饲用微生态制剂概述
微生态制剂是指利用现代生物工程技术将已知的有益微生物进行培养、发酵、后处理等工艺制成的微生物制剂。微生态制剂包括活菌制剂和微生物培养物，分为益生菌、益生元和合生元三类。
1、益生菌（Probiotics），也称活菌制剂，即能够促进肠内菌群生态平衡，对宿主起有益作用的活菌制剂。
2、益生元（Prebiotics），指能够选择性地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖，而且不被宿主消化的物质。
3、合生元（synbiotics），指益生菌和益生元的混合制剂。
微生态制剂能有效改善畜禽消化道菌群平衡、增强机体免疫力、提高代谢以及饲料的吸收利用能力、降低动物体内有害物质的积累，从而达到防治消化道疾病和促进生长等多重作用。微生态制剂具有无毒、无副作用，无残留、无污染，不产生抗药性等特点，是理想的抗生素替代品之一。
一、微生态制剂在饲料工业中的用途
1、作为饲料添加剂，促进动物肠道内微生态平衡，即通过添加到饲料中的微生物及其代谢产物以改良动物体内微生物群落的组成，目前应用较多的有乳酸菌、芽孢杆菌、醇母菌等。代表性产品如挑战集团的益菌健，由枯草芽孢杆菌和地衣芽胞杆菌组成，性能卓越，效果卓著。
2、改善养殖环境。主要是水质微生态改良剂，即通过投放到养殖水环境中以改良底质或水质，主要有光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌等。国内一定规模的水产微生态制剂企业有数百家，年销量5万吨以上，所产的单一菌种制剂及复合菌种制剂多达50多种，销售额在5亿元以上。另外，也有应用于改善动物养殖环境的微生态制剂，如发酵床养猪技术。
二、饲用微生态制剂菌种选用标准及国家准用菌种
根据动物的生理特性及饲料加工工艺的特点，饲用微生物菌种选用标准为：
1、安全，非致病菌，最好来自动物自身肠道中；
2、易生长，繁殖快；
3、耐酸性，耐胆盐，并能植入肠粘膜；
4、能产生乳酸和过氧化氢等有益物质；
5、能抑制大肠杆菌、沙门氏菌等肠道致病菌而不影响自己的活性；
6、耐高温，易加工；
7、有利于促进宿主的生长发育及提高抗病能力。
《饲料添加剂品种目录》（2008）公布了允许使用的饲料级微生物添加剂菌种：地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、保加利亚乳杆菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌。保护期内的新饲料和新饲料添加剂品种：饲用凝结芽孢杆菌TQ33、侧孢芽孢杆菌、地顶孢霉培养物。
三、微生态制剂的种类及特点
1、乳酸菌制剂
为动物肠道内固有的微生物菌群。厌氧或兼性厌氧菌。能产生乳酸、乙酸等有机酸，以及过氧化氢、乳酸菌素等抗菌物质，抑制有害菌的生长。耐酸较好，在pH 3.0～4.5时仍可生长。不耐高温，经80℃处理5min，损失70％～80％。生物合成能力弱，因此氨基酸、维生素含量低，培养中常需添加。胞外水解酶活力弱，无纤维素酶，水解蛋白质能力弱。肠道内定植好，但繁殖速度慢，繁殖一代需50min。
2、芽孢杆菌制剂
在动物肠道微生物菌群中仅零星存在。为需氧菌，革兰氏阳性菌。消耗肠道中氧气而有利于厌氧菌的生长，抑制大肠杆菌等需氧菌的生长。产生蛋白酶、淀粉酶、SOD酶等多种酶以及过氧化氢等抗菌物质。芽孢抗逆性强，耐胃酸、耐高温且耐挤压，易加工。在肠道内定植困难。
3、酵母菌制剂
非肠道固有菌，兼性菌。耐酸性好。细胞内富含蛋白质、多种B族维生素和酶，营养丰富，增强饲料适口性。酵母细胞壁含有多种多糖，具有益生作用。不耐热，在60℃～70℃环境中短时间即死亡。多用在反刍动物中。
4、光合细菌制剂
多用在水产养殖中。富含蛋白质，B族维生素、辅酶Q、类胡萝卜素等多种生理活性物质。在光照条件下，降解有机质和硫化氢，净化水体。
四、饲用微生态制剂作用机理
1、保持胃肠道微生态环境的平衡
膜菌群屏障作用：微生态制剂中的有益菌可以竞争性抑制病原菌富集在胃肠道上，起到屏障作用，阻止病原菌的定植和入侵，维持动物体内微生态平衡。
微生物夺氧作用：芽孢杆菌、酵母菌等需氧菌消耗肠道内的氧气，造成厌氧环境，从而有利于乳酸菌等有益菌的生长，抑制沙门氏菌等有害菌的生长。
产生抑菌物质：芽孢杆菌能产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，乳酸菌能产生乳酸、乙酸等有机酸，以及过氧化氢、乳酸菌素等抗菌物质，对致病菌有明显的抑制作用。
2、增强动物免疫功能
益生菌是一种非特异免疫增强剂，可刺激动物免疫系统的及早建立，调动和提高动物体内的一般非特异性免疫功能，因而提高了整体的抗病能力。
3、防止动物体内有毒物质的积累
益生菌能抑制大肠杆菌的生长，因此降低了大肠杆菌对蛋白质的分解，从而降低动物体内胺和氨的浓度。有些微生态制剂如芽孢杆菌可在动物肠道内产生氨基氧化酶及分解硫化物的酶类，从而降低血液及粪便中的氨、吲哚等有毒气体的含量。多数好氧菌产生超氧化物歧化酶（SOD），可消除动物体内氧自由基。
4、酶作用和营养作用
芽孢杆菌能产生多种酶，降解饲料中的抗营养因子，降低肠道内食糜粘度。酵母菌营养十分丰富，含有B族维生素、矿物质、消化酶、寡糖、促生长因子和氨基酸等，为动物提供多种营养成分，且提高动物的免疫力。
五、微生态制剂的应用效果
对微生态制剂在畜禽上的应用性研究很多，添加微生态制剂能提高畜禽成活率，增强免疫力，提高增重及饲料效率，改善畜舍环境。
潘康成等(2005)、A.Y.-L.Teo和H.-M.Tan（2006）研究枯草芽孢杆菌制剂对肉鸡生长、胴体和鸡肉品质的影响，结果表明枯草芽孢杆菌可以提高肉鸡试验末期平均体重、净增重和日增重和饲料转化率，鸡肌肉氨基酸总量、必需氨基酸和鲜味氨基酸含量均增加。蛋鸡日粮中添加芽孢杆菌制剂的效果主要表现为改善生存环境，提高产蛋性能，改善产品品质(Abdulrahim，1996；C-L.Xu，2006)。
国内刘克琳等用微生态饲料添加剂饲喂肉鸡6周，胸腺、法氏囊和脾脏的重量都显著增加。同时在细胞水平进行的研究也表明微生态制剂可以提高巨噬细胞的吞噬能力和CD4+、CD8+等细胞因子数量（胡文峰，2003；葛凤霞等，1998；Scharek et al，2007）。
韩国俊等（2007）在断奶仔猪饲粮中添加地衣芽孢杆菌，观察仔猪腹泻情况，并对肠道固有菌群数量进行了检测，结果表明，添加地衣芽孢杆菌可以降低仔猪腹泻，同时显著地促进仔猪肠道内双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖（p
A.Y.-L.Teo和Tan（2006）在肉鸡饲料中添加枯草芽孢杆菌，与对照组相比，肠道中乳酸杆菌数量显著增加。
孙黎等（2000）在肉仔鸡饲料中添加微生态制剂，可改善舍内空气质量，减少环境污染和环境应激。池塘中过量的饲料及排泄物污染水质，添加微生态制剂一方面可以提高杂粕利用率，另一方面可以改善水质（吴希阳等，2007；刘飞等，2007）。潘亚均等（2007）、丁贤等（2004）、汤保贵等（2007）在水产生产中应用芽孢杆菌制剂，研究表明芽孢杆菌可以提高水产养殖成活率，降低水中氨氮、亚硝酸盐浓度，改善水质。
六、微生态制剂研究的方向和热点
1、菌种来源
筛选菌株时一定要进行系统的安全性、毒理学实验。从消化道正常菌群进行分离益生菌是首选，这样筛选出的菌株动物适应性好，且菌体在动物体内定植性好。
2、菌种改良
筛选高产某一种或多种酶、氨基酸、生理活性物质的菌株，增强菌株的特异性，增强应用的针对性和产品的附加值。选育耐热、耐酸、耐胆盐等高耐性菌株，提高产品的应用性和稳定性。
3、生产工艺的改良
研究高细胞密度发酵工艺，提高菌体密度，如固定化发酵、膜过滤法高密度培养等工艺。提高芽孢杆菌的产芽孢率。选用合适的载体和后处理工艺，降低微囊化产品的成本，提高活菌的稳定性。
4、应用性研究
加强益生菌功效的特异性和针对性的研究，从动物的生长环境、动物本身的生理特性、饲料的组成和微生态制剂的种类出发，开发适合不同动物不同条件下的专一性产品，则针对性更强，使用效果更明显。研制复合益生菌制剂，包括益生菌之间的配伍组成，以及益生菌与寡聚糖、酶制剂、酸化剂、特异性疫苗的协同作用。
饲用微生态制剂概述
微生态制剂是指利用现代生物工程技术将已知的有益微生物进行培养、发酵、后处理等工艺制成的微生物制剂。微生态制剂包括活菌制剂和微生物培养物，分为益生菌、益生元和合生元三类。
1、益生菌（Probiotics），也称活菌制剂，即能够促进肠内菌群生态平衡，对宿主起有益作用的活菌制剂。
2、益生元（Prebiotics），指能够选择性地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖，而且不被宿主消化的物质。
3、合生元（synbiotics），指益生菌和益生元的混合制剂。
微生态制剂能有效改善畜禽消化道菌群平衡、增强机体免疫力、提高代谢以及饲料的吸收利用能力、降低动物体内有害物质的积累，从而达到防治消化道疾病和促进生长等多重作用。微生态制剂具有无毒、无副作用，无残留、无污染，不产生抗药性等特点，是理想的抗生素替代品之一。
一、微生态制剂在饲料工业中的用途
1、作为饲料添加剂，促进动物肠道内微生态平衡，即通过添加到饲料中的微生物及其代谢产物以改良动物体内微生物群落的组成，目前应用较多的有乳酸菌、芽孢杆菌、醇母菌等。代表性产品如挑战集团的益菌健，由枯草芽孢杆菌和地衣芽胞杆菌组成，性能卓越，效果卓著。
2、改善养殖环境。主要是水质微生态改良剂，即通过投放到养殖水环境中以改良底质或水质，主要有光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌等。国内一定规模的水产微生态制剂企业有数百家，年销量5万吨以上，所产的单一菌种制剂及复合菌种制剂多达50多种，销售额在5亿元以上。另外，也有应用于改善动物养殖环境的微生态制剂，如发酵床养猪技术。
二、饲用微生态制剂菌种选用标准及国家准用菌种
根据动物的生理特性及饲料加工工艺的特点，饲用微生物菌种选用标准为：
1、安全，非致病菌，最好来自动物自身肠道中；
2、易生长，繁殖快；
3、耐酸性，耐胆盐，并能植入肠粘膜；
4、能产生乳酸和过氧化氢等有益物质；
5、能抑制大肠杆菌、沙门氏菌等肠道致病菌而不影响自己的活性；
6、耐高温，易加工；
7、有利于促进宿主的生长发育及提高抗病能力。
《饲料添加剂品种目录》（2008）公布了允许使用的饲料级微生物添加剂菌种：地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、保加利亚乳杆菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌。保护期内的新饲料和新饲料添加剂品种：饲用凝结芽孢杆菌TQ33、侧孢芽孢杆菌、地顶孢霉培养物。
三、微生态制剂的种类及特点
1、乳酸菌制剂
为动物肠道内固有的微生物菌群。厌氧或兼性厌氧菌。能产生乳酸、乙酸等有机酸，以及过氧化氢、乳酸菌素等抗菌物质，抑制有害菌的生长。耐酸较好，在pH 3.0～4.5时仍可生长。不耐高温，经80℃处理5min，损失70％～80％。生物合成能力弱，因此氨基酸、维生素含量低，培养中常需添加。胞外水解酶活力弱，无纤维素酶，水解蛋白质能力弱。肠道内定植好，但繁殖速度慢，繁殖一代需50min。
2、芽孢杆菌制剂
在动物肠道微生物菌群中仅零星存在。为需氧菌，革兰氏阳性菌。消耗肠道中氧气而有利于厌氧菌的生长，抑制大肠杆菌等需氧菌的生长。产生蛋白酶、淀粉酶、SOD酶等多种酶以及过氧化氢等抗菌物质。芽孢抗逆性强，耐胃酸、耐高温且耐挤压，易加工。在肠道内定植困难。
3、酵母菌制剂
非肠道固有菌，兼性菌。耐酸性好。细胞内富含蛋白质、多种B族维生素和酶，营养丰富，增强饲料适口性。酵母细胞壁含有多种多糖，具有益生作用。不耐热，在60℃～70℃环境中短时间即死亡。多用在反刍动物中。
4、光合细菌制剂
多用在水产养殖中。富含蛋白质，B族维生素、辅酶Q、类胡萝卜素等多种生理活性物质。在光照条件下，降解有机质和硫化氢，净化水体。
四、饲用微生态制剂作用机理
1、保持胃肠道微生态环境的平衡
膜菌群屏障作用：微生态制剂中的有益菌可以竞争性抑制病原菌富集在胃肠道上，起到屏障作用，阻止病原菌的定植和入侵，维持动物体内微生态平衡。
微生物夺氧作用：芽孢杆菌、酵母菌等需氧菌消耗肠道内的氧气，造成厌氧环境，从而有利于乳酸菌等有益菌的生长，抑制沙门氏菌等有害菌的生长。
产生抑菌物质：芽孢杆菌能产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，乳酸菌能产生乳酸、乙酸等有机酸，以及过氧化氢、乳酸菌素等抗菌物质，对致病菌有明显的抑制作用。
2、增强动物免疫功能
益生菌是一种非特异免疫增强剂，可刺激动物免疫系统的及早建立，调动和提高动物体内的一般非特异性免疫功能，因而提高了整体的抗病能力。
3、防止动物体内有毒物质的积累
益生菌能抑制大肠杆菌的生长，因此降低了大肠杆菌对蛋白质的分解，从而降低动物体内胺和氨的浓度。有些微生态制剂如芽孢杆菌可在动物肠道内产生氨基氧化酶及分解硫化物的酶类，从而降低血液及粪便中的氨、吲哚等有毒气体的含量。多数好氧菌产生超氧化物歧化酶（SOD），可消除动物体内氧自由基。
4、酶作用和营养作用
芽孢杆菌能产生多种酶，降解饲料中的抗营养因子，降低肠道内食糜粘度。酵母菌营养十分丰富，含有B族维生素、矿物质、消化酶、寡糖、促生长因子和氨基酸等，为动物提供多种营养成分，且提高动物的免疫力。
五、微生态制剂的应用效果
对微生态制剂在畜禽上的应用性研究很多，添加微生态制剂能提高畜禽成活率，增强免疫力，提高增重及饲料效率，改善畜舍环境。
潘康成等(2005)、A.Y.-L.Teo和H.-M.Tan（2006）研究枯草芽孢杆菌制剂对肉鸡生长、胴体和鸡肉品质的影响，结果表明枯草芽孢杆菌可以提高肉鸡试验末期平均体重、净增重和日增重和饲料转化率，鸡肌肉氨基酸总量、必需氨基酸和鲜味氨基酸含量均增加。蛋鸡日粮中添加芽孢杆菌制剂的效果主要表现为改善生存环境，提高产蛋性能，改善产品品质(Abdulrahim，1996；C-L.Xu，2006)。
国内刘克琳等用微生态饲料添加剂饲喂肉鸡6周，胸腺、法氏囊和脾脏的重量都显著增加。同时在细胞水平进行的研究也表明微生态制剂可以提高巨噬细胞的吞噬能力和CD4+、CD8+等细胞因子数量（胡文峰，2003；葛凤霞等，1998；Scharek et al，2007）。
韩国俊等（2007）在断奶仔猪饲粮中添加地衣芽孢杆菌，观察仔猪腹泻情况，并对肠道固有菌群数量进行了检测，结果表明，添加地衣芽孢杆菌可以降低仔猪腹泻，同时显著地促进仔猪肠道内双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖（p
A.Y.-L.Teo和Tan（2006）在肉鸡饲料中添加枯草芽孢杆菌，与对照组相比，肠道中乳酸杆菌数量显著增加。
孙黎等（2000）在肉仔鸡饲料中添加微生态制剂，可改善舍内空气质量，减少环境污染和环境应激。池塘中过量的饲料及排泄物污染水质，添加微生态制剂一方面可以提高杂粕利用率，另一方面可以改善水质（吴希阳等，2007；刘飞等，2007）。潘亚均等（2007）、丁贤等（2004）、汤保贵等（2007）在水产生产中应用芽孢杆菌制剂，研究表明芽孢杆菌可以提高水产养殖成活率，降低水中氨氮、亚硝酸盐浓度，改善水质。
六、微生态制剂研究的方向和热点
1、菌种来源
筛选菌株时一定要进行系统的安全性、毒理学实验。从消化道正常菌群进行分离益生菌是首选，这样筛选出的菌株动物适应性好，且菌体在动物体内定植性好。
2、菌种改良
筛选高产某一种或多种酶、氨基酸、生理活性物质的菌株，增强菌株的特异性，增强应用的针对性和产品的附加值。选育耐热、耐酸、耐胆盐等高耐性菌株，提高产品的应用性和稳定性。
3、生产工艺的改良
研究高细胞密度发酵工艺，提高菌体密度，如固定化发酵、膜过滤法高密度培养等工艺。提高芽孢杆菌的产芽孢率。选用合适的载体和后处理工艺，降低微囊化产品的成本，提高活菌的稳定性。
4、应用性研究
加强益生菌功效的特异性和针对性的研究，从动物的生长环境、动物本身的生理特性、饲料的组成和微生态制剂的种类出发，开发适合不同动物不同条件下的专一性产品，则针对性更强，使用效果更明显。研制复合益生菌制剂，包括益生菌之间的配伍组成，以及益生菌与寡聚糖、酶制剂、酸化剂、特异性疫苗的协同作用。