益生菌及其在畜禽生产中的应用

马步仓， 赵海霞，2， 韩莉萍， 周玉香*

（1.宁夏大学农学院，宁夏银川 750021；
2.银川能源学院化学与生物工程学院，宁夏银川 750100；
3.银川市综合执法监督局，宁夏银川 750000）

近年来，随着益生菌在动物生产和应用领域的深入研究和广泛使用，机体肠道微生物菌群与动物健康之间的关系也日益得到了更多人的认可。益生菌在动物生产中的应用主要是通过饲料添加剂的形式，在农业农村部全面禁抗令发布之前，饲料中抗生素的滥用导致了一系列的问题，如动物产生耐药性，机体受到损害以及在环境中的残留等，全面禁抗之后，益生菌凭借其安全性较高，且对动物机体的生长发育有诸多益处等优点，成为了畜牧行业替代抗生素的最佳方案之一。研究表明，益生菌在动物生产中不仅可以提高其消化吸收功能，而且还会对其免疫和抗氧化功能产生一定的影响。

1.1 益生菌的定义 益生菌是指能够对机体产生有益作用的一类微生物（李悦，2016）。随着研究的不断深入，对于益生菌的功能和作用也有了新了解。世界卫生组织（WHO）与联合国粮农组织（FAO）对于益生菌的概念作出了新的规定，即益生菌是一类摄入足够量后能对人体健康起到促进作用的活体微生物（吴妍妍等，2019）。2014年国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）对于益生菌的定义又作出了规范调整，即益生菌是在适当剂量下给宿主带来健康益处的活生物体（Hill，2014）。益生菌在动物体内发挥作用的主要方式是依附于动物肠道，通过维持肠道菌群的平衡，来促进动物对营养物质的消化吸收和利用，从而达到对动物的益生作用。

1.2 益生菌的来源 益生菌的来源广泛，健康动物的胃肠道是益生菌重要的来源场所，从人或动物的口腔、胃肠道内容物以及粪便中取出部分样本，通过培养基反复的进行筛选和分离，便能得到不同种类的益生菌（许文杰，2012）。乳及乳制品中也含有较多的益生菌品种，如乳杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、肠球菌属等（陈美瑄等，2019）。除此之外，传统发酵食品，青贮饲料等也是对益生菌筛选和分离的重要原料。

1.3 益生菌的分类 根据目前已知的益生菌种，可以将其大致分为以下几大类：乳酸杆菌类（Lac-tobacillus）、双歧杆菌类（Bifidobacterium）、酵母类（Yeast）以及其他革兰氏阳性菌。虽然益生菌品种和类别较为繁多，但其在动物饲料中能够添加的种类却有限，截止到目前，我国农业部允许在饲料中可正常添加的益生菌只有34种（农业部，2014），具体名称如表1所示。

表1 中华人民共和国农业部批准的微生物饲料添加剂品种目录

2.1 竞争排斥 益生菌一般状态下是定植在细胞黏膜上，在动物机体内形成一道防止病原微生物入侵的屏障。由于益生菌占据了动物机体胃肠道的定植位点，使得病原微生物定植位点变少，二者通过养分竞争，会导致病原微生物处于劣势（柴振宇等，2020），从而减少动物生产过程中疾病的发生率。如乳酸菌等可以通过与病原菌竞争它们共同需要的营养素来抑制病原微生物在肠道内定植和繁衍（Roselli，2017）。Kantas等（2015）研究发现，使用含有针叶芽孢杆菌的饲料添加剂饲喂断奶仔猪，可以使得其肠道病原微生物减少，乳酸菌的数量增加。蓝海恩等（2020）使用复合益生菌喂养21日龄的断奶仔猪，41 d试验结束后发现，饲喂10%复合益生菌发酵饲料的试验组与饲喂基础日粮的对照组相比，仔猪的盲肠、结肠以及直肠中大肠杆菌数显著降低，下降幅度分别为2.39%、2.01%、1.64%，双歧杆菌数和乳酸杆菌数显著的提高，其中双歧杆菌分别提高1.20%、1.34%、1.20%，乳酸杆菌数分别提高2.14%、1.66%、2.05%。

2.2 产生有益物质 益生菌还可以形成一些对动物机体有益的代谢物质，如乳酸菌在新陈代谢过程中能够形成有机酸、过氧化氢、短链脂肪酸以及各种维生素等，这些物质可以直接被动物机体消化吸收利用，或者通过降低消化道pH来控制并杀灭某些病原细菌（王斐，2021；
李明阳，2011），益生菌产生的酸类还可以提高对一些矿物质元素的利用率，促进铁和维生素D的吸收（薛琳琳，2015；
温春雨，2011），从而对动物的生长发育和繁殖能力起到较好的提升作用。孙波等（2021）研究发现，对纳雍土鸡饲喂复合益生菌发酵饲料，试验组与对照组相比，平均日采食量、平均日增重、屠宰率、半净膛率、胸肌率、腿肌率都显著提高，分别提高3.25%、5.91%、2.47%、1.19%、3.37%和2.23%（P<0.05）。益生菌在代谢途中还能产生多种酶，如脂肪酶、蛋白酶、多糖水解酶以及淀粉酶等，这些酶在降解饲料中各种营养物质的过程中发挥重要的作用，使得动物对于饲料的利用率得到提高（柴振宇等，2020）。此外，细菌素也是很多益生菌产生的重要的益生活性产物（滕坤玲等，2021），其能通过抑制致病菌、促进定植和调节肠道菌群等多种方式发挥益生功能。

2.3 改变肠道结构 益生菌可以通过改善动物肠道黏膜结构来提高营养物质的吸收率，如丁酸梭菌能够提高动物十二指肠和空肠中的绒毛高度，扩大小肠与营养物质的接触面积，从而提高对营养物质的利用能力（Chen等，2018）。钟亮等（2020）在对仔猪肠道结构的研究中发现，益生菌制剂组的十二指肠和空肠绒毛高度显著高于对照组（P<0.05），空肠隐窝深度也显著低于对照组（P<0.05）。由此说明益生菌对肠道结构的改善可以有效提升动物的消化吸收能力。

2.4 提高动物的免疫力 随着人们对畜产品的需求增加，养殖规模不断的扩大，养殖动物的疾病种类也不断的增加，益生菌不仅对动物生产性能有着较大程度的提升，且在抗疾病方面也有着不俗的表现。有研究表明，很多种类的乳酸杆菌和双歧杆菌可以通过增加自然杀伤细胞的细胞毒性和巨噬细胞的吞噬作用，并通过与肠细胞和树突状细胞，Th1、Th2和调节性T细胞相互作用来介导适应性免疫，从而在先天免疫中发挥至关重要的作用（Azad等，2018）。免疫球蛋白（IgG、IgA和IgM）具有抗菌、抗病毒等功效，是动物体液免疫系统的重要组成成分。Guo等（2017）用从土壤中筛选出的5种枯草芽孢杆菌混合后饲喂兔子，与对照组相比，饲喂枯草芽孢杆菌的兔子血清中IgG和IgA得到显著提升（P<0.05）。

反刍动物胃肠道中含有丰富的微生物菌群，特别是瘤胃微生物在反刍动物的消化过程中占据着极其重要的地位，瘤胃作为反刍动物特有的器官，瘤胃的正常运转关乎着反刍动物健康发育的进程，当瘤胃内的生态平衡被破坏时，对反刍动物对于饲料的消化吸收以及利用会产生重大的影响。研究表明，益生菌可以恢复和加强瘤胃微生物的代谢，对于瘤胃的正常运转有着极大的促进作用（刘艳玲，2020）。在动物饲粮中添加益生菌能有效提高动物的采食量以及饲料转化率，从而使得动物生产性能得到较大的提升。

3.1 益生菌在牛生产中的应用 张方（2021）的研究表明，与对照组相比，饲料中添加5.0%和10%复合益生菌制剂组的平均日增重分别提高了19.4%和18.1%（P<0.05），且料重比分别下降了9.6%和7.2%（P<0.05）。王勇等（2020）用益生菌发酵酒糟饲喂育肥牛，60 d后试验结果表明，添加10%益生菌发酵酒糟试验组与对照组比较，平均日增重提升了15.8%（P<0.05），料重比降低了9.3%（P<0.05）。且试验组的胴体重、屠宰率均高于对照组。刘静龙（2020）研究在日粮中添加乳酸菌对奶牛生产性能的影响发现，乳酸菌可以提升奶牛乳脂率，当添加水平为300 mg/kg时，奶牛乳脂与对照组和试验Ⅰ组（100 mg/kg）相比，显著提高了10.20%、5.59%。隋明等（2021）在饲料中添加不同剂量（试验Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组的剂量分别为20、40、60 g/d）的益生菌喂养奶牛，结果发现，在试验的第30、60天和全饲喂过程中，试验Ⅲ、Ⅳ组的产奶量显著高于对照组（P<0.05），分别提高了12.39%、10.82%；
14.79%、14.05%；
8.74%和8.38%。乳脂率显著高于对照组和Ⅱ组（P<0.05），分别提高了23.53%、21.89%；
16.31%和14.77%。杨俊仁等（2021）通过给犊牛饲粮中添加酵母菌、乳酸菌、双歧杆菌、纳豆芽孢杆菌等做成的复合益生菌添加剂，饲喂90 d后结果表明，试验组犊牛平均日增重与对照组相比呈上升趋势，增重率提高了14.74%。

此外，益生菌对于牛的免疫和抗氧化功能也具有一定的影响，用添加过益生菌的牛奶饲喂犊牛，与对照组相比，添加益生菌组的犊牛血液IgA和血清CD4细胞的浓度显著增加（P<0.05）。且血清γ-干扰素浓度显著（P<0.05）高于对照组（Karamzadeh等，2021）。付晓政等（2014）用益生菌饲喂奶牛，60 d后结果表明，与对照组相比，高剂量组（100 mL/头·d）血清过氧化氢酶（CAT）水平极显著升高，丙二醛（MDA）含量极显著降低。综上所述，益生菌在牛生产中应用具有较好的效果，不仅能提高生产性能，还可改善机体免疫抗疾病能力。

3.2 益生菌在羊生产中的应用 益生菌在羊生产中发挥的作用也十分显著，其不仅对于羊的生长发育和生产性能有极大的促进作用，对免疫功能和抗氧化功能的改善也具有明显的效果。何念等（2021）将益生菌使用两种不同的方式进行饲喂（试验Ⅰ组和Ⅱ组分别为益生菌发酵饲料和益生菌发酵液）。结果表明，Ⅰ组育肥前、后期日增重分别提高12.69%、11.50%，试验全期提高11.74%；
二组育肥前、后期日增重分别提高14.75%、26.33%，试验全期提高23.41%。李稳稳（2020）用不同剂量的丁酸梭菌对15只3月龄，体高和体重相近的健康羔羊进行饲喂，结果表明，与对照组相比，低剂量丁酸梭菌组脾脏器官指数显著升高，重量增加了21.83%。且试验的第一和第二周，低剂量丁酸梭菌组与高剂量丁酸梭菌组血清白细胞介素2（IL-2）、IgA、IgG含量均极显著提高 （P<0.01）。研究表明，益生菌可以增强动物机体的抗氧化能力。艾克拜尔·依明等（2020）用复合益生菌发酵棉源饲料饲喂羔羊，结果显示，2%、3%发酵组与对照组相比羔羊血清中MDA含量差异显著（P<0.05）；
3%发酵组与对照组相比血清总抗氧化能力（T-AOC）差异显著（P<0.05），2%发酵组与对照组相比血清中CAT活力与谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力差异显著（P<0.05）。Maake等（2021）研究发现，鼠李糖乳杆菌和粪肠球菌可以抑制山羊瘤胃内病原菌的生长，有利于山羊瘤胃内有益微生物群落的存活，从而使饲料功效和山羊的生长速度均得到改善。

4.1 益生菌在猪生产中的应用 近年来，益生菌在猪生产中的应用越来越多，其不仅能够通过改善猪胃肠道内的有益微生物菌群数，提高对营养物质的吸收率，且对免疫和抗氧化方面也有一定的影响，减少了幼猪发病率。董佳琦（2018）在复合菌发酵液对哺乳母猪生产性能、血液及乳成分的影响研究中发现，使用300、400 mL/d复合菌发酵液组母猪的平均日采食量和21 d泌乳量显著高于对照组（P<0.05）；
母猪的背膘损失显著低于对照组（P<0.05）。黄金华等（2019）研究发现，在生长猪的饲粮中添加益生菌能够显著提高生长猪体重和平均日增重，显著降低平均料重比及发病率。王茹（2018）的研究结果表明，新生仔猪口服屎肠球菌，不仅能维持新生仔猪肠道菌群平衡，还能有效的缓解ETEC攻毒引起的腹泻、肠道结构损伤、炎症反应。李宗凯等（2020）在猪的基础日粮中添加质量分数0.05%益生菌制剂，结果表明，日粮中添加益生菌组猪的生长期日增重显著高于对照组，且显著降低了料重比（P<0.05）。Yinghui等（2019）用德式乳杆菌对哺乳期肉猪喂养，在第21、28、49天，血清和肝脏MDA浓度降低，肝脏GSH-Px活性增加。

4.2 益生菌在家禽生产中的应用 益生菌产生的各种消化酶、有机酸、维生素等可以直接被家禽消化吸收，或着通过其降解饲料中的养分来促进家禽对营养物质的吸收率，从而起到提高家禽生产性能，增加生产效益的目标。张彩凤（2017）在肉鸡基础日粮中添加0.1%乳酸菌和酵母菌复合菌剂，42 d后试验结果表明，与对照组相比，肉仔鸡的体重以及平均日增重显著提高（P<0.05），料重比显著降低（P<0.05）。Trishna等（2012）在蛋鸡基础日粮中分别添加0.01%和0.02%水平益生菌，结果表明，补充了益生菌的试验Ⅱ组和Ⅲ组产蛋量显著提高（P<0.05）。

畜禽在生产过程中往往容易遭受疾病的危害，且死亡率远远高于大动物，对于生产的效益有着严重的影响，因此，提高家禽的抗病力是禽生产中急需解决的难题，益生菌能够刺激和激活机体的免疫系统，促进免疫机能成熟，提高机体的免疫防御机能（刘辉等，2010）。伏春燕等（2020）研究发现，在肉鸡基础饲粮中添加地衣芽孢杆菌和酵母菌能够显著的提高母鸡的法氏囊指数（P<0.05），在基础日粮中添加短小芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、乳酸菌均能够显著的降低母鸡乳酸脱氢酶水平（P<0.05）。宋小燕等（2021）用植物乳杆菌（试验Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组和Ⅴ组添加量分别为1×105、1×106、1×107、1×108CFU/kg）喂养肉鸡，结果表明，参与试验的肉公鸡中，试验Ⅴ组GSH-Px活性最高，显著高于Ⅱ组和Ⅲ组（P<0.05），血清总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性显著高于Ⅲ组（P<0.05）；
在试验的肉母鸡中，试验Ⅴ组GSH-Px活性最高，显著高于试验Ⅲ组和Ⅳ组（P<0.05）。由此可见，益生菌不但能够对家禽的免疫功能产生作用，而且对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与益生菌添加的含量也有一定的关系。除此之外益生菌对于禽类肠道微生物区系会产生影响，张利环等（2022）研究发现，复合益生菌可通过增加肉鸡回肠乳杆菌属丰度、降低病原菌丰度来改善肠道菌群的组成、功能和多样性；
同时通过增加盲肠毛螺菌科丰度来提高肠道发酵降解非淀粉多糖的能力，进而提高饲料利用效率，促进肉鸡生长。

益生菌在常见的畜禽生产过程中所发挥的作用较为全面，其不仅能够提高动物的生产性能，并且在抗逆方面也起到了重要的作用，但是在实际生产应用过程中要我们还是要考虑多方面的因素。虽然近些年来各种益生菌产品在市场上不断涌现，但因没有具体的产品标准，造成不同的产品之间质量参差不齐。此外，甚至有很多的产品在用法用量方面标注的不够明确，须通过多次的尝试和总结，才能放心的用于大规模畜禽的饲养。与此同时，很多养殖户在益生菌的使用方面存在量大效好的思维，不仅达不到预期的饲喂成效，还有可能会对动物产生一些不良的影响。因此，在畜牧养殖生产过程中使用益生菌产品时，需要其具备以下几个条件：（1）安全性高，生命力强。不仅要求益生菌无毒无害无残留，还要使其具有较高的生命力。（2）确保其要产生多种有益物质。例如各种消化酶、维生素等。（3）要能够在不破坏动物胃肠道正常菌落结构的情况下，对一些病原菌形成有效的抑制。（4）生长周期快。便于批量生产，应用于大规模的畜禽养殖。