目前，食品安全和养殖污染是影响饲料畜牧业稳定持续发展的两大问题，这两大问题又与动物疾病、动物生产潜能的发挥息息相关。饲用微生物作为综合解决以上问题的方案之一，已经得到业内较大范围的认可。

1 .饲用微生物种类

饲用微生物，仅指活菌制剂(益生菌)，即有生命的微生物，其中应用最广泛的是芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌。农业部征求意见稿的《饲料添加剂品种目录（2013）》中允许使用的微生物主要有：

芽孢杆菌 7 种，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、迟缓芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌(原名:侧孢芽孢杆菌)、嗜热链球菌；

酵母菌 2 种：产朊假丝酵母、酿酒酵母；

乳酸菌 21种：其中乳酸菌含双歧杆菌属 6 种（两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌）；肠(链)球菌属 3 种（粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌）；乳杆菌属 10 种（嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、德式乳杆菌乳酸亚种(原名:乳酸乳杆菌）、罗伊氏乳杆菌、纤维二糖乳杆菌、发酵乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种(原名:保加利亚乳杆菌)、布氏乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌）；片球菌属 2 种（乳酸片球菌、戊糖片球菌）。

丙酸杆菌1 种：产丙酸丙酸杆菌；

曲霉菌 2 种：黑曲霉、米曲霉；

光合细菌 1 种：沼泽红假单胞菌；

2 .芽孢杆菌的种类及作用评价

　　芽孢杆菌归属于细菌界厚壁菌门杆菌纲芽孢杆菌目芽孢杆菌科，包括芽孢杆菌属、芽孢乳杆菌属、梭菌属、脱硫肠球菌属、芽孢入叠球菌属，芽孢杆菌属目前已知共有 107 个种，模式生物是枯草芽孢杆菌，通常所说有益的作为饲料添加剂使用的芽孢杆菌都是属于芽孢杆菌属，即枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、迟缓芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌等。芽孢是芽孢杆菌的特征生命形态———休眠体，芽孢对热、干燥、辐射、某些化学消毒剂和理化因素有较强的抵抗力，这可能与芽孢独具的高含量吡啶二羧酸有关，如果该类活菌制剂不是以芽孢形式存在，而以营养体形式存在，则抵抗力大大降低。

2.1 不同芽孢杆菌的评价

芽孢杆菌作为活菌，不同菌株作用差异很大，从目前获得的菌株共性上比较有以下差异：

2.1.1 枯草芽孢杆菌最稳定，耐受性最强，最活跃，着床快，脱落也快，从而对降低肠黏膜的代谢率和能量消耗、提高非特异免疫应激有一定作用。枯草芽孢杆菌在所有芽孢杆菌中营养代谢产物最丰富，能合成蛋白酶、淀粉酶、酪蛋白酶、明胶酶等，但是代谢低分子脂肪酸能力不如地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌，其代谢的抗菌物质———枯草菌素一般对革兰氏阴性菌发生作用。

2.1.2 地衣芽孢杆菌是生产短杆菌肽的主要菌种，所以其代谢短杆菌肽的能力很强,主要对革兰氏阳性菌发生作用，特别对水生动物肠炎有较明显作用。在鸟类，特别是居住在地面的鸟类(如雀科)和水生的鸟类(如鸭)的羽毛中也能找到这种细菌，特别是在其胸部和背部的羽毛中。酶分泌的最适温度为37℃。它可能以孢子形式存在，从而抵抗恶劣的环境;在良好环境下，则可以生长态存在。

该细菌可调整菌群失调达到治疗目的，可促使机体产生抗菌活性物质、杀灭致病菌。能产生抗活性物质，并具有独特的生物夺氧作用机制，能抑制致病菌的生长繁殖。地衣芽孢杆菌的反硝化能力超过枯草芽孢杆菌，低于短小芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌的短板在于营养代谢产物不多及不够活跃，消化酶和 B 族维生素的代谢能力远低于枯草芽孢杆菌。

2.1.3 凝结芽孢杆菌又称乳酸芽孢杆菌，是所有芽孢杆菌中制菌作用最强的。凝结芽孢杆菌是兼性厌氧菌，在有氧及无氧的环境下都可生长，能适应低氧的肠道环境，对酸和胆汁有较高的耐受性，能够进行乳酸发酵，产生的L-乳酸能降低肠道pH 值，抑制有害菌，并能促进双歧杆菌等有益菌的生长和繁殖，口服后，凝结芽孢杆菌TBC169在盲、结和直肠定植，发酵产生大量抗菌凝固素、乳酸、氨基酸、维生素和多种消化酶 ，凝结素能治疗饲料霉菌毒素导致的肠道炎症，某些凝结芽孢杆菌甚至能分解霉菌毒素。

凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）

凝结芽孢杆菌能够形成芽孢，与其他不产乳酸的芽孢杆菌相比有利于恢复胃肠道的微生态平衡，。凝结芽孢杆菌芽孢在人体中约4-6h便可萌发，其中85%的菌体可顺利通过消化系统，最终于肠道中萌发并繁殖 。

但值得关注的是，凝结芽孢杆菌不同于其它的益生菌，由于菌体在肠道上皮细胞的粘附性较弱，所以在自然条件下一般很难在肠道中存在 。因此，作为肠道内的"移民"，凝结芽孢杆菌只能在肠道内做短暂的停留，一次性口服凝结芽孢杆菌后，经过大约4~7d时间肠道内的凝结芽孢杆菌便会通过排便而消失殆尽 。

所以只有持续服用凝结芽孢杆菌菌剂，才能使得该菌在肠道中充分发挥其益生作用。

2.1.4 迟缓芽孢杆菌是研究较少的一种芽孢杆菌，其主要作用是分解甘露聚糖生成甘露寡糖，并有一定固定分子态氮的能力，从而提高日粮中蛋白质的利用。

2.1.5 短小芽孢杆菌性状稳定，耐受性强，可以循环利用，是所有芽孢杆菌中反硝化作用最明显的菌种，对于养殖场化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)排放的环境净化作用显著，能显著降低水产养殖中氨氮和亚硝酸盐含量，但是短小芽孢杆菌营养代谢产物很不丰富，除能合成葡聚糖酶外其余代谢产物乏善可陈。

2.1.6侧孢短芽孢杆菌，作为非脊椎动物的病原菌，不同侧孢短芽孢杆菌菌株拥有不同的线虫致病因子。侧孢短芽孢杆菌G4菌株具有显著的杀线虫功能，但其并不产生伴孢晶体。从该菌株的发酵液里提取的粗蛋白酶液在12h内能杀死所有测试线虫并在24h内完全降解。从侧孢短芽孢杆菌G4菌株中纯化出的丝氨酸胞外蛋白酶可水解多种底物，包括胶原和线虫体壁，具有很强的杀线虫能力，组织病理电镜实验证实这种蛋白酶严重破坏了线虫体壁。而且，蛋白酶将线虫体壁分解成为一些氨基酸或小肽，这些营养物使病原细菌更好的生长繁殖。该蛋白酶基因异源表达的菌株表现出了明显的杀线虫活性，重组蛋白酶在体外对线虫体壁降解，而蛋白酶缺失菌株丧失了大部分的杀线活性，死亡线虫在生测中保持了完整的体壁，表明蛋白酶在线虫侵染中起主要作用。

2.1.7嗜热链球菌兼性厌氧或微好氧的革兰氏阳性菌。只能到达小肠的上半部，可以产生能乳糖酶，能帮助乳糖不耐受的消化乳糖。嗜热链球菌能使艰难梭菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌的菌落直径减少约30％；能使金黄葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、产气荚膜梭菌的菌落直径减少约20％。

2.2 芽孢杆菌的使用

　　芽孢杆菌最大的使用优点是性价比优异，其功能全面，使用成本远低于乳酸菌和酵母菌，耐受性好，使用范围更加广。芽孢杆菌的液体发酵工艺已经日臻成熟，我国芽孢杆菌生产工艺处于国际领先地位并有一些出口，目前已经能规模化生产出芽孢形成率达到99%以上，每克产品含单菌 10 000 亿 CFU 以上的枯草芽孢原粉，从而大幅降低了单菌的成本。因为不同芽孢的功能多样化，所以需要定向发酵再按照动物需求精确复配才有意义，而只有降低了单菌成本才能形成动物日粮单位使用成本相对较低的高品质、多功能的芽孢杆菌复配制剂。期望以芽孢杆菌完全代替药物添加剂预防治疗消化道疾病是不太现实的，所有芽孢杆菌的弱势都在于在肠道定殖时间短，往往在使用后第 7 d 在动物肠道中就较难发现充分的孢子体，在应用中往往只能观察到生产性能的提高，在某些季节、某些养殖生态环境下、某些特征动物上能观察到消化道疾病的减少。

3. 酵母菌的种类和作用评价

　　中国允许使用的饲用酵母菌有酿酒酵母和产朊假丝酵母。酵母菌专性或兼性厌氧，在缺氧时，最终把糖分解成酒精和二氧化碳，在有氧时生长更快，最终把糖分解成二氧化碳和水。

3.1 不同酵母菌的作用评价

　　酵母菌易于培养，生长迅速，定植于小肠中段，是人类文明史中被应用最早的微生物，也是世界上研究最多的微生物之一，其模式生物是酿酒酵母。

酿酒酵母

3.1.1 酿酒酵母又称啤酒酵母，归属于真菌界子囊菌门半子囊菌纲内孢霉目酵母科。酿酒酵母细胞本身含有丰富的蛋白质和完整的 B 族维生素，并可胞外分泌多种酶，如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等，活酵母可加强对营养物质的消化利用，促进肠蠕动，对改善母猪便秘有一定功效，奶牛精料中用于对瘤胃微生物的调控和对饲料原料的发酵。与芽孢杆菌比较，酿酒酵母本身营养丰富，但性状不够稳定，生物夺氧能力远低于芽孢杆菌，其代谢的产物不像芽孢多样化，尤其对于益生菌素的代谢合成是其短板。

3.1.2 产朊假丝酵母又称产朊圆酵母，归属于不完全菌门苁梗孢目隐球酵母科，能利用葡萄糖、蔗糖和一些棉籽糖，不能利用乳糖、半乳糖、麦芽糖，能同化铵盐和硝酸盐,不分解蛋白质和脂肪,最适生长温度 25～27 ℃，最适 pH 值 4.5～6.5。产朊假丝酵母在工业中是极为重要的微生物，用于生产谷胱甘肽、一些氨基酸和一些特征酶。较之酿酒酵母，它性状更加稳定，生长营养要求低，而且细胞密度高，细胞体中蛋白质和维生素高于酿酒酵母。

3.2 酵母菌的使用

　　活性干酵母可以调节动物肠道菌群平衡，但是实际应用中，活性干酵母的应用范围远不及酵母菌失活体和酵母培养物(YC)。活酵母本身虽然营养成分丰富，如果不破壁，一些功效性成分很难被释放激活。酵母菌失活体指破壁酵母、酵母细胞壁、酵母内容物等，酵母细胞壁的主要成分是甘露寡糖、β-葡聚糖、糖蛋白，可对动物疾病和环境因素导致的应激反应产生非特异免疫力并有一定吸附分解霉菌毒素的能力，高品质产品有一定的治疗价值。酵母内容物氨基酸组成比例近于理想状态，特别是赖氨酸含量较高，其中 B 族维生素丰富完整，并多以易被吸收的磷酸酯形式存在，并含有 2%～5%的微量元素螯合物、4%~8%的核糖核酸等多种成分。酵母培养物是在特定工艺条件控制下由酵母在特制的培养基上经过充分发酵后所形成的，不仅含有酵母细胞壁及酵母内容物，而且还含有发酵后变异的培养基、发酵代谢产物及少量已无活性的酵母细胞，功效包括：营养物质的消化吸收利用、肠道的生物-生态修复、非特征免疫体系与疾病及健康、畜产品的品质风味色泽、养殖排放的控制等五大方面。

4. 乳酸菌的种类和使用

　　除双歧杆菌属于放线菌门双歧杆菌目外，所有乳酸菌同属厚壁菌门杆菌纲乳杆菌目，下设肠球菌科、乳酸菌科、明串珠菌科、链球菌科，共有 9 属 76 种(一说 18 属)，目前主要作为饲料添加剂使用的是粪肠球菌、屎肠球菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌等 ，都是革兰氏阳性菌，可利用碳水化合物代谢产生乳酸、丙酸等一些有机酸，能分解蛋白质，有些能分解脂肪，严格厌氧或兼性厌氧，能耐受胃酸和胆盐，但是耐热性能很差，如未经过一些处理，储存温度超过 30 ℃、4 h 以上，存活率降到 50%以下，一些菌株不能接触氧气，需要真空包装储存。

电镜下的乳酸菌

4.1 不同乳酸菌的性能

　　不同乳酸菌的耐受性、代谢产物、特征功效差异较大，需要单独分析。

4.1.1 双歧杆菌在乳酸菌群中耐热性较差，产酸能力不显著，但是代谢产生各种 B 族维生素、合成氨基酸能力强，还能通过抑制某些维生素分解菌来保障维生素的供应，所以在促进仔猪生长发育、提高日增重和饲料报酬方面作用优异。双歧杆菌在肠道内吸收利用吲哚、胺等含氮有害物质，抑制腐败菌，从而降低血氨最终改善肝脏功能。

4.1.2 粪链球菌、屎链球菌又称粪肠球菌、屎肠球菌，属于肠球菌科。耐热性优于双歧杆菌，产酸能力超过植物乳酸菌、乳酸片球菌，是目前已知的乳酸菌群中产酸能力最强的菌种。屎链球菌耐热性能在所有乳酸菌中表现优异，多数菌株可常温保存 4 个月以上，成活率达到 75%左右。粪链球菌代谢产生乳酸菌生长因子酶系及控制内毒素的酶系，从而促进肠道内其余乳酸菌的生长，降低肠道内毒素的危害。屎链球菌对肠道绒毛上皮细胞有较强的营养作用，能促进肠道组织形态的病后恢复。但是粪链球菌和屎链球菌本身又是条件性致病菌，安全性不高。

4.1.3 嗜酸乳杆菌，耐热性和耐酸性都较好，本身产酸能力一般，过氧化氢代谢能力强，对大肠杆菌、沙门氏菌、梭菌等过氧化氢阳性细菌拮抗作用强，并有助于肠道正常菌群的平衡。对肠道黏膜上皮细胞表面和膜受体吸附作用强，占位性抑制多数肠道致病菌对黏膜上皮细胞的吸附。代谢产生嗜酸菌素，对顽固型腹泻和部分病毒有抑制作用。

4.1.4 植物乳杆菌，应用研究较少，严格厌氧，耐热性较差，产酸能力较强，适合应用于幼畜禽，刺激特异性免疫应答能力强，促进血清中 IgA、IgG、IgM 水平，强化体液免疫。

4.1.5 片球菌，包括乳酸片球菌、戊糖片球菌，耐热性能差，产酸能力强，能杀死大肠杆菌、沙门氏菌、梭菌等过氧化氢阳性细菌。

4.2 乳酸菌的应用研究方向近些年来，随着对乳酸菌代谢特性和发酵机理的认识，已经有一些成熟产品应用于畜牧业，但是因为使用成本的限制，田间试验数据较少，虽然单位产品中乳酸菌的数量和发酵浓度有所上升，但是耐受性仍然较差，研究方向有菌株选择、制粒、包被等，但是多数仍不成熟，仍未达到有足够的活菌数到达病灶部位，不能达到治疗剂量标准。但是，在所有益生菌制剂中，乳酸菌为饲料畜牧业提供了一条高效的解决方案，我们不能因噎废食，只有从业者大量参与，严谨论证，才能找到稳定发挥乳酸菌巨大效能的方法。我们使用乳酸菌，一方面是调节肠道菌群平衡，抑制有害菌、促生有益菌，一方面是利用其在体内发酵的代谢产物，如酶、乳酸、维生素、乳酸菌素等。在提高乳酸菌耐受性方向遇到困难时，一些厂商把方向转向乳酸菌代谢产物———乳酸菌培养物，即用发酵工程学理论，接种丰富各异的乳酸菌群到发酵基质及乳酸菌特征营养因子(如一些微量元素、维生素)中，经过严格的生物学控制和发酵工艺控制，以丰富而高品质的乳酸菌代谢产物和发酵后变异的培养基为最终发酵目标(类似酵母培养物)，从而大幅提高动物的生产性能，减少动物养殖中疾病发生率和药物使用量的技术措施，取得了一定的成功。

5.产丙酸丙酸杆菌，革兰氏阳性,对大多数革兰氏阳性菌有抑制作用，不形成芽孢,不运动的杆菌。发酵产物包括丙酸和醋酸的混合物，并常常包括较少量的异戊酸、甲酸、琥珀酸或乳酸和二氧化碳，其代谢产物主要是丙酸和杆菌素。丙酸是一种用途广泛的有机弱酸，对一定种类的细菌和真菌具有抑制作用，可作食品和饲料添加剂；杆菌素能杀死和其产生菌株有较近关系的细菌的缩氨酸或蛋白质。

6.曲霉菌：米曲霉是一类产复合酶的菌株，除产蛋白酶外，还可产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶等；黑曲霉可生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等，能加速有机质的分解，为作物制造速效养分提供动力，能分解连作有毒有害物质，以菌克菌,产生有益代谢物，促进其他益生菌生长，从而达到微生态平衡。

7.沼泽红假单胞菌属于光合细菌(英文缩写PSB)的一种(别名:红假菌)，被应用于农业、渔业、环保、医药等领域,是地球上最古老的微生物之一。

PSB菌体营养丰富，富含蛋白质(含量高达65%)、维生素、类胡萝卜素等营养物质，作为饲料添加剂可以有效地提高饲料效率，促进生长。此外，它作为益生菌对有害菌起到抑制和排斥作用，能保持正常的菌群，促进营养物质的消化吸收，参与消化酶生成及B族维生素的合成，减少氨及有害物质的产生，提高局部免疫力和抗病力。

8 结语

饲用微生物种类繁多，作用各异，作为解决食品安全、养殖污染、动物疾病、动物生产性能这四大纠结问题的方案之一，就必须依靠业内认识高度的统一、国家政策的关注、行业门槛的提升、生物技术的突破，目前，技术方向和措施已经有了一定深度的研究，饲用微生物科学和技术必将为我国的饲料畜牧业健康发展起到应有的作用。

广东省生物饲料工程技术研究中心