饲用微生物的种类和主要作用

饲用微生物根据所起作用的方式和作用机制可以分为益生菌和微生物促生长剂。益生菌又称为益生素、生菌剂，益生菌的作用的理论基础是微生态学理论，它的主要作用和饲用抗生素添加剂相似，主要是防病治病，同时起到促进动物生长，提高饲料转化率的效果。由于其作用是通过维持肠道内微生态平衡而达到抑制有害菌的增殖、通过重建肠道微生态平衡而达到防治疾病的目的，所以与抗生素相比具有无污染，无残留，不产生抗药性等特点，因此被许多研究者认为是抗生素的理想替代品，广泛使用将会产生巨大的社会效益和经济效益。微生物促生长剂主要是提高饲料转化率和促进生长，同时防病治病，主要有芽孢杆菌、酵母菌、霉菌。它们在体内主要是通过生产有益物质如酶、氨基酸、维生素和刺激非特异性免疫等作用达到通过饲料利用率，促进生长的目的。但是实际应用上很难将这两者区分开来，所以本文统一将目前在饲料中使用的微生物称为饲用微生物。

1 饲用微生物的发展概况

饲用微生物必须在生物学和遗传学特性上保证安全和稳定，因此应用前必须经过严格的病理、毒理试验，证明无毒、无害、无耐药性等副作用后方可使用。除此之外，饲用微生物还应具备以下几个特点：①能够耐受动物胃和肠道的环境，容易存活；②生长速度快，在肠道上皮细胞的定植能力好；③耐高温，耐防霉剂、抗氧化剂和饲料加工过程的影响；④应该是宿主肠道正常菌群的成员或具有调节作用的外来菌；⑤能产生乳酸、抗菌物质、酶等有益物质；⑥在使用和储存期间能够保持稳定的活菌状态。

目前常用的饲用微生物种类主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等几大类，美国FDA(1989年)规定允许饲喂的微生物有40余种，有近30种是乳酸菌，年使用量有8000t 以上。我国1994年农业部批准使用的微生物品种有：蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪链球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、乳链球菌等。美国自从20世纪70年代开始使用饲用微生物，日本、瑞典等一些发达国家也相继开发使用益生素来替代抗生素的使用。我国1992年成立微生态学会，并把益生菌及其应用技术列入国家“八五”科技攻关课题，经过近年来的研究，一些饲用微生物制剂如促菌生、抗痢宝、益康宁、促康生等已被许多科研单位、生产厂家推出，并在畜禽、水产养殖中取得了显着的作用和效果。同时我国还引进了日本EM微生物复合剂,在应用中也取得了很好的效果。

2 饲用微生物的种类和主要作用

2.1 乳酸菌

乳酸菌是一类可以分解糖类产生乳酸的菌的总称。此类制剂应用最早、最广泛，种类繁多。通常厌氧或者兼性厌氧生长，缺点是不耐高温，经80°C处理5min损失 70%~80%。在颗粒饲料制备过程中损失率较大。但耐酸，在PH值为3.0~4.5时仍可生长，对胃中的酸性环境有一定的耐受性。在动物体内通过生物拮抗、降低值阻止和抑制致病菌的侵入和定植，降解亚硝氨、氨、吲哚、粪臭素等有害物质，维持肠道中正常的生态平衡。活菌体内和代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶(SOD)，能增强动物的体液免疫和细胞免疫。也能够产生氨基酸、淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等消化酶。乳酸菌在动物肠道的定植具有特异性。研究发现乳酸菌在鱼体肠道系统定植，可以抵抗革兰氏阴性致病菌，增强抗感染能力，增加机体肠黏膜的免疫调节活性，促进生长。在哺乳和断乳期动物中使用能够防治腹泻，维持肠道正常生态平衡。目前主要应用的乳酸菌主要是来源于乳酸杆菌属、乳酸链球菌属和双歧杆菌属的近30种的微生物。

2.2 酵母菌

饲用酵母的种类主要有热带假丝酵母、产脱假丝酵母、啤酒酵母、红色酵母等。饲用酵母对动物体的主要作用可分为以下几点：①促生长特性。酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶，具有提供养分、增加饲料适口性，加强消化吸收等功能，并可提高动物对磷的利用率。由于酵母丰富的营养组成，因此饲用酵母可以部分或者全部替代饲料中的鱼粉。研究发现，磷在鱼体中的吸收率高达93%，是除某些磷酸盐以外的常规饲料中吸收率最高的；②改善肠道微生态环境。酵母菌是肠道有益微生物，研究发现饲料中添加酵母可促进瘤胃微生物的生长和活性，使厌氧菌总数上升、纤维素发酵菌数量明显上升；③促进动物体免疫功能,增强抗病力。酵母细胞壁的主要成分是甘露聚糖、葡聚糖，研究发现甘露聚糖可增强吞噬细胞的活性。在火鸡日粮中添加甘露聚糖可使血清中IgG和肝脏中IgA浓度提高25%；④可直接和肠道病原体结合，中和肠道中毒素。酵母中的甘露聚糖可以和肠道病原菌的纤毛结合，阻止病原菌在肠道粘膜中的定植。试验还发现甘露聚糖可以降低畜禽动物粪便中沙门氏菌、大肠杆菌的含量。

2.3芽孢杆菌

芽孢杆菌是一类好氧菌，在一定条件下产生芽孢，和常用的乳酸菌等益生菌相比，芽孢杆菌具有以下优点和特点：①具有耐高温、耐酸碱、耐压等特点能够耐受颗粒饲料加工的影响；②在贮藏过程以孢子形式存在，不消耗饲料的营养成分，可以保持饲料的质量；③进入肠道后，在肠道上部迅速复活，复活率接近 10%；④芽孢杆菌能够产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶以及多种氨基酸；⑤芽孢杆菌可以消耗大量的氧维持肠道厌氧环境，抑制致病菌的生长，维持肠道正常生态平衡；⑥具有平衡和稳定乳酸杆菌的作用。

目前使用的菌株有枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、地衣芽孢杆菌 （Bacillus licheniformis）、蜡样芽孢杆菌 （Bacillus cereus)、东洋芽孢杆菌（Bacills toyoi)等。

2.4 光合细菌

光合细菌是能够进行光合作用的一类微生物。能够在厌氧光照条件下利用光能同化CO₂，有些菌还能够进行固氮作用。经分析，光合细菌的细胞成分优于酵母菌和其它种类的微生物，菌体蛋白中多种必需氨基酸的含量高于酵母菌。光合细菌不仅为生物体宿主提供丰富的蛋白质、维生素、矿物质、核酸等营养物质，而且可以产生辅酶Q等生物活性物质，提高宿主的免疫力。光合细菌还在改善水体环境、增加水产动物体重、色泽等方面有很好的效果。小林达治(1976年)使用以光合细菌为主的活菌投喂鲤鱼，2周后比对照组体长增长2倍多。

2.5 其它饲用微生物

研究发现在反刍动物的饲料中使用真菌类微生物效果较好，可以使瘤胃中细菌总数量增加和产纤维素酶的量增加。用到的主要是曲霉属的烟曲霉、米曲霉等几种菌。

在水产养殖中添加的微生物主要有乳酸菌、弧菌、假单胞菌、藻类等。国外研究发现一些弧菌、藻类、假单胞菌能够抑制病原菌的生长，提高水产动物的成活率，可用作水产动物促生长剂和免疫调节剂。但是目前国内在这方面的研究应用很少，开发在水产养殖上使用的微生物具有很好的应用前景，应加紧在这一领域的研究工作。

3 目前饲用微生物研究的方向

为了更好地发挥饲用微生物使用效果，近年来在对微生物的菌株改造、生产工艺、产品形式以及与其它类型的饲料添加剂复配方面进行了许多研究工作。

3.1 微生物菌株的选择和改造

根据正常菌群的宿主特异性理论，从消化道正常菌群进行分离益生菌是首选，同时还要考虑到对宿主上皮细胞黏附能力的高低，在肠道中的定植速度以及耐酸耐胆汁能力。应用基因工程技术改造有益菌株使其具有比较强定植能力，抗热、抗酸能力，这是解决问题的有效途径之一。郑永利等(1998年)报道了一株克隆了α-淀粉酶的基因工程菌枯草芽孢杆菌添加到鸡饲料中的应用情况。同时应研究开发针对不同作用目的的饲用微生物,如可以根据不同动物胃肠道环境添加使用的微生物、用于改善饲养环境的微生物，用于防治疾病的饲用微生物、用于促进动物生长、增强免疫的微生物，可以改变目前产品形式单一的现状,扩大饲用微生物的市场需求。

3.2 增加产品的稳定性

为了降低益生菌在储存、使用过程中活性的丧失，在益生菌产品中添加保护剂和稳定剂，延长产品的保藏期。近年来将乳酸菌等不耐热的益生菌进行包埋或者制成微胶囊形式的产品，是饲料工业的热门课题之一。袁杰利等对双歧杆菌进行了微胶囊包被，使双歧杆菌在干燥过程中死亡率下降了20%~30%。李祥明等(1998年)用明胶和阿拉伯胶制成了乳酸菌微胶囊制剂，能有效地减少菌种活力下降，目前已有该产品销售。

3.3 益生菌与其它添加剂的配合使用

目前复合微生物饲料添加剂研究的方向很多，目前研究比较多的组合是：①不同特点益生菌之间的配合。将乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等微生物复合使用的研究较多，国内外都已经有商业化生产。如广东的复合益生素，含有两株芽孢杆菌、一株酵母、一株真菌。加拿大的商品名为Pro-suis Paste的产品中含有乳酸杆菌、粪链球菌和双歧杆菌三种菌；②益生菌与抗生素联合使用。益生素在防治疾病方面虽然取得了显着的效果，但目前还不能完全取代抗生素，在使用过程中应扬长补短，发挥二者最佳效果。李梅(1998年)在喂仔鸡试验中发现，先在0日龄~14日龄日粮中添加金霉素，然后在15日龄~49日龄日粮中添加蜡样芽孢杆菌，鸡的增重和饲料利用率都高于单独使用或同时使用益生素和金霉素的组；③益生菌与酶制剂、有机酸、多肽、中草药等物质的复合使用。在这方面尤其以益生菌与酶制剂复合使用的报道较多，石传林等相继研究了加酶益生菌在育肥猪、羊、肉免、牛、鸡等畜禽中的应用情况，结果都有明显的促生长作用，并且降低了喂养成本，取得了明显的经济效益。从研究结果来看，益生素与其它饲料添加剂联合使用均取得了很好的应用效果。

（作者：李晓晖）