有许多问题需要解决。微生物饲料添加剂经历高温、高压、胃酸和胆汁后，进入动物肠道菌种能否增殖和增殖速度如何，能否保持较强的活性都是需要解决的问题。另外，微生物饲料是否具有潜在的安全性问题还没有确切的结论，需要加强其作用机制的研究及安全性评价。作为抗生素的替代品，上述问题的解决有助于微生物饲料添加剂的广泛应用。