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【研究试验】后生元的制备工艺、作用机制及其在单胃动物中的应用研究进展

2026-06-30 10:34

01

研究背景

全球禁抗政策落地，益生菌、益生元应用效果易受菌株、动物状态干扰。2021 年 ISAPP 明确后生元定义：含灭活菌体、细胞壁组分、代谢物、胞外囊泡，配方明确、无生命活性。相比活菌制剂，后生元无细菌移位、耐药基因转移风险，耐酸碱高温，易标准化质控。目前研究存在四大瓶颈：关键活性分子未精准识别；免疫、抗炎通路研究碎片化；各类灭活工艺与产品功效对应标准缺失；单胃动物不同生理阶段、应激场景的最优使用方案不完善。本文系统综述后生元加工、机理与养殖应用，为产品研发与推广提供理论依据。

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后生元的整制备工艺

制备核心：彻底灭活微生物，最大程度保留免疫、抗炎活性物质，分为传统工艺与新型非热工艺，同时介绍特异性活性组分提纯方法。

常规制备技术

高温热处理：操作简单、灭活效率高。70–100℃温和加热可保留蛋白、多糖；121℃高温会破坏热敏活性物质，大幅降低抗氧化、抗炎能力；高温复合高压可强化芽孢杀灭效果。
巴氏杀菌：分 62–65℃/30min 低温长时、72–75℃/15–20s 高温短时，温和热处理完整保留阿克曼菌 Amuc_1100 蛋白、乳酸菌表层免疫蛋白，是制备高活性后生元的优选热加工方式。
紫外线灭活：破坏微生物 DNA 实现杀菌，但易产生氧化自由基，损伤维生素、抗氧化酶等敏感代谢物，饲料工业化应用较少。
超声波灭活：依靠空化效应破碎菌体，释放胞内活性物质；但瞬时高温、自由基易降解热敏成分，需精准调控功率、时长平衡裂解与活性留存。

新兴制备技术

欧姆加热：交直流协同内部均匀产热，无局部过热，细胞损伤小，热敏活性物质留存率高，适配高黏度发酵液连续化生产，节能高效。
脉冲电�。≒EF）：常温非热加工，高压脉冲造成细胞膜电穿孔，灭活菌体同时促进次生代谢物生成，几乎不破坏营养与功能蛋白，已在食品冷杀菌量产，具备饲料产业化潜力。

细分活性组分定向制备

脂磷壁酸（LTA）：革兰氏阳性菌细胞壁免疫活性成分，流程：菌体培养收集→高压均质 / 热酚水裂解→有机溶剂除杂→层析纯化，全程温和处理避免结构失活。
细菌胞外囊泡（EVs）：携带蛋白、代谢物的纳米信号载体，发酵上清经多级离心、超滤浓缩，密度梯度离心提纯，全程低温保障囊泡完整。

整体来看，欧姆加热、脉冲电场等新型工艺可实现低损耗、规�；�，但设备成本偏高，仍需针对不同菌株放大优化工艺。

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后生元作用机制

后生元依靠菌体结构组分、代谢产物，通过直接免疫调控、肠道菌群间接调控两条通路协同起效。

直接抗炎、免疫、抗菌调控

平衡炎症因子：上调抗炎因子 IL-10，抑制 TNF-α、IL-1β、IL-6 等促炎因子，缓解肠道炎症。
阻断炎症信号通路：抑制 NF-κB、MAPK/MLCK 通路，减少肠上皮紧密连接蛋白降解，修复肠道物理屏障。
提升全身免疫：激活巨噬细胞、NK 细胞活性，促进 IgA、IgG 分泌，增强机体抗病毒、抗病原菌能力。
抑菌抗氧化：有机酸、细菌素直接抑制沙门氏菌、致病性大肠杆菌定植，降低肠道氧化应激。

重塑肠道菌群间接调控机体健康

优化菌群结构：提升拟杆菌、产丁酸有益菌丰度，降低变形菌等致病菌占比。
短链脂肪酸（SCFAs）介导调控：促进乙酸、丙酸、丁酸生成，丁酸为肠细胞供能，抑制炎症、调节 T 细胞；短链脂肪酸入血调控全身代谢。
减少肠道有毒代谢物：降低氨、硫化氢、吲哚等促炎腐败产物，减轻肠道低度炎症。

不同类型后生元功效差异

灭活全菌：作用全面，通过 TLR 受体广谱激活免疫；
菌体表层蛋白：菌株特异性强，靶向结合上皮细胞，竞争性阻挡病菌黏附；
代谢产物：侧重调节菌群与机体代谢；
胞外囊泡：多活性物质协同递送，调控通路更高效。

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后生元在单胃动物中的应用效果

生猪养殖

母猪：饲粮添加酵母后生元，提升泌乳性能、母乳乳糖含量，改善母猪免疫力，降低仔猪腹泻率。
断奶仔猪：乳酸菌后生元修复大肠杆菌攻毒损伤，增高小肠绒毛高度，降低腹泻；提升采食量、日增重，效果可替代抗生素。

特性提醒：后生元功效存在菌株特异性，部分热灭活乳酸菌会改变脂代谢、降低生长性能，需按养殖目标筛选菌株。

家禽（肉鸡、蛋鸡）

肉鸡：热应激、病菌感染场景下，后生元改善肠道形态、提高 IgG/IgM，提升抗氧化能力，降低胆固醇，改善肉品质；减少肠道大肠杆菌，提高饲料转化率与出栏体重。
蛋鸡：植物乳杆菌后生元提升产蛋率，降低粪便有害菌、蛋黄胆固醇，增加粪便挥发性脂肪酸，改善蛋品质。

犬猫（伴侣动物）

相关研究尚处起步阶段，但应用潜力突出：

调节免疫：提升 T、B 细胞与 sIgA 水平，延缓老年动物免疫衰退，缓解运输、运动应激造成的免疫紊乱；
肠道养护：提升菌群多样性，抑制有害菌，增加短链脂肪酸，减少肠道炎症；
皮肤健康：复合后生元可减轻犬特应性皮炎瘙痒、皮肤过敏症状。

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总结与展望

本文综述指出，后生元作为稳定安全的抗生素替代微生态制剂，制备分为传统热处理、巴氏杀菌及欧姆加热、脉冲电场等新型非热工艺，还可定向纯化脂磷壁酸、胞外囊泡等单一活性组分，不同加工方式对活性物质保留效果差异显著；其后生元通过直接调控 NF-κB、MAPK 等炎症通路平衡细胞因子、强化机体免疫屏障，同时间接优化肠道菌群、提升短链脂肪酸含量实现双重调控，且不同菌体组分功效各有侧重；现有动物试验证实其能改善猪、家禽生长、肠道健康与抗应激能力，在犬猫免疫、皮肤问题上也具备应用潜力，但功效受菌株与制备工艺影响；目前领域存在关键活性分子解析不足、生产质控标准缺失、差异化应用方案不完善等问题，未来需深化分子机制研究、标准化规�；票腹ひ詹⑼晟贫喑【熬眯б嫫拦�，推动后生元饲料产业化发展。

原文题目：后生元的制备工艺、作用机制及其在单胃动物中的应用研究进展

来源：中国畜牧兽医

作者：张怀宇，孙晋涛，王金全，王秀敏，王振龙，陶慧，李方方，韩冰

引用格式：[1]张怀宇,孙晋涛,王金全,等.后生元的制备工艺、作用机制及其在单胃动物中的应用研究进展[J].中国畜牧兽医,2026,53(6):2994-3006.DOI:10.16431/j.cnki.1671-7236.2026.06.019.

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