益生菌對腸道菌群的作用及其在畜禽生產中的應用

陳培煉

（岳陽市屈原管理區畜牧水產局）

自抗生素問世以來，其在治療和預防動物疾病以及促進動物生長方面有著非常重要的作用，被廣泛的應用到動物飼料添加劑中，在畜禽生產方面做出了突出貢獻。但隨著抗生素的普及和濫用，其耐藥性和致病性嚴重危害了人體健康，并對環境造成不可估量的損害。因此，綠色、安全、無污染的益生菌成為一種新型的飼料添加劑，益生菌制劑在改善腸道菌群平衡，提高動物機體免疫力，促進動物生長等方面發揮著重要作用，目前已被世界各國廣泛應用。

1 益生菌的定義和分類

“益生菌”一詞最早被Lilly和Stillwell于1965年在 《Science》發表研究論文時提出，后由Fuller于1989年給益生菌下定義： “益生菌是通過改善腸道菌群平衡而對宿主健康產生有益作用的活菌添加劑?！焙笥衷?001年由聯合國糧農組織 （FAO）世界衛生組織 （WHO）聯合專家組給出的定義，益生菌是 “經適量服用后，有益于其宿主健康的活的微生物，”簡單來說，益生菌即為服用具有一定數量、活的、并有益宿主健康的微生物。

益生菌的劃分方式有很多，迄今為止，科學家已發現的益生菌大體上可分成四大類，其中包括：乳桿菌類 （如嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、詹氏乳桿菌、拉曼乳桿菌等）；雙歧桿菌類（如長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、卵形雙歧桿菌、嗜熱雙歧桿菌等）；革蘭氏陽性球菌 （如糞鏈球菌、乳球菌、中介鏈球菌等）；有益類酵母菌。同時也可根據益生菌的作用機理分為微生態生長促進劑和微生態治療劑；按菌種組成可分為單一制劑和復合制劑；按菌種名稱也可分為乳酸菌類、芽孢桿菌類和酵母菌類。此外，益生菌大多指乳酸菌，大致也可分為兩大類，乳酸類益生菌和非乳酸類益生菌。

2 腸道菌群

腸道是機體消化代謝的主要場所，腸道內存有數以百計，種類繁多且復雜的有益菌和有害菌，統稱為腸道菌群，其中健康人體或動物體內以有益菌主導的有益于宿主生理和免疫功能的調節，且對于營養物吸收、腸道穩態的維持以及外源性病原體的保護發揮了重要作用。腸道菌群失調是微生物受到宿主或者外部環境的影響，導致微生物菌種或數量比例上的平衡狀態被打破，進而引發宿主氧化反應產生各種各樣的疾病。產生的原因眾多，目前可看作有兩方面：宿主和菌群。宿主方面，主要是病理狀態，包括動物機體損傷，感染，應激等方面。菌群方面主要是外環境的改變和影響，包括外籍菌種的入侵，抗菌和抗生素類藥物的使用，日糧配方的改變，有益菌的大量繁殖等。有益菌通過黏附機制黏附在腸道黏膜表面，構成具有免疫機制的微生態機械屏障，通過占位、競爭、分泌有機酸及抑殺菌肽等機制，抑制致病菌和條件致病菌的入侵和生長，從而保持腸道菌群的平衡。

3 益生菌對腸道菌群的作用機制

3.1 定植拮抗作用

益生菌進入腸道后首先要黏附在腸道黏膜表皮粘液上，這也是益生菌通過黏附作用在腸道內黏附或生存一段時間后與原正常菌群形成生物屏障，進而影響過路菌、外源菌、致病菌等在腸道的定植與繁殖，大量研究表明，益生菌通過黏附在腸道內黏膜層不被腸道蠕動所沖走，并參與到與致病菌的生存和繁殖空間，定植部位、營養吸收競爭中，從而限制甚至阻止致病菌在腸道定植。

3.2 競爭抑制作用

競爭抑制作用又稱優勢種群說，微生物菌群中的優勢種群對整個種群起決定作用，益生菌能夠競爭性阻斷病原微生物在腸道的粘附，導致致病菌不能與腸上皮細胞表面受體結合，起到與致病菌爭奪生物所需營養物質和生態位點的作用，從而抑制致病菌在腸道中的定值。Arnall等人研究表明益生菌可與同類型的細胞產生信號交流，當益生菌比致病菌在數量上占優勢時，可通過調節來增強屏障功能，增加粘蛋白的產生，從而減少致病菌在腸道粘膜上的附著位點。

3.3 生物奪氧作用

在動物腸道內主要以厭氧型微生物作為優勢菌群，當在動物腸道內加入耗氧型益生菌，加速自身的生長和繁殖，即可降低局部的氧分子濃度，從而抑制腸道內需氧型或兼性厭氧菌的生長和繁殖，達到腸道菌群平衡的作用。尤其是芽抱桿菌，當其進人腸道后在繁殖過程能消耗氧氣，造成厭氧環境，有助于厭氧微生物的生長，從而使失調的菌群平衡調整恢復到正常狀態，達到預防疾病和促生長大的作用。

3.4 “三流運轉”理論

益生菌可通過改善機體免疫系統和腸道功能,抑制致病菌或有毒物質的過度繁殖，促進腸道的蠕動，加速致病菌或其代謝物質的排放，保證了微生態系統中基因流、能量流和物質流的正常運轉。

4 益生菌在畜禽養殖上的應用

4.1 益生菌在豬生產中的應用

益生菌在仔豬生產中的應用主要體現在兩個方面：促生長和調節腸道平衡。Mollgaard首次發現用乳酸桿菌飼喂仔豬可有效增加仔豬體重，改善仔豬健康狀況。Thanantong等報道，乳酸菌屬中的一些成員已經用于益生素的研制，且腸道中的乳酸菌可以產生抑菌物質，降低宿主血清中膽固醇含量，并且能夠促進生長，降低腹瀉率。石秋峰等研究表明，與對照組相比，在斷奶仔豬的飼糧中添加0.1%的丁酸梭菌和0.012%潞威糞球菌制劑日增重提高，料重比降低；王杰等人研究表明在斷奶仔豬的飼料日糧中添加0.30%復合益生菌+0.08%纖維寡糖后試驗仔豬的平均日采食量、平均日增重比對照組提高4.38%、13.76%，料重比比對照組降低9.09%。梁明振等人研究表明益生素組仔豬平均日增重比對照組提高4.6%，飼料利用率提高5.7%對增重和飼料利用率的提高有良好的促進作用。大量實驗結果表明，益生菌對斷奶仔豬的腸道菌群具有改善作用，從而促進仔豬的消化和吸收，提高飼料的利用率和飼養效率。大量的研究表明，益生菌能促進腸道有益菌的生長和繁殖，抑制有害菌，從而維持腸道平衡，降低腹瀉率。王娜等人研究表明益生菌制劑不僅能調節斷奶仔豬腸道內相應菌群的生長，還能調節其他菌群的生長，促進腸道菌群的平衡。 此外， 她還發現以 1：1：1、 1：2：1、 2：1：2、1：1：2比例配制的蠟樣芽孢桿菌、鼠李糖乳桿菌、戊糖乳桿菌混合益生菌制劑均能促進仔豬的生長，降低仔豬的腹瀉率。Maneewan等研究發現，枯草芽孢桿菌MP9和MP10對仔豬除了有增重效果，并能夠增加腸道菌群中乳酸菌數量并減少大腸桿菌和沙門菌數量，有效降低腹瀉率。Yang等人研究發現植物乳桿菌通過改善腸道屏障物理功能并維持腸道通透性，有效防止產毒素大腸桿菌感染，顯著降低斷奶仔豬的腹瀉率。此外，崔志文等人研究發現乳酸菌可以競爭性抑制腸道上的致病菌群，增強細胞免疫和體液免疫，進而增強仔豬的抵抗力，降低仔豬的腹瀉率。

此外，益生菌在母豬生產中同樣有著不可忽視的作用。劉樹棟等人研究表明，在妊娠母豬的飼糧中添加800g/t的益生菌后，顯著提高了母豬的采食量和仔豬的斷奶重，提高了仔豬的存活率。王倫學等人研究表明，在母豬的飼糧中添加1000g/t的益生菌，較沒有添加益生菌大的對照組，母豬便秘明顯得到改善，采食量明顯增加，在一定程度上可改善仔豬的初生窩重和初生重。張媛媛等人研究表明，由于母豬半數體內攜帶產氣莢膜梭菌，并有嚴重感染，克洛生能顯著降低母豬糞便中梭菌含量，減少抗生素使用，改善豬群腸道健康。Simonl等人研究結果發現，將屎腸球菌添加在母豬及其仔豬飼料中，可以減少致病菌在健康仔豬中定植，降低衣原體致病性大腸桿菌感染，從而降低仔豬腹瀉。以上研究表明，益生菌可調節腸道有益菌的生長，從而調節腸道微生態平衡，保護機體腸道健康，降低腹瀉率，同時提高相關抗氧化酶活性，減少有害氧化產物的產生，增強對營養物質的消化吸收，提高動物生產性能。

4.2 益生菌在雞生產中的應用

大量研究表明，益生菌不僅能提高家禽的生長性能，還具有抗菌抗蟲的作用，以此增強機體免疫力。秦康樂等人研究表明，在肉仔雞的基礎日糧中添加0.5%的復合益生菌，可以改變雞腸道的隱窩深度和絨毛高度，可顯著提高肉仔雞的生長性能，提高飼料的消化利用率、降低生產成本。陸銀等人研究發現以蠟樣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌和糞腸球桿菌的復合益生菌添加在1日齡的肉仔雞飼料中，復合益生菌顯著提高21～35日齡肉雞的生長性能 （P<0.05），并顯著提高了肌肉的系水力和嫩度。周泉勇等人研究表明，在蛋雞的日糧中添加乳酸糞球桿菌組和復合益生菌組均降低了蛋雞的料蛋比5.99%，并且在蛋品質方面蛋白高度和哈氏單位明顯優于對照組。此外，有研究表明，益生菌具有與致病菌相同或者相似的抗原物，可以激活機體的免疫抗體物質，從而增強動物抗病感染能力，提高動物免疫能力。李鳳華等指出，蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和糞鏈球菌Q68三種益生菌對雞新城疫Ⅳ系弱毒苗都有不同程度的免疫增效作用 (蠟樣芽孢桿菌>枯草芽孢桿菌>糞鏈球菌Q68)。上述研究表明，益生菌作為一種綠色安全的飼料添加劑應用于家禽生產中不僅可以提到家禽的產品品質，而且還能增強機體免疫力。

4.3 益生菌在反芻動物生產中的應用

研究表明，在反芻動物的飼糧中添加益生菌可以調節腸道菌群平衡，提高產奶質量。Bayatkouhsar等研究表明，當給初生的犢牛飼喂乳酸桿菌后，犢牛的采食量和日增重都有增加的趨勢，而且犢牛的最終體重也顯著增加；益生菌還可改善腸道菌群平衡，降低犢牛的腹瀉率，例如，李冬野等人研究表明，給新生犢牛口服假長形雙歧桿菌和岐酸乳桿菌，均可提高增重和飼料轉化率，若將兩者同時飼喂，可以減少腹瀉的發生頻率；在奶牛方面還可改善乳品質，提高產奶量，黃良策等研究表明：在奶牛的飼糧中添加乳酸菌和納豆芽孢桿菌可顯著提高泌乳后期奶牛產奶量和改善乳品質。此外，利用益生菌發酵的飼料還可降低料肉比，何爽等利用乳酸菌發酵的秸稈飼料飼喂架子牛，試驗結果表明，試驗組平均日增質量提高0.17kg（P<0.05），料肉比降低11% （P<0.05）。上述研究結果表明，益生菌通過調節腸道菌群平衡，保護腸道健康，提高反芻動物對營養物質的消化吸收能力，改善其生產性能，進而提高奶牛產奶量。

4.4 益生菌在水產養殖中的應用

益生菌具有豐富的菌體蛋白，作為水產動物的部分餌料，具有提高蛋能比，促進動物消化吸收的作用。最新研究表明，益生菌通過增加腸道褶皺、腸上皮細胞以及微絨毛的高度以此擴大胃腸道的吸收區，這有利于增強水產動物對營養物質的吸收，進而提高營養利用率，促進生長性能和飼喂效率的提高。Suzer等通過給金赤鯛飼喂乳酸菌發現，乳酸菌不僅可提高金赤鯛的消化酶活力，從而提高飼料的消化率，而且還能降低魚的死亡率。值得一提的是若直接將乳酸菌投入池水中，則會喪失其效果。Das等研究表明，將海洋鏈霉菌作為益生菌應用于水產養殖中，可促進斑節對蝦的生長。此外，益生菌還能抑制病原菌的生長，增強水產動物的免疫力。大量研究報道，在海水養殖中有著諸多病原菌 （如弧菌、氣單胞菌等）。研究發現，利用益生菌可以與病原菌競爭黏附位點，進而阻止病原菌在水產動物易感部位黏附定植。劉成國等研究表明，益生菌比病原菌更易黏附于大菱鲆的腸黏液中，進而抑制魚類養殖環境中弧菌的生長，保護水產動物的健康。Kumar等將從海洋放線菌中提取的抗菌物質與食物一同喂養凡納濱對蝦，結果表明，飼喂過抗菌物質的對蝦對攜帶白點綜合癥病毒的對蝦產生抗病毒效應。由此可見，將益生菌應用于水產養殖中不僅可以提高水產動物的生產性能，還能增強其抗蟲抗病能力，增強機體免疫力。

5 小結

綜上所述，益生菌作為一種綠色環保又高效的新型飼料添加劑，其研究前景十分廣闊，在畜禽生產應用領域，其能調節動物腸道菌群平衡，提高動物腸道對營養物質的消化吸收，增強動物免疫力，但益生菌在實際應用在還存在諸多問題：由于益生菌容易失活，在使用過程中使其必須具備耐高溫、耐強酸強堿等條件，對環境有一定的要求，其保存方法有待進一步研究；其次，益生菌種類繁多，每種菌其特定的功效又大小各異，其作用機制機理尚未研究透徹。目前，益生菌的復合使用將會是未來研究的主要方向。