胃肠道微生物与宿主营养素的吸收和代谢研究

胃肠道微生物与宿主营养素的吸收和代谢研究[作者：admin来源：畜牧科技网时间：2008-4-129:02:48人气：720]人、猪、家禽、兔、马、犬、大鼠、小鼠等单胃动物的消化道中寄居有大量的活细菌。据LucKey估计，人类消化道中含1014细菌细胞(而人体或动物体细胞仅为1013)，不管是单胃哺乳动物(如人、猪、兔)或是禽类，其粪便中的细菌含量在5×109～5×1010/g粪便湿重之间，即粪便湿重的40%以上是细菌细胞。据Gustafsson(1984)研究表明，人体携带的微生物总量约为1271克，其中肠道占1000克，肺20克，皮肤200克，口腔20克，阴道20克，鼻10克，眼1克，即胃肠道的微生物占人体总微生物量的78.7%。肠道微生物可分为三类，(1)共生性细菌：為主要菌群(>90%)，包括球菌、丙酸菌、乳酸菌及双歧杆菌等。這类細菌可以自營同時又可利他(宿主)，細菌將复杂的碳水化合物(纤维素或非淀粉多糖)发酵成为乳酸或挥发性脂肪酸(如丙酸)。乳酸在肠道形成酸性环境，对其它致病菌可產生“竞爭排除作用”，但乳酸堆积多也會刺激肠道蠕動，使肠道内容物排空加快。(2)机会性细菌：約占10%，包括无病原性的大肠杆菌、链球菌及肠球菌等。這些机会性细菌視肠道环境而改变停留在肠道的数量及時间。(3)致病性细菌：含量极少(<0.01%)的致病性菌群，包括梭菌、葡萄球菌、伪单胞菌、病原性大腸杆菌、曲型菌及部分真菌。這类菌群不仅具有致病性，同時他們也会消耗宿主的能量，而其发酵產物（如氨气、H2S等）也可能对宿主有害。1消化道微生物菌群消化道是一系列不同的群落生境如口腔、胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠和结肠以及粪便组成的，每一生境具有处于平衡态的独特菌群。(1)胃：胃是食物停滞的第一个部位，也是细菌繁殖的重要场所。胃为酸性环境，食物还会带来氧气，从而进行了自然筛选，因此优势菌为耐酸菌和兼性厌氧菌，主要为乳杆菌和链球菌。也有少量酸敏感菌和严格厌氧菌。如存在于口腔芽板上的大量可引起龋齿的兼性厌氧菌的繁殖产生了还原性的微环境，从而允许严格厌氧菌的生长。在家禽，刚出壳时也是无菌的，但只要开始采食或饮水，饲料或饮水一旦进入嗉囊，细菌就开始繁殖。主要优势菌为乳酸杆菌(约每克胃内容物有109个)，其次是肠杆菌与链球菌(105/g左右)，嗉囊内未见到像盲肠内的专性厌氧菌。嗉囊内由细菌产生的有机酸，主要是乳酸，其次是醋酸和琥珀酸。饲料摄入后，乳酸杆菌为105/g，3小时后就增加到108.5/g，到12小时增加至10mg/g，而后，嗉囊渐渐排空。饲料进入腺胃，受胃酸作用，pH值下降，细菌数减少。到肌胃pH值在2.0～4.0之间，细菌数下降到106/g以下。(2)十二指肠：从胃以后，细菌总数随小肠长度的增加而减少，十二指肠的微生物比较少。实验证明，凡能降低蠕动速率的物质皆可引起某些菌的生长和数量的增加，在小肠下部，食糜的蠕动较慢，细菌的繁殖量就增大。(3)空肠和回肠：在十二指肠之后，进入空肠，随着肠段的延续细菌数量不断增加。据报道，猪的空肠内容物(湿重)每克所含细菌数的对数值为乳酸杆菌7.3±0.6,双歧杆菌7.2±0.7，消化球菌5.8±1.2，肠杆菌5.7±1.3，小梭菌5.5±1.4，葡萄球菌5.4±1.0，肠球菌4.9±1.5，优杆菌2.9±0.2，拟杆菌2.8±0.4，酵母菌2.1±0.4；回肠的双歧杆菌为7.6±0.8，乳酸杆菌7.4±0.6,消化球菌6.2±1.4，肠杆菌6.1±1.6，肠球菌6.0±1.1，小梭菌5.7±1.5，拟杆菌5.3±1.1，葡萄球菌5.1±0.4，优杆菌4.0±1.2，酵母菌2.4±0.8。很显然，乳酸杆菌和双歧杆菌是小肠的最优势菌，其次为消化球菌、肠杆菌、小梭菌和葡萄球菌。鸡的小肠为兼性厌氧菌，如链球菌、大肠杆菌、葡萄球菌和芽孢杆菌，而且小肠前段细菌少，后段数量逐渐增加。人的空肠和回肠内容物中含有的细菌数(logn/g)分别有0～5和3～5，主要是肠杆菌、肠球菌、葡萄球菌、乳杆菌、酵母菌、类杆菌、双歧杆菌等。随着年龄的变化有所不同，儿童时期，双歧杆菌与乳杆菌居多，而肠杆菌、肠球菌与梭菌少；青年期，在生理条件下其菌群数量较稳定，以类杆菌、优杆菌、厌氧乳杆菌、双歧杆菌为主；老年时期，肠杆菌、肠球菌、梭菌增多，双歧杆菌和乳杆菌减少。(4)盲肠和结肠：盲肠和结肠是食物停滞的主要部位，也是细菌量最大的部位，优势菌由严格厌氧菌组成，同厌氧菌相比，兼性厌氧菌一般少10～100倍。如从成年大鼠盲肠中分离的细菌有28个种属(Dueluzeau,1990)，其中兼性厌氧菌有8属(G+6属，G-2属)，主要有乳杆菌属、链球菌属、葡萄球菌属、微球菌属、棒杆菌属、芽孢杆菌属、放线菌属和肠杆菌属；严格厌氧菌有真杆菌属、链条杆菌、枝杆菌属、运动杆菌属、丁酸杆菌属、发酵杆菌属、双歧杆菌属、消化链球菌属、消化球菌属、梭菌属、韦尔奇氏菌属、鼓胀菌属、针形菌属、槌形菌属、韦荣氏菌属、瑞斯特氏菌属、巴斯德氏菌属、产球菌属、内孢菌属、副锤形菌属共20属(G+14属，G-6属)。仔猪断奶15天后，盲肠和结肠的双歧杆菌分别为6.62±0.56、7.72±0.35,乳杆菌为8.55±0.10、9.10±0.32,肠球菌为8。58±0.16、9.55±0.59,梭菌为8.33±0.43、9.19±0.34,类杆菌为5.66±0.67、6.35±1.03,大肠杆菌为6.12±0.65、6.67±0.57,沙门氏菌为5.49±0.44、6.06±0.24,葡萄球菌为4.43±0.15、4.89±0.75(禹慧敏等,1999)。普通笼养肉仔鸡42日龄时空肠和直肠的大肠杆菌分别为6.93±0.14、7.55±0.21，乳酸杆菌为7.80±0.12、7.71±0.06(张日俊等,1999b)。　(5)粪便：粪便中的所有细菌来自消化道的不同部位。粪便中细菌的平衡关系并不能反映消化道中不同生态系统中细菌总的自然平衡关系，而较类似于下消化道部位即盲肠和结肠中的平衡关系。在消化道中，除了细菌之外，还必须加上原生动物(个体大而数量少)、酵母、支原体或相近的微生物、大量的噬菌体(从溶源菌细胞中释放出来的)、还有肠病毒。因此，人类已对对消化道微生物菌群已经有了深刻的认识。2消化道菌群与动物的代谢关系近年来通过无菌动物与悉生动物的模型进行的研究表明，正常微生物的确参与了宿主的营养素的消化、吸收与合成。超微结构研究表明，肠道正常微生物群与肠粘膜上皮细胞是密切接触的，说明微生物与宿主细胞基本融为一体。代谢是指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程，是生物活动的基本动力，也是细菌的基本特征之一。细菌代谢也是分解与合成两个过程，即它一方面从外界摄取营养物质，在细胞内经过各种化学变化，把这些物质变为细菌本身的组织，另一方面细菌的组织又不断分解为不能再利用的物质排出体外。新陈代谢过程包括营养物质的消化、吸收、中间代谢以及代谢产物的排泄等阶段。2.1菌群对能量和脂类代谢的调控2.1.1菌群与能量代谢Williams(1987)认为，由于在母猪日粮中添加细菌培养物或酵母培养物，刺激了后肠的发酵，从而导致挥发性脂肪酸产量和细菌发酵终产物增加，这样就可为母猪多提供30%的能量需要，结果提高了母猪的养分利用率和产奶量。脂肪分解菌在动物和人的消化道中均有发现。这类细菌的存在可能不利于动物吸收饱和与非饱和脂肪酸。试验证明，无菌大鼠比普通大鼠能更好地吸收脂肪。无菌鸡对脂肪的消化率也高于普通鸡。在研究抗生素的试验中发现，在卫生条件恶劣的环境中，在饲料中添加抗生素，可促进脂肪酸的吸收。如果给无菌鸡接种粪链球菌和魏氏梭菌则产生对高级饱和脂肪酸的吸收不良。还有证据表明，乳酸菌类具有将胆固醇转化为粪固醇的作用，这有可能会影响动物的胆固醇代谢。看来，微生物对脂肪的作用与微生物的种类有关。张日俊等(1999)以肉仔鸡为试验动物，分别给1～6周龄的肉仔鸡饮用由乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌组成的微生态制剂——益生康，结果表明，随水饮用0.1%和0.2%组鸡的血清脂肪酶活性显著高于对照组(p<0.05)，而且0.2%组的酶活高于0.1%组；与此相反，血清中的总胆固醇和甘油三酯含量以及腹脂率均随益生康用量的增加而降低，均与对照组差异显著(p<0.05)。这是因为脂肪酶具有自动寻找体内多余脂肪并进行分解的特性，进而将其降解为脂肪酸和甘油，并抑制脂肪的合成。通过上述途经提高了鸡体内脂肪的沉积。这里脂肪酶活性的提高与微生物分泌的脂肪酶和通过酸化作用提高体内脂肪酶的活性有关。在作者进行的另一个试验中，也发现益生康对脂肪代谢有显著的作用。试验将6周龄的肉仔鸡分成3组，分别为对照组(日粮浓度为3100大卡/kg)，高能组(有7%的大豆油，日粮能量浓度为3300大卡/kg)，高能+益生康饮水组(3300大卡/kg)。结果表明，高能组鸡(对照组)拉稀不止，粪稀如水，奇臭无比；高能+益生康组则不再拉稀，且粪便成形；从体重来看，高能+益生康组显著高于高能组(张日俊，1999c)。这个试验说明，微生态制剂-益生康能明显提高脂肪的的吸收和利用率。2.1.2菌群与脂类代谢无菌动物研究证明，微生物对肠道的脂质(lipid)与固醇类(sterol)的代谢起着重要的作用。肠道微生物可通过直接作用于食物脂质和内源脂类，或间接改变胆固醇和其主要衍生物——胆盐的代谢，消化道菌群也可以参加脂类代谢。胆固醇和胆盐存在着肠—肝循环，在其通过肠道时就暴露于菌群的作用。菌群活动生成了大量的胆固醇代谢物，其吸收方式不同于胆固醇。总的来说，无菌大鼠所分泌的胆固醇量少于普通动物所分泌的胆固醇和细菌代谢物之和,即利用多，排出少。胆囊所分泌的胆酸盐也受菌群的多种作用，其代谢物是可再吸收的，其中有些对机体有毒性，但可通过肝脏解除。总的来说，无菌大鼠胆和肠中胆酸盐多于普通动物，因此，有人假设：对于消化来说，胶体分子团的形成是一个重要的途径，它在很大程度上取决于菌群的性质。实际上，已证实脂肪物质的消化依赖于菌群的存在。普通动物(如大鼠、兔子、鸡)对脂类，特别是富含饱和脂肪酸的脂类物质的吸收较弱。普通小鸡对含6%动物油脂食物的消化利用系数为70%，同种无菌小鸡则为85%。无菌大鼠较普通大鼠能更好地吸收不饱和的与饱和的脂肪酸。这两种动物大便内的脂肪酸类型是不同的。无菌动物只含有正常在组织内的脂肪酸，但普通动物比较复杂，包括细菌来源的侧链脂肪酸。一个明显的特点是，无菌动物亚油酸高、硬脂酸低，而普通大鼠这个关系正相反。尽管尚未分离出能将亚油酸转化为硬脂酸的菌，但在试管内已证明有许多菌的混合物具有此种转化作用。已确定优杆菌有这种转化作用，亦已证明链球菌与因饲喂高蔗糖饲料而发生的鸡的脂质吸收不良综合征有关系。这种综合征在无菌鸡中可通过饲喂粪链球菌再出现，即粪链球菌阻碍脂肪的利用。微生物影响胆固醇和胆汁酸的代谢(如图1所示)。无菌动物大便内的固醇成分与普通动物的也不同。无菌大鼠的大便含胆固醇和未变化的食饵性固醇，而普通大鼠大便则含有如粪固醇等的氢化衍生物。能够把胆固醇转化为粪固醇的细菌可以从大鼠盲肠内分离出来，如优杆菌(Eubacteriumsp.)就绝对需要胆固醇及其有关化合物。分泌到肠道内的胆汁酸是抱合型(conjugatedform)的。在无菌动物肠道内这种胆汁酸无变化地混入大便内，而在普通动物肠道则被脱抱合型和脱羟基或发生其它变化。梭菌、链球菌、类杆菌、双歧杆菌、韦荣氏球菌、乳杆菌、优杆菌、链条杆菌(catenabacterium)、枝杆菌(ramibacterium)、丁酸杆菌(butylbacterium)、产碱杆菌与变形杆菌、穿透梭菌(clostriumperfringens)等已被证明在悉生动物体内有胆汁脱抱合作用。胆固醇和胆汁酸存在着所谓的肠肝循环，因为它们由胆管分泌到肠道，并沿着肠道再吸收(图1)。在无菌动物，这些化合物不被细菌改变，因而比较易吸收。体内总胆固醇易增高，一方面因为未改变的胆固醇数量大，另一方面随着胆汁酸的增加反馈抑制组织内胆固醇分解代谢。因此不论肝脏或血清内的胆固醇水平，无菌大鼠均较普通大鼠要高。优杆菌可使胆固醇向粪固醇转变，但不影响血清和肝脏中胆固醇的水平，而梭菌可使无菌大鼠的胆固醇向普通水平转变，无粪固醇及其衍生物的排出。无菌鸡的胆固醇只比普通鸡多少高一些，有人认为这是因为普通鸡胆道微生物的负反馈作用所致，即抑制了胆固醇的合成。2.2消化道菌群对碳水化合物代谢的影响2.2.1消化道菌群利用糖类的主要途径碳水化合物主要由碳、氢、氧元素组成，少数含有磷、氮或硫元素。CHO通常分为两大类，即糖类和非糖类。植物性饲料中大部分是多糖类，是由许多个葡萄糖分子组成的碳水化合物，包括淀粉、糖元、纤维素、半纤维素、木质素和果胶它们是大分子化合物，是宿主不能直接消化的物质，它们的消化与肠内菌群有重要关系。经过肠内菌分泌的酶类的作用，使这些大分子物质变成小分子的葡萄糖后，才能被吸收。很多肠内细菌不仅对单糖和双糖，而且对寡糖、多糖、糖苷、糖醇等糖类也具有酵解能力。这些双糖类以上的高分子糖类以及糖苷，由于肠内菌产生a-糖苷酶、b-糖苷酶、半乳糖苷酶以及葡萄糖醛酸酶而进行分解，其对糖类的分解主要通过以下途径中的一种或数种进行代谢：①双磷酸己糖降解途径(糖酵解，EMP途径)；②单磷酸己糖降解途径(磷酸戊糖，HMP途径)；③2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途径(糖类厌氧分解，ED途径)；④磷酸解酮酶途径。许多菌群采用EMP途径生成乳酸，或采用HMP与EMP途径。革兰氏阴性菌等许多细菌采用ED途径，而在需氧菌中分布较少，其分解产物为丙酮酸，进一步分解为CO2和乙醇。少数细菌进行异型乳酸发酵时磷酸解酮酶途径，某些细菌如乳酸杆菌属中的某些菌种，在葡萄糖磷酸化后，将它氧化生成6-磷酸葡萄糖酸，再经一系列变化，最后生成乳酸和乙酸(或乙醇)。对糖类的发酵情况是细菌的一种重要特性。宫木和森下(1976)研究表明，多形拟杆菌、普通拟杆菌、青春双歧杆菌、产生消化链球菌、Rumiuococcusgnavus均能利用五糖(包括阿位伯糖、木糖)，多数肠道菌能利用六糖(葡萄糖、半乳糖)和二糖(蔗糖、乳糖)，少数细菌能利用寡糖(蜜三糖、松三糖、霉菌赤鲜醛糖)、糖醇(甘露醇、山莉糖醇)、多糖类(淀粉、菊粉)、糖苷(七叶苷、苦杏仁苷)。瘤胃微生物是构成了反刍动物的重要消化器，如果其中的微生物死亡，则其生命将受到危及。多数细菌能消化反刍动物日粮中主要糖类，特别是多糖类(如纤维素、半纤维素等)的一种或多种作为生长的能量来源，产生一些重要的发酵产物，如挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、戊酸)和CO2等，多种瘤胃细菌发酵糖产生乙酸、CO2，少数细菌亦能分解丙酸、丁酸产生乙酸和CO2，瘤胃细菌也能产生琥珀酸、乳酸、甲酸、氢和乙醇等产物。2.2.2肠道微生物分解淀粉产生葡萄糖或双糖(如麦芽糖等)，促进宿主对养分的高效利用无论人的食品或是动物的饲料中，均含有大量的淀粉，因此淀粉的利用直接影响到人或动物对碳水化合物营养的利用程度。淀粉是D-葡萄糖通过a-(l，4)糖苷键连接而成的一种大分子物质。淀粉有两大类，一是直链淀粉，另一种是枝链淀粉。植物淀粉有直链和枝链两种。动物淀粉(糖原)，都是枝链淀粉，只不过分子量更高、分枝多而短。细菌产生的淀粉酶有几种，在饲料中起作用的主要有a-淀粉酶和糖化酶，其分解淀粉的方式也不同：(1)液化型淀粉酶(又称a-淀粉酶)：放线菌、霉菌、部分地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌等能产生此型酶，可将淀粉水解为麦芽糖或其它双糖等；(2)糖化型淀粉酶：肠内的乳杆菌、双歧杆菌、链球菌、拟杆菌、梭状芽胞杆菌等菌属的一部分菌种具有此型分解淀粉的酶，能将淀粉水解成麦芽糖或葡萄糖。a-淀粉酶为内切酶，将淀粉大分子水解成易溶解的中等和低分子物质；糖化酶则是将被a-淀粉酶水解成的中等和低分子物质如线性寡糖、双糖和糊精等进一步水解成葡萄糖，被动物所利用。糖化酶为内切酶，其活性的高低直接影响到动物的生长。普通动物通过肠道菌群的发酵以回收粗纤维及非淀粉多糖(NSP)。澱粉對豬而言為容易吸收之營養分子，其吸收多發生於小腸(迴腸)，脂肪酸亦類似。唯有纤维素及NSP是单胃动物消化系統無法分解的成份，必須借助结肠部位的菌群進行发酵作用、或分泌外源性消化脢，才能分解並吸收。而无菌动物不能有效利用可溶性碳水化合物，而普通动物则能正常利用。如，已经证明无菌动物可合成利用食物中可溶性碳水化合物的双糖酶，但该酶似乎无法完全分解复杂食物中的淀粉，如在无菌小鸡的盲肠中还含有大量未消化的淀粉颗粒，并含有内源淀粉酶作用所产生的不能为动物所吸收的物质。利用蛋白质限量的半合成食物，无菌动物接种可分解淀粉的乳杆菌而成为单菌动物，由于乳杆菌在消化道中改善了食物淀粉的作用，从而明显地提高了单菌小鸡的生长速率。猪在接近结肠的部位存在复杂的菌群，能够分解在上消化道中尚未消化的残余的碳水化合物，从而产生挥发性脂肪酸，并被宿主吸收利用，大肠中残余营养物的回收利用率受到了诸如CO2、H2、甲烷等气体的限制。如果大肠易发酵而又难吸收的糖(如乳糖)的过度积累，将会引起微生物的相变，并出现病理学变化。单胃动物的盲肠中，微生物可向宿主提供25~35%的因为细菌酶降解多糖而产生的营养物质。英国Rowett研究所的一项综合性研究证实(Hotten,1988),芽胞属杆菌具有可降解许多植物性碳水化合物的酶的活性。Thormburn等(1965)在研究鸡盲肠消化碳水化合物的能力时发现，去盲肠鸡对小麦、黑麦、燕麦(带壳)干物质的总消化率显著低于正常鸡，而且个别鸡的纤维素消化率也略低于正常鸡。可见，胃肠道微生物的存在有利于动物更好地利用碳水化合物，并能提高食物或饲料的消化率。但也有证据表明，肠道微生物在糖类代谢中的负面影响。有人证实，肠道中能被动物吸收的碳水化合物也容易因肠道革兰氏阳性菌的发酵作用而被破坏(March,1967)。这提示，某些肠道微生物存在营养竞争，而另外一些微生物则能促进营养素的消化吸收，而这正是营养微生态科学工作者应当努力研究的方向——即利用微生物调控营养代谢。　胃肠道菌群可分为三大类，其中颗粒结合群可与饲料中的液体部分相结合，产生消化酶，从而提高食物或饲料利用率(Hotten，1988；Chen,1986)。如芽孢杆菌类(如枯草芽孢杆菌)具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性，能分解淀粉等多糖以及核酸和脂类(Madigan,1997)。乳酸杆菌属和链球菌主要利用葡萄糖产生乳酸、丙酸、乙酸，在家畜饲料中添加芽孢属杆菌使空肠内容物pH值下降(Ahrens,1987),这对新生儿或新生仔畜是十分有益的。胃肠道酸化同时会影响内源性胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧肽酶、淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖酶和乳糖酶等的功能，进而影响日粮总的消化率，最终影响动物生长和饲料转化率(Kidder等，1978)。但幼龄动物胃酸分泌不足，胃肠道pH常常偏高，不利于上述消化酶的激活，如水解淀粉是淀粉酶在pH6.5时发生水解，而葡萄糖淀粉酶分解糊精是当pH变为4.4时才发生。因此，酸化作用在未成熟动物、幼龄动物或幼儿的消化道中使生产的低水平提高，有助于消化过程。2.2.3细菌对纤维素和半纤维素的利用　纤维素的利用在反刍动物或单胃动物（如人、猪、禽等）的后肠营养中十分重要。能利用纤维素生长的细菌均具有，如C1酶、Cx酶和纤维二糖酶等。常见的纤维素分解菌有粘细菌、梭状芽胞杆菌、产琥珀酸拟杆菌、丁酸弧菌以及瘤胃中的一些分解纤维素的菌。纤维素是构成植物细胞壁的成分，是由D-葡萄糖通过b-(1，4)糖苷键连接而成的大分子化合物，可在纤维素酶在作用下，一个一个地切断b(1，4)糖苷键生成葡萄糖。纤维二糖酶则是作用于纤维二糖，生成葡萄糖，如下式所示。细菌的纤维素酶位于细胞膜上，已观察到它们分解纤维素时，细菌需要附着在纤维素上，从外部开始分解。植物细胞壁里还有半纤维素，它的结构与组成随植物种类或部位的不同有明显不同。最常见的半纤维素是木聚糖，在草本或木本植物中均广泛存在。由于半纤维素的组成类型很多，因而分解它们的酶也各不相同。半纤维素主要经细胞外水解过程释放出木二糖，再由细胞内木二糖酶水解为木糖。一般能水解纤维素的细菌也能利用半纤维素，但某些能利用半纤维素的细菌却不能利用纤维素。2.2.4肠道微生物对果胶的利用果胶是构成高等植物细胞间质的主要成分，它是由D-半乳糖醛酸通过a-(1，4)糖苷键连接起来的直链高分子化合物。果胶分解的最后产物为半乳糖醛酸。半乳糖醛酸最后进入糖代谢途径被分解成VFA并放出能量。细菌中如芽胞杆菌、梭状芽胞杆菌、栖瘤胃拟杆菌以及溶纤维拟杆菌等均具有分解果胶的能力。2.2.5肠道微生物发酵产生短链脂肪酸短链脂肪酸又称挥发性脂肪酸，一般在消化道内见到的主要挥发性脂肪酸有醋酸、丙酸、丁酸。短链脂肪酸是草食动物的前胃发酵以及所有动物的下部消化道(主要在大肠)的发酵而产生的。另外，在大肠内由于肠内细菌如拟杆菌、真杆菌、梭菌、革兰氏阳性球菌等厌氧性菌的作用使蛋白质分解和继续脱氨基反应而产生的。大肠发酵的物质主要是食物纤维等的未消化多糖，糖经过细菌酶的分解产生中间代谢产物丙酮酸，再继续分解变换为主要终末产物的醋酸、丙酸、丁酸等。各种动物的大肠内容物以及粪便中短链脂肪酸的浓度不同。单胃动物大肠内存在的醋酸、丙酸、丁酸的浓度大约是1：0.3：0.5。另外，短链脂肪酸浓度在大肠(从盲肠到直肠)和肠内容物中的部位(肠内容物的中心和靠近肠粘膜部分)是不同的，而且在1日内也有变动。反刍动物的前胃发酵产生的短链脂肪酸大部分作为能源被消耗，而单胃动物从大肠吸收的短链脂肪酸作为能量的来源也不应忽视。另外，前胃以及大肠吸收的短链脂肪酸有一部分也能形成为脂质合成的主要前驱物。2.3消化道菌群对蛋白质代谢的影响2.3.1蛋白质分解蛋白质是由许多氨基酸通过肽键连接的大分子化合物。分解过程大致有两步，一是在蛋白酶作用下分解成多肽，二是在肽酶作用下分解成氨基酸。蛋白酶能选择性地水解蛋白质分子内部的肽键，形成各种短肽。如枯草杆菌能产生明胶酶与酪蛋白酶，进而水解明胶与酪蛋白，而大肠杆菌则不能。2.3.1.1几乎所有细菌都有肽酶，而具有蛋白酶的细菌则较少。据报道，水解蛋白质的细菌有变形杆菌、梭菌、芽胞杆菌、假单胞杆菌等，而大肠杆菌只能分解蛋白质的降解产物。如嗜热脂肪芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌等都能产生碱性或中性或酸性蛋白酶(张日俊,2000)。肽酶(又称外肽酶)是专一作用于肽键水解酶，每次水解出一个氨基酸。根据肽酶的作用部位不同分氨肽酶和羧肽酶。蛋白质及其降解产物常作为细菌生长的氮源或生长因子等。在某些情况下也可以作为机体的能源，如某些氨基酸可作为在厌氧条件下生长的梭状芽胞杆菌的能源物质。氨基酸脱氨以后转变成不含氮的有机物再被进一步氧化后放出能量。消化道细菌可分解存在于消化道的、不管是来自食物或来自宿主本身组织的所有氮化物，而且它们还可合成大量的可被宿主再利用的含氮产物。不过，单胃动物中细菌对氮素的再利用意义较小，因为细菌主要生长在消化道吸收区域(小肠)之后的部位。而在反刍动物，菌群主要集中在吸收区域之前的瘤胃。2.3.1.2成年普通动物细菌细胞代谢物的再利用是内源氮素再循环的一种经济方式。大量研究证明，单胃动物中细菌的活动大大改变了盲肠的含氮分子数量，也改变了氮素的分泌途径。如无菌动物的盲肠和粪便比普通动物具有更多的可溶性氮化物，如尿酸、尿素、已糖胺、游离氨基酸等。肠道微生物具有使蛋白质降解的分解代谢过程，而且能够利用氨合成蛋白质。这种代谢过程，对反刍动物宿主的氮营养是非常重要的。这个代谢过程如图2所示。2.3.1.3消化道菌群的外源酶可补充机体内源酶的不足，特别是在幼龄动物更为明显。如细菌蛋白酶可增强宿主消化酪蛋白的胰蛋白酶的活性，细菌尿酶分解尿酸方面起主要作用。一般来讲，与普通动物相比，无菌动物具有更为大量的由动物自己产生的主要酶类，这可能是因为不存在由细菌蛋白酶所进行的这些酶蛋白质的降解。2.3.1.4肠道菌群直接参与某些氮化物的代谢。如某些乳杆菌，因为具有一种最适pH为3.0的尿酶，故可在胃中分解尿素。盲肠中尿素的分解则由其它尿素分解菌进行，如放线杆菌或梭菌,其尿酶活性的最适pH为7.0，也有些细菌，如拟杆菌，可在体外产生活力较高的尿酶，但在体内却无尿酶活性存在。牛的瘤胃内有大量的氨基酸被分解成氨，而氨又作为细菌含氮化合物的主要来源，最终生成菌体蛋白。牛链球菌氨的结合是通过磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸联结的谷氨酸脱氢酶的作用。该菌也含有天门冬酰氨合成酶，它的催化作用是自氨、天门冬氨酸和ATP产生天门冬酰氨。上述代谢说明，微生物在氮的代谢上是重要的方面。无菌鸡较普通鸡排出更多的内源性氮。两种鸡排泄物氨基酸的比较指出，微生物能降解氨基酸形成氨。这种氨可进入再循环和为宿主合成氨基酸再用。最近只用含必需氨基酸的食物研究证明，普通鸡能利用食饵性尿素，而无菌鸡则不能。这说明细菌尿素酶分解尿素产生的氨可以被吸收，并用于氨基酸的合成，在蛋白质不足的情况下，肠道菌的活动在氮转化上对宿主更为有益。普通大鼠较无菌大鼠更能忍受饥饿，就是一个有力证据。肠道微生物固氮的可能性得到广泛的重视。Oomen在1970年报道，新几内亚的土著人只吃一种含氮极低的甜薯(sweetpotato)，但却有良好的健康状态和正氮平衡。这个现象被认为是肠道微生物有固氮能力所致。经研究证明，在人、猪、豚鼠肠道内含有克氏菌种(Kleebsiellaaerogenes)，其培养物有固定空气氮的作用。一般认为肠道菌固氮主要发生在宿主对蛋白质的饥饿状态下。蛋白质是由若干个氨基酸经肽键连接而成的具有生物活性的大分子物质，是体组织、功能物质和组织更新修补的重要成分，也可供能或转化为糖或脂类。单胃动物的肠道微生物对蛋白质的代谢具有双重作用。一方面肠道微生物具有分解蛋白质的能力，甚至可分解几乎所有的含氮化合物。有报道证明，在肠道微生物菌群的作用下，普通鸡消化道后部蛋白质与氨基酸的含量明显低于无菌鸡。另一方面，肠道微生物又具有利用氮源合成氨基酸和蛋白质的能力。在常规家兔和无菌家兔的比较实验中，无菌家兔盲肠内容物和软粪中的蛋白氮约占总氮的30%，而在禁止食粪的常规家兔盲肠内容物中这一比例为66%，软粪中为80%，这证明细菌在盲肠中合成了蛋白质。张日俊等(2000)利用有益微生物在体外对常规肉仔鸡饲料进行连续发酵，共5天，结果其总氨基酸含量随着发酵天数的增加而增加，在发酵的第1、3、5天分别增加了8.05%,13.58%和16.3%，在测定的18种氨基酸中，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、精氨酸、酪氨酸、缬氨酸和色氨酸的增加超过20%，差异显著(P<0.05),其他氨基酸的增加介于10~20%。还有试验发现，普通鸡能利用尿素，而无菌鸡则无能为力，这证明细菌尿素酶分解尿素产生的氨可被利用，用于氨基酸的合成。此外，排泄于肠道和泄殖腔中的尿素氮，也可通过肠管逆蠕动，转移到盲肠，由盲肠微生物分解，进入再循环。关于这两种作用在单胃动物营养中的意义，目前尚难定论。一般地认为，在日粮中的氮可以得到充分的利用。但在日粮蛋白质较为充分(氮正平衡)或低质蛋白较多时，饲料中会有较多的含氮物质被肠道微生物分解，形成大量的氨或胺，对动物造成毒害。有些微生物如革兰氏阳性的乳酸杆菌、双歧杆菌几乎不分解氨基酸。益生康能显著增加血清中总蛋白、球蛋白的含量(p<0.05)，也能增加鸡体内蛋白质的沉积，这对鸡体是十分有益的(张日俊等，1999a)。当动物饲粮处于低蛋白质或低赖氨酸条件下由于肠内菌的存在，能改善宿主的生长。有报道，当给与低赖氨酸饲料时，普通鸡较无菌鸡增重多，但是给与低蛋白质饲料或低赖氨酸饲料时，肠内菌群没有变化。当摄取低蛋白质饲料条件下，肠内菌的性质发生了变化。如在摄取低蛋白质饲料鸡的肠内细菌，在氨培养基上的生长情况表明，摄取低蛋白质饲料鸡比摄取适宜蛋白质饲料鸡的氨利用菌的比例大，也就是摄取低蛋白质饲料鸡的肠内菌大部分能够利用氨态氮。2.3.2微生物对氨基酸的分解和氮素循环的影响有不细菌能够分解氨基酸，但菌种不同分解氨基酸的能力也有差异，如大肠杆菌、粪链球菌、腐败性梭状芽胞杆菌、产气杆菌、变形杆菌等都有氨基酸的脱羧作用，而乳杆菌、链球菌、葡萄球菌、假单胞杆菌等一般没有这种作用。细菌分解氨基酸主要通过以下两个途径。①脱羧作用　此种作用是细菌的氨基酸代谢的最初反应。许多细菌细胞内具有氨基酸脱羧酶，它可以催化氨基酸脱羧生成有机胺。有机胺在胺氧化酶作用下，放出氨生成相应的醛，醛再氧化成有机酸，最后按脂肪酸的β-氧化的方式分解为机体生长必要的能量与小分子化合物。在厌氧条件下胺被无氧分解生成各种醇和有机酸。氨基酸脱羧酶具有高度的专一性，一般是一种氨基酸由一种氨基酸脱羧酶来催化它的分解。脱羧酶以磷酸吡哆醛作为辅基，大多是诱导酶。②脱氨作用　氨基酸的脱氨作用，由于细菌的类型、氨基酸种类与环境条件不同，脱氨的方式又有不同，但不论哪种脱氨方式，最终产物都合成氨。与脱氨有关的酶称为脱氨酶。脱氨作用按方式不同分为以下几种：氧化脱氨作用：此种脱氨作用只有在有氧情况下才能进行、而专性厌氧菌，如梭菌等便没有氧化脱氨作用。氨基酸在有氧条件下脱氨生成氨与a-酮酸。催化脱氨的酶有两种，一类是氨基酸氧化酶，另一类是氨基酸脱氢酶。前者的专一性不强，一种氨基酸氧化酶往往可以催化多种氨基酸的分解。还原脱氨：在厌氧条件下氨基酸经过还原脱氨方式转变成有机酸和氨。有机酸可作为能源被利用。某些专性厌氧的细菌，如梭状芽胞杆菌在厌氧条件下生长时，可以进行还原脱氨。水解脱氧：氨基酸经水解产生羟酸与氨，羟酸经脱羧生成一元醇或氨基酸在水解过程中同时伴有脱羧过程，生成一元醇、氨和CO2。一元醇经氧化生成一元酸，再按脂肪酸分解方式，分解和放出能量。不同氨基酸经水解脱氨生成不同的产物，如粪链球菌使精氨酸水解脱氨生成瓜氨酸，大肠杆菌和变形杆菌水解色氨酸生成吲哚、丙酮酸和氨。大肠杆菌、枯草杆菌水解半胱氨酸生成丙酮酸、氨和硫化氢。不饱和化脱氨：生成不饱和的脂肪酸和氨。细菌对氨基酸的作用虽有差异，但是很多细菌能利用氨基酸代谢。如反刍月形单胞菌、埃氏巨球形菌、牛链球菌、溶纤维丁酸弧菌、啮齿真杆菌以及消化道内其他的细菌都能利用氨基酸。消化道后段生成的氨，来源于氨基酸的脱氨基反应、尿素的分解以及细菌细胞的自身融解。在猪消化道中盲肠脱氨基反应最高，胃和直肠最低。另外，脱氨基反应的活性由于氨基酸的种类不同而有差异，谷氨酸脱氨基反应达96%，而L-赖氨酸仅是8.7%。肠内氨有2条途径被再利用。一是肠内生成的氨通过肠道进入肝，在肝内通过尿素循环氨被解毒，形成尿素。此尿素一部分被转换成尿排出体外，另一部分尿素通过肠肝循环又进入肠内，经肠内尿素酶作用变成氨。据报道，肠内最优势菌的发酵乳杆菌、产气真杆菌、多酸拟杆菌等有强的尿素酶活性，肠内另一部分氨由于谷氨酸脱氢酶作用转变为谷氨酰胺，继而由于氨基转换酶作用转换为非必需氨基酸的氨基，再进一步成为形成蛋白质的氨基酸源。二是肠内的氨作为肠道菌的菌体氨基酸源被利用，合成菌体蛋白质。据报道，猪肠道优势菌中，尤其是拟杆菌、月形单胞菌、螺旋体、真杆菌、梭状芽胞杆菌、肠杆菌、链球菌等均能很好利用氨。2.4肠道微生物的维生素合成作用消化道菌群的维生素合成作用经常被认为是菌群所具有的主要的积极作用之一。有时候单细菌的维生素合成就可满足动物的需求。无菌大鼠很易出现由缺乏维生素K而引起的出血。在普通大鼠中，即使在食物中去掉了该维生素也不易见到该症状。普通大鼠在食物中不存在维生素B12的情况下仍可繁殖6代，而无菌动物在第一代时由于生殖问题而出现死亡，而且其症状同普通动物中人为地出现B12缺乏症毫无相象之处。有些维生素，如硫胺素(B1)或泛酸，单靠菌群合成并不能满足宿主的需求，可能是产量不足，这也可能是其形式或合成的部位不能为宿主所吸收、利用。肠道微生物能合成维生素K及维生素B复合体已是肯定的事实。对无菌大鼠，如果给予无维生素K的饮食，很快发生典型的出血性综合征，而相应的普通大鼠不但凝血时间正常，而且一般状态良好。无菌动物转为普通动物或无菌动物饮食中加上维生素K，出血症状立即消失。自然产生的维生素K比人工合成维生素K，对维生素K缺乏症的治疗更有效。肠道内脆弱拟杆菌和大肠杆菌能合成维生素K。在口腔和肠道内的细菌如乳杆菌、链球菌、细球菌、类白喉杆菌、类杆菌、大肠杆菌类与变形杆菌等试过的菌种，只有大肠杆菌与类八叠球菌(sarcina-likeorganism)具有治疗无菌动物因在饮食中未给维生素K所致的出血症的作用。反刍动物、家兔、豚鼠如饲料中无B族维生素不会产生缺乏症，因其肠道菌群可以合成。在普通鸡的盲肠内有一些微生物能合成硫胺素，吡哆醇、核黄素、泛酸、生物素、叶酸、烟酸及B12,但除叶酸外，鸡不能利用这些维生素，除非食粪(coprphagy)。根据对悉生大鼠的研究证明，细菌合成的叶酸也可直接吸收。用产碱杆菌、变形杆菌或大肠杆菌单联的悉生大鼠，既使阻止食粪，也可防止缺乏症出现。但是，根据同位素标记证明，VB12及硫胺素很少为宿主直接吸Savage(1977)估计，盲肠中的微生物活动可提供动物营养需要量的25~35%，但Savage(1986)又指出，虽然微生物可为宿主动物提供少量的某些维生素、能量和氮，但这可能对动物组织的营养并没有重大意义。双歧杆菌类能产生乳酸，在一定程度上能抑制病原菌，提高抗感染能力，但稳定性较低，肠道内繁殖速度较慢。但它能合成B1、B2、B6、B12、烟酸和叶酸等多种维生素，并能控制内毒素血症(Wakiguchi,1985)，增强食物消化的能力2.5消化道菌群对矿物元素代谢的影响无菌大鼠肾中由柠檬酸钙组成的结石频率较高。这个观察说明菌群对于某此无机盐代谢的重要性。现已证明无菌动物尿中钙和镁的分泌量上升，而磷则下降，这同所有研究过的无菌动物骨骼的矿化的增加是相关的。无菌动物盲肠中钠和氯含量较多，K含量较少，而血液、肝脏、脾等器官中的Fe浓度较低。菌群对于矿物质吸收的作用可能是由于菌群可产生能同矿物元素结合，并形成较易被吸收(如Fe)或不能被吸收(如Mg、Ca)的复合物。有些细菌代谢的毒性产物也可使矿物元素(Ca、Mg)主动运输系统失活，通过对消化道形态学、胆酸盐的性质和不溶性油脂产生的作用的研究表明，微生物也可对矿物元素的吸收起一个间接的作用。另据Pagan(1989)研究表明，酵母可提高单胃动物对磷的利用率。酵母能在消化道后段存活，并可促进植酸酶的产生(Lyons，1991)。此外研究还表明，某些活酵母细胞可以通过胃的酸性环境，在肠道中仍保持活力。因此，用可在小肠、大肠和盲肠中保持活力的酵母菌株培养，将其培养物添加剂用于单胃动物，效力明显好于其它菌株(Lyons,1991)。有人报道，微生物在肠道产生的有机酸是一种螯合剂，能促进后肠中钙、磷等矿物质的吸收。双歧杆菌能大量产酸，可促进各种矿物质如Ca、Fe、Mg、Zn的吸收利用，也能降低血清胆固醇和甘油三酯。近些年来，我国和不少发达国家，如美、法、德、日、芬兰等国家用酿酒酵母或葡萄汁酵母来作为富集多种微量元素铁、锌、铬、硒等的载体。通过酵母对微量元素的富集，使部分微量元素进入一系列蛋白质，形成如金属硫蛋白、多糖络合物、硒胱氨酸、硒蛋氨酸、锌蛋氨酸、锰蛋氨酸等，可显著提高动物对微量元素的吸收利用率。2.6、肠道微生物对酶活及酶合成的影响前文阐述了肠道微生物对碳水化合物、脂类、蛋白质、维生素和矿物质等代谢的影响，这些过程都有酶的参与。因此，实质上微生物的分解和合成代谢过程中都是在酶参与下完成的。微生物的酶按其催化作用不同分为三种酶，①水解酶：是各种微生物普遍具有的酶，其作用是促进蛋白质、糖和脂肪等各种有机物的分解，使它们成为小分子量的易溶物质。水解酶的主要作用是破坏碳原子和氧原子或碳原子与氮原子之间的联系。常见的有分解纤维素、半纤维素、淀粉、果胶等的多糖酶；分解麦芽糖、蔗糖、乳糖等的双糖酶；分解蛋白质及其产物的蛋白分解酶以及将脂肪分解为甘油和游离脂肪酸的脂肪酶等。②发酵酶：是将糖类物质分解为简单化合物和产生能量，可起催化作用，其催化作用主要是通过氧化还原反应和磷酸化反应完成的。③呼吸酶：此类酶在微生物呼吸过程中氢和氧的转移上具有重要作用，如脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等。微生物对酶的作用表现在两个方面：酶活性的调节　酶活性的调节是通过改变酶分子的活性来调节代谢速率，它包括酶活性的激活和酶活性的抑制。能够激活酶活性的物质称为激活剂，而抑制酶活性的物质称为抑制剂。①酶活性的激活　最常见的酶活性的激活是前馈激活，常见于分解代谢，即代谢途径中后面的反应可以被该途径较前面的一个产物所促进，如粪链球菌的乳酸脱氢酶活性被前馈物质1-6二磷酸果糖所促进。②酶活性的抑制　酶活性的抑制(包括竞争性抑制)和反馈机制。反馈的含义是指反应链中某些中间代谢物或末端产物对前反应的影响。凡能使反应速度加快的称正反馈，而能使反应速度减慢的称负反馈。末端产物的反馈抑制在合成代谢中是很普遍的，当细胞内某一代谢途径的末端产物过量时，这个末端产物就反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性，使反应停止或减慢，从而避免末端产物积累过多。例如大肠杆菌合成亮氨酸时，异亮氨酸的积累过多就会抑制该途径中的第一个酶—苏氨酸脱氢酶的活性，于是停止合成a-酮丁酸，从而停止合成异亮氨基。又如大肠杆菌中胞苷三磷酸的反馈作用。如果胞苷三磷酸的利用率低，胞苷三磷酸的浓度就会增高，结果出现反馈抑制；如果胞苷三磷酸的利用率高，结果胞苷三磷酸的浓度就降低，于是不出现反馈抑制。(2)对酶合成的调节　酶合成的调节是通过酶量的变化来控制代谢的速率，因此也称为酶量的调节，它包括有两种方式，即酶合成的诱导和酶合成的阻遏。①酶合成的诱导　参与代谢活动的各种酶，有些是细胞所固有合成的，就是不需要某些物质(如底物)的存在而合成的。例如EMP途径中的一些酶，这类酶称为组成酶。另外还有一类酶，在一般情况下细胞内不产生或产生很少，当酶合成时需要某些物质(如底物)的存在，这类酶叫诱导酶。组成酶和诱导酶是一个相对的概念，即同一种酶在这种微生物内是组成酶，而在另外一种微生物内都是诱导酶，如β-半乳糖苷酶在大肠杆菌K1的野生型菌株中是诱导酶，而在该菌的一个突变株中则是组成酶。②酶合成的阻遏　微生物代谢过程中，当代谢途径中某种末端产物过量时除可以用反馈抑制的方式抑制代谢途径中关键酶的活性，减少末端产物的合成外，还可以通过反馈阻遏作用，阻遏代谢途径中关键酶的进一步合成，从而控制代谢的进行，减少末端产物的合成。酶合成阻遏有两种类型，即末端产物的反馈阻遏和分解代谢产物阻遏，前者指代谢途径中末端产物过量积累时所引起的阻遏，后者是指两种碳源(或两种氮源)同时存在时，利用快的碳源(或氮源)阻遏了利用慢的碳源(或氮源)的有关酶合成。总之，微生物代谢中酶的调节有两种方式，即酶活性的调节和酶合成的调节。前者是对已存在的酶的活性进行控制，因此与酶量的变化无关。而后者是通过酶量的变化来控制代谢的速率，也就是通过酶的合成或停止酶的合成来进行代谢调节。从调节效果看，酶活性调节显得直接而迅速，而酶量调节则间接而缓慢，但它可以阻止酶的过量合成，因而节省了生物合成的原料和能量。总之，一般代谢途径中都同时存在酶的活性和酶量的调节方式，因而能够高效而又准确地控制代谢的正常进行。在应用用微生物对酶的调节作用以提高饲料营养的利用率方面有一系列的实证。芽孢杆菌是一类耐高温、耐高压、耐酸性(低pH)的微生物，不论在颗粒或液体状态的饲料中都比较稳定，而且还具有很强的蛋白酶、脂肪酶及淀粉酶活性，从而补充肠道内源酶的不足。陈惠等(1997)报道，用A、B、C三种芽孢杆菌饲喂生长育肥猪(20～90kg)，结果表明A、B、C三组猪的十二指肠和空肠(二者的均值)的a-淀粉酶活(活力单位)分别为9.6±2.3(p<0.05)、6.5±2.4(p>0.05)、3.6±2.3(p>0.05)，均高于对照组(2.7±0.7)，胰蛋白酶(u/mgProt.)分别为0.067±0.05、0.016±0.01、0.018±0.01也高于对照组(p>0.05)。给鲤鱼饲喂微生物添加剂(8801)后，试验组鲤鱼肠道淀粉酶的活性为160酶单位(U)，是对照组(41.6U)的3.84倍，蛋白酶185.6U是对照组(67.2U)的2.76倍，差异显著(p<0.05)(王子彦等，1997)。刘克琳等(1997)也有类似的报道。微生物也可明显提高脂肪酶的活性。张日俊等(1999c)试验证明，给肉仔鸡饲喂益生康可使血清中脂肪酶的活力由对照组的624.5±45.5(U/mg.Prot.)提高到试验组的757.3±53.4(U/mg.Prot.)，差异显著(p<0.05)。用1‰~2‰的益生康饲喂肉仔鸡，能明显提高增重和饲料转化效率，差异显著(P<0.05)，其效果优于添加纳西肽(张日俊，1999c)。益生康或通过其微生物产生的消化酶(蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等)提高了对饲料的消化、摄入和利用率，从而节约了饲料，促进了动物的生长。总之，消化道微生物对蛋白质、能量、脂肪、矿物质、碳水化合物的代谢等有不同的作用，但该方面的研究还欠丰富，有许多工作尚待深入，特别是综合评价某种或某类微生物对各种营养素代谢的影响方面，具有重要的理论意义和实际意义。