自20 世纪40 年代末人们发现四环素对畜禽生长具有促进作用以来，抗生素作为饲料添加剂已有60 多年的历史。抗生素在促进动物生长、预防疾病以及提高动物生产性能等方面做出了不可磨灭的贡献[1]。然而，随着抗生素药物的大量使用，其作为饲料添加剂的弊端逐渐被人们认识，如因抗生素滥用引起动物内源性感染或二重感染，导致动物体肠道菌群失调，动物机体免疫力和抗病力下降，产生耐药性和药物残留等问题。这不仅影响了畜禽产品的质量，而且还严重影响了人们的食品安全，制约着畜牧业的健康发展。在此情况下，开发安全、高效的抗生素替代品已成为畜牧业发展的必然趋势。微生态制剂( Microbial Ecological Agent)以其天然、无副作用、无污染、无残留、不产生抗药性等优点而逐渐成为抗生素的替代品[2 - 3]。本文对微生态制剂的概念、作用机理、近年来其在养猪生产中的应用研究及亟待解决的问题4 个方面进行综述。

　　1· 微生态制剂的概念

　　目前，对微生态制剂定义广泛的观点是在微生态理论指导下，利用已知对宿主有益的正常微生物，经培养、发酵、干燥等特殊工艺制成的生物制剂，以达到维持或调整机体内微生态平衡、防治疾病和增进宿主健康的目的[4]。在国际上，微生态制剂分为益生菌( Probiotics)、益生元( Prebiotics) 和合生素( Synbiotics) 3 种类型。益生菌又称益生素，是指可改善宿主肠道菌群生态平衡，对宿主产生良好健康效应的活菌制剂及其代谢产物; 益生元是指一类不被宿主直接吸收，但能够选择性地促进宿主肠道内一种或几种有益菌生长繁殖的物质，通过有益菌的繁殖增多，抑制有害菌的生长，来达到调整宿主肠道菌群的目的; 合生素是指益生菌和益生元同时并存且能产生协同作用的微生物制剂[5 - 6]。

　　2· 微生态制剂的作用机理

　　2. 1 维持肠道微生物菌群平衡

　　在动物肠道内，由正常微生物菌群与动物机体和环境所构成的微生态系统中，少数优势有益种群对整个肠道菌群起控制作用，一旦优势种群遭到破坏，就会导致动物肠道内微生态失衡，致使动物发病。微生态制剂的使用，可以补充或恢复动物肠道中优势种群，调节肠道微生态重新达到平衡，从而使动物恢复健康[7 - 8]。

　　2. 2 构成肠道生物屏障

　　在动物肠道中，正常的微生物种群有序地定植于肠道黏膜或肠细胞上皮形成了一道机体防御屏障，这样就可竞争性地抑制外来病原微生物在动物肠道上黏附，起到与病原微生物争夺有限的营养物质和生态位点的作用，不利于病原微生物的定植生长，促进病原微生物随便排出体外，这种作用在生态学中定义为生物拮抗作用[9]。另外，正常的肠道微生物代谢产生乳酸、丙酸等物质，降低肠道内的pH，抑制大肠杆菌等有害菌存活，防治一些肠道疾病的发生[10]。

　　2. 3 微生物夺氧

　　动物肠道中定植的有益微生物中一些是耗氧微生物，消耗肠道中的氧气，可降低肠道局部氧分子的浓度，造成厌氧环境，有利于乳酸杆菌等有益微生物的生长，而限制了有害需氧型和兼性厌氧菌的繁殖，从而使失调的菌群恢复到正常状态，达到治病及促生长的作用[11]。

　　2. 4 增强宿主免疫功能

　　微生态制剂是良好的非特异性免疫激活剂，可提高吞噬细胞的吞噬能力和体液细胞产生抗体的能力，增强宿主机体免疫力和抗病力[4]。研究亦发现，微生态制剂能够促进免疫器官的发育，提高免疫球蛋白浓度和巨噬细胞活性，刺激动物机体产生干扰素，改善因疾病等造成的免疫抑制[12]。

　　2. 5 合成有益的代谢产物

　　一方面，微生态制剂在动物肠道中可产生多种消化酶，如水解酶、发酵酶、呼吸酶等，这些酶与宿主机体内的酶在消化过程中可起到协同作用，有利于分解饲料中的蛋白质、脂肪及复杂的碳水化合物，从而提高动物对饲料的消化吸收[13]。另

　　一方面，微生态制剂在动物肠道生长繁殖过程中会产生各种营养物质，如B 族维生素、氨基酸、未知促生长因子等，促进铁、钙等矿物元素的吸收，补充机体营养元素，促进动物的生长[14]。再者，一些有益微生物菌群代谢产生的物质可中和致病菌产生的肠毒素，减少其对动物肠道的刺激和损伤[15]。还有一些有益微生物在动物肠道中可产生氨基酸氧化酶和分解硫化物的酶类，可减低动物血液和粪便中氨、吲哚等有害气体的浓度，起到改善环境卫生的作用[16]。

　　3· 微生态制剂在养猪生产中的应用研究

　　随着后抗生素时代的到来，微生态制剂在养猪生产中的研究和应用越来越广泛和深入。研究表明，在猪饲料或饮水中添加微生态制剂可提高猪的生产性能、调节肠道菌群平衡、增强机体免疫力、改善猪肉品种及改善养殖环境。

　　3. 1 提高猪的生产性能

　　微生态制剂在猪的肠道中可产生多种消化酶、B 族维生素、氨基酸、有机酸和促生长因子等多种生物活性物质，这些物质可参与猪机体的新陈代谢，提高猪的生产性能。杨海英等[17]研究发现，在断奶仔猪饲料中添加微生态制剂能显著提高仔猪饲料转化率，降低断奶仔猪料重比( P < 0. 05) 。邵春荣等[18]通过在断奶仔猪饮水中添加100 g /t 微生态制剂克洛生( 主要成分枯草芽孢杆菌PB6 菌株) ，发现有效提高断奶仔猪生产性能，并能明显减少断奶仔猪腹泻的发生。李超等[19]研究了4 种微生态制剂对杜长大三元杂交生长猪生产性能的研究，结果表明在日粮中添加微生态制剂有提高生长猪平均日增重和降低料重比的效果，其中0. 2%金倍素组表现出了良好的试验效果。罗佳捷等[20]研究了益生菌制剂和抗生素对生长育肥猪生产性能的研究，发现使用抗生素和益生菌制剂对45 ～ 90 kg 阶段猪生产性能的改善起到了明显的作用，证实了使用益生菌制剂对抗生素进行有效的替代。霍军等[21]研究了日粮中添加微生态制剂对繁殖母猪生产性能的影响，结果表明微生态制剂可提高母猪的繁殖能力与仔猪的生长状态，并且降低了仔猪的死亡率。

　　3. 2 增强免疫力和抗病力

　　微生态制剂是非常良好的免疫激活剂，能迅速有效地提高巨噬细胞和干扰素的活性，激活机体免疫系统，即细胞免疫和体液免疫，进而能够增强猪的免疫功能和抗病力。在增强免疫力方面，帅起义[22]进行了微生态制剂对长大二元杂交断奶仔猪免疫应答的研究，结果显示微生态制剂具有激活猪体免疫机制、增强免疫应答、提高猪瘟疫苗免疫抗体水平( P < 0. 05) ; 同时极显著降低呼吸道疾病、腹泻病的发病率( P < 0. 01) 。刘传虎等[23]发现在日粮中添加益生菌制剂可显著提高仔猪断奶后第7 天血清白介素- 1 水平，显著提高断奶后第21 天血清免疫球蛋白G 含量、白介素- 6 和肿瘤坏死因子- 水平及回场黏膜分泌性免疫球蛋白A 含量( P < 0. 01) 。边连全等[24]研究了枯草芽孢杆菌- 菊糖合生元对断奶仔猪体液免疫功能的影响。结果表明，灌喂合生元组的仔猪血清免疫球蛋白A( IgA) 含量、补体C3、C4 水平均显著高于对照组( P < 0. 05) 。在抗病力方面，彭晓培等[25]研究发现患白痢病仔猪口服微生态制剂5 天后治愈率可达95%; 另外，还发现健康仔猪口服微生态制剂可预防白痢病的发生。王东卫等[26]发现通过给患顽固性腹泻仔猪口服腐殖酸基微生态制剂( 以腐殖酸为基质发酵的乳酸菌) 6 日后治愈率可达90%，治疗仔猪腹泻效果远远优于传动治疗方法。张媛媛等[27]发现PB6 菌株的培养液具有较广的抑菌普，对同为革兰氏阳性菌的产气英膜梭菌抑菌效果尤为明显，对大肠杆菌、鼠伤寒沙门菌和金黄色葡萄球菌等常见肠道致病菌亦有不同程度的抑菌作用。

　　3. 3 维持肠道菌群平衡肠道

　　微生态平衡是猪正常生长发育的必然条件，外界环境应激( 如断奶、抗生素、温度变化等) 容易破坏猪肠道微生态平衡，使猪肠道菌群出现波动，导致需氧菌增加，有害病菌繁殖，出现腹泻等症状，造成猪生长性能降低。投喂微生态制剂可有效促进猪肠道有益菌的增殖，减少有害病菌的数量，从而保持肠道菌群的平衡[28]。

　　近年来，关于微生态制剂对猪肠道菌群的研究比较多，研究方法较以前也有改进。毛倩等[29]运用PCR- DGGE 图谱法研究了复合益生素对生长育肥猪盲肠菌群的影响，发现添加复合益生素趋于增加猪盲肠内容物乳酸杆菌数量，减少大肠杆菌的数量。何颖等[30]研究发现在日粮中添加NS 复合乳酸杆菌可显著降低仔猪肠道中大肠杆菌的数量，而乳酸菌数量却有显著增加( P < 0. 05) 。王永等[31]研究饲料中添加屎肠球菌对断奶仔猪肠道菌群的影响中，发现饲料中添加300、500 mg /kg 的屎肠球菌显著增加仔猪盲肠中乳酸杆菌的数量( P < 0. 05) ，饲料中添加500 mg /kg 的屎肠球菌显著降低仔猪结肠中大肠杆菌的数量( P < 0. 05) 。骆延波等[32]通过采用微生物组学方法研究了垫料中添加微生态制剂对仔猪结肠菌群的影响，结果表明微生态制剂垫料影响仔猪结肠菌群变化，细菌多样性降低，常见细菌比例与传统方法研究结果一致，但部分细菌呈现与传统方法研究结果不一致，具体的原因有待进一步深入研究。

　　3. 4 改善猪肉品质

　　随着人们生活水平的提高和对健康的重视，对猪肉品质和风味的要求也日益提高。研究表明，投喂微生态制剂可提高猪肉品质。Meng等[33]在不同能量和营养浓度的日粮中添加枯草芽孢杆菌和丁酸梭菌的复合制剂，结果表明，添加益生菌极显著提高了肉色评分、大理石花纹评分和肉的红色。孙建广等[34]研究了在仔猪和育肥猪的日粮中添加发酵乳杆菌对猪肉品质的影响，研究发现，添加发酵乳杆菌可降低猪肉的滴水损失，剪切力比对照组和抗生素组分别降低了26. 1% 和18. 2%，并且显著提高了C18∶ 2、C20∶ 2、C20∶ 4和总多不饱和脂肪酸的含量。索成等[35]研究发现，用适量的植物乳杆菌ZJ 316 替代育肥猪日粮中的乙酰甲喹能在一定程度上改善猪肉的肉色、pH 和大理石纹，并能显著降低48 h 的滴水损失( P< 0. 05) ，且能有效改善猪肉的硬度、咀嚼度、胶着性和回复力等指标。崔成[36]研究了抗生素、益生菌及银耳孢子发酵物对猪肠道硬壁菌门和拟杆菌门、脂肪沉积和脂肪代谢相关基因表达的影响。结果表明，猪回肠食糜和回肠粘膜硬壁菌门/拟杆菌门细菌数量比值与猪脂肪沉积正相关; 芽孢杆菌增加猪脂肪沉积量，提高脂肪合成基因表达量; 不同肠道微生态调节剂作用下猪平均背膘厚与回肠粘膜硬壁菌门/拟杆菌门细菌数量比值呈正的线性关系。

　　3. 5 改善养殖环境

　　随着养猪业集约化、规模化发展，改善养殖场环境成为一个举足轻重的问题。据报道，猪粪中有关恶臭成分有230 种，特别是在粉尘的参与下，能形成复杂的恶臭，主要有氨气、硫化氢、粪臭素、挥发性脂肪酸、脂肪族的醛类和硫醇类等[37]。其中，易溶于水的气体( 如NH3、H2S 等) 容易吸附在人及动物的呼吸系统黏膜上而导致其产生呼吸道疾病和其它病症。

　　在养猪生产中，使用微生态制剂有显著的除臭效果。微生态制剂可促进猪肠道内有益菌的生长繁殖，抑制有害菌活动，平衡肠道菌群，从而提高饲料的利用率，减少臭气排放量。而且，有些微生物还有一定的固氮功能，可利用一部分臭气[38]。霍永久等[39]研究发现芽孢杆菌BM1259 制剂可提高日粮粗蛋白和干物质的消化率，同时极显著降低猪粪中氨气的浓度( P <0. 01) ，在一定程度上可改善猪舍空气环境。李瑞等[40]研究发现，在饲粮中添加微生态制剂可降低单位增重粪N、P 排放量。

　　4· 微生态制剂研发与应用中亟待解决的问题

　　虽然微生态制剂在动物生产乃至人类医药、食品安全等方面的作用已毋庸置疑，但无论在实际生产还是应用方面都存一些问题亟待解决[41]。

　　首先，菌种的安全性。虽然我们知道微生态制剂是天然物质，但并不是所有的菌种都是绝对安全的。因为有的益生菌含有的抗药因子可通过基因物质的交换转移到正常的肠道菌群中，如果有人把含有抗药因子的基因工程菌当作益生菌，则其结果将会与滥用抗生素一样制造出任何药物都无法消灭的“超级细菌”，将会给人类造成更大的威胁。

　　其次，菌种的活性。只有具有活性的益生素菌才能在动物体内发挥其生物功效。因此，如何保证具有活性的益生菌到达肠道是关键。无论是生产、保存还是使用环节都可能导致菌种的死亡，而且菌种到达动物肠道前要经过胃酸、胆汁等极端环境，这些都将是今后需要解决的问题之一。

　　再者，与其他物质的联合应用。目前，存在争议的是微生态制剂与抗生素的联合应用。从微生态制剂在人的临床医学研究来看，抗生素与微生态制剂联合应用对某些感染的治疗效果优于单独使用抗生素的治疗效果。但是，众所周知，抗生素具有杀灭细菌的作用，那么，微生态制剂作为活菌制剂，如果与抗生素联合应用，会不会也被杀灭呢? 这个问题也是今后需要深入的研究。

　　最后，科学合理使用。不同微生态制剂的菌种和培养物等不同，因此在选用上必须谨慎对待。在使用上，应根据养殖种类和生产阶段进行合理选用，切莫盲目跟风。另外，筛选适用于特定日粮类型或特定用途的菌株也是未来菌种研发的方向之一。