益生素又名促生素、競生素、生菌素、促菌生、活菌劑等，是活的微生物飼料添加劑。

　　益生素就其應(yīng)用可以追溯到古代，中國早在公元前 17 世紀(jì)就有用微生物生產(chǎn)醋、酒的記載。歐洲在《圣經(jīng)》的《舊約全書》中就有 " 含有微生物食品 - 發(fā)酵酸奶 " 的記載。而益生素的概念形成于 20 世紀(jì) 70 年代，是由 R.B.Parker 提出的，他給益生素下的定義是：“使腸道微生物達(dá)到平衡的有機體和物質(zhì)”。 Parker 在肯定益生素與腸道內(nèi)微生物有關(guān)外，還指出“物質(zhì)”內(nèi)含有抗生素的可能。 1989 年 Fuller 明確提出益生素是“一種活的微生物飼料添加劑，通過改善腸道內(nèi)微生物的平衡而起作用”。將含活菌的飼料喂給動物始于 Metchnikeff ，他得出“正常菌群有害說”，認(rèn)為調(diào)整胃腸道菌群有益于健康。法國的 Paster 提出了“正常腸道菌群有益說”，他認(rèn)為人和動物必須有正常菌群，在消化食物時需要通過微生物的發(fā)酵作用，將淀粉、多糖降解為單糖，然后才被利用。隨著無菌技術(shù)和悉生動物（ Gnofobiotes ）的研究進展，人們進一步認(rèn)識到在人和動物的胃腸道菌群中，既存在對宿主抵抗疾病和能量轉(zhuǎn)化有益的細(xì)菌，也存在著對宿主致病和對能量轉(zhuǎn)化不利的細(xì)菌。飼料中加入抗生素，殺滅了腸道一些細(xì)菌，提高了動物的生產(chǎn)性能并降低了發(fā)病率和死亡率。據(jù)此，一些學(xué)者認(rèn)為，應(yīng)調(diào)節(jié)畜禽腸道微生物群落，使之既維持又增強動物的抗病力，以有利于動物生長。

　　總之，無菌技術(shù)和悉生動物的發(fā)展以及抗生素的應(yīng)用，奠定了益生素作為飼料添加劑的理論基礎(chǔ)。益生素在實際應(yīng)用中有著突出的優(yōu)點和廣泛的作用。如維持腸道菌群平衡，預(yù)防幼畜禽腹瀉性疾病，提高免疫力，生產(chǎn)力，減少腸道有害氣體的產(chǎn)生，屬于天然產(chǎn)品，無殘留性和抗藥性。此外，有實驗證明，益生素還有延緩不耐乳糖癥，減輕便秘，抗癌、抗膽固醇等作用。從菌種來看，生產(chǎn)益生素最理想的微生物應(yīng)具備以下特點：①不會使人和動物致病；②在體內(nèi)外易于增殖；③ 在低 pH 值和膽汁中存活，并能植入腸粘膜；④在發(fā)酵過程中能產(chǎn)生乳酸；⑤能合成大腸桿菌、沙門氏菌、葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌等腸道致病菌的抑制物且不影響自己的活性；⑥經(jīng)加工后存活率高，混入飼料后室溫下穩(wěn)定性好。另外，組成益生素的微生物最好來自本動物腸道內(nèi)，因為很多細(xì)菌有宿主特異性，來自本動物腸道內(nèi)細(xì)菌組成的益生素，更有利于其在宿主體內(nèi)的定植。

　　1989 年，美國食品與藥物管理局（ FDA ）和美國飼料公定協(xié)會，發(fā)表了可以直接喂飼且一般認(rèn)為是安全的微生物品種的名單，共 42 種。但是，構(gòu)成用于配合飼料的主要活體微生物產(chǎn)品的微生物種類較少，主要是乳酸桿菌屬（以嗜酸乳桿菌為主）、糞鏈球菌屬、芽孢桿菌屬及酵母。其中，前兩種是腸道的常居菌群，而后兩種僅偶爾存在于腸道微生物中。在菌種組合和篩選方面國內(nèi)外也見一些報道。 Henry Sogaard 等人報道，某些芽孢桿菌屬不僅對熱、壓有較高的耐受性，而且對家畜（特別是豬）有“平衡”、“穩(wěn)定”及促生長的作用。因此用芽孢桿菌屬替代乳酸菌作為飼料微生物添加劑不僅效果好，還可以避免制粒過程中微生物活性受破壞。 Sogaard 在一篇報道中討論了以乳桿菌屬為主的益生素和以芽孢桿菌屬為主的微生物促生長劑的區(qū)別。區(qū)別的意義不僅使其應(yīng)用更有針對性，而且可以根據(jù)使用規(guī)則不同而在制粒及包裝貯存過程中分別對待。

　　從微生物作用方式上看，主要有以下 3 種學(xué)說：①優(yōu)勢種群學(xué)說。正常微生物群對整個菌群起決定作用，使用微生物的目的就在于恢復(fù)優(yōu)勢菌群，保持微生態(tài)平衡；②微生物奪養(yǎng)學(xué)說。益生素菌種以孢子狀態(tài)進入畜禽消化道后，以消耗腸內(nèi)氧氣，使局部氧分子濃度下降，從而益于厭氧微生物的生長；③膜菌群或屏障學(xué)說。益生素可以競爭性地抑制病原體，附著到腸細(xì)胞上，起到屏障的作用。

　　從微生物代謝方式看，其作用方式主要有以下 7 種：①產(chǎn)生乳酸菌 ; ②產(chǎn)生過氧化氫，它對幾種潛在的病原微生物有殺滅作用 ; ③防止有害物質(zhì)氨和胺的產(chǎn)生 ; ④合成酶。產(chǎn)生各種消化酶，以提高飼料轉(zhuǎn)化率 ; ⑤合成 B 族維生素 ; ⑥產(chǎn)生抗生素類物質(zhì)，但其作用尚不清楚 ; ⑦產(chǎn)生非特異性調(diào)解因子。最近研究表明，乳酸桿菌以某種局部型免疫因子的形式起作用，刺激腸道某種局部型反應(yīng)。總之，微生物代謝方面的作用可歸納為“三流運轉(zhuǎn)學(xué)說”，即微生物與宿主動物之間或正常微生物種群之間存在新陳代謝和物質(zhì)交換。有關(guān)益生素研究應(yīng)用的情況國內(nèi)外報道很多。

　　在國外，如美國、日本、德國、英國、丹麥、瑞典、菲律賓、朝鮮、前蘇聯(lián)、奧地利、法國、芬蘭、西班牙等國的眾多科學(xué)家都在這一科研領(lǐng)域，取得了長足進步。在理論研究上主要側(cè)重于作用方式及機理探討方面。在生產(chǎn)研究上，主要側(cè)重于微生物品種的篩選，尋求自己的菌源。同時，通過對其作用機理的研究，力求通過基因工程篩選菌株，以便生產(chǎn)出能永久性定居腸道內(nèi)的菌群。另外，在益生素產(chǎn)品的保藏及加工處理過程中保持其菌體活性方面都進行了研究和探討。在益生素和其它活性物質(zhì)結(jié)合使用方面也見許多研究和報道。

　　在國內(nèi)，微生物添加劑的研制始于 20 世紀(jì) 80 年代初。而動物微生態(tài)學(xué)則在 70 年代末就已開始。何明清發(fā)現(xiàn)，仔豬下痢的主要原因是因為腸內(nèi)菌群比例失調(diào)，從而為研制和應(yīng)用微生態(tài)制劑提供了理論依據(jù)。隨著動物微生態(tài)學(xué)的研究和應(yīng)用的發(fā)展，益生素的研制和開發(fā)蓬勃發(fā)展起來。羅世彤從正常雛雞群中找到了一種雛雞乳桿菌（ Lactobillus Gallmarlm ），此菌與酵母菌混合制成的制劑，對仔雞白痢防治效果明顯，亦有防治仔豬白痢功效。薛恒平從健康兔和豬腸道糞便中分離到乳酸桿菌 K 株和 P 株，所制成的活菌制劑對仔豬、雛雞均有防下痢、提高增重等效果。北京市營養(yǎng)源研究所于 1991 年底研究出 HB-1 增菌素，其安全性、酶活性均達(dá)國外標(biāo)準(zhǔn)。 1993 年肖振鐸等根據(jù)植物乳桿菌（ Lactobacillus Planterum ）、糞鏈球菌（ Streptococcus Fecalis ）和乳酸片球菌（ Peeltococcus Acitilactict ）的產(chǎn)酸耐酸特性，研制出由這三種菌組成的接續(xù)產(chǎn)酸型活菌制劑，并成為防治幼雛腹瀉的首選藥物或添加劑。

　　在飼喂效果方面，主要可概括為防病和促生長兩方面。在防病方面，試驗證明，乳桿菌可吸附于雞的消化道上皮，并能降低悉生小雞或普通小雞嗉囊和腸道 pH 值，并在嗉囊和腸道中排斥大腸桿菌的定植。

　　用雞的腸道微生物飼喂感染過沙門氏菌的雞，可防止沙門氏菌在盲腸的定植。王長文用嗜酸乳桿菌和無毒需氧芽孢桿菌制成復(fù)合生物制劑，對犢牛的腹瀉有很好的療效。 Inooko 給仔雞飼喂乳酸桿菌可使仔雞顯著增加抗體產(chǎn)生，提高脾臟 T 、 B 淋巴細(xì)胞的比例。顧宏偉用蠟樣芽孢桿菌飼喂肉仔雞，顯著提高 IgG 的含量（ P<0.05 ）。這些結(jié)果預(yù)示益生素可使機體免疫功能增強。在益生素對畜禽生產(chǎn)性能方面無明顯影響的報道也頗多。在肉仔雞日糧中添加乳酸桿菌對家禽日增重并未產(chǎn)生顯著影響。有人用某些芽孢桿菌和酵母飼喂豬，發(fā)現(xiàn)對豬的增重和飼料報酬具有益作用，或使斷奶仔豬數(shù)增加。

　　使用條件對益生素的飼喂效果也有一定影響。波蘭學(xué)者 A.Siuta 的一項研究表明，玉米青貯中添加益生素比大麥青貯中添加益生素效果更好。郎仲武等人分別對活菌制劑的劑量和濃度上進行了探討。另外，許多研究表明，益生素與某些活性物質(zhì)的配合使用效果最佳。喬宏宇研究結(jié)果表明，活菌制劑與有機酸配合使用效果最佳。薛恒平試驗證明，乳桿菌和其它一些物質(zhì)（如酵母、龍膽紫、芽孢桿菌）混合使用對家禽增重、產(chǎn)蛋量和飼料轉(zhuǎn)化率有有益影響； Saartchit 用枯草芽孢桿菌和抗生素混合喂雞，第 1 個試驗結(jié)果枯草芽孢桿菌并不影響火雞增重和飼料報酬，只是嗉囊和盲腸的枯草芽孢桿菌增多，腸道乳桿菌和大腸桿菌數(shù)量不受影響。而第 2 個試驗表明枯草芽孢桿菌可提高火雞的日增重。這一研究表明，芽孢桿菌對提高禽的生產(chǎn)性能有一定影響，但效果不夠穩(wěn)定。由于乳酸桿菌和鏈球菌大量存在于動物腸道，并且人們較早認(rèn)識到它們對于維持腸道微生態(tài)平衡的重要性，因而早期益生素產(chǎn)品主要為乳酸桿菌和鏈球菌。然而乳酸桿菌屬較不穩(wěn)定，不能耐受飼料加工過程中高溫高壓的破壞作用，也不能長期存放。而芽孢桿菌的芽孢對飼料的加工、貯存和酸性胃環(huán)境有一定的耐受性，還可以在腸道內(nèi)發(fā)芽，成為具有新陳代謝作用的“營養(yǎng)型細(xì)胞”。研究表明，芽孢桿菌屬具有多種有效的酶活性。地衣多糖芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌具有較強的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。這些桿菌對植物組成部分的許多復(fù)雜的碳水化合物具有降解功能，可降解甘油三酯、蛋白質(zhì)、淀粉和動物難以消化的木聚糖、果膠、羧甲基纖維素、地衣聚糖等。因此，它的研究和應(yīng)用越來越受到專家和學(xué)者們的關(guān)注，成為目前益生素研究的熱點之一。但是，關(guān)于芽孢桿菌飼喂動物的研究結(jié)果還很不一致，并且國內(nèi)外報道多見于對豬的研究上，而對肉雞的研究相對較少。