益生菌的研究与应用自1929年英国的Fleming发现了抗生素以来，给人类的生产、生活带来了巨大变化。

但从本世纪40年代，随着抗生素作为饲料添加剂的广泛应用，其种种弊端也逐渐被人们所认识。

比如导致动物胃肠道正常菌群失调，产生耐药性和药物残留等副作用，给动物和作为动物产品消费者的人类的健康都带来了危害。

有些国家因此已从立法上限制了抗生素的使用。

于是，国内外许多学者日趋关注和寻找能够克服上述弊端的抗生素替代物。

益生素的研究开发便随之引起各国的重视，其应用于动物生产的良好效果已被大量的试验和生产实践所证实。

一、益生素的发展历史及应用现状1、发展历史益生素(Probiotics)是可以直接饲喂动物的有益活体微生物制剂，也叫活菌制剂(Biogen)或生菌剂。

益生素真正被重视起来并应用于动物饲养业中是从六、七十年代人类发现了抗生素的种种弊端之后才开始的。

Redmend(1968)就报道了乳酸杆菌经口饲喂仔猪，减少下痢、改善发育的效果。

日本真田等曾提出给仔猪饲喂酪酸菌减轻了仔猪下痢，继之星野等报道了东洋菌的芽孢制剂经口饲喂或添加在饲料中，预防治疗仔猪及犊牛的下痢以及提高仔猪、犊牛、肉鸡的增重率，改善饲料效率等效果。

2、应用现状据报道，美国准许直接饲喂的微生物已有40多种，年使用量约8000吨以上，在欧洲仅法国1991年市场上销售的益生素品种就不低于50个；日本1989年估计使用量在1000 吨以上；我国对于益生素的开发利用虽然起步较晚，但起点较高，发展较快。

目前年使用量也在1000吨左右。

各国选用的益生素菌种不同。

我国正式批准生产使用的菌株，主要有蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、乳酸球菌等。

随着各国动物养殖业对益生素的需求不断增加，其商品制剂的研制开发也取得了较大进展。

如泰国研制生产的Toyocerin(主要含东洋芽孢杆菌)；加拿大生产的Prosuis Paste(主要含乳酸杆菌、粪链球菌、双歧杆菌等)；我国起步较晚，但起点高。

由长江生态科学院研制的"生态鱼宝"、"生态畜宝"、"生态禽宝"、"生态肥宝"、"生态菌宝"等系列产品成功地实现了EM＋EME＋EPE，国际领先。

二、益生素的种类及其特点益生素的分类因依据不同有多种，根据制剂的用途及作用机制分为微生物生长促进剂和微生态治疗剂；依活菌剂的组成分为单一制剂和复合制剂；而目前较多使用的分类方法是依据微生物的菌种类型分为乳酸菌制剂、芽孢杆菌制剂和酵母类等真菌制剂1、乳酸菌制剂此类制剂应用最早、最广泛，种类繁多。

乳酸菌是能够分解糖类以产生乳酸为主要代谢产物的无芽孢的革兰氏阳性菌，厌氧或兼性厌氧生长，在pH3.0～4.5酸性条件下仍能够生存。

包括乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、片球菌属。

目前主要应用的有嗜酸乳杆菌、双歧乳杆菌和粪链球菌。

它们的特点：1、是多种动物消化道主要的共生菌，能形成正常菌群；2、在微需氧或厌氧条件下产生乳酸；3、有较强耐酸性；4、不耐热，65～75℃下死亡；5、产生一种特殊抗生素棗酸菌素(Acidoline)，能有效抑制大肠杆菌、沙门氏菌的生长。

2、芽孢杆菌制剂芽孢杆菌属于需氧芽孢杆菌中的不致病菌，是以内孢子的形式零星存在于动物肠道的微生物群落中。

目前主要应用的有地衣杆菌、枯草杆菌、蜡样芽孢杆菌、东洋杆菌等，在使用时多制成该菌休眠状态的活菌制剂，或与乳酸菌混合使用。

由于芽孢杆菌具有芽孢，其产品具有较多的优点：1、耐酸、耐盐、耐高温(100℃)及耐挤压，具有稳定性；2、具有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性。

3、真菌及活酵母类制剂作为此类制剂的真菌主要是丝状菌，在分类学上属真菌纲中的子囊菌纲。

目前常用的制品有两种，米曲霉及酿酒酵母培养物，它们是包括真菌及其培养物的制剂，多用在反刍动物方面。

其主要特点：1、是需氧菌，喜生长在多糖偏酸环境中；2、体内富含蛋白质和多种B族维生素；3、不耐热，60～70℃1小时即死亡。

三、益生素菌种的选择动物胃肠道的微生物数量超过了动物体内的细胞数，种类达400多种，而这些微生物在动物消化道内又具有定位、定性、定量和定宿主等特点。

因此，对于益生素菌种的研究，是作为保健制品应用的基础，同时，菌种的组合、筛选是益生素研制过程中的一个重要环节。

但目前国内外益生素研究多集中于研制产品和应用效果，而按益生菌的特定要求来选育性能优良的菌株，研究菌株生物特性等关键指标方面报道不多。

国内外益生素产品大多数没有做到特异有效性，而是同一种菌制剂畜禽混用。

各国对于安全菌种的规定不尽相同。

1989年美国食品药物管理局(FDA)和饲料临控官员协会公布了40种安全有效的微生物菌种。

我国农业部在1994年公布的可用于制造动物微生物制剂的菌种主要有：乳酸杆菌、粪链球菌、双歧杆菌、芽孢杆菌及酵母菌。

选用菌种的基本要求：1. 高安全性，生产应用前，首先必须经过严格的病理与毒理试验，证明无毒，无致畸，无致病，无耐药性、无药残等副作用后方可使用；2. 必须是活的有益菌，在培养中及生物体内易增殖，加工处理后尚有高存活率；3. 对酸、碱、胆汁有耐受性，耐100℃高温，可避免防霉剂、抗氧化剂和饲料加工过程以及动物肠道内胃酸、胆汁的影响；4. 在上皮细胞定植能力好，生长速度快，不与病原微生物产生杂交种；5. 能产生乳酸或其它抗菌物质。

四、益生素的作用机理在动物肠道内存在着大量细菌，构成肠内菌群。

正常情况下，它们作为一个整体存在彼此之间相互依存，相互制约，一方面起着各种营养生理学的作用，同时还担负着抑制病菌繁殖，预防感染的任务。

但当动物受到饲料变换、断乳、运输或疾病等应激作用时，会引起动物胃肠道内微生物菌群的变化。

当应激超过其生理范围时，则引起消化道菌群失调，微生态平衡打破，进而表现出病理状态。

益生菌进入畜禽肠道后，在复杂的微生态环境中与近400种正常菌会合，显现出栖生、偏生、共生、竞争或吞噬等复杂关系，从而对宿主产生营养、免疫、刺激生长及生物拮抗等生物作用，来保持胃肠道微生态环境的平衡，提高动物生产性能，防病治病，最终取得良好的经济效益。

益生素的饲喂作用机理总起来有两大方面，即促生长和防治疾病。

1、微生态促生长机理微生态促生长制剂(如芽孢杆菌、酵母菌)能直接提高饲料转化率，促进动物生长，同时间接防病治病。

其作用机制理论基础是微生物营养论和"三流运转学说"，即产生多种消化酶，提高饲料转化率和促进肠内营养物质的消化、吸收；降低大肠杆菌数，维持肠道微生态平衡。

2、微生态治疗机理微生态治疗剂(如乳酸菌、粪链球菌)主要是直接防病治病，间接提高饲料转化率，促进生长发育。

作用机制理论基础是微生态平衡论、失调论。

从微生态学角度讲，畜禽疫病是由于体内菌群平衡失调所引起，使用益生素后体内厌氧菌逐渐增加，抑制致病性需氧菌生长，从而恢复了正常菌群原有的平衡状态，达到防病治病的目的蔡辉益等(1993)将益生素的作用机理归纳为以下两个方面：第一，微生物的优势种群，最突出的如乳杆菌，包括保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌，还有嗜热链球菌、粪链球菌及双歧杆菌等，通过微生物夺氧及有益菌在消化道内附着定植和对营养素的竞争，调节肠道内菌群趋于正常化，抑制致病菌和有毒菌的生长；第二，微生物的代谢可产生有机酸，降低动物肠道pH值，杀死不耐酸的有害菌；产生溶菌酶、过氧化氢等物质，可杀害潜在的病原菌；产生的代谢产物可以抑制肠内胺和氨的产生；产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等消化酶，有利于物质的分解；合成B族维生素，氨基酸、未明促生长因子等营养物质；益生菌的细胞壁上存在着肽聚糖等刺激肠道的免疫细胞而增加局部免疫抗体，增强机体抗病力。

五、益生素的饲喂效果益生素在动物养殖中的作用可概括为：提高生长速度和增重、改善饲料效率和防治疾病，减少死亡率。

关于益生素的使用效果国内外报道很多，但由于菌种组合、筛选的不同，动物种类不同以及饲料加工、贮存，饲喂条件不同等造成的差异，饲喂效果的变幅较大，难以获得稳定、一致的成绩。

1、乳酸菌的作用效果有试验结果表明，嗜酸乳杆菌使大肠杆菌数量减少，提高产蛋量，宿主乳杆菌从特定的乳杆菌水平中可以获得优势。

罗世明(1981)从正常雏鸡群中找到的一株乳杆菌，对鸡白痢的防治效果明显，并且对增重、提高饲料利用率也有明显作用。

南京农大薜恒平等人从健康兔及猪肠道、粪便中分离到乳杆菌，可提高仔猪及雏鸡增重、饲料转化率，降低仔猪下痢。

2、芽孢杆菌的作用效果母猪日粮中添加孢子菌可增加断奶仔猪数，降低死亡率，减少粪中大肠杆菌数，增加十二指肠内乳酸菌数。

孢子菌可使空肠内pH值及氨浓度降低。

枯草杆菌、地衣芽孢杆菌能产生较强活性的蛋白酶及淀粉酶(Hotiea，1988)。

Sogaara(1988)证明了孢子菌有与泰乐菌素及喹乙醇相似的促生长作用。

Peo(1987)报道，枯草杆菌制剂可使生长猪增重提高6%～7%，饲料效率提高3%～4%。

3、其它活菌制剂的作用效果光合细菌(Photosynthetic Bacteria,PSB)是一类有光合作用能力的异养微生物，主要利用小分子有机物而非二氧化碳合成自身生长繁殖所需要的各种养分。

富含蛋白质、B族维生素、辅酶Q 抗活性病毒因子等多种生物活性物质及类胡萝卜素、蕃茄红素等天然色素。

任家瑛等证明，在蛋鸡料中应用可提高产蛋率(12.2%)、平均蛋重(1.06克)，减少破损率(1%)，总蛋重增加(14.44%)，饲料转化率(10.43%)提高，降低大肠杆菌病死亡率(4.5%)。

EM(Effective Microorganism)是一种由光合细菌、放线菌、乳酸菌及发酵型丝状真菌等多种微生物培养而成的复合微生物制剂，具除粪臭、促生长、抗病、改善畜禽产品品质等作用。

六、影响益生素作用效果的因素1、动物种类动物种类不同要求益生素菌种组合也不同。

适于单胃动物的微生态制剂所用菌株一般为乳酸菌、芽孢杆菌、酵母等，而适于反刍动物的却是真菌酵母益生素2、动物生理状态研究者在复合活菌制剂对仔猪生产性能的影响中发现，动物处于外界环境变化等应激时期是活菌制剂发挥最佳作用效果的前提条件；而当仔猪肠道微生物区系状况良好时，益生素的影响较小。

3、饲料类型及成分据报道，在玉米青贮料中添加益生素饲喂海福特牛，效果比在大麦青贮料中添加效果好。

另外，饲料中的微量元素，抗菌物质等对微生物有破坏作用。

4、饲料加工过程在制粒与膨化过程中，高温高压蒸汽明显影响微生物活性，制粒过程可造成10%～30%孢子损失。

肠杆菌可损失达90%以上，而乳杆菌经60℃或更高温度几乎全部杀灭，酵母经70℃的制粒过程活细胞损失99%以上。

5、菌剂的菌株组成及其定植能力目前，大多数饲用益生素是复合菌剂，其所含菌株有主次之分，而不同菌株在消化道内的协同作用的效果不同。