微生態制劑在奶牛養殖中的應用

隋春麗，冷尚集，劉向明

山東省青島市即墨區畜牧業發展服務中心，山東青島 266200

0 引言

牛乳營養價值高，富含優質蛋白和鈣、磷、鐵、鋅、銅、錳、鉬、脂溶性維生素K、A、E等營養元素，已經成為廣大消費者日常飲食結構中不可或缺的食品之一[1]。自農業農村部制定《獸用抗菌藥使用減量化行動試點工作方案（2018—2021年）》以來，為了更進一步地保證生鮮乳的質量安全，奶牛養殖業開始了“減抗/替抗”行動。而微生態制劑可調節胃腸內微生態菌群，促進腸道健康，且具有無毒副作用、無藥物殘留、無耐藥性、綠色環保等優點，是“替抗”的潛在產品之一[2]，未來應用前景廣闊。本文從微生態制劑的種類、作用機理以及在奶牛養殖中的應用效果和存在問題等方面進行闡述，為微生態制劑的發展提供思路。

1 微生態制劑的定義和種類

微生態制劑也叫益生菌，是將正常的微生物或促進微生物生長的物質通過培養、發酵和干燥等工藝制作而成的生物制劑或活菌制劑[3]。

目前，微生態制劑的種類主要來源為細菌和真菌。細菌用于制作成微生態制劑的有乳酸桿菌類、雙歧桿菌類、芽孢桿菌類和腸球菌類等，目前奶牛中應用最多的為芽孢桿菌屬。真菌用于制作成微生態制劑的有酵母菌類（啤酒酵母菌、產朊假絲酵母菌等）和絲狀真菌類。

2 微生態制劑的作用機理

（1）維持腸道菌群平衡和優勢菌群形成

微生態制劑可為動物胃腸道“額外”補充有益菌群，維持腸道菌群平衡和優勢菌群形成，有效提高奶牛的腸道機能，進而降低腸道疾病的發生率。如在奶牛攝入精料過多時，微生態制劑可以通過吸收利用精料產生的高濃度乳酸來緩沖奶牛瘤胃中的pH值，改善奶牛瘤胃內環境，進而緩解瘤胃機能障礙等問題。此外，微生態制劑能夠有效吸附在奶牛腸道上皮細胞上，抑制致病菌在腸道的粘附，并產生蛋白質促凝聚因子，防止致病菌在腸道的定植[4]。研究發現，日糧中添加微生態制劑，糞便中大腸桿菌數量可顯著降低90.3%（P＜0.05），而植物乳桿菌含量可極顯著提高6.1 倍（P＜0.01）[5]。

（2）增強體液和細胞免疫水平

微生態制劑可以從兩個方面增強奶牛機體免疫力：一是可提升奶牛血清中IgA、IgM、IgG等免疫球蛋白含量來提高奶牛機體免疫力[6]。二是能夠充當免疫系統激活劑，如乳酸等微生態制劑可通過刺激奶牛機體產生細胞免疫，促進T淋巴細胞和B淋巴細胞的產生，增強細胞免疫介導的免疫應答反應，進而提升奶牛機體的免疫力[7]。

（3）提高營養物質在瘤胃中的代謝能力

當奶牛瘤胃pH值較低，或氮源含量較少時，奶牛瘤胃內纖維分解菌對纖維的分解能力會下降。微生態制劑可以提高奶牛瘤胃中的纖維素分解菌的活力和增加纖毛蟲數量，加快飼料中蛋白質的分解速度，進而提高肝臟對尿素氮的利用，提高乳蛋白合成率。微生態制劑也能夠促進水解酶、發酵酶和呼吸酶等的合成，進而促進飼料中蛋白質、糖類和脂肪等物質的分解，提高飼料利用率。

3 微生態制劑在奶牛養殖中的應用效果

（1）輔助治療乳房炎和子宮內膜炎

艾日登才次克等[8]研究發現，在每頭荷斯坦泌乳牛日糧中添加80 g微生態制劑，飼喂60 天后，牛奶中體細胞數從21 萬個/mL下降至13.8 萬個/mL。郭爽等[9]的研究也得出相同的結論，表明微生態制劑可作為防治奶牛乳房炎的抗生素的有效替代品之一。薛洋洋[10]對引起奶牛子宮內膜炎的菌株進行分離、培養和抑菌試驗，發現嗜酸性乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、納豆芽孢桿菌對子宮內膜炎中分離出的金黃色葡萄球菌、無乳鏈球菌和大腸桿菌具有較強的抑制作用，且動物實驗安全，將其混合制成微生態制劑對奶牛子宮內膜炎的治療具有一定地效果。

（2）提高飼料利用率

邵偉等[11]研究發現，每頭泌乳荷斯坦牛日糧中添加12 g微生態制劑，血清中堿性磷酸酶含量顯著提高（P＜0.05），提高了飼料利用率。內蒙古蒙牛乳業（集團）股份有限公司奶牛研究院在圍產期奶牛日糧中添加微生態制劑，持續飼喂66 天，奶牛日采食量提高2.99%，飼料轉化率提高4.06%[12]。在奶牛全混合日糧中添加地衣芽胞桿菌和沼澤紅假單胞菌，奶牛飼料轉化率提高14.7%（P＜0.05）[13]。

（3）改善乳品質，提高產奶量

Olchowy等[14]研究發現，在泌乳牛日糧中添加微生態制劑，奶牛日平均產奶量可提升1.21 kg/頭，乳蛋白含量提高0.03 kg/頭。謝景龍等[15]研究發現，在荷斯坦牛泌乳期間每天添加40 g/頭米曲霉培養物，奶牛產奶量可提高4.02%（P＜0.05）。劉冰許等[16]的研究也發現，奶牛泌乳高峰期每天添加100 g/頭微生態制劑，連續飼喂60 天后，乳汁中乳糖含量、乳脂率和乳蛋白率均有所增加，其中乳脂率增加顯著（P＜0.05）。

4 微生態制劑發展存在的問題

一是品種單一。目前我國研制的微生態制劑產品種類較少，以奶牛為例，目前市面上銷售的主要為解淀粉芽孢桿菌、丁酸梭菌、乳酸菌和酵母菌，而沼澤紅假單胞菌由于價格相對較高，目前主要用于實驗研究，臨床應用較少，造成目前市面銷售的奶牛微生態制劑不能夠完全滿足奶牛養殖場（戶）的需求。二是生產工藝落后，目前國內微生態制劑主要有固體表面發酵方法和大罐液體發酵方法，前者產量低，操作復雜，后者適用于工業生產，操作成本相對較高。而從加工工藝上看，微生態制劑膠囊成本高，到實際飼喂時也以拌料為主，造成產品附加值低，跟不上市場的需求。三是穩定性差。微生態制劑不耐熱、不耐潮，一般要避光，置于陰涼通風處，因此微生態制劑產品在運輸、貯藏等過程中易出現失活的現象。四是推廣困難。微生態制劑屬于動物保健品范疇，在治療效果上不能同藥物等同。五是拮抗作用未知。微生態制劑在使用的過程中是否會與飼料添加劑、藥物等產生拮抗作用目前未知，仍需要進一步研究。

5 措施建議

針對微生態制劑的研究現狀和問題，提出如下解決方案：一是多學科融合發展。在微生態制劑的研究上，可采用分子生物學、基因工程等現代科學技術。二是優化制作工藝。如采用液固結合發酵制備工藝，先在液體發酵罐內對某種微生態制劑的菌株進行高密度發酵，然后再利于固體培養基實現菌群放大。三是提高產品穩定性。由于微生態制劑不耐熱，需要做好包埋工作，以防貯藏過程中降低活性，因此在今后的開發中，需要進一步開發微生態制劑的包埋、膠囊工藝，簡化加工工藝，提高微生態制劑的穩定性。