第十章 微生态营养
目的要求
了解微生态和微生态营养的概
念以及其研究概况；
了解反刍动物和非反刍动物消
化道微生态环境，并掌握动物胃肠
道菌群对营养物质代谢的影响；
掌握肠道微生态环境的营养调
控措施。
内 容
第一节 概述
第二节 微生态营养原理
第三节 微生态环境的调控Lactobacillus
第一节 概述
一、微生态及微生态营养
二、微生态营养的研究概况
Lactobacillus
一、微生态及微生态营养
Rusch：细胞水平或分子水平的生态学
康白,研究正常微生物的结构和功能，以
及其与宿主关系的学科
何明清,研究正常微生物与其宿主内环境
相互依赖和相互制约的细胞水平
和分子水平生态科学
1.微生态
Lactobacillus
2.微生态营养
目的：提高动物生产效率，提高动物
产品质量以及提高营养物质利用效率
内容：着重研究动物微生态环境与动
物营养之间的关系
Lactobacillus
一、微生态及微生态营养
二、微生态营养的研究概况
1.对消化道微生态系统的研究
(1) 消化道微生物：固定菌群
过路菌群Lactobacillus
(2).微生物在肠道的生态位：
上皮细胞表面
绒毛上的粘液
腺窝中的粘液
肠腔内容物Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
(3)影响肠道内细菌 殖居和存在 的因素
胃酸
胆盐
蠕动
消化酶
免疫反应
内源的微生物及其产生的抗菌物质等
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
(4) 限制胃肠道生态系统区系间的相互
关系的研究的因素
研究系统的定位
微生物系统的复杂性
固定菌群的稠密和多样性
厌氧菌的特殊培养条件
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
2.胃肠菌群营养代谢方面的研究
小肠,微生物发酵不明显
大肠,多数细菌都能发酵多聚糖和低聚糖
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
大肠发酵的过程,
细菌产生的糖苷酶 丙酮酸盐
VFA
为大肠粘膜提供能源
适当降低 pH值
稳定 DNA和修复损伤
可发酵糖
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
3.微生态环境调控方面的研究
日粮调控
益生素的的研究
化学益生素研究
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
第二节 微生态营养原理
一、消化道微生态环境
二、动物胃肠道菌群对营养物质代
谢的影响
三、微生态平衡失调与动物健康
Lactobacillus
一、消化道微生态环境
1.反刍动物消化道微生态环境
(1)反刍动物瘤胃菌群,
纤维素分解菌 半纤维素分解菌
淀粉分解菌 蛋白分解细菌
氨基酸分解菌 脂肪分解菌
产甲烷菌 合成维生素的细
利用有机酸的瘤胃细菌
Lactobacillus
(2)反刍动物肠道菌群
乳酸菌
双歧杆菌
肠杆菌
Lactobacillus
一、消化道微生态环境
(3)瘤胃中的纤毛虫
全毛虫目
贫毛虫目
Lactobacillus
一、消化道微生态环境
2.猪的肠道菌群
乳酸菌：乳酸杆菌、双岐杆菌
厌氧菌：拟杆菌科,厌氧弯曲杆菌,
真杆菌、消化球菌科等
需氧菌：肠杆菌科,葡萄球菌,芽
胞杆菌,棒状杆菌、假单
胞菌、酵母菌
Lactobacillus
一、消化道微生态环境
3.鸡的肠道菌群
优势菌群分布：
嗉囔：乳杆菌
腺胃、肌胃、小肠：与嗉囊类似
盲肠,各种厌氧菌显著增殖Lactobacillus
一、消化道微生态环境
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
1.动物胃肠道菌群的营养代谢
(1) 碳水化合物的代谢
① 淀粉的分解
A.淀粉 液化型淀粉酶 麦芽糖、双糖
B.淀粉 糖化型淀粉 麦芽糖或葡萄糖
Lactobacillus
② 纤维素和半纤维素的分解
天然纤维素 C1酶 水合非结晶纤维素
Cx1·C x2酶
纤维二糖 +葡萄糖纤维二糖酶葡萄糖
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
③ 果胶的分解
果胶 半乳糖醛酸
糖代谢途径
VFA
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
④ 单糖分解
双磷酸已糖降解途径
单磷酸已糖降解途径
2-酮 -3-脱氧 -6-磷酸葡萄糖酸裂解途径：
厌氧分解途径
磷酸解酮酶途径：异型乳酸发酵时途径
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
(2)蛋白质代谢
① 蛋白质分解
蛋白质 蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
能分泌蛋白酶的细菌：变形杆菌、梭菌、
芽胞杆菌、假单胞杆菌等
能分泌肽酶的细菌：几乎所有的细菌
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
② 氨基酸的分解
脱羧作用：大肠杆菌、粪链球菌、腐败性
梭状芽胞杆菌、产气杆菌、变形
杆菌
脱氨作用,氧化脱氨,还原脱氨,水
解脱氨,不饱和化脱氨
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
③ 氨的生成
氨的来源：氨基酸的脱氨基
尿素的分解
细菌细胞的自身融解
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
氨
尿素 以尿液排除
尿素酶
氨 合成非必需
氨基酸
合成菌体蛋白质
氨的去向
Lactobacillus
(3)短链脂肪酸的生成
大肠或瘤胃
中的蛋白质
大肠或瘤胃中
的 可发酵多糖
细菌酶
丙酮酸短链脂肪酸
分解和
脱氨基
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
(4)维生素的合成
鸡盲肠：硫胺素、核黄素、生
物素、泛酸、烟酸、
叶酸、维生素 B12
其中仅叶酸能被利用
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
(4)细菌酶对代谢的调节
① 细菌酶的种类
水解酶
发酵酶
呼吸酶
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
② 微生物代谢中酶的调节方式
酶活性的调节
酶合成的调节Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
2,胃肠道菌群对宿主的有益作用
(1)酸化作用
挥发性脂肪酸
(2) 酶学效果
产生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等
pH降低
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
三、微生态平衡失调
与动物健康
1.微生态平衡
(1) 概念
Lactobacillus
微生物与微生物
微生物与宿主
及微生物与宿主和外界环境
(2).影响微生态平衡的因素
环境 直接影响宿主，间接影响微生物
宿主 免疫、遗传、生理功能
微生物菌群 自身状态与种群间相互关系
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
2.微生态失调及其原因
(1)微生态失调的含义
菌与菌间的比例失调
菌与宿主的生态失调
菌、宿主与外环境统一失调
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
(2)微生态失调的原因
抗菌疗法,中毒、感染、肠炎、便秘、
外界环境因素、机体正常生理结构的破坏
用免疫抑制疗法
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
3.微生态失调与微生态平衡的转化
微生态平衡与微生态失调的转化过程
互生 抗生 偏生
环境
生态平衡
微生物菌群平衡
生态失调
微生物菌
群失调
生态失调
微生物菌
群失调
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
4.微生态失调与动物健康
动物微生态失调 菌群失调、定位转移和内源感染
影响动物的健康
和生产性能
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
第三节 微生态环境的调控
一,微生态环境的营养调控
二、微生物添加剂的作用
三、化学益生素的作用Lactobacillus
一、微生态环境的营养调控
1.反刍动物
(1)纤维
日粮纤维素的来源和水平，影
响微生物分解纤维素的活性。
Lactobacillus
(2)可溶性碳水化合物
日粮中添加 可溶性碳水化合物，瘤胃
微生物区系可分解纤维素活性提高。
(3)氨基酸
(4)蛋白水平
(5) 尿素
Lactobacillus
一、微生态环境的营养调控
2.单胃动物
(1)高纤维日粮
(2)乳糖
(3)亚油酸
(4)乳酸
(5)不能被宿主酶系统降解的低聚糖
Lactobacillus
一、微生态环境的营养调控
二、微生物添加剂的作用
1.微生物添加剂的种类
(1)按微生物种类划分
乳酸杆菌类微生物添加剂
芽孢杆菌类微生物添加剂
酵母微生物添加剂
Lactobacillus
(2)根据饲用微生物添加剂菌株组成划分
单一菌属饲用微生物添加剂
复合菌属饲用微生物添加剂
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
2.微生物添加剂的作用机理
(1)从微生物作用方式的角度
优势种群说,微生物菌群中的优势种群对整
个种群起决定作用。
微生物夺氧说：微生物添加剂进入消化道后
迅速繁殖，消耗肠内的氧气，
降低局部的氧分子浓度
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
膜菌群屏障说：有益微生物可竞争性抑制病
原体在肠细胞上定植，排除
或控制潜在的病原体
,三流运转, 理论：微生态制剂可通过改善
机
体免疫系统和肠道功能，保
证了微生态系统中基因流、
能量流和物质流的正常运转。
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
(2)从微生物代谢方式的角度
产生乳酸
产生过氧化氢
防止产生有害物质
合成酶
合成 B族维生素
产生抗生素类物质
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
3.微生物添加剂使用效果
提高增重
饲料转化率
畜禽机体免疫功能
防病治病
降低死亡率
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
4.微生物添加剂与其它物质联用的效果
(1)与抗生素、短肽等的结合效应
抗生素和饲用微生物添加剂联合
使用能有效地提高畜禽生产效率 。Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
两者并用时应注意：
饲用微生物对抗生素的敏感性
动物的品种及年龄
抗生素和饲用微生物种类与质量
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
研究发现肽和乳酸杆菌联合,
比单一使用乳酸杆菌或肽可显著提
高动物生产性能
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
(2)与酵母培养物等的联合使用效果
可刺激后肠和盲肠的发酵，增
加挥发性脂肪酸产量和细菌发酵终
产物。
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
三、化学益生素的作用
1.概念
化学益生过程
化学益生素
Lactobacillus
化学益生素
2.可能的作用机理
日粮中添
加化学益
生素
干扰病原菌的
凝结素与上皮
细胞的识别及
粘附
机理之一
Lactobacillus
三、化学益生素的作用
微生物外
源凝集素
改变小肠粘膜上
皮刷状缘的表面
受体的糖支链
细菌选择性地生长
机理之二
Lactobacillus
三、化学益生素的作用
The End
目的要求
了解微生态和微生态营养的概
念以及其研究概况；
了解反刍动物和非反刍动物消
化道微生态环境，并掌握动物胃肠
道菌群对营养物质代谢的影响；
掌握肠道微生态环境的营养调
控措施。
内 容
第一节 概述
第二节 微生态营养原理
第三节 微生态环境的调控Lactobacillus
第一节 概述
一、微生态及微生态营养
二、微生态营养的研究概况
Lactobacillus
一、微生态及微生态营养
Rusch：细胞水平或分子水平的生态学
康白,研究正常微生物的结构和功能，以
及其与宿主关系的学科
何明清,研究正常微生物与其宿主内环境
相互依赖和相互制约的细胞水平
和分子水平生态科学
1.微生态
Lactobacillus
2.微生态营养
目的：提高动物生产效率，提高动物
产品质量以及提高营养物质利用效率
内容：着重研究动物微生态环境与动
物营养之间的关系
Lactobacillus
一、微生态及微生态营养
二、微生态营养的研究概况
1.对消化道微生态系统的研究
(1) 消化道微生物：固定菌群
过路菌群Lactobacillus
(2).微生物在肠道的生态位：
上皮细胞表面
绒毛上的粘液
腺窝中的粘液
肠腔内容物Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
(3)影响肠道内细菌 殖居和存在 的因素
胃酸
胆盐
蠕动
消化酶
免疫反应
内源的微生物及其产生的抗菌物质等
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
(4) 限制胃肠道生态系统区系间的相互
关系的研究的因素
研究系统的定位
微生物系统的复杂性
固定菌群的稠密和多样性
厌氧菌的特殊培养条件
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
2.胃肠菌群营养代谢方面的研究
小肠,微生物发酵不明显
大肠,多数细菌都能发酵多聚糖和低聚糖
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
大肠发酵的过程,
细菌产生的糖苷酶 丙酮酸盐
VFA
为大肠粘膜提供能源
适当降低 pH值
稳定 DNA和修复损伤
可发酵糖
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
3.微生态环境调控方面的研究
日粮调控
益生素的的研究
化学益生素研究
Lactobacillus
二、微生态营养的研究概况
第二节 微生态营养原理
一、消化道微生态环境
二、动物胃肠道菌群对营养物质代
谢的影响
三、微生态平衡失调与动物健康
Lactobacillus
一、消化道微生态环境
1.反刍动物消化道微生态环境
(1)反刍动物瘤胃菌群,
纤维素分解菌 半纤维素分解菌
淀粉分解菌 蛋白分解细菌
氨基酸分解菌 脂肪分解菌
产甲烷菌 合成维生素的细
利用有机酸的瘤胃细菌
Lactobacillus
(2)反刍动物肠道菌群
乳酸菌
双歧杆菌
肠杆菌
Lactobacillus
一、消化道微生态环境
(3)瘤胃中的纤毛虫
全毛虫目
贫毛虫目
Lactobacillus
一、消化道微生态环境
2.猪的肠道菌群
乳酸菌：乳酸杆菌、双岐杆菌
厌氧菌：拟杆菌科,厌氧弯曲杆菌,
真杆菌、消化球菌科等
需氧菌：肠杆菌科,葡萄球菌,芽
胞杆菌,棒状杆菌、假单
胞菌、酵母菌
Lactobacillus
一、消化道微生态环境
3.鸡的肠道菌群
优势菌群分布：
嗉囔：乳杆菌
腺胃、肌胃、小肠：与嗉囊类似
盲肠,各种厌氧菌显著增殖Lactobacillus
一、消化道微生态环境
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
1.动物胃肠道菌群的营养代谢
(1) 碳水化合物的代谢
① 淀粉的分解
A.淀粉 液化型淀粉酶 麦芽糖、双糖
B.淀粉 糖化型淀粉 麦芽糖或葡萄糖
Lactobacillus
② 纤维素和半纤维素的分解
天然纤维素 C1酶 水合非结晶纤维素
Cx1·C x2酶
纤维二糖 +葡萄糖纤维二糖酶葡萄糖
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
③ 果胶的分解
果胶 半乳糖醛酸
糖代谢途径
VFA
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
④ 单糖分解
双磷酸已糖降解途径
单磷酸已糖降解途径
2-酮 -3-脱氧 -6-磷酸葡萄糖酸裂解途径：
厌氧分解途径
磷酸解酮酶途径：异型乳酸发酵时途径
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
(2)蛋白质代谢
① 蛋白质分解
蛋白质 蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
能分泌蛋白酶的细菌：变形杆菌、梭菌、
芽胞杆菌、假单胞杆菌等
能分泌肽酶的细菌：几乎所有的细菌
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
② 氨基酸的分解
脱羧作用：大肠杆菌、粪链球菌、腐败性
梭状芽胞杆菌、产气杆菌、变形
杆菌
脱氨作用,氧化脱氨,还原脱氨,水
解脱氨,不饱和化脱氨
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
③ 氨的生成
氨的来源：氨基酸的脱氨基
尿素的分解
细菌细胞的自身融解
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
氨
尿素 以尿液排除
尿素酶
氨 合成非必需
氨基酸
合成菌体蛋白质
氨的去向
Lactobacillus
(3)短链脂肪酸的生成
大肠或瘤胃
中的蛋白质
大肠或瘤胃中
的 可发酵多糖
细菌酶
丙酮酸短链脂肪酸
分解和
脱氨基
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
(4)维生素的合成
鸡盲肠：硫胺素、核黄素、生
物素、泛酸、烟酸、
叶酸、维生素 B12
其中仅叶酸能被利用
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
(4)细菌酶对代谢的调节
① 细菌酶的种类
水解酶
发酵酶
呼吸酶
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
② 微生物代谢中酶的调节方式
酶活性的调节
酶合成的调节Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
2,胃肠道菌群对宿主的有益作用
(1)酸化作用
挥发性脂肪酸
(2) 酶学效果
产生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等
pH降低
Lactobacillus
二、动物胃肠道菌群对营养
物质代谢的影响
三、微生态平衡失调
与动物健康
1.微生态平衡
(1) 概念
Lactobacillus
微生物与微生物
微生物与宿主
及微生物与宿主和外界环境
(2).影响微生态平衡的因素
环境 直接影响宿主，间接影响微生物
宿主 免疫、遗传、生理功能
微生物菌群 自身状态与种群间相互关系
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
2.微生态失调及其原因
(1)微生态失调的含义
菌与菌间的比例失调
菌与宿主的生态失调
菌、宿主与外环境统一失调
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
(2)微生态失调的原因
抗菌疗法,中毒、感染、肠炎、便秘、
外界环境因素、机体正常生理结构的破坏
用免疫抑制疗法
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
3.微生态失调与微生态平衡的转化
微生态平衡与微生态失调的转化过程
互生 抗生 偏生
环境
生态平衡
微生物菌群平衡
生态失调
微生物菌
群失调
生态失调
微生物菌
群失调
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
4.微生态失调与动物健康
动物微生态失调 菌群失调、定位转移和内源感染
影响动物的健康
和生产性能
Lactobacillus
三、微生态平衡失调
与动物健康
第三节 微生态环境的调控
一,微生态环境的营养调控
二、微生物添加剂的作用
三、化学益生素的作用Lactobacillus
一、微生态环境的营养调控
1.反刍动物
(1)纤维
日粮纤维素的来源和水平，影
响微生物分解纤维素的活性。
Lactobacillus
(2)可溶性碳水化合物
日粮中添加 可溶性碳水化合物，瘤胃
微生物区系可分解纤维素活性提高。
(3)氨基酸
(4)蛋白水平
(5) 尿素
Lactobacillus
一、微生态环境的营养调控
2.单胃动物
(1)高纤维日粮
(2)乳糖
(3)亚油酸
(4)乳酸
(5)不能被宿主酶系统降解的低聚糖
Lactobacillus
一、微生态环境的营养调控
二、微生物添加剂的作用
1.微生物添加剂的种类
(1)按微生物种类划分
乳酸杆菌类微生物添加剂
芽孢杆菌类微生物添加剂
酵母微生物添加剂
Lactobacillus
(2)根据饲用微生物添加剂菌株组成划分
单一菌属饲用微生物添加剂
复合菌属饲用微生物添加剂
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
2.微生物添加剂的作用机理
(1)从微生物作用方式的角度
优势种群说,微生物菌群中的优势种群对整
个种群起决定作用。
微生物夺氧说：微生物添加剂进入消化道后
迅速繁殖，消耗肠内的氧气，
降低局部的氧分子浓度
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
膜菌群屏障说：有益微生物可竞争性抑制病
原体在肠细胞上定植，排除
或控制潜在的病原体
,三流运转, 理论：微生态制剂可通过改善
机
体免疫系统和肠道功能，保
证了微生态系统中基因流、
能量流和物质流的正常运转。
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
(2)从微生物代谢方式的角度
产生乳酸
产生过氧化氢
防止产生有害物质
合成酶
合成 B族维生素
产生抗生素类物质
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
3.微生物添加剂使用效果
提高增重
饲料转化率
畜禽机体免疫功能
防病治病
降低死亡率
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
4.微生物添加剂与其它物质联用的效果
(1)与抗生素、短肽等的结合效应
抗生素和饲用微生物添加剂联合
使用能有效地提高畜禽生产效率 。Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
两者并用时应注意：
饲用微生物对抗生素的敏感性
动物的品种及年龄
抗生素和饲用微生物种类与质量
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
研究发现肽和乳酸杆菌联合,
比单一使用乳酸杆菌或肽可显著提
高动物生产性能
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
(2)与酵母培养物等的联合使用效果
可刺激后肠和盲肠的发酵，增
加挥发性脂肪酸产量和细菌发酵终
产物。
Lactobacillus
二、微生物添加剂的作用
三、化学益生素的作用
1.概念
化学益生过程
化学益生素
Lactobacillus
化学益生素
2.可能的作用机理
日粮中添
加化学益
生素
干扰病原菌的
凝结素与上皮
细胞的识别及
粘附
机理之一
Lactobacillus
三、化学益生素的作用
微生物外
源凝集素
改变小肠粘膜上
皮刷状缘的表面
受体的糖支链
细菌选择性地生长
机理之二
Lactobacillus
三、化学益生素的作用
The End
