自從1950年美國食品與藥物管理局口（FDA）首次批準抗生素用作飼料添加劑以來，世界各國相繼進行抗生素和化學藥品的飼喂試驗并應用于飼料生產。半個世紀以來，在畜禽飼料中添加抗生素和化學藥品的做法已日趨普通，對于預防和控制畜禽疾病、促進動物生長、提高畜禽產量、促進畜禽飼養業的發展發揮了巨大的作用，但同時也產生了嚴重不良后果，首先，畜禽長期使用抗生素，可使病原菌突變為耐藥菌株，產生抗藥性，同時還可導致人和動物體正常菌群失調，以及抑制機體免疫反應的形成，嚴重的導致二重感染，甚至引起死亡。其次，抗生素在畜禽體內殘留，殘留在肉、蛋、奶等食品中的抗生素，經加熱處理并不能完全使其滅活，人長期攝入這類含有殘留抗生素的食品，可能導致慢性中毒等，對人體產生危害。
隨著人們對環境、生態等可持續發展認識的深入，對飼料中應用抗生素和化學藥品所帶來的負面作用逐步形成共識。在尋找抗生素和化學藥品替代品的過程中，人們首先關注和開發的產品是活菌制劑益生素（probiotics）。這是一類對畜禽有益的單?或復合微生物的培養物經特殊工藝加工而成的飼料添加劑。它通過給動物喂飼外源有益微生物的方法來加強腸道正常微生物區系的屏障功能，增進非特異性免疫功能、增強動物的抗病能力、防止疾病感染，達到提高飼料利用率和促進動物生長的目的。不僅如此，微生態制劑還具有克服使用抗生素所產生上述副作用的獨特優點。在疾病治療方面，可以克服使用抗生素引起的菌群失調和二重感染，避免濫用抗生素產生的不良后果；在使用抗生素后，使用微生態制劑對恢復機體微生態平衡有著明顯的調節促進作用，可部分代替抗生素，并且是抗生素的良好補充。在飼料添加劑方面可以逐步取代抗生素。目前，益生素在畜禽生產中得到了廣泛的應用。
據有關資料報道，日本近年這類產品的年用量為千噸以上，美國的用量則為日本的5?8倍，德、法、英、荷蘭、丹麥、西班牙等國家的豬、肉用牛、雞、兔約飼料，以及犢牛代用乳亦開始普遍使用。我國對益生菌的研究始于20世紀80年代，90年代雖然有些產品進入市場，但絕大多數還處于研究階段，如何開發新的菌種、提高活菌濃度，提高活菌制劑對不良貯存條件和飼料加工條件的耐受力、提高定植能力，克服配伍禁忌、穩定產品質量等很多問題還有待解決。
1. 益生素的定義
1.1益生素的定義
1974年Parker首次使用probiotics一詞來描述給動物使用的有益微生物制劑，其定義為，有助于腸道菌群平衡的微生物和物質。因為這個定義含意太廣，Fuller(1989)又提出一個新的定義：“一種可通過改善腸道菌群平衡，而對動物施加有利影響的活微生物飼料添加劑”。并指出這一制劑應具備5個特點：①應能對宿生施加有利影響〔即提高生長率和抗病率〕的微生物；②應是無毒的和非致病性的；③應是活的，含菌量要大；④應能在腸道環境中存活并進行代謝，即能抵抗低PH和有機酸；⑤應能長期保持存活和穩定。在我國probiotics多被譯為益生素、益生菌、或譯為生菌素、活菌素等等。
1.2益生素與微生態制劑
對微生態制劑的概念可以概括為：根據微生態學理論，以正常菌群為主體的有益微生物群研制而成的一類生態制劑或生物制劑。其用途主要為調整人和動物體正常菌群，增強機體抵抗力和免疫力，促進生長發育。用于防治人、畜疾病，以及作為人的保健飲料或動物飼料添加劑。微生態制劑不僅包括益生素，還包括益生元類物質，它主要是指寡糖等一些不能被宿主消化吸收、卻能選擇性地激活一種或幾種體內有益菌群的生長繁殖，從而改善宿主健康的物質。綜上所述，在畜牧業中，益生菌制劑主要指微生物飼料添加劑，而微生態制劑則為內涵更廣的一類生態制劑。
關于益生素與微生態制劑的分別目前還存在一種觀點，即微生態制劑包括益生素和微生物生長促進劑。益生素，是由活體微生物制成的生物活性制劑，它可通過動物消化道生物的競爭性排斥作用，抑制有害菌生長，形成優勢菌群或者通過增強非特異性免疫功能來預防疾病，從而促進動物生長和提高飼料轉化率。微生物生長促進劑是指攝入動物體內參與腸內微生物平衡，具有直接提高動物對飼料的利用率及促進動物生長作用的活性微生物培養物。但是，目前益生素與微生物生長促進劑還沒有嚴格的界限。
2. 益生素的作用機理
2.1常用菌種
目前，益生素生產中使用的菌種通常包括以下幾種：
（1）乳酸菌制劑
乳酸桿菌是動物腸道中的正常微生物，該制劑應用歷史最早，制劑種類最多，其中包括乳酸桿菌發酵飼料、乳酸桿菌粉及乳酸桿菌提取物。當前，作為飼料添加劑應用較多的嗜酸乳酸桿菌、雙歧乳酸桿菌及糞鏈球菌。我國最早使用的乳酶生就是用糞鏈球菌制成。
（2）芽孢桿菌制劑
芽孢桿菌在動物腸道微生物群落中存在數量極少，目前生產中應用的芽孢桿菌主要有地衣多糖芽孢桿菌、枯草桿菌及東洋桿菌。與乳酸桿菌相比，芽孢桿扦菌具有許多優點：能耐受胃內酸性環境，穩定性較高具有較強的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等多種有效的酶促活性。還有研究表明，芽孢桿菌具有平衡或穩定乳酸桿菌的作用。
（3）酵母類制劑酵母只是零星存在于動物腸道中，目前應用的主要有啤酒酵母和石油酵母。它可為動物提供蛋白質，幫助消化，刺激有益菌的生長．抑制病原微生物繁殖，提高機體免疫力和抗病力，對防治畜禽消化道系統疾病起到有益作用。
（4）優桿菌類：優桿菌可分泌乳酸，促進飼料消化；抑制病原菌，刺激有益菌的生長；但穩定性較差。
（5）擬桿菌制劑：擬桿菌是人和動物下腸道，G?厭氧桿菌中占第一位的正常菌，它的使用在我國尚屬起步階段。
（6）其它微生態制劑：除上述外，黑曲霉和米曲霉也可用于制備微生態制劑。此外還有噬菌蛭弧菌，它是一種細菌內寄生的G?弧桿菌，噬菌特性與噬菌體極為相似。已經證明，噬菌蛭弧菌能裂解豬大腸桿菌、禽霍亂沙門氏菌、雞白痢傷寒沙門氏茵。
目前，比較典型的微生態制劑產品是由日本硫球大學教授比嘉照夫研制的EM（Effective
Microorganism）制劑，EM制劑是由光合菌、酵母菌和乳酸菌等10屬80多種微生物復合培養成的有效微生物群，用于飼料中能增強畜禽免疫力、促進生長，改善環境衛生，而且具有天然無毒、無殘留等優點，因而被廣泛應用于世界各國畜牧業。
2.2畜禽腸道中的微生物區系及動態變化
動物的消化道內大約有100兆細菌，其中100種左右的細菌構成了腸道的主要菌群結構，根據各類菌在腸道中的分泌行為．可分為有益菌群(對腸道健康有益處)、有害菌群(對機體健康無益，嚴重者對機體造成傷害)以及介于二者之間的菌群(在機體正常情況下，該菌為有益菌，在機體衰退、發生疾病時該菌轉換為有害菌)3種。
動物腸道中有益菌的代表為雙歧桿菌屬、真桿菌屬、乳酸桿菌屬；有害菌主要為大腸桿菌屬、產氣莢膜梭菌屬、葡萄球菌屬、變形菌屬、假單胞菌屬；兼性菌有類細菌屬、膿球菌屬、鏈球菌屬等。
動物的健康狀況與腸道微生物形成的微生態結構之間存在明顯的相關性。幼齡動物腸道有益菌占絕對的優勢，尤其是雙歧桿菌占總細菌數的99％，而大腸桿菌、球菌只占1％；隨著日齡的增加，產氣莢膜梭菌等有害菌呈上升的趨勢，它們所產生的硫化氫、硫醇、酚類和胺類等有毒有害物質也會隨之增多．影響動物的健康及生長性能。腸道微生物區系中的有益菌優勢性不強，實際上是一種亞健康狀態，很容易受多種因素的影響而發生逆轉，同時表現出拉稀等疾病狀態。飼用抗生素等藥物、活菌制劑以及化學益生京都是通過預防或再逆轉這種優勢的有害菌系而保證和恢復動物的健康，促進生長和生產性能的提高。
2.3 益生素的作用機理
益生素進入人畜腸道后，會與其中的正常菌群會合，顯現出共生、棲生、競爭或吞噬等復雜關系。因此，微生態制劑的作用機理相當復雜，當前對其認識可歸納為以下幾點：
2.3.1 補充有益菌群，維持動物腸道菌群平衡
正常微生物群與機體內環境之間所構成的微生態系統內，微生物種群中的優勢種群對整個種群起決定作用，一旦失去了優勢種群則該優勢種群發生更替，微生態平衡失調，使用微生態制劑的目的在于恢復優勢種群。一些需氧的微生物特別是芽孢桿菌能消耗腸道內氧氣，造成局部厭氧環境，有利于厭氧微生物生長同時也抑制了需氧病原菌和兼性厭氧病原茵的生長，從而使失調菌群恢復正常，即生物奪氧作用。
2.3.2 抑制病原茵繁殖
益生素中的有益微生物可競爭性抑制病原菌附著到腸細胞上，即屏障礙作用，并在消化道內形成致密性膜菌群，防止病原菌吸附于腸壁上，促使其隨糞便排出體外。給新生家畜、禽接種（或飼喂）益生素有助于畜禽建立正常的微生物區系，排除或控制潛在的病原體，即人為創造有益微生物區系。益生素在動物腸道內代謝后產生乳酸、丙酸等，使消化道內酸度降低抑制大腸桿菌等有害菌，同時酸的作用可促進飼料的消化與吸收，而且乳酸的生成又會防止仔豬腹瀉。另外，益生素在代謝過程中產生的過氧化氫對潛在的病原微生物有殺滅作用：
2.3.3 提高飼料轉化率，合成營養物質，促進生長
有益菌在動物腸道內生長繁殖產生多種消化酶，如水解酶，發酵酶和呼吸酶等，有利于降解飼料中蛋白質、脂肪和復雜的碳水化合物；并且還會合成B族維生素、氨基酸以及不明促生長子等營養物質，提高了飼料轉化率，促進動物生長。例如芽孢桿菌具有很強的蛋白酶、脂肪酶以及淀粉酶的活性，而且還能降解植物性飼料中某些較復雜的碳水化合物，動物體內可被其降解的物質有甘油三酯、蛋白質、淀粉、木聚糖、β?1，4半乳聚糖和果膠等。另外，許多微生物本身富含營養物質，添加到飼料中可作為營養物質被動物攝取吸收，從而促進動物生長。
2.3.4 提高機體免疫功能
益生菌可作為非特異免疫調節因子，通過細菌本身或細胞壁成分刺激宿主免疫細胞，使其激活，促進吞噬細胞活力或作為佐劑發揮作用。此外，還可發揮特異性免疫功能，促進宿主BC產生抗體的能力。
2.3.5改善環境衛生
微生態制劑中的某些菌屬，例如嗜胺菌可利用消化道內游離的氨、胺及吲哚等有害物質，同時優勢菌群抑制大腸桿菌活動，扭轉蛋白質向胺及氨的轉化，使腸內糞便和血中氨下降．排除的氨也減少。而且排出的糞中還含有大量的活性菌體，可以利用剩余的氨。孫黎等(2000)在從肉仔雞飼料中添加EM400g/kg，結果使雞舍內氨濃度下降24.95％。因此微生態制劑的添加可極大地降低糞便臭味，改善舍內空氣質量，減少機體應激，降低對環境的污染。
3.益生素的使用
3.1益生素菌劑的質量問題
衡量菌劑質量指標主要是安全有效，對人畜無毒無害，無副作用(包括無抗藥性)。菌劑質量好壞受多種因素影響，關鍵是使用的菌種株、菌劑所含菌數及保存期等。
3.1.1菌種
就目前而言，可用于動物微生態制劑的益生菌主要由以下幾種來源：1．腸道的固有優勢茵群，如雙歧桿菌，乳酸桿菌，腸球菌等。2．腸道的非優勢菌群，可促進腸道正常菌群中優勢茵群的的生長繁殖，起到調整恢復體內微生態平衡的功能，如蠟樣芽孢桿菌、酯酸芽孢桿菌。3不是腸道固有的菌群，但具有很好的營養功能，這一類茵較為廣泛，其中很多種已較早用于蓖制劑以及單細胞蛋白的生產，如光合細菌、放線菌、真菌〔包括霉菌和酵母菌〕、枯草桿菌等。這里須指出，很多益生菌往往具備不只一種功能，并且不同益生菌之間功效可以互補，這也是篩選優良菌株進行配伍組合的一個依據。
3.1.2菌劑含菌數
各種生產的茵劑所含菌數，在檢測中均有一定規定，但究競含菌數多少較為合適，這方面的研究尚少。制劑中的菌數含量直接影響使用效果，因而受到一些學者的重視。
3.1.3菌劑保存別
大量試驗表明，隨著時間的推移，活苗數量不斷地消減，消減的速度因微生物種類不同而有差異，其穩定性強弱依次為：芽胞桿菌＞腸球菌群中的糞鏈球菌＞足球菌和明串球菌＞乳桿菌(亦因菌種不同而有差異，如胚芽乳菌比嗜酸乳桿菌穩定)
＞雙歧桿菌。對此，國外有的學者認為脆弱的菌種不允許作為益生菌添加劑，這一問題值得重視，因為不穩定的菌種很難進行工業化生產，而完全使用保存時間較長的菌類，則品種過于單一。因此，除了培育穩定性較強的菌株外，還需從保存手段等方面進行研究。
3.1.4 有意菌株的定植與微生態制劑關系
研究表明：正常菌群在動物機體的定植，是通過細菌的粘附作用來完成的。如乳桿菌、雙歧桿菌等通過口服，進入腸首后能否粘附于宿主某段腸道粘膜上皮細胞表面，形成穩定的菌群，發揮生態效應，是關系到含有這類細菌的微生態制劑實際效果的重要問題。研究還表明，這類細菌對宿生的粘附作用具有種屬特異性，從某一類動物分離到乳桿菌、雙歧桿菌等只對這類動物的消化道上皮表現出較強的粘附性，對其他動物則表現為低粘附或不粘附。同時，細菌的屬、種、株不同，其粘附性亦有差異。細菌的粘附力是由所含的特異性粘附素（一種蛋白質樣物質）來決定的。因此，研制微生態制劑所含正常菌群菌株的粘附力高低，應詐為篩選的重要指標之一。而不屬正常菌群的其他有益菌株，如需氧芽胞桿茵，因其不能在宿主體內定植，篩選菌株時，則應考慮其對促進正常菌群(如乳桿菌、雙歧桿菌)的定植等效果。
3.2 影響益生素作用效果的因素
3.2.1 動物種類
益生素制劑有很多類型，對某種特定動物，某一種類型可能比其它類型更適宜?，F在研究表明：適于單胃動物的菌株多為乳酸菌、芽抱桿菌、酵母等；適于反芻動物的則多為真菌類．以曲霉菌效果為好。
3.2.2 水分
微生態制劑在相當干燥條件下，水分對菌群活力有明顯影響，但是在貯藏條件下，提高水分含量則菌群活力可能明顯下降。水分對菌群活力影響最小的是芽泡桿菌，其次是糞鏈球菌，水分對乳酸菌影響甚大。有人認為，受水分影響大的有益微生物不適宜作微生態添加劑使用。為了保證微生態制劑中菌群活力，配合飼料中含水量越低越好，含水量低于10％比較理想。
3.2.3 PH值對微生態制劑朗影響
大多數微生物在PH 4-4.5的條件下均會自動死亡。芽孢桿菌類耐受低PH值的能力強。因此認為作為微生態制劑作用的微生物在干燥收獲以前，置于PH
6?7的中性條件下培養比較適宜。基于微生物這一特性，在配合口糧中使用時不適宜于與酸化劑混合使用。
3.2.4 溫度對微生態制劑的影響
來源不同種類微生物對溫度耐受力不同，芽孢桿菌能耐受較高溫度，52?I02℃范圍內損失很小。加入配合詞料中，在102℃條件下制粒．貯藏8周后仍然比較穩定。經長時間貯存變化也很小。乳酸菌類在溫度66℃或更高時幾乎完全失去活性。鏈球菌在71
℃條件下，活菌損失96％以上；酵母菌在82?86℃條件下完全失去活性。微生態制劑正常貯藏條件下以溫度不高于25℃為宜：
3.2.5 營養物質對微生態制劑的影響
研究證明一些營養物質與微生態制劑混合，顯著影響微生物的活性。不飽和脂肪酸對微生態制劑具有拮抗作用。配合日糧中添加微生態制齊膠盡量避免與添加油脂直接接觸。也有研究表明，飼料中的油脂，在制粒過程中對微生態制劑耐受溫熱壓的能力具有保護作用。此外，飼料中的礦物質、防霉劑、抗氧化劑對微生物有拮抗作用，可降低其活性，使其不能發揮正常作用。
3.3益生素應用的趨勢
3.3.1 益生素與抗生元類物質聯合使用
益生元是一種非消化性食品添加劑，能選擇性促進一種或幾種定植于結腸內常住菌的活性或生長繁殖，從而增進宿主健康。這類物質最初發現的是雙歧因子。大量研究認為，某些寡糖、多糖、肽類、蛋白質及我國的中草藥等均可作為益生元?，F在的研究熱點多集中于寡糖，應用較多的是大豆寡糖、半乳寡糖、低聚果糖等。國外已提出將益生素和益生元聯合運用，既可發揮益生菌的細菌活性，又可選擇性地提高這種菌的數量，使益生作用更顯著持久。國際上特此類產品定名為合生元，這是微生態制劑的又一發展方向。
3.3.2益生素與抗生素的聯合使用
由于微生態制劑是活菌制劑，而抗生素具有殺菌作用。因此，一般情況下，在畜禽詞料中不可同時使用，但是當腸道內存在較多的病原體，而微生態制劑又不能取代腸道微生物時，會降低其抗病力。這種情況下，可先用抗生素調理腸道，然后使用微生態制劑，可使非病原菌及微生態制劑中的有益菌成為腸道內有益菌群。但是對于抗生素和微生態制劑的結合使用效果并不能一概而論，兩者聯合使用時應考慮組成微生態制劑的每種菌對特定抗生素的敏感性、動物品種及年齡等。只有根據微生態制劑的菌種組合及特性以及抗生素的種類和作用對象進行合理配合，才能達到預期結果。
3.3.3運用基因工程技術研究功能微生物制劑
通過對?些優良菌種的遺傳改造．導入有用基因如必需氨基酸合成酶基因、疫苗基因等。讓微生態制劑在腸道內就能產生賴氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸，或某些傳染病病原的免疫保護蛋白刺激機體產生抗體，或同時產生必需氨基酸和免疫保護蛋白，省去了體外生產的復雜工業化過程及疫苗注射程序。
3.4益生素在生產使用中應注意的問題
(1)
篩選好的菌株，篩選的菌株除了必須能高產抗菌活性物質、較好的益生功能、產酸能力、穩定性、在畜禽腸道中的定植力、以及對加工和環境有好的耐受能力外，還必須用本動物或實驗動物做急性、亞急性毒性實驗，致病致殘等實驗，只有安全性好的菌株才能作為生產菌種。
(2)
活菌制劑的保存，根據微生物的生物學特性，生產時應注意避免跟與益生素有拮抗作用的物質接觸、保存時應盡量注意環境溫度、濕度、PH值等條件，以保證活菌制劑的濃度和活度。微生態制劑必須含有?定量的活菌。一被要求3億個以上的活菌體，且活力要強。
(3) 飼喂方法，實驗證明，將益生素投放在水中飼喂比投放在飼料中，效果更明顯。但這一方面的研究還有待有加強。
(4) 微生態制劑的預防效果好于治療，作用發揮較慢．故應長時間連續飼喂．才能達到預期效果。
(5) 要注意制劑的保存期。大量試驗表明，隨制劑保存時間的延長，活菌數量逐漸減少．即意味著其作用越來越小。
(6) 微生態制劑對新生動物的作用效果好，有利于它們建立健全的腸道正常的微生物區系。
3.5 動物營養學方面對益生素還有待解決的問題
益生素在畜禽業中得到了越來越廣泛的應用,但是隨之而來也出現了不少問題,首當其沖的是我們需要對微生態制劑的功效做出合理的評價。首先，對微生態制劑的效果評價需要在特定的飼養環境條件下進行。盡管微生態制劑作用的特點是非特異性的，但在具體使用時，其功能有所側重，即不同的產品有其各自最適宜的使用對象。因此在試驗和生產實際過程中，應根據產品的特點，選擇合適的試驗飼養場地。由于飼養環境及畜禽健康狀態的易變性，在評價產品時，須做縱向和橫向的多次比較，縱向指在同一場地連續多批次進行試驗，橫向指在多個飼養場地同時進行試驗，惟有如此，得出的結果才更為可靠合理，具有說服力。其次，對微生態制劑產品的形成而言，益生菌之間的配伍組合與產品的應用效果密切相關。這兩方面的研究都有待加強。
4.結語
我們對于微生態制劑的作用要有公正客觀的認識，不能把所有的畜禽疾病，寄希望于微生物態制劑來完全解決，這是缺乏科學依據的。此外，大量試驗已經表明微生態制劑預防的效果要好于治療。
隨著人們對環境、生態等可持續發展認識的深入，對飼料中應用抗生素和化學藥品所帶來的負面作用逐步形成共識。在尋找抗生素和化學藥品替代品的過程中，人們首先關注和開發的產品是活菌制劑益生素（probiotics）。這是一類對畜禽有益的單?或復合微生物的培養物經特殊工藝加工而成的飼料添加劑。它通過給動物喂飼外源有益微生物的方法來加強腸道正常微生物區系的屏障功能，增進非特異性免疫功能、增強動物的抗病能力、防止疾病感染，達到提高飼料利用率和促進動物生長的目的。不僅如此，微生態制劑還具有克服使用抗生素所產生上述副作用的獨特優點。在疾病治療方面，可以克服使用抗生素引起的菌群失調和二重感染，避免濫用抗生素產生的不良后果；在使用抗生素后，使用微生態制劑對恢復機體微生態平衡有著明顯的調節促進作用，可部分代替抗生素，并且是抗生素的良好補充。在飼料添加劑方面可以逐步取代抗生素。目前，益生素在畜禽生產中得到了廣泛的應用。
據有關資料報道，日本近年這類產品的年用量為千噸以上，美國的用量則為日本的5?8倍，德、法、英、荷蘭、丹麥、西班牙等國家的豬、肉用牛、雞、兔約飼料，以及犢牛代用乳亦開始普遍使用。我國對益生菌的研究始于20世紀80年代，90年代雖然有些產品進入市場，但絕大多數還處于研究階段，如何開發新的菌種、提高活菌濃度，提高活菌制劑對不良貯存條件和飼料加工條件的耐受力、提高定植能力，克服配伍禁忌、穩定產品質量等很多問題還有待解決。
1. 益生素的定義
1.1益生素的定義
1974年Parker首次使用probiotics一詞來描述給動物使用的有益微生物制劑，其定義為，有助于腸道菌群平衡的微生物和物質。因為這個定義含意太廣，Fuller(1989)又提出一個新的定義：“一種可通過改善腸道菌群平衡，而對動物施加有利影響的活微生物飼料添加劑”。并指出這一制劑應具備5個特點：①應能對宿生施加有利影響〔即提高生長率和抗病率〕的微生物；②應是無毒的和非致病性的；③應是活的，含菌量要大；④應能在腸道環境中存活并進行代謝，即能抵抗低PH和有機酸；⑤應能長期保持存活和穩定。在我國probiotics多被譯為益生素、益生菌、或譯為生菌素、活菌素等等。
1.2益生素與微生態制劑
對微生態制劑的概念可以概括為：根據微生態學理論，以正常菌群為主體的有益微生物群研制而成的一類生態制劑或生物制劑。其用途主要為調整人和動物體正常菌群，增強機體抵抗力和免疫力，促進生長發育。用于防治人、畜疾病，以及作為人的保健飲料或動物飼料添加劑。微生態制劑不僅包括益生素，還包括益生元類物質，它主要是指寡糖等一些不能被宿主消化吸收、卻能選擇性地激活一種或幾種體內有益菌群的生長繁殖，從而改善宿主健康的物質。綜上所述，在畜牧業中，益生菌制劑主要指微生物飼料添加劑，而微生態制劑則為內涵更廣的一類生態制劑。
關于益生素與微生態制劑的分別目前還存在一種觀點，即微生態制劑包括益生素和微生物生長促進劑。益生素，是由活體微生物制成的生物活性制劑，它可通過動物消化道生物的競爭性排斥作用，抑制有害菌生長，形成優勢菌群或者通過增強非特異性免疫功能來預防疾病，從而促進動物生長和提高飼料轉化率。微生物生長促進劑是指攝入動物體內參與腸內微生物平衡，具有直接提高動物對飼料的利用率及促進動物生長作用的活性微生物培養物。但是，目前益生素與微生物生長促進劑還沒有嚴格的界限。
2. 益生素的作用機理
2.1常用菌種
目前，益生素生產中使用的菌種通常包括以下幾種：
（1）乳酸菌制劑
乳酸桿菌是動物腸道中的正常微生物，該制劑應用歷史最早，制劑種類最多，其中包括乳酸桿菌發酵飼料、乳酸桿菌粉及乳酸桿菌提取物。當前，作為飼料添加劑應用較多的嗜酸乳酸桿菌、雙歧乳酸桿菌及糞鏈球菌。我國最早使用的乳酶生就是用糞鏈球菌制成。
（2）芽孢桿菌制劑
芽孢桿菌在動物腸道微生物群落中存在數量極少，目前生產中應用的芽孢桿菌主要有地衣多糖芽孢桿菌、枯草桿菌及東洋桿菌。與乳酸桿菌相比，芽孢桿扦菌具有許多優點：能耐受胃內酸性環境，穩定性較高具有較強的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等多種有效的酶促活性。還有研究表明，芽孢桿菌具有平衡或穩定乳酸桿菌的作用。
（3）酵母類制劑酵母只是零星存在于動物腸道中，目前應用的主要有啤酒酵母和石油酵母。它可為動物提供蛋白質，幫助消化，刺激有益菌的生長．抑制病原微生物繁殖，提高機體免疫力和抗病力，對防治畜禽消化道系統疾病起到有益作用。
（4）優桿菌類：優桿菌可分泌乳酸，促進飼料消化；抑制病原菌，刺激有益菌的生長；但穩定性較差。
（5）擬桿菌制劑：擬桿菌是人和動物下腸道，G?厭氧桿菌中占第一位的正常菌，它的使用在我國尚屬起步階段。
（6）其它微生態制劑：除上述外，黑曲霉和米曲霉也可用于制備微生態制劑。此外還有噬菌蛭弧菌，它是一種細菌內寄生的G?弧桿菌，噬菌特性與噬菌體極為相似。已經證明，噬菌蛭弧菌能裂解豬大腸桿菌、禽霍亂沙門氏菌、雞白痢傷寒沙門氏茵。
目前，比較典型的微生態制劑產品是由日本硫球大學教授比嘉照夫研制的EM（Effective
Microorganism）制劑，EM制劑是由光合菌、酵母菌和乳酸菌等10屬80多種微生物復合培養成的有效微生物群，用于飼料中能增強畜禽免疫力、促進生長，改善環境衛生，而且具有天然無毒、無殘留等優點，因而被廣泛應用于世界各國畜牧業。
2.2畜禽腸道中的微生物區系及動態變化
動物的消化道內大約有100兆細菌，其中100種左右的細菌構成了腸道的主要菌群結構，根據各類菌在腸道中的分泌行為．可分為有益菌群(對腸道健康有益處)、有害菌群(對機體健康無益，嚴重者對機體造成傷害)以及介于二者之間的菌群(在機體正常情況下，該菌為有益菌，在機體衰退、發生疾病時該菌轉換為有害菌)3種。
動物腸道中有益菌的代表為雙歧桿菌屬、真桿菌屬、乳酸桿菌屬；有害菌主要為大腸桿菌屬、產氣莢膜梭菌屬、葡萄球菌屬、變形菌屬、假單胞菌屬；兼性菌有類細菌屬、膿球菌屬、鏈球菌屬等。
動物的健康狀況與腸道微生物形成的微生態結構之間存在明顯的相關性。幼齡動物腸道有益菌占絕對的優勢，尤其是雙歧桿菌占總細菌數的99％，而大腸桿菌、球菌只占1％；隨著日齡的增加，產氣莢膜梭菌等有害菌呈上升的趨勢，它們所產生的硫化氫、硫醇、酚類和胺類等有毒有害物質也會隨之增多．影響動物的健康及生長性能。腸道微生物區系中的有益菌優勢性不強，實際上是一種亞健康狀態，很容易受多種因素的影響而發生逆轉，同時表現出拉稀等疾病狀態。飼用抗生素等藥物、活菌制劑以及化學益生京都是通過預防或再逆轉這種優勢的有害菌系而保證和恢復動物的健康，促進生長和生產性能的提高。
2.3 益生素的作用機理
益生素進入人畜腸道后，會與其中的正常菌群會合，顯現出共生、棲生、競爭或吞噬等復雜關系。因此，微生態制劑的作用機理相當復雜，當前對其認識可歸納為以下幾點：
2.3.1 補充有益菌群，維持動物腸道菌群平衡
正常微生物群與機體內環境之間所構成的微生態系統內，微生物種群中的優勢種群對整個種群起決定作用，一旦失去了優勢種群則該優勢種群發生更替，微生態平衡失調，使用微生態制劑的目的在于恢復優勢種群。一些需氧的微生物特別是芽孢桿菌能消耗腸道內氧氣，造成局部厭氧環境，有利于厭氧微生物生長同時也抑制了需氧病原菌和兼性厭氧病原茵的生長，從而使失調菌群恢復正常，即生物奪氧作用。
2.3.2 抑制病原茵繁殖
益生素中的有益微生物可競爭性抑制病原菌附著到腸細胞上，即屏障礙作用，并在消化道內形成致密性膜菌群，防止病原菌吸附于腸壁上，促使其隨糞便排出體外。給新生家畜、禽接種（或飼喂）益生素有助于畜禽建立正常的微生物區系，排除或控制潛在的病原體，即人為創造有益微生物區系。益生素在動物腸道內代謝后產生乳酸、丙酸等，使消化道內酸度降低抑制大腸桿菌等有害菌，同時酸的作用可促進飼料的消化與吸收，而且乳酸的生成又會防止仔豬腹瀉。另外，益生素在代謝過程中產生的過氧化氫對潛在的病原微生物有殺滅作用：
2.3.3 提高飼料轉化率，合成營養物質，促進生長
有益菌在動物腸道內生長繁殖產生多種消化酶，如水解酶，發酵酶和呼吸酶等，有利于降解飼料中蛋白質、脂肪和復雜的碳水化合物；并且還會合成B族維生素、氨基酸以及不明促生長子等營養物質，提高了飼料轉化率，促進動物生長。例如芽孢桿菌具有很強的蛋白酶、脂肪酶以及淀粉酶的活性，而且還能降解植物性飼料中某些較復雜的碳水化合物，動物體內可被其降解的物質有甘油三酯、蛋白質、淀粉、木聚糖、β?1，4半乳聚糖和果膠等。另外，許多微生物本身富含營養物質，添加到飼料中可作為營養物質被動物攝取吸收，從而促進動物生長。
2.3.4 提高機體免疫功能
益生菌可作為非特異免疫調節因子，通過細菌本身或細胞壁成分刺激宿主免疫細胞，使其激活，促進吞噬細胞活力或作為佐劑發揮作用。此外，還可發揮特異性免疫功能，促進宿主BC產生抗體的能力。
2.3.5改善環境衛生
微生態制劑中的某些菌屬，例如嗜胺菌可利用消化道內游離的氨、胺及吲哚等有害物質，同時優勢菌群抑制大腸桿菌活動，扭轉蛋白質向胺及氨的轉化，使腸內糞便和血中氨下降．排除的氨也減少。而且排出的糞中還含有大量的活性菌體，可以利用剩余的氨。孫黎等(2000)在從肉仔雞飼料中添加EM400g/kg，結果使雞舍內氨濃度下降24.95％。因此微生態制劑的添加可極大地降低糞便臭味，改善舍內空氣質量，減少機體應激，降低對環境的污染。
3.益生素的使用
3.1益生素菌劑的質量問題
衡量菌劑質量指標主要是安全有效，對人畜無毒無害，無副作用(包括無抗藥性)。菌劑質量好壞受多種因素影響，關鍵是使用的菌種株、菌劑所含菌數及保存期等。
3.1.1菌種
就目前而言，可用于動物微生態制劑的益生菌主要由以下幾種來源：1．腸道的固有優勢茵群，如雙歧桿菌，乳酸桿菌，腸球菌等。2．腸道的非優勢菌群，可促進腸道正常菌群中優勢茵群的的生長繁殖，起到調整恢復體內微生態平衡的功能，如蠟樣芽孢桿菌、酯酸芽孢桿菌。3不是腸道固有的菌群，但具有很好的營養功能，這一類茵較為廣泛，其中很多種已較早用于蓖制劑以及單細胞蛋白的生產，如光合細菌、放線菌、真菌〔包括霉菌和酵母菌〕、枯草桿菌等。這里須指出，很多益生菌往往具備不只一種功能，并且不同益生菌之間功效可以互補，這也是篩選優良菌株進行配伍組合的一個依據。
3.1.2菌劑含菌數
各種生產的茵劑所含菌數，在檢測中均有一定規定，但究競含菌數多少較為合適，這方面的研究尚少。制劑中的菌數含量直接影響使用效果，因而受到一些學者的重視。
3.1.3菌劑保存別
大量試驗表明，隨著時間的推移，活苗數量不斷地消減，消減的速度因微生物種類不同而有差異，其穩定性強弱依次為：芽胞桿菌＞腸球菌群中的糞鏈球菌＞足球菌和明串球菌＞乳桿菌(亦因菌種不同而有差異，如胚芽乳菌比嗜酸乳桿菌穩定)
＞雙歧桿菌。對此，國外有的學者認為脆弱的菌種不允許作為益生菌添加劑，這一問題值得重視，因為不穩定的菌種很難進行工業化生產，而完全使用保存時間較長的菌類，則品種過于單一。因此，除了培育穩定性較強的菌株外，還需從保存手段等方面進行研究。
3.1.4 有意菌株的定植與微生態制劑關系
研究表明：正常菌群在動物機體的定植，是通過細菌的粘附作用來完成的。如乳桿菌、雙歧桿菌等通過口服，進入腸首后能否粘附于宿主某段腸道粘膜上皮細胞表面，形成穩定的菌群，發揮生態效應，是關系到含有這類細菌的微生態制劑實際效果的重要問題。研究還表明，這類細菌對宿生的粘附作用具有種屬特異性，從某一類動物分離到乳桿菌、雙歧桿菌等只對這類動物的消化道上皮表現出較強的粘附性，對其他動物則表現為低粘附或不粘附。同時，細菌的屬、種、株不同，其粘附性亦有差異。細菌的粘附力是由所含的特異性粘附素（一種蛋白質樣物質）來決定的。因此，研制微生態制劑所含正常菌群菌株的粘附力高低，應詐為篩選的重要指標之一。而不屬正常菌群的其他有益菌株，如需氧芽胞桿茵，因其不能在宿主體內定植，篩選菌株時，則應考慮其對促進正常菌群(如乳桿菌、雙歧桿菌)的定植等效果。
3.2 影響益生素作用效果的因素
3.2.1 動物種類
益生素制劑有很多類型，對某種特定動物，某一種類型可能比其它類型更適宜?，F在研究表明：適于單胃動物的菌株多為乳酸菌、芽抱桿菌、酵母等；適于反芻動物的則多為真菌類．以曲霉菌效果為好。
3.2.2 水分
微生態制劑在相當干燥條件下，水分對菌群活力有明顯影響，但是在貯藏條件下，提高水分含量則菌群活力可能明顯下降。水分對菌群活力影響最小的是芽泡桿菌，其次是糞鏈球菌，水分對乳酸菌影響甚大。有人認為，受水分影響大的有益微生物不適宜作微生態添加劑使用。為了保證微生態制劑中菌群活力，配合飼料中含水量越低越好，含水量低于10％比較理想。
3.2.3 PH值對微生態制劑朗影響
大多數微生物在PH 4-4.5的條件下均會自動死亡。芽孢桿菌類耐受低PH值的能力強。因此認為作為微生態制劑作用的微生物在干燥收獲以前，置于PH
6?7的中性條件下培養比較適宜。基于微生物這一特性，在配合口糧中使用時不適宜于與酸化劑混合使用。
3.2.4 溫度對微生態制劑的影響
來源不同種類微生物對溫度耐受力不同，芽孢桿菌能耐受較高溫度，52?I02℃范圍內損失很小。加入配合詞料中，在102℃條件下制粒．貯藏8周后仍然比較穩定。經長時間貯存變化也很小。乳酸菌類在溫度66℃或更高時幾乎完全失去活性。鏈球菌在71
℃條件下，活菌損失96％以上；酵母菌在82?86℃條件下完全失去活性。微生態制劑正常貯藏條件下以溫度不高于25℃為宜：
3.2.5 營養物質對微生態制劑的影響
研究證明一些營養物質與微生態制劑混合，顯著影響微生物的活性。不飽和脂肪酸對微生態制劑具有拮抗作用。配合日糧中添加微生態制齊膠盡量避免與添加油脂直接接觸。也有研究表明，飼料中的油脂，在制粒過程中對微生態制劑耐受溫熱壓的能力具有保護作用。此外，飼料中的礦物質、防霉劑、抗氧化劑對微生物有拮抗作用，可降低其活性，使其不能發揮正常作用。
3.3益生素應用的趨勢
3.3.1 益生素與抗生元類物質聯合使用
益生元是一種非消化性食品添加劑，能選擇性促進一種或幾種定植于結腸內常住菌的活性或生長繁殖，從而增進宿主健康。這類物質最初發現的是雙歧因子。大量研究認為，某些寡糖、多糖、肽類、蛋白質及我國的中草藥等均可作為益生元?，F在的研究熱點多集中于寡糖，應用較多的是大豆寡糖、半乳寡糖、低聚果糖等。國外已提出將益生素和益生元聯合運用，既可發揮益生菌的細菌活性，又可選擇性地提高這種菌的數量，使益生作用更顯著持久。國際上特此類產品定名為合生元，這是微生態制劑的又一發展方向。
3.3.2益生素與抗生素的聯合使用
由于微生態制劑是活菌制劑，而抗生素具有殺菌作用。因此，一般情況下，在畜禽詞料中不可同時使用，但是當腸道內存在較多的病原體，而微生態制劑又不能取代腸道微生物時，會降低其抗病力。這種情況下，可先用抗生素調理腸道，然后使用微生態制劑，可使非病原菌及微生態制劑中的有益菌成為腸道內有益菌群。但是對于抗生素和微生態制劑的結合使用效果并不能一概而論，兩者聯合使用時應考慮組成微生態制劑的每種菌對特定抗生素的敏感性、動物品種及年齡等。只有根據微生態制劑的菌種組合及特性以及抗生素的種類和作用對象進行合理配合，才能達到預期結果。
3.3.3運用基因工程技術研究功能微生物制劑
通過對?些優良菌種的遺傳改造．導入有用基因如必需氨基酸合成酶基因、疫苗基因等。讓微生態制劑在腸道內就能產生賴氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸，或某些傳染病病原的免疫保護蛋白刺激機體產生抗體，或同時產生必需氨基酸和免疫保護蛋白，省去了體外生產的復雜工業化過程及疫苗注射程序。
3.4益生素在生產使用中應注意的問題
(1)
篩選好的菌株，篩選的菌株除了必須能高產抗菌活性物質、較好的益生功能、產酸能力、穩定性、在畜禽腸道中的定植力、以及對加工和環境有好的耐受能力外，還必須用本動物或實驗動物做急性、亞急性毒性實驗，致病致殘等實驗，只有安全性好的菌株才能作為生產菌種。
(2)
活菌制劑的保存，根據微生物的生物學特性，生產時應注意避免跟與益生素有拮抗作用的物質接觸、保存時應盡量注意環境溫度、濕度、PH值等條件，以保證活菌制劑的濃度和活度。微生態制劑必須含有?定量的活菌。一被要求3億個以上的活菌體，且活力要強。
(3) 飼喂方法，實驗證明，將益生素投放在水中飼喂比投放在飼料中，效果更明顯。但這一方面的研究還有待有加強。
(4) 微生態制劑的預防效果好于治療，作用發揮較慢．故應長時間連續飼喂．才能達到預期效果。
(5) 要注意制劑的保存期。大量試驗表明，隨制劑保存時間的延長，活菌數量逐漸減少．即意味著其作用越來越小。
(6) 微生態制劑對新生動物的作用效果好，有利于它們建立健全的腸道正常的微生物區系。
3.5 動物營養學方面對益生素還有待解決的問題
益生素在畜禽業中得到了越來越廣泛的應用,但是隨之而來也出現了不少問題,首當其沖的是我們需要對微生態制劑的功效做出合理的評價。首先，對微生態制劑的效果評價需要在特定的飼養環境條件下進行。盡管微生態制劑作用的特點是非特異性的，但在具體使用時，其功能有所側重，即不同的產品有其各自最適宜的使用對象。因此在試驗和生產實際過程中，應根據產品的特點，選擇合適的試驗飼養場地。由于飼養環境及畜禽健康狀態的易變性，在評價產品時，須做縱向和橫向的多次比較，縱向指在同一場地連續多批次進行試驗，橫向指在多個飼養場地同時進行試驗，惟有如此，得出的結果才更為可靠合理，具有說服力。其次，對微生態制劑產品的形成而言，益生菌之間的配伍組合與產品的應用效果密切相關。這兩方面的研究都有待加強。
4.結語
我們對于微生態制劑的作用要有公正客觀的認識，不能把所有的畜禽疾病，寄希望于微生物態制劑來完全解決，這是缺乏科學依據的。此外，大量試驗已經表明微生態制劑預防的效果要好于治療。
