益生菌及其在畜禽生產中的應用

馬步倉， 趙海霞，2， 韓莉萍， 周玉香*

（1.寧夏大學農學院，寧夏銀川 750021；2.銀川能源學院化學與生物工程學院，寧夏銀川 750100；3.銀川市綜合執法監督局，寧夏銀川 750000）

近年來，隨著益生菌在動物生產和應用領域的深入研究和廣泛使用，機體腸道微生物菌群與動物健康之間的關系也日益得到了更多人的認可。益生菌在動物生產中的應用主要是通過飼料添加劑的形式，在農業農村部全面禁抗令發布之前，飼料中抗生素的濫用導致了一系列的問題，如動物產生耐藥性，機體受到損害以及在環境中的殘留等，全面禁抗之后，益生菌憑借其安全性較高，且對動物機體的生長發育有諸多益處等優點，成為了畜牧行業替代抗生素的最佳方案之一。研究表明，益生菌在動物生產中不僅可以提高其消化吸收功能，而且還會對其免疫和抗氧化功能產生一定的影響。

1 益生菌的來源和分類

1.1 益生菌的定義 益生菌是指能夠對機體產生有益作用的一類微生物（李悅，2016）。隨著研究的不斷深入，對于益生菌的功能和作用也有了新了解。世界衛生組織（WHO）與聯合國糧農組織（FAO）對于益生菌的概念作出了新的規定，即益生菌是一類攝入足夠量后能對人體健康起到促進作用的活體微生物（吳妍妍等，2019）。2014年國際益生菌和益生元科學協會（ISAPP）對于益生菌的定義又作出了規范調整，即益生菌是在適當劑量下給宿主帶來健康益處的活生物體（Hill，2014）。益生菌在動物體內發揮作用的主要方式是依附于動物腸道，通過維持腸道菌群的平衡，來促進動物對營養物質的消化吸收和利用，從而達到對動物的益生作用。

1.2 益生菌的來源 益生菌的來源廣泛，健康動物的胃腸道是益生菌重要的來源場所，從人或動物的口腔、胃腸道內容物以及糞便中取出部分樣本，通過培養基反復的進行篩選和分離，便能得到不同種類的益生菌（許文杰，2012）。乳及乳制品中也含有較多的益生菌品種，如乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬等（陳美瑄等，2019）。除此之外，傳統發酵食品，青貯飼料等也是對益生菌篩選和分離的重要原料。

1.3 益生菌的分類 根據目前已知的益生菌種，可以將其大致分為以下幾大類：乳酸桿菌類（Lac-tobacillus）、雙歧桿菌類（Bifidobacterium）、酵母類（Yeast）以及其他革蘭氏陽性菌。雖然益生菌品種和類別較為繁多，但其在動物飼料中能夠添加的種類卻有限，截止到目前，我國農業部允許在飼料中可正常添加的益生菌只有34種（農業部，2014），具體名稱如表1所示。

表1 中華人民共和國農業部批準的微生物飼料添加劑品種目錄

2 益生菌在動物體內主要作用

2.1 競爭排斥 益生菌一般狀態下是定植在細胞黏膜上，在動物機體內形成一道防止病原微生物入侵的屏障。由于益生菌占據了動物機體胃腸道的定植位點，使得病原微生物定植位點變少，二者通過養分競爭，會導致病原微生物處于劣勢（柴振宇等，2020），從而減少動物生產過程中疾病的發生率。如乳酸菌等可以通過與病原菌競爭它們共同需要的營養素來抑制病原微生物在腸道內定植和繁衍（Roselli，2017）。Kantas等（2015）研究發現，使用含有針葉芽孢桿菌的飼料添加劑飼喂斷奶仔豬，可以使得其腸道病原微生物減少，乳酸菌的數量增加。藍海恩等（2020）使用復合益生菌喂養21日齡的斷奶仔豬，41 d試驗結束后發現，飼喂10%復合益生菌發酵飼料的試驗組與飼喂基礎日糧的對照組相比，仔豬的盲腸、結腸以及直腸中大腸桿菌數顯著降低，下降幅度分別為2.39%、2.01%、1.64%，雙歧桿菌數和乳酸桿菌數顯著的提高，其中雙歧桿菌分別提高1.20%、1.34%、1.20%，乳酸桿菌數分別提高2.14%、1.66%、2.05%。

2.2 產生有益物質 益生菌還可以形成一些對動物機體有益的代謝物質，如乳酸菌在新陳代謝過程中能夠形成有機酸、過氧化氫、短鏈脂肪酸以及各種維生素等，這些物質可以直接被動物機體消化吸收利用，或者通過降低消化道pH來控制并殺滅某些病原細菌（王斐，2021；李明陽，2011），益生菌產生的酸類還可以提高對一些礦物質元素的利用率，促進鐵和維生素D的吸收（薛琳琳，2015；溫春雨，2011），從而對動物的生長發育和繁殖能力起到較好的提升作用。孫波等（2021）研究發現，對納雍土雞飼喂復合益生菌發酵飼料，試驗組與對照組相比，平均日采食量、平均日增重、屠宰率、半凈膛率、胸肌率、腿肌率都顯著提高，分別提高3.25%、5.91%、2.47%、1.19%、3.37%和2.23%（P<0.05）。益生菌在代謝途中還能產生多種酶，如脂肪酶、蛋白酶、多糖水解酶以及淀粉酶等，這些酶在降解飼料中各種營養物質的過程中發揮重要的作用，使得動物對于飼料的利用率得到提高（柴振宇等，2020）。此外，細菌素也是很多益生菌產生的重要的益生活性產物（滕坤玲等，2021），其能通過抑制致病菌、促進定植和調節腸道菌群等多種方式發揮益生功能。

2.3 改變腸道結構 益生菌可以通過改善動物腸道黏膜結構來提高營養物質的吸收率，如丁酸梭菌能夠提高動物十二指腸和空腸中的絨毛高度，擴大小腸與營養物質的接觸面積，從而提高對營養物質的利用能力（Chen等，2018）。鐘亮等（2020）在對仔豬腸道結構的研究中發現，益生菌制劑組的十二指腸和空腸絨毛高度顯著高于對照組（P<0.05），空腸隱窩深度也顯著低于對照組（P<0.05）。由此說明益生菌對腸道結構的改善可以有效提升動物的消化吸收能力。

2.4 提高動物的免疫力 隨著人們對畜產品的需求增加，養殖規模不斷的擴大，養殖動物的疾病種類也不斷的增加，益生菌不僅對動物生產性能有著較大程度的提升，且在抗疾病方面也有著不俗的表現。有研究表明，很多種類的乳酸桿菌和雙歧桿菌可以通過增加自然殺傷細胞的細胞毒性和巨噬細胞的吞噬作用，并通過與腸細胞和樹突狀細胞，Th1、Th2和調節性T細胞相互作用來介導適應性免疫，從而在先天免疫中發揮至關重要的作用（Azad等，2018）。免疫球蛋白（IgG、IgA和IgM）具有抗菌、抗病毒等功效，是動物體液免疫系統的重要組成成分。Guo等（2017）用從土壤中篩選出的5種枯草芽孢桿菌混合后飼喂兔子，與對照組相比，飼喂枯草芽孢桿菌的兔子血清中IgG和IgA得到顯著提升（P<0.05）。

3 益生菌在反芻動物中的應用

反芻動物胃腸道中含有豐富的微生物菌群，特別是瘤胃微生物在反芻動物的消化過程中占據著極其重要的地位，瘤胃作為反芻動物特有的器官，瘤胃的正常運轉關乎著反芻動物健康發育的進程，當瘤胃內的生態平衡被破壞時，對反芻動物對于飼料的消化吸收以及利用會產生重大的影響。研究表明，益生菌可以恢復和加強瘤胃微生物的代謝，對于瘤胃的正常運轉有著極大的促進作用（劉艷玲，2020）。在動物飼糧中添加益生菌能有效提高動物的采食量以及飼料轉化率，從而使得動物生產性能得到較大的提升。

3.1 益生菌在牛生產中的應用 張方（2021）的研究表明，與對照組相比，飼料中添加5.0%和10%復合益生菌制劑組的平均日增重分別提高了19.4%和18.1%（P<0.05），且料重比分別下降了9.6%和7.2%（P<0.05）。王勇等（2020）用益生菌發酵酒糟飼喂育肥牛，60 d后試驗結果表明，添加10%益生菌發酵酒糟試驗組與對照組比較，平均日增重提升了15.8%（P<0.05），料重比降低了9.3%（P<0.05）。且試驗組的胴體重、屠宰率均高于對照組。劉靜龍（2020）研究在日糧中添加乳酸菌對奶牛生產性能的影響發現，乳酸菌可以提升奶牛乳脂率，當添加水平為300 mg/kg時，奶牛乳脂與對照組和試驗Ⅰ組（100 mg/kg）相比，顯著提高了10.20%、5.59%。隋明等（2021）在飼料中添加不同劑量（試驗Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組的劑量分別為20、40、60 g/d）的益生菌喂養奶牛，結果發現，在試驗的第30、60天和全飼喂過程中，試驗Ⅲ、Ⅳ組的產奶量顯著高于對照組（P<0.05），分別提高了12.39%、10.82%；14.79%、14.05%；8.74%和8.38%。乳脂率顯著高于對照組和Ⅱ組（P<0.05），分別提高了23.53%、21.89%；16.31%和14.77%。楊俊仁等（2021）通過給犢牛飼糧中添加酵母菌、乳酸菌、雙歧桿菌、納豆芽孢桿菌等做成的復合益生菌添加劑，飼喂90 d后結果表明，試驗組犢牛平均日增重與對照組相比呈上升趨勢，增重率提高了14.74%。

此外，益生菌對于牛的免疫和抗氧化功能也具有一定的影響，用添加過益生菌的牛奶飼喂犢牛，與對照組相比，添加益生菌組的犢牛血液IgA和血清CD4細胞的濃度顯著增加（P<0.05）。且血清γ-干擾素濃度顯著（P<0.05）高于對照組（Karamzadeh等，2021）。付曉政等（2014）用益生菌飼喂奶牛，60 d后結果表明，與對照組相比，高劑量組（100 mL/頭·d）血清過氧化氫酶（CAT）水平極顯著升高，丙二醛（MDA）含量極顯著降低。綜上所述，益生菌在牛生產中應用具有較好的效果，不僅能提高生產性能，還可改善機體免疫抗疾病能力。

3.2 益生菌在羊生產中的應用 益生菌在羊生產中發揮的作用也十分顯著，其不僅對于羊的生長發育和生產性能有極大的促進作用，對免疫功能和抗氧化功能的改善也具有明顯的效果。何念等（2021）將益生菌使用兩種不同的方式進行飼喂（試驗Ⅰ組和Ⅱ組分別為益生菌發酵飼料和益生菌發酵液）。結果表明，Ⅰ組育肥前、后期日增重分別提高12.69%、11.50%，試驗全期提高11.74%；二組育肥前、后期日增重分別提高14.75%、26.33%，試驗全期提高23.41%。李穩穩（2020）用不同劑量的丁酸梭菌對15只3月齡，體高和體重相近的健康羔羊進行飼喂，結果表明，與對照組相比，低劑量丁酸梭菌組脾臟器官指數顯著升高，重量增加了21.83%。且試驗的第一和第二周，低劑量丁酸梭菌組與高劑量丁酸梭菌組血清白細胞介素2（IL-2）、IgA、IgG含量均極顯著提高 （P<0.01）。研究表明，益生菌可以增強動物機體的抗氧化能力。艾克拜爾·依明等（2020）用復合益生菌發酵棉源飼料飼喂羔羊，結果顯示，2%、3%發酵組與對照組相比羔羊血清中MDA含量差異顯著（P<0.05）；3%發酵組與對照組相比血清總抗氧化能力（T-AOC）差異顯著（P<0.05），2%發酵組與對照組相比血清中CAT活力與谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活力差異顯著（P<0.05）。Maake等（2021）研究發現，鼠李糖乳桿菌和糞腸球菌可以抑制山羊瘤胃內病原菌的生長，有利于山羊瘤胃內有益微生物群落的存活，從而使飼料功效和山羊的生長速度均得到改善。

4 益生菌在單胃動物中的應用

4.1 益生菌在豬生產中的應用 近年來，益生菌在豬生產中的應用越來越多，其不僅能夠通過改善豬胃腸道內的有益微生物菌群數，提高對營養物質的吸收率，且對免疫和抗氧化方面也有一定的影響，減少了幼豬發病率。董佳琦（2018）在復合菌發酵液對哺乳母豬生產性能、血液及乳成分的影響研究中發現，使用300、400 mL/d復合菌發酵液組母豬的平均日采食量和21 d泌乳量顯著高于對照組（P<0.05）；母豬的背膘損失顯著低于對照組（P<0.05）。黃金華等（2019）研究發現，在生長豬的飼糧中添加益生菌能夠顯著提高生長豬體重和平均日增重，顯著降低平均料重比及發病率。王茹（2018）的研究結果表明，新生仔豬口服屎腸球菌，不僅能維持新生仔豬腸道菌群平衡，還能有效的緩解ETEC攻毒引起的腹瀉、腸道結構損傷、炎癥反應。李宗凱等（2020）在豬的基礎日糧中添加質量分數0.05%益生菌制劑，結果表明，日糧中添加益生菌組豬的生長期日增重顯著高于對照組，且顯著降低了料重比（P<0.05）。Yinghui等（2019）用德式乳桿菌對哺乳期肉豬喂養，在第21、28、49天，血清和肝臟MDA濃度降低，肝臟GSH-Px活性增加。

4.2 益生菌在家禽生產中的應用 益生菌產生的各種消化酶、有機酸、維生素等可以直接被家禽消化吸收，或著通過其降解飼料中的養分來促進家禽對營養物質的吸收率，從而起到提高家禽生產性能，增加生產效益的目標。張彩鳳（2017）在肉雞基礎日糧中添加0.1%乳酸菌和酵母菌復合菌劑，42 d后試驗結果表明，與對照組相比，肉仔雞的體重以及平均日增重顯著提高（P<0.05），料重比顯著降低（P<0.05）。Trishna等（2012）在蛋雞基礎日糧中分別添加0.01%和0.02%水平益生菌，結果表明，補充了益生菌的試驗Ⅱ組和Ⅲ組產蛋量顯著提高（P<0.05）。

畜禽在生產過程中往往容易遭受疾病的危害，且死亡率遠遠高于大動物，對于生產的效益有著嚴重的影響，因此，提高家禽的抗病力是禽生產中急需解決的難題，益生菌能夠刺激和激活機體的免疫系統，促進免疫機能成熟，提高機體的免疫防御機能（劉輝等，2010）。伏春燕等（2020）研究發現，在肉雞基礎飼糧中添加地衣芽孢桿菌和酵母菌能夠顯著的提高母雞的法氏囊指數（P<0.05），在基礎日糧中添加短小芽孢桿菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌、乳酸菌均能夠顯著的降低母雞乳酸脫氫酶水平（P<0.05）。宋小燕等（2021）用植物乳桿菌（試驗Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組和Ⅴ組添加量分別為1×105、1×106、1×107、1×108CFU/kg）喂養肉雞，結果表明，參與試驗的肉公雞中，試驗Ⅴ組GSH-Px活性最高，顯著高于Ⅱ組和Ⅲ組（P<0.05），血清總超氧化物歧化酶（T-SOD）活性顯著高于Ⅲ組（P<0.05）；在試驗的肉母雞中，試驗Ⅴ組GSH-Px活性最高，顯著高于試驗Ⅲ組和Ⅳ組（P<0.05）。由此可見，益生菌不但能夠對家禽的免疫功能產生作用，而且對于家禽的抗氧化功能有一定的提升效果，且抗氧化功能的效果與益生菌添加的含量也有一定的關系。除此之外益生菌對于禽類腸道微生物區系會產生影響，張利環等（2022）研究發現，復合益生菌可通過增加肉雞回腸乳桿菌屬豐度、降低病原菌豐度來改善腸道菌群的組成、功能和多樣性；同時通過增加盲腸毛螺菌科豐度來提高腸道發酵降解非淀粉多糖的能力，進而提高飼料利用效率，促進肉雞生長。

5 益生菌使用時注意事項

益生菌在常見的畜禽生產過程中所發揮的作用較為全面，其不僅能夠提高動物的生產性能，并且在抗逆方面也起到了重要的作用，但是在實際生產應用過程中要我們還是要考慮多方面的因素。雖然近些年來各種益生菌產品在市場上不斷涌現，但因沒有具體的產品標準，造成不同的產品之間質量參差不齊。此外，甚至有很多的產品在用法用量方面標注的不夠明確，須通過多次的嘗試和總結，才能放心的用于大規模畜禽的飼養。與此同時，很多養殖戶在益生菌的使用方面存在量大效好的思維，不僅達不到預期的飼喂成效，還有可能會對動物產生一些不良的影響。因此，在畜牧養殖生產過程中使用益生菌產品時，需要其具備以下幾個條件：（1）安全性高，生命力強。不僅要求益生菌無毒無害無殘留，還要使其具有較高的生命力。（2）確保其要產生多種有益物質。例如各種消化酶、維生素等。（3）要能夠在不破壞動物胃腸道正常菌落結構的情況下，對一些病原菌形成有效的抑制。（4）生長周期快。便于批量生產，應用于大規模的畜禽養殖。