微生态制剂（益生菌）的作用机理及其在养鸡生产中的应用

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微生态制剂（益生菌）的作用机理及其在养鸡生产中的应用

微生态制剂应用最早见于日本，50年代就有“表飞鸣”、“乳酶生”，其成分是粪链球菌，用于治疗肠道疾病。以后相继在畜禽方面开始应用，美国从70年代开始使用饲用微生物。我国对益生菌的研究开始于80年代,但应用则是近几年的事。相对起点高，发展快，以研究乳酸杆菌、芽孢杆菌为主。近年来，在家禽养殖业中，动物微生态制剂作为绿色饲料添加剂以及对动物营养、农作物生长和环境改善所起的显著作用，越来越被人们所重视，并以其无毒副作用，无耐药性，无残留，效果显著等特点逐渐得到广大养殖业者的首肯。
    1、动物微生态制剂的概念
    动物微生态制剂（Animal microecologial Ageent AMEA），又称益生菌、活菌剂、生菌剂，是以动物体内正常菌群为主体的有益微生物经特殊工艺制成的活菌制剂。其商品名称则主要有：生物兽药、饲用微生物添加剂、生菌素、益生素、生物发酵剂、生物净化剂、合生素等。1989年美国食品与药物管理局（FDA）与饲料协会（AAFCO）发布了可以直接饲喂动物的安全菌株43种，1999年我国农业部公布了可以直接调喂动物的饲料级微生物添加剂菌种有12个[1]。目前根据微生态制剂的组成，将其分为三种，即益生菌（Probiotics）、益生素（Prebiotics），以及将二者结合起来的合生素（synbiotics）[2]。
    益生菌，国内外有多种解释和定义.Havenaar（1992年）提出：益生菌是单个或多种微生物的活菌培养物，当用于动物或人时，可通过促进天然微生物菌群的特性而对宿主产生有益的影响。
益生素是一类有选择的促进体内有益微生物生长的物质，目前最常用的是功能低聚糖，如大豆低聚糖（soybean oligosaccharide）、低聚果糖（Fructo oligosaccharide）、乳酮糖（Lactulose）、异麦芽低聚糖（Isomalto oligosaccharide）等。这些低聚糖广泛存在于蔬菜、水果以及一些植物中，也可通过化学方法由单糖合成.并非所有的低聚糖都可作为益生因子，只有功能性低聚糖才有此功能。功能性低聚糖很难或不能被人体吸收，但可在肠道内被双歧杆菌所利用，从而促进其生长，使肠道内有益菌增加.益生因子的使用比较方便，不必进行有关微生物的培养制备，但并不是对所有的有益菌都有促进作用.
    合生素（剂），合生素是指益生菌和益生素的混合制剂，如果寡糖与双歧杆菌混合，使益生菌所需要的专一性底物比较容易获得，从而提高有益菌的存活率，进而发挥两者的联合效应。
    2、 微生态制剂的作用机理
    微生态制剂作用机理有如下几个理论或假说[3，4]：
    2.1、优势种群理论
    在正常微生物群中少数种群在数量上占据整个正常微生物群的绝大多数，对整个种群起控制作用，该优势种群受到破坏即可导致微生态失调。在动物肠道微生态系统中厌氧菌占99%以上，为肠道中的优势种群，兼性厌氧菌和需氧菌不到l%。使用微生态制剂就在于补充或恢复优势种群，使失调的微生态系达到新的平衡。从而使动物的健康得到恢复。
    2.2、生物拮抗理论：
    正常微生物群构成机体的防御屏障，其中包括生物学屏障和化学屏障。微生态群有序地定植于粘膜皮肤等的表面或细胞间形成的生物膜样结构上，从而影响过路菌或致病菌的定植、占位、生长和繁殖，这就是生物学屏障。这些屏障可以阻止病原微生物的定植。正常菌群的代谢产物乙酸、丙酸、乳酸、细菌素和其他活性物质共同构成化学屏障，可阻止外籍菌的定植与生长繁殖。微生态制剂本身是这些正常的生理性细菌及其代谢产物，它参与屏障结构，发挥生物拮抗作用。
    2.3、生物夺氧理论：
    多数病原微生物属于需氧菌或兼性厌氧菌，当动物肠道内微生态系失调，局部氧分子浓度升高时，有利于病原微生物的生长和繁殖。使用微生态制剂可以培育耗氧微生物，降低局部氧分子浓度，抑制病原菌的生长，恢复其微生态平衡，从而达到预防和治疗疾病的目的。
    2.4、“三流循环”理论：
    三流循环即能源流、物质流及基因流的循环。
    2.4.1、能量运转：
    正常微生物群内部与宿主保持着能源交换和运转的关系。植物、动物及人类与正常微生物之间或正常微生物彼此之间都存在着能源的交换。近年来的电镜观察发现，肠上皮细胞的微绒毛与细胞壁的菌毛极为接近，并见有物质交换的现象。
    2.4.2物质交换：
    正常微生物群与宿主通过降解与合成进行物质交换。裂解的细胞与细胞外酶可为微生物利用，而微生物产生的酶、维生素、刺激素以及微生物的细胞成分也可为宿主细胞利用。
    2.4.3基因交换：
    在正常微生物之间有着广泛的基因交换，如耐性因子、产毒因子等都可在正常微生物之间通过物质的传递进行交换。
    微生态制剂可以作为非特异性免疫调节因子，促进机体吞噬细胞的吞噬能力和Ｂ细胞产生抗体的能力，可以抑制腐败微生物的过度生长，降解肠道内有毒物质如氨、酚等，保证微生态系统中能量流、物质流和基因流的正常运转。
    3 、动物微生态制剂在养鸡业中的应用效果
    3.1提高生产性能，改善饲料利用率
    张晓梅等（1999）[5]报道，用不同类型的微生态制剂饲喂雏鸡，可使雏鸡血清和肠道蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性升高，有助于营养物质的消化吸收。这就为饲料的充分吸收，降低料肉比，提高增重提供了理论基础。张巧娥（1999）[6]等报道，用1mLEM微生态制剂发酵1kg日粮，发酵后饲喂蛋鸡，结果显示试验组的产蛋率和平均蛋重分别比对照组提高17.77%和2.58%，并且料蛋比比对照组降低12.54%。据刘华周等（1997）[7]报道：以20%比例的EM发酵饲料添加于蛋鸡日粮中，日均产蛋量提高5.54%，产蛋率提高4.47%，料蛋比下降5.25%。东彦新等（2003）[8]在蛋鸡饮水中添加微生态制剂（热快消）可使蛋鸡减少产热.增加散热.提高蛋鸡对高温的耐受性，能够缓解蛋鸡的热应激反应，从而提高生产性能。井冈等（2003）[9]利用一种微生态制剂在商品代蛋鸡中进行了饲喂试验，结果表明，试验组的产蛋率提高了5.35%，料蛋比提高了9.52%，平均蛋重提高了2.95%，死淘率降低了68.18%，经济效益显著提高。王士长等（1998; 1999）[10，11]用不同组合的芽胞杆菌饲喂肉鸡，0-3周增重提高10.03%和17.08%（P<0.01）， 4-6周增重提高19.08%和23.40%（P<0.01）。
    3.2防治疾病，降低死亡率
    刘永杰等（1999）[12]还报道了雏鸡饲喂乳酸杆菌培养物后，能显著降低大肠杆菌的数量，同时显著提高双歧杆菌和乳酸杆菌的数量，因而提高了对沙门氏菌的抵抗力，降低死亡率20%。王小民等（2001）[13]试验证明，微生态制剂（生态宝）不但能显著提高蛋鸡血清中新城疫ＨI抗体水平，而且还能显著增加血液中淋巴细胞比例和白细胞吞噬指数，从而增强了蛋鸡的免疫力和抗病力，明显地提高了新城疫的免疫效果。
    许多蛋鸡试验表明[14，15]：ＥＭ能有效抑制病原微生物的生长，鸡的免疫能力增强，在不用任何抗生素类药物的情况下，平均死亡率比对照降低15%～30%，最高达55.8%。尤其是在育雏期间对预防鸡白痢等肠道传染病十分有效，0～6周龄死亡率甚至比对照降低了50%以上。陈丽艳（2003）[16]用芽胞杆菌饲喂肉仔鸡（1-42日龄），发现消化道大肠杆菌数显著降低。廖玉英等（2003）[17]试验结果表明，在饮水中添加复合益生素的试验鸡感染强毒球虫卵囊后，在减少鸡的发病率、死亡率，减轻球虫病对鸡增重的影响和盲肠病变的严重程度，降低鸡球虫病对鸡所造成的经济损失等方面均有良好的作用。
    3.3改善产品品质
    陈宏等（1999）[18]报道，在饲料中添加EM制剂，能显著改善鸡血清Ca2+、无机P、类胡萝卜素、白蛋白含量指标，而血清的Ca2+，无机P浓度与蛋壳品质（厚度）呈正相关，类胡萝卜素能改善蛋黄着色，提高蛋黄质量。沈宪文（1999）[19]等报道，应用微生态制剂EM饲喂畜禽，可使肉蛋中蛋白质、氨基酸、微量元素均有不同程度的提高，脂肪、胆固醇有不同程度的降低，并无任何药物残留。刘华周等（1997）[20]试验表明，蛋鸡日粮中EM发酵饲料占20%时，蛋壳厚度增加6.99%，蛋白哈氏单位提高10.31%，蛋黄颜色提高1.5罗氏级。Abdulrahim等（1996）[21]报道在蛋鸡日粮中添加乳酸菌可明显提高蛋鸡的产蛋率、饲料转化率，降低蛋中胆固醇含量，但对血液中胆固醇和脂类的含量无影响。在肉鸡日粮中添加益生菌（含乳酸杆菌、芽胞杆菌、链球菌和酵母）3mg/kg，结果肉鸡的腿肌、胸肌、肝脏中的胆固醇含量明显下降，同时能提高腿肌、胸肌中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例以及亚油酸含量（Endo，1999）[22]。
    3.4减少环境污染
    李维炯等[23，24]报道鸡场用ＥＭ处理饲料和饮水有明显降低鸡舍氨气浓度的作用。其中使用ＥＭ饲料并结合ＥＭ饮水的除臭效果最好，除氨率达69.7%;饲喂ＥＭ饲料结合普通饮水，除氨率为54.25%;饲喂普通饲料，仅在饮水中加ＥＭ，氨的去除率为42.12%。试验还表明，在上述处理的基础上，每2～3周用ＥＭ100～200倍稀释液对圈舍进行喷洒，则不仅加强了除臭抑蝇的效果，而且对于防病虫害有积极的意义。沈宪文等（1999）[25]在饲料中添加5%的EM发酵饲料，同时结合体积分数为0.002的EM稀释液饮水，可使肉鸡和蛋鸡舍空气中氨气的体积数分别下降30.5%和14.5%。庄志伟等（2002）[26]用微生态制剂处理肉鸡垫料，垫料中的致病菌量下降，减少了发病机会，并减少养殖环境及粪便中NH3，H2S有机磷等有害物质的含量，无NH3，无味，减少了污染，保护了生态环境。
    4、动物微生态制剂使用中注意的问题
    微生态制剂为活菌制剂，影响作用效果的因素很多，使用时要注意：（1）应用时间要早。根据先入为主的理论，通过先入菌的占居性控制，减少或阻碍病原菌的定居。（2）禁止与抗生素、杀菌药、消毒药或具有抗菌作用的中草药同时使用，否则会杀死或抑制其中的活菌，减弱或失去微生态制剂的作用。（3）微生态制剂的预防效果好于治疗，作用发挥较慢，故应长时间连续饲喂，才能达到预期效果。（4）根据目的不同，使用时要有所选择。如治疗腹泻时，最好选用肠道中占优势的菌群制成的微生态制剂，如乳酸杆菌、双岐杆菌。（5）要注意活力和数量。微生态制剂必须含有一定量的活菌，一般要求3亿个左右活菌体，且活力要强。（6）要注意制剂的保存期。大量试验表明，随制剂保存时间的延长，活菌数量逐渐减少，即意味着其作用越来越少。（7）注意一些不利因素对菌种的影响。如乳酸杆菌不能耐受高温，故微生态制剂一般要求在常温、干燥处保存。（8）微生态制剂对雏鸡的作用效果好，可帮助它们尽早建立健全肠道正常的微生物区系。（9）要注意，在家禽应激之前及之后2～3天投喂微生态制剂效果最好，可有效地预防微生态菌群失衡或使被破坏或失调的生态平衡得以恢复。
    5、微生态制剂的应用前景
    微生态制剂具有其特有的优越性，它的应用必将为提供确实的健康营养的动物食品，保证人民的身体健康、极大丰富人民的菜篮子作出重大贡献，微生态制剂具有广阔的应用前景。正如我国著名微生物专家、中国微生态学创始人魏曦教授所预言：“光辉的抗生素之后的时代将是活菌制剂的时代”。
    尽管如此，微生态制剂仍是一种新兴的产品，微生态制剂的作用机理，组成制剂的菌种的选育，微生态制剂的剂型，制剂中的活菌数、保质期、制剂的安全性与有效性以及反色动物微生态制剂和病毒微生态制剂的研究探索等均有待于进一步的研究。