青岛农业大学动物科技学院 祁 茹 肖 宇 林英庭＊ 程 明 汪文鑫

微生物制剂具有独特的作用机理和无毒副作用、无残留、无抗药性、成本低、效果显著等优点，越来越受到世人的关注。目前，微生态制剂在养猪业和家禽中的应用比较广泛，饲用效果也得到肯定，而在奶牛生产中的应用存在争议，奶牛瘤胃内含有庞大的微生物区系，是否需要添加外源微生物。一种观点认为，奶牛瘤胃内环境生态平衡，微生物种类和数量充足，无需额外添加微生态制剂；另一种观点认为，尽管奶牛瘤胃具有庞大的微生物区系，但通过添加微生态制剂能够优化优势菌群，对瘤胃内环境起到积极的作用。

1 微生态制剂的类型

1.1 根据微生态制剂的物质组成划分 （1）益生菌又称促生素，是一种含有大量有益菌及其代谢产物和生长促进因子的物质，具有维持肠道微生物平衡、提高机体健康水平的活菌制剂。益生素可以是单一菌种制剂，也可以是复合菌种制剂。（2）益生元是一种不被宿主消化的食物成分，它能选择性地刺激肠道内一种或多种有益菌的生长繁殖，抑制某些有害细菌生长，从而维持机体处于健康状态。益生元通常是糖类，如乳果糖、果寡糖、葡萄糖、乳糖及大豆糖等。大量的研究结果认为，4～15个碳原子的寡聚糖、肽类蛋白质、类脂、水溶性维生素及环化淀粉都可作为益生元。（3）合生元又称全生素，是指生理性细菌（即益生剂）加促进物质（即益生元）的合剂，其既可发挥益生菌的生理活性，又可选择性地增加益生菌的数量。在合生元中，益生剂与益生元不是简单的混合，添加的益生元必须能促进制剂中生理性细菌的增殖，还可促进肠道中生理性细菌的定植和增殖，当然这种作用具有种的特异性，这样的制剂才可以称之为合生元制剂。

1.2 按微生物种类划分 （1）乳酸菌类微生态制剂：此菌属肠道中正常菌群，厌氧或兼性厌氧，不耐高温，经80℃处理5 min损失70%～80%，但较耐酸，在pH值为3.0～4.5时仍可生长，对胃中的酸性环境有一定耐受性。乳酸菌能分解饲料中的蛋白质、糖类、合成维生素，对脂肪也有微弱的分解能力，能显著提高饲料的消化率和生物学效价，促进营养物质的消化吸收。目前应用的主要有嗜酸乳杆菌、粪链球菌、双歧乳杆菌等（李宗波，2005）。（2）芽孢杆菌类微生态制剂：此菌属在动物肠道微生物群落中仅零星存在。芽孢杆菌是好氧菌，可形成内生孢子，具有较强的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，对植物性碳水化合物具有较强的降解能力。芽孢杆菌进入动物肠道后能迅速消耗肠道内的氧，抑制致病菌的生长，维持肠道正常生态平衡。芽孢杆菌对干燥、高温、高压、氧化等不良环境的抵抗力很强，产品稳定性高，在肠道发芽生长具有多种有效的酶促效应。目前，应用的菌种主要有短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等。（3）酵母微生态制剂：零星存在于动物肠道微生物群落中。酵母菌属于真菌类，需氧，不耐热，菌体富含多种蛋白质及维生素。活酵母菌在胃肠道内繁殖，可改善胃肠道生态结构，维持pH值的稳定，抑制肠道内的有害菌。酵母菌细胞壁含有多种低聚糖，可提高动物对纤维素和矿物质的消化、吸收和利用；增强动物机体免疫，提高抗病力，对防治畜禽消化系统疾病起着有益作用。目前，应用的菌种主要有酿酒酵母和石油酵母等。（4）复合微生态制剂：由多种菌复合配制而成，能适应多种条件和宿主，具有促进生长、提高饲料转化率等多种功能。

1.3 微生态制剂的用途和作用机制划分 （1）微生态饲料添加剂：可直接提高饲料转化率，促进畜禽生长。（2）微生态药物：可直接防治疾病从而间接提高饲料转化率，促进畜禽生长。

2 微生态制剂的作用机制

微生态制剂进入畜禽肠道后，与其中正常菌群会合，显现出共生、栖生、竞争和吞噬等复杂的作用机制。微生态制剂主要通过调控微生物区系、参与机体新陈代谢发挥作用，其作用机理并不十分明确，以下是目前比较认可的几种假说和理论。

2.1 微生物优势种群理论 健康动物机体肠道内的微生态保持平衡，有益微生物占绝对优势，对整个种群起控制作用。一旦该优势种群受到破坏，失去这种优势，就会导致动物微生态失衡，致使动物发病。微生态制剂的使用可以补充或恢复优势种群，使失调的肠道微生态重新达到平衡，从而使动物健康得到恢复（程林春，2003）。

2.2 生物化学屏障 益生菌具有定植性、排他性及繁殖性，通过磷壁酸与肠黏膜上皮细胞相互作用而密切结合形成一道生物学屏障，阻止外源致病菌和条件致病菌与肠黏膜上皮接触、黏附或定植，提高上皮细胞的防御能力。此外，其代谢产物如有机酸、细菌素、呲啶二羧酸等影响肠道细菌区系，形成一个化学屏障（董改香等，2010）。

2.3 免疫调节作用 微生态制剂可作为非特异免疫调节因子，通过细菌本身或细胞壁成分刺激宿主免疫应答，诱导机体特异性免疫和非特异性免疫，有效提高机体免疫力和巨噬细胞的活性，激发机体体液免疫和细胞免疫，增强机体免疫力和抗病力。

2.4 营养作用 益生菌在动物消化道内生长、繁殖和活动，能产生多种营养物质如维生素、氨基酸、短链脂肪酸、促生长因子等，参与动物机体的新陈代谢。有的微生物在动物体内生长繁殖时能合成核黄素、泛酸、叶酸、烟酸等B族维生素及维生素K2，参与机体某些重要的代谢反应（刘艳等，2007）。微生态制剂中的多种微生物也能产生消化酶，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪分解酶等水解酶类，从而促进蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养物质的消化吸收，提高饲料利用率（夏昕等，2009）。

2.5 减少肠源性内毒素吸收 内毒素是细菌感染性疾病呈现病理反应的主要因素。微生态调节剂通过补充正常有益的生理寄生菌，使病理性微生物群逆转成生理性组合，使革兰氏阴性（G-）杆菌产生的内毒素减少，从而减少或避免内毒素产生的一系列病理反应。益生菌也可以通过产生某些酶来修饰毒素受体，阻断或减少毒素与肠黏膜受体的结合。饲喂微生态制剂可降低肠道、粪便及门静脉血液中的氨量，产生中和大肠杆菌毒素的物质和分解吲哚类和硫化氢的酶类，阻止肠道内细菌产生胺及中和肠内毒素等。

2.6 生物夺氧理论 微生态制剂中有益的耗氧微生物在生物体内定植，消耗环境中的氧气，可降低局部氧分子的浓度，有利于专性厌氧菌的定植和生长繁殖，而需氧与兼性厌氧菌下降，使肠道微生态平衡恢复正常，以达到治病的目的。有些微生态制剂含有蜡样芽孢杆菌和枯草杆菌等需氧芽孢杆菌（周庆安等，2003），这些菌不是正常菌群的主要成员，在肠道不能长期定植，但能迅速消耗氧，使pH迅速降低，从而有利于双歧杆菌与乳酸杆菌等有益微生物的生长。

2.7 抗应激作用 给奶牛饲喂微生态制剂，可刺激奶牛瘤胃中微生物的生长、稳定瘤胃pH、改变瘤胃发酵模式和终产物的产量、增加瘤胃后营养素的流量、提高养分的消化率、增强免疫反应以缓解应激。岳寿松等（2002）报道，微生态制剂能减少奶牛夏季产奶量的下滑，改善奶牛的泌乳性能，提高奶牛抗热应激能力。

3 微生态制剂在奶牛生产中的应用

3.1 提高产奶量 微生态制剂对产奶量的提高主要表现在其能促进机体对氨和乳酸的利用，改善瘤胃pH环境，以刺激瘤胃微生物的生长和活性，增强有益菌的繁殖速度，从而调节瘤胃内的微生态平衡；同时加快饲料蛋白质的水解，提高乳脂率和奶比重，促进钙、铁、镁和瘤胃肽的吸收，增加菌体蛋白的产量，增强动物免疫力，提高饲料利用率，最终提高奶牛的产奶量（邱凌等，2011）。邵伟等（2010）研究“益康 XP”和“PM 发酵粉”两种微生态制剂对中国荷斯坦良种母牛生产性能的影响，结果表明，与对照组相比，XP组与PM组显著提高奶牛产奶量和乳脂率，降低乳体细胞数 （P＞0.05），对乳糖、乳非脂固形物含量和pH值无显著影响（P＞0.05），但均有提高奶牛乳品质的趋势。蒋小艺等（2008）报道，乳酸菌对奶牛生产性能有一定的影响，并且不同型号的乳酸菌制剂对奶牛的产奶量及乳成分影响不同。Stein等 （2006）报道，给奶牛饲喂米曲霉培养物，平均产奶量由34.8 kg/d提高到35.1 kg/d，乳蛋白含量由2.94%提高到2.96%，乳脂率显著高于对照组（P＜0.05）。

3.2 改善乳品质 饲料中添加微生态制剂可以增加瘤胃中总厌氧菌的数量，主要是纤维消化菌和乳酸利用菌增加，在瘤胃发酵过程中，刺激瘤胃内碳水化合物发酵，产生大量的挥发性脂肪酸和氨，其中乙酸含量最多。乙酸能提高奶牛的泌乳量，特别是能明显提高乳脂率，同时氮的吸收利用率增加，加速了瘤胃微生物蛋白质合成，进而提高了乳蛋白率。邓露芳（2009）报道，纳豆芽孢杆菌具有促进奶牛产奶量，提高饲料转化效率，促进牛奶中乳蛋白和乳糖产量，降低体细胞数，改善牛奶品质的作用。王振华（2008）在奶牛饲料中添加高产酶活枯草芽孢杆菌微生态制剂，提高了泌乳牛的产奶量，并且不同的添加剂量对泌乳量的提高数量不同。杜芳和张清（2007）报道，添加芽孢杆菌、乳酸菌复合菌制剂1%，乳蛋白率增加；乳中体细胞数的减少有明显的效果，最高下降比率达41.3%。栾广春（2008）用纳豆芽孢杆菌饲喂泌乳期的奶牛，结果表明，纳豆芽孢杆菌可提高牛奶中乳脂产量，并显著提高牛奶中的乳蛋白率、乳蛋白产量、干物质含量（P ＜0.05）。 周联高等（2008）用1.38%酵母培养物替代奶牛日粮中等量精料，结果试验组30 d后采食量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和非脂固形物含量分别提高了2.90%、0.61%、0.66%、1.25%和 0.80%。 刘强等（2007）报道，试验组精料中添加0.2%微生态制剂，乳脂率提高了9.68%，差异显著（P＜0.05）。左晓磊等（2004）报道，在奶牛精料中添加0.2%微生态制剂，试验结束后，乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和干物质含量均显著增加。

3.3 提高生长性能 日粮中添加微生态制剂能增强机体的抵抗力，调控的一些微生物在发酵或代谢过程中产生促生长素之类的生理活性物质和各种酶类，提高动物的消化酶活性，有助于养分的消化吸收，促进生长发育，从而提高动物生长性能。张海涛等（2009）研究日粮中添加纳豆枯草芽孢杆菌对断奶前犊牛生长性能的影响，结果表明，断奶前犊牛日增重较对照组提高26.5%（P＜0.01）；开食料的日采食量下降11.9%；与对照组（57 d）相比，饲喂纳豆枯草芽孢杆菌处理组（49.7 d）显著提前了犊牛的断奶日龄。犊牛饲喂纳豆枯草芽孢杆菌可以缩短断奶日龄，提高采食量，降低料重比。帅丽芳等（2002）报道，犊牛、羔羊开食料中添加酵母培养物，可提高生产性能和采食量。单达聪和王雅民（2008）报道，以酵母菌和枯草芽孢杆菌作为益生菌添加于饲料中，育肥前期日增重提高14.9%。

3.4 提高营养物质消化率 研究表明，奶牛日粮中增加有益优势菌群的数量，能和有害菌竞争养分或吸附位点，并通过消耗氧气、产生抑菌物质等途径抑制致病菌等有害微生物的增殖和生长；同时它们可以成为非特异性免疫因子，通过细菌本身或细胞壁成分刺激宿主细胞的体液免疫和细胞免疫水平，提高机体抵抗力；也可以为机体提供多种利于其生长发育的物质，产生有机酸，利用其酸化作用并刺激增强肠蠕动，从而增强机体对养分的消化吸收 （钟日聪和徐春厚，2007）。王建国等（2009）研究微生态制剂对奶牛日粮营养物质消化率的影响，结果表明，试验组奶牛对CP、DM消化率极显著高于对照组（P＜0.01），对NDF消化率也有升高趋势（P＝0.051）。

3.5 增强机体抵抗力 微生态制剂通过生物拮抗和免疫作用使病原菌难以在动物肠道内定植和繁殖，从而对机体免疫系统产生积极影响。微生态制剂除通过细菌本身或细胞壁成分刺激宿主免疫细胞，使其激活，促进吞噬细胞活性，发挥非特异免疫调节因子作用外，还可增强T淋巴细胞和B淋巴细胞对抗原刺激的反应，提高机体的细胞免疫和体液免疫功能。朱曲波等（2004）在奶牛日粮中添加微生物活性制剂，试验组混合奶样中体细胞比对照组降低41.34%～89.59%（P＜0.01）。

3.6 防治疾病 微生态制剂通过清除氧自由基、修复被损伤的乳腺细胞加强机体防御能力，从而起到防治疾病的作用。刘琪等（2004）采用一种活性生态菌进行试验，结果表明，微生态制剂对奶牛乳中体细胞数降低具有一定的作用，对奶牛隐性乳房炎具有一定的防治作用。EM也是常见的一种微生态制剂，由光合细菌、乳酸菌、醋酵母菌、放线菌等10个属80多种微生物复合培养而成。黄庆飞等（2004）报道，用EM菌技术饲养奶牛能提高奶牛的泌乳能力，降低乳房炎和蹄病发生率，还能提高奶牛抗热应激能力，保证奶牛在炎热环境中食欲不减，同时明显改善场地卫生。

3.7 调控消化道微生物 在饲料中添加适宜剂量、适宜菌种的微生态制剂会对瘤胃微生物的数量和种类产生影响。Edwards等（1991）报道，给饲喂高能量的育肥肉牛补饲酵母培养物能增加乳酸菌的浓度。Williams等（1991）报道，给饲喂大麦的奶牛补饲酵母培养物后，4 h时瘤胃pH值有所增加，表明酵母能促进乳酸利用菌利用乳酸，从而使pH值提高。Dawson等（1990）在体外试验中发现，添加酵母菌制剂于奶牛日粮中，纤维素分解菌的数量比对照组提高了5～40倍。

3.8 应用于青贮饲料 微生态制剂可调节青贮料内微生物区系，调控青贮发酵过程，促进乳酸菌大量繁殖，更快地产生乳酸，促进多糖与粗纤维的转化，提高干物质回收率，从而有效提高青贮饲料的质量。用于青贮饲料的益生菌主要是乳酸菌属。青贮饲料通过乳酸菌发酵，使营养物质得以大量保存。侯新强等（2009）报道，青贮微生物添加剂能有效提高奶牛产奶量18.2%。齐安鑫等（2009）报道，当瘤胃内环境因粗饲料变化受到冲击，导致pH值下降时，复合微生物制剂能起缓冲作用，使瘤胃原发酵模式向新模式缓慢过渡，促进营养物质的分解吸收，维持牛奶成分恒定。

4 应用注意事项

4.1 菌种选择 选择微生态制剂时应充分考虑其菌种类型和饲喂对象。因为动物消化道微生物具有多样性和特异性，不同动物品种对菌种的要求不同，同一菌株用于不同动物，饲喂的效果差异也较大。微生态制剂的使用不仅要针对动物不同饲养环境、不同种类、不同生理状态，也要充分了解动物健康状况、微生态生理结构。

4.2 剂量与浓度 微生态制剂中必须含有相当数量的活菌才能达到效果，我国正式批准生产的微生态制剂中规定每克芽孢杆菌含量要多于5亿个。实践生产中考虑微生态制剂的有效活菌数至关重要。

4.3 添加方式 宜用低于40℃的温开水送服，以免制剂中有效成分受破坏，同时有利于乳酸菌优先黏附于肠壁。

4.4 应用时间 微生态制剂要从仔畜开始使用，以保证有益菌优先定植。因为制剂进入机体后要有一定时间进行微生物菌群调整，才能定植下来。

4.5 储存 微生态制剂均为活菌制剂，由于大多数菌种在饲料加工、运输中容易失活，应用中要注意保存期限。其活菌数与储存条件（如：环境中温度、湿度、光照等）密切相关，一般保存于阴凉避光处，储存时间不宜过长，有效期一般为1年左右，随着保存时间的延长，活菌数量不断减少。厌氧菌类暴露在空气中容易死亡，有的产品对其进行了包被或真空包装处理，应在打开包装后规定的时间内用完。酵母类属于兼性厌氧菌，可以保存较长时间。芽孢杆菌类有效期比其他类型长，可达2年左右。

4.6 配伍禁忌 细菌类的微生态制剂对抗生素敏感，不宜与抗生素同时使用，但酵母类属于真核生物，生物学活性与细菌完全不同，对抗生素、磺胺类药物和一些抗菌剂有天然抗性，可与抗生素同时使用。活菌制剂不宜与具收敛作用的制剂合用，如鞣酸、铋剂、活性炭、氢氧化铝及碱性药物，以免其吸附或杀灭活菌。

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