饲料添加剂在促进生长、增强免疫等方面发挥越来越重要的作用。家禽饲料中使用的饲料添加剂包括益生菌、寡糖、酶和有机酸等。饲料中禁止长期低剂量添加抗生素后，饲料中益生菌的补充有所增加。文章通过综述益生菌特性和其在极端条件（如热应激）对家禽生产的影响，总结益生菌对禽类肠道结构、肠道屏障功和免疫应答方面的研究进展。1益生菌的来源和功能1.1益生菌来源益生菌来源繁多，传统发酵产品中分离出的益生菌主要是乳酸菌和双歧杆菌。乳酸菌能提高乳糖不耐症患者消化乳糖的能力；双歧杆菌可以降低血液胆固醇、血氨水平，产生多种B族维生素，可直接影响蛋白质、碳水化合物和脂类的代谢。乳酸菌和双歧杆菌已广泛用于人类保健中，包括预防某些癌症、减少肠道感染和降低血清胆固醇水平[1]。乳酸菌还被用于改善动物的健康和生长性能。动物摄入双歧杆菌释放的代谢终产物（乙酸和乳酸）可以减少革兰氏阳性和革兰氏阴性致病微生物的数量。应用在商业饲料中的菌种需要其抗逆性强，很多芽孢类益生菌由于具备更好的生产和储运条件可用于商业用途[2]。产品的有效性与菌种来源（是否来源于同种动物的肠道）、补充菌种的数量、生产加工方法相关联。1.2益生菌功能1.2.1益生菌对动物体内酶的影响菌株在宿主体内快速生长并产生不同的酶类，如地衣芽孢杆菌的菌株能产生淀粉酶、碱性蛋白酶、角化酶和β-甘露聚糖酶。Johnson等[3]将250只21日龄的肉鸡分为5组，试验组给予热应激刺激42 d，饲料中添加0.1%益生菌（乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、双歧杆菌、乳酸链球菌、肠球菌、米曲霉和假丝酵母，含量为6×107 CFU/g）。常温条件下的氧磷酶活性显著高于热处理组，益生菌组的氧磷酶活性最高。研究表明，热应激的影响可以通过添加益生元、益生菌而减少。Mountzouris等[4]研究表明，益生菌处理组42日龄肉仔鸡盲肠食糜中β-半乳糖苷酶活性均高于基础日粮组，且显著高于抗生素处理。有机酸可以降低细菌中细胞酶（脱羧酶和过氧化氢酶）的产生[5]。肠道中益生菌可以通过产生额外的有机酸（乳酸和乙酸）降低肠道的pH值，利于微生物的定植和减少病原体载量。坏死性肠炎是由产气荚膜梭菌引起的常见病，研究发现，有机酸可以降低坏死性肠炎发生率[6]。Lee等[7]研究表明，饲粮中添加益生菌对42日龄肉鸡的肠道重量和肠道长度均有显著影响；抗生素和有机酸的组合使生产性能有更高的增幅，但对胴体重量、肝重和肠道pH值的影响均不显著。1.2.2益生菌的抗逆性某些益生菌可以在宿主胃酸（pH值1.5~3.0）和胆汁等环境中存活。但是，由于酸、胆盐以及胃、肠道酶的作用，益生菌的营养细胞很少有机会过胃。菌种附着在饲料颗粒上通过动物肠道。芽孢杆菌的孢子状态能在肠道内存活并萌发，产孢是保证菌种在动物体内存活的最简单的方式。动物日粮可能影响孢子的萌发和增殖，因为孢子依赖于一定的营养物质和环境条件才能复苏[8]。孢子通过萌发后增殖产生更多菌体，即使在营养不足的情况下也能生存和繁殖。许多厚壁菌门的细菌具备产孢能力，内生孢子通常能抵御极端条件。微生物学领域仍在研究是营养细胞还是孢子能产生益生作用[9]。由于耐受更加严苛的加工方法、有更长的货架期，具有益生菌作用的枯草芽孢杆菌、短芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等在饲料中的应用变多。在生产实践中，益生菌的生产、储运和加工至关重要，能保障在喂养动物时仍以存活的状态发挥有益功能。Nguyen等[10]发现，7株产孢率90%以上的菌株在80 °C热处理20 min后，能够快速水解淀粉，代谢葡萄糖。有研究表明，菌种来源对生物功能的发挥有很大影响，如2株不同来源芽孢杆菌产生的抗菌素活性和对抗生素的敏感性有很大差异[11]。2益生菌对肠道微生物菌群的影响益生菌与其他微生物竞争肠道黏膜上的营养物质、结合位点和受体，其产生抗菌物质抑制其他微生物生长，对肠道微生物菌群的组成和功能有很大的影响[12]。调节免疫、产生酸类降低肠道pH值、促进宿主防御系统也是益生菌拮抗致病菌活性的潜在机制[13]。此外，益生菌还可以通过增强肠道屏障完整性，减少病原菌跨肠黏膜的转运[7]。通过培养、宏基因组测序和体内试验来研究益生菌对肠道微生物菌群功能、丰度和组成的影响。研究表明，益生菌（特别是乳酸菌）对鸡的血清肠炎沙门氏菌和大肠杆菌O78∶K80感染起到预防和保护作用[14]。益生菌可以通过减少病原体和提高有益微生物数量来改善肠道微生物组成。El-Moneim等[12]研究表明，蛋鸡饲喂两歧双歧杆菌、长双歧杆菌、动物双歧杆菌和婴儿双歧杆菌后，回肠细菌总数、乳酸菌和双歧杆菌数量增加，总大肠菌群数量减少。Abou-Kassem等[15]研究表明，饲粮中添加芽孢杆菌和两歧杆菌可以抑制真菌和总大肠菌群的增殖，盲肠大肠菌群和大肠杆菌的数量降低。益生菌具有竞争性排斥致病菌株的特性。肠道感染是由病原体占据黏附位点或黏膜表面引起肠道微生物菌群的平衡被打破[16]。益生菌能够黏附在肠道上皮，增加益生菌在胃肠道的停留时间从而占据更多的肠道位点，并通过竞争性抑制排除病原体。在产气荚膜梭菌（1×105 CFU/g）攻毒条件下，枯草芽孢杆菌组（1×109 CFU/g）显著降低鸡脾脏和十二指肠中产气荚膜梭菌的水平。肠炎链球菌（1×105 CFU/g）攻毒条件下，枯草芽孢杆菌组（1×109 CFU/g）盲肠肠炎链球菌的数量低于对照组。但24 h后采集的样本中差异消失[12]。3益生菌对动物免疫的影响3.1肠道形态补充益生菌对小肠部分绒毛高度（VH）和隐窝深度（CD）有很大影响。El-Moneim等[13]发现，孵化18 d时接种双歧杆菌到卵黄囊，回肠绒毛高度显著增加，可能是益生菌激活细胞有丝分裂诱导肠道上皮细胞增殖，从而导致绒毛长度的增加。绒毛高度的增加使绒毛吸收表面积增加，增强营养物质的吸收和生长性能。但隐窝深度的增加可能减少消化酶的分泌、降低肉鸡的生长性能[17]。空肠绒毛呈锯齿状、波浪形，比随机或平行出现的绒毛能更好地吸收营养物质。与直绒毛相比，锯齿形绒毛降低食糜通过胃肠道的速度，增强绒毛与营养物质的接触、吸收表面积。以乳酸菌为基础的复合益生菌可以促进肉鸡空肠绒毛的波浪状排列[18]。3.2黏蛋白胃肠道的消化和吸收在微生物菌群的协助下进行。上皮细胞包含的杯状细胞分泌黏液覆盖在上皮表面，保护上皮免受病原菌的侵害。肠道病原体通过穿透黏膜层附着并侵入上皮细胞，完整的黏液层是抵抗病原菌的第一步。而益生菌和致病菌在黏蛋白上的黏附位点存在竞争[19]。肠道微生物菌群及发酵产物在黏蛋白的合成、分泌和转运中发挥核心作用。在家禽生产中添加益生菌可改善肠道微环境，诱导鸡胃肠道黏蛋白动力学的改变[20]。体内和体外试验表明，黏蛋白的生物合成和分泌都可能受到细菌脂多糖和发酵产物的影响。一些益生菌菌株通过产生前列腺素作用于黏液素的分泌和合成[21-22]。日粮中添加乳酸菌可提高十二指肠绒毛高度、空肠和回肠绒毛宽度，并提高回肠黏蛋白mRNA的表达[23]。乳酸菌可促进禽类小肠上皮细胞增殖，调节黏蛋白在小肠形成黏膜屏障或者增加了杯状细胞黏蛋白的储存量[21]。这可能与添加益生菌后空肠黏蛋白mRNA表达水平升高有关。所以，饲粮中添加益生菌可增加小肠中菌群数量，影响肠道上皮中黏蛋白的表达，增强肠道的营养吸收。3.3肠道免疫反应长期以来，动物体内微生物菌群和免疫应答建立起平衡的免疫应答反应，形成共生关系。但如果添加非同源菌种可能适得其反。因此，选择益生菌必须谨慎。肠道微生物菌群对宿主的营养和动物生长性能的发挥至关重要的作用。家禽饲喂枯草芽孢杆菌，可改善十二指肠IgAs分泌，降低饲料系数（FCR）[24]。在85 ℃和90 ℃前处理条件下，21 d的IgAs分别提高61%和51%。第42 d，益生菌组鸡42 d的FCR比对照组提高2.3%，这可能与枯草芽孢杆菌分泌外源性酶，促进养分消化有关。从健康禽类粪便样品中可广泛分离到解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨型芽孢杆菌，其在拮抗鼠伤寒沙门氏菌方面显示积极作用[25]。此外，胃肠道中益生菌可以增加营养物质的吸收，从而产生更多的能量用于生产或者提高鸡蛋产量。与免疫反应相关的益生菌动力学显示，在热应激条件下饲养的肉仔鸡饲喂含乳酸菌益生菌后，肉仔鸡体内抗体产量升高[26]。有研究表明，膳食中添加乳酸菌等益生菌可以通过调节上皮内淋巴细胞数量改善球虫病诱导的肠道免疫[27]。益生菌的肠道免疫调节可能是通过增强Toll样受体（TLR）信号通路激活肠道免疫系统中的T淋巴细胞。Bai等[28]研究表明，酿酒酵母和发酵乳杆菌提高鸡前肠TLR-2和TLR-4 mRNA的表达。El-Moneim等[12]的研究表明，乳酸菌和双歧杆菌益生菌可以提高肉仔鸡和火鸡的免疫球蛋白IgA、IgG和IgM的浓度，有利于提高肉仔鸡和火鸡的生长性能和抗病能力。4益生菌对动物热应激的影响应激通常会破坏动物生理平衡，影响动物的健康和性能。例如，夏季和冬季由于温度波动、相对湿度的增加和气流速度等环境影响，动物通过行为和生理适应来平衡体内的热损失，以保持相对稳定的体温。但是，当温度和湿度超过临界水平时，禽类动物很难通过适应来平衡体温，就会产生热应激反应。严格的生产管理可以减少热应激带来的有害影响，包括提供冷水、增加通风率、在水中补充氯化钾[29]。热应激反应影响动物的下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴和对高温高度敏感的正交感神经系统，导致肉鸡消化道发育不良从而影响肠道稳态。热应激有可能激活HPA轴，释放激素作为神经递质，如皮质醇释放激素[12]，增加中枢神经系统的活性。此外，热应激增加皮质酮的释放、降低肉鸡的免疫力，如降低对球虫等病原体的免疫进而引发坏死性肠炎[30]。热应激可以导致死亡率增加、饲料消耗量降低、体重增重和肉品质也随之降低[31]。热应激会引起系统免疫失调、内分泌紊乱和电解质失衡，显著破坏肠道微生物菌群导致病原体的定植，增加肠道黏膜脱落等风险。热应激使禽类处于免疫抑制状态从而促进感染和疾病的发生[32]。热应激对集约化养殖家禽的影响更为严重，动物通过展开翅膀增加表面积、血管舒张等行为进行散热，禽类在体温调节适应过程中会消耗更多的能量影响禽类生产性能和生产成本。能量缺乏或热量过剩可改变肠道微生物的多样性。肠道中的微生物区系影响着动物代谢[33]。其中，环境温度起着重要作用。例如，寒冷条件下微生物组的组成改变，宿主的肠道表面积增加，微绒毛长度显著增加[34]。高温条件下，生长速度较快的禽类饲料消耗减少，最终导致体重降低、蛋白质沉积减少。热应激下也能引起微生物组成和肠道转化率的变化。在低蛋白质日粮中为了满足蛋白质需求，往往会消耗更多饲料，导致脂肪沉积增加和热增耗的增加[35]。益生菌的添加对环境变化条件下动物生产性能和胃肠道健康有改善能力。5结论随着微生物组学和体外研究技术的发展，益生菌的分离、筛选策略和工业化应用日渐成熟。从同源动物肠道中分离筛选菌种用以开发益生菌，是改善动物过度应激的关键。益生菌作为饲料添加剂，通过在动物消化道中促进营养利用来提高动物健康和生产性能、增强免疫调节、维护肠道黏膜完整性、拮抗病原体。