徐惠亮 （山東省諸城市畜牧獸醫(yī)管理局 262229）

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動(dòng)物微生態(tài)制劑研究發(fā)展概況

徐惠亮 （山東省諸城市畜牧獸醫(yī)管理局 262229）

鑒于抗生素的負(fù)面效應(yīng)以及人們對(duì)食品安全的日益關(guān)注，使得許多國(guó)家紛紛制定用于禁止抗生素和化學(xué)合成類藥物使用的法律、法規(guī)。限制抗生素的使用后，隨之而來(lái)的問(wèn)題是養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益下降，動(dòng)物疾病增加。為了降低抗生素禁用帶來(lái)的養(yǎng)殖效益的損失，各國(guó)學(xué)者都在尋求抗生素的理想替代品。近年來(lái)，世界各國(guó)對(duì)飼料藥物添加劑替代品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究，已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展。其中微生態(tài)制劑作為飼料添加劑，不僅能夠防病治病，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，而且具有無(wú)副作用、無(wú)殘留、無(wú)污染、不產(chǎn)生耐藥性的特點(diǎn)，是抗生素不可比擬的，是目前研究的熱點(diǎn)。

1 動(dòng)物微生態(tài)制劑的概念及發(fā)展

動(dòng)物微生態(tài)制劑又稱為微生態(tài)調(diào)節(jié)劑（Microecolo-gical modulator）、益生素（probiotics）等，是在微生態(tài)理論指導(dǎo)下，利用動(dòng)物體內(nèi)有益的、活的正常微生物或其促生長(zhǎng)物質(zhì)經(jīng)特殊工藝制成的制劑，具有補(bǔ)充、調(diào)整和維持動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡，達(dá)到防治疾病、促進(jìn)健康及提高生產(chǎn)性能的作用。

隨著動(dòng)物微生態(tài)理論的研究和應(yīng)用，研究者們發(fā)現(xiàn)，微生態(tài)制劑不但具有治病防病的效果，而且還具有增加動(dòng)物的采食量、促進(jìn)生長(zhǎng)、提高增重的作用。1984年，何明清等應(yīng)用“促菌生”治雛雞白痢中，除觀察到治療效果達(dá)92.84%外，同時(shí)發(fā)現(xiàn)“促菌生”能明顯促進(jìn)雛雞的采食量和提高增重[1]。這一試驗(yàn)結(jié)果啟發(fā)了何明清教授進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)微生態(tài)制劑，何教授于1987年首先研制成功8701、8801、8901等畜禽魚(yú)微生態(tài)制劑，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)動(dòng)物微生態(tài)制劑的研究先河。在此以后，新的微生態(tài)制劑陸續(xù)問(wèn)世，并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，如HB-增菌素(北京營(yíng)養(yǎng)源研究所，1991)、復(fù)康生(薛恒平等，1992)、SL-益生素(馬桂榮等，1994)、益樂(lè)寶、康源菌歧等。目前我國(guó)微生態(tài)制劑的年使用量也已達(dá)到1000t以上（2004）。

2 動(dòng)物微生態(tài)菌種及制劑種類

1999年6月，我國(guó)農(nóng)業(yè)部公布枯草芽孢桿菌、納豆芽抱桿菌、嗜酸乳桿菌、啤酒酵母等12種可直接使用的飼料級(jí)微生物添加劑菌種。此外，在國(guó)內(nèi)外還陸續(xù)有新的應(yīng)用菌種的報(bào)道，如環(huán)狀芽孢桿菌(Bcirculans)、堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌(B.firmus)、巨大芽孢桿菌(B.megaterium)、丁酸梭菌(Clostridium butyicum)、芽孢乳桿菌(L.sporognes)等。根據(jù)種類不同，在飼料中使用的微生物菌種，可分為乳酸菌類、雙歧桿菌類、光合細(xì)菌類、真菌類、芽孢桿菌類等幾類[2,3]。

研制微生態(tài)制劑的關(guān)鍵技術(shù)是篩選優(yōu)良的生產(chǎn)菌種，菌種的優(yōu)劣直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣以及動(dòng)物應(yīng)用的效果。微生態(tài)制劑產(chǎn)品菌種應(yīng)具有如下特點(diǎn)：（1）無(wú)毒、無(wú)致病性，不與病原微生物產(chǎn)生雜交種；（2）在體外易于繁殖，繁殖速度較快，易于獲得；（3）在低pH值和膽汁中可以存活，并能植入腸黏膜發(fā)育增殖；（4）在消化道內(nèi)能迅速激活，有很高的生長(zhǎng)率，保證有足夠的菌數(shù)以建立和維持腸道菌群平衡；（5）經(jīng)加工后活菌存活率高，混入飼料及高溫下穩(wěn)定性好；（6）能產(chǎn)生抑制有害菌物質(zhì)而不影響本身活性；（7）有利于促進(jìn)宿主生長(zhǎng)發(fā)育及提高抗病能力；（8）在貯存、加工和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中具有很高的耐受性，能較長(zhǎng)期保持活力和穩(wěn)定。從動(dòng)物生產(chǎn)和飼料工業(yè)角度來(lái)評(píng)價(jià)，芽孢桿菌類有益微生物較其它微生物具有更多優(yōu)點(diǎn)，因而對(duì)其研究和應(yīng)用更加廣泛。

3 動(dòng)物微生態(tài)制劑的生產(chǎn)應(yīng)用及作用機(jī)理

健康的動(dòng)物腸道內(nèi)棲息著多種微生物，彼此之間相互依存、互相制約，共同維持腸道微生態(tài)平衡及機(jī)體健康[4]。在飼料中添加動(dòng)物微生態(tài)制劑，可以促進(jìn)腸道有益菌的繁殖，抑制有害菌的生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，達(dá)到維持動(dòng)物健康的目的，同時(shí)還具有促進(jìn)動(dòng)物消化、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、改善環(huán)境污染等作用。

3.1 生物奪氧，恢復(fù)優(yōu)勢(shì)菌群，凈化體內(nèi)外環(huán)境 一些需氧的微生物特別是芽孢桿菌能消耗腸道內(nèi)的氧氣，造成厭氧環(huán)境，降低氧化還原電勢(shì)，有利于厭氧微生物的生長(zhǎng)，恢復(fù)優(yōu)勢(shì)菌群，從而使失調(diào)的菌群恢復(fù)到正常狀態(tài)，達(dá)到治病促生長(zhǎng)的目的。飼喂芽孢桿菌后能顯著降低腸道大腸桿菌、沙門氏菌的數(shù)量，使動(dòng)物腸道內(nèi)的有益微生物增加，因而排泄物、分泌物中的有益微生物數(shù)量增多，致病性微生物減少，從而凈化了體內(nèi)外環(huán)境，減少疾病的發(fā)生[5]。

3.2 生物拮抗致病性微生物 腸道內(nèi)有益菌是防止致病菌入侵的屏障基礎(chǔ)。厭氧菌與黏膜上皮結(jié)合緊密，形成生物膜，使外來(lái)菌沒(méi)有吸附位置而被排出。若厭氧菌與黏膜上皮的結(jié)合位點(diǎn)特異性不強(qiáng)時(shí)，可結(jié)合部分致病菌，正常菌在數(shù)目上保持優(yōu)勢(shì)可將結(jié)合位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)來(lái)。

一系列的研究表明，有益微生物對(duì)致病菌的生物拮抗作用是因?yàn)楦鞣N拮抗抗菌物質(zhì)包括蛋白多肽、有機(jī)酸等的產(chǎn)生。

3.3 增強(qiáng)動(dòng)物體的免疫功能，抵御感染 試驗(yàn)證明微生態(tài)制劑能促進(jìn)免疫器官的生長(zhǎng)發(fā)育、刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫細(xì)胞、激活體內(nèi)巨噬細(xì)胞系統(tǒng)和補(bǔ)體系統(tǒng)、促進(jìn)抗體和免疫因子產(chǎn)生等來(lái)影響動(dòng)物的免疫功能[6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,]。

3.4 促進(jìn)動(dòng)物消化，促生長(zhǎng)，提高生產(chǎn)性能 （1）促進(jìn)消化道的生長(zhǎng)發(fā)育。腸道的發(fā)育狀況可以反映動(dòng)物消化吸收能力，而腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整是食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)良好消化、吸收所必需的。腸道形態(tài)的改變(如腸絨毛縮短，隱窩變深)可反映腸道的健康狀況。正常形態(tài)結(jié)構(gòu)的小腸絨毛有發(fā)達(dá)的環(huán)行或縱形皺褶，可增大吸收面積，是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的重要基礎(chǔ)。益生菌可通過(guò)改變腸黏膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。（2）增強(qiáng)消化酶活性，合成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)消化吸收。消化酶主要指由消化腺和消化系統(tǒng)分泌的起營(yíng)養(yǎng)消化作用的酶類，具有酶的所有特征，依其消化對(duì)象的不同，大致可劃分為蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶。消化酶的活性隨種類、生長(zhǎng)發(fā)育階段和健康狀況的不同而有差異，同時(shí)受溫度以及飼料等因素的影響。地衣芽孢桿菌等除具有較強(qiáng)的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶外，還具有果膠酶、葡聚糖酶、纖維素酶等，可裂解植物細(xì)胞壁，進(jìn)而提高飼料的消化吸收率[16]。許多微生態(tài)制劑，特別是芽孢桿菌制劑，其菌體本身含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，隨著它們?cè)趧?dòng)物消化道內(nèi)的繁衍、代謝，可產(chǎn)生動(dòng)物生長(zhǎng)所需的維生素、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)和未知生長(zhǎng)因子等，參與機(jī)體新陳代謝，為機(jī)體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

4 動(dòng)物微生態(tài)制劑存在的問(wèn)題及發(fā)展方向

近年來(lái)，動(dòng)物微生態(tài)制劑的研究和應(yīng)用取得了巨大發(fā)展，但仍然存在許多問(wèn)題。微生態(tài)制劑在實(shí)際應(yīng)用中最大的不足是作用效果不穩(wěn)定的問(wèn)題，這與大部分益生菌種在腸道定植困難、競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)、對(duì)熱的抵抗力差、常溫下保存期短、活菌數(shù)穩(wěn)定性差等有關(guān)。缺乏選擇益生菌的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法，選擇益生菌帶有很大的盲目性，檢測(cè)益生菌的方法具有隨意性，微生態(tài)制劑產(chǎn)品的質(zhì)量不能保證。另外，不同的環(huán)境條件、動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)狀況、不同的飼養(yǎng)管理?xiàng)l件等都會(huì)影響微生態(tài)制劑的作用效果。此外，生產(chǎn)的后處理階段手段匱乏，很難保證微生態(tài)制劑在與飼料混合的過(guò)程中不被其他有害菌污染。微生態(tài)制劑的使用有很嚴(yán)格的要求，使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致微生態(tài)制劑的效減弱或消失，沒(méi)有專業(yè)的售后服務(wù)和咨詢措施相配套，給動(dòng)物微生態(tài)制劑在我國(guó)的推廣帶來(lái)很大的困難。在對(duì)動(dòng)物微生態(tài)制劑的研究中，目前對(duì)動(dòng)物微生態(tài)制劑的作用機(jī)理了解得還不十分清楚，大多數(shù)研究還停留在使用效果水平上，基礎(chǔ)理論方面的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

因此，在動(dòng)物微生態(tài)制劑的研究開(kāi)發(fā)中應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：（1）深入研究微生態(tài)制劑對(duì)畜禽免疫功能的影響及其作用機(jī)制；（2）通過(guò)基因工程等手段篩選定植力強(qiáng)、耐不良環(huán)境的優(yōu)勢(shì)菌種；（3）應(yīng)根據(jù)動(dòng)物種屬、生理階段、環(huán)境條件和使用目的的不同，研究針對(duì)特定動(dòng)物特定階段的專用型微生態(tài)制劑及其最佳的使用劑量、保存方法和保存時(shí)間，以保證其使用效果；（4）將微囊工藝、緩釋技術(shù)等新技術(shù)應(yīng)用到微生態(tài)制劑的生產(chǎn)中，提高益生菌對(duì)各種環(huán)境的耐受力，充分發(fā)揮益生菌的作用；（5）加強(qiáng)益生菌與益生菌、中草藥、低聚糖等的協(xié)同效應(yīng)、配伍組合及作用機(jī)理的研究；（6）完善選擇益生菌的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)微生態(tài)制劑質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)方法；（7）盡早建立專業(yè)配套的售后服務(wù)和咨詢等應(yīng)用推廣措施。

動(dòng)物微生態(tài)制劑是通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)物自身的微生態(tài)平衡而起作用，其作用方式獨(dú)特，效果顯著，具有抗生素不具有的許多優(yōu)點(diǎn)，有利于養(yǎng)殖業(yè)的良性發(fā)展與自然環(huán)境的保護(hù)。在人們追求健康生活的今天，它的應(yīng)用前景必將更加廣闊。

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（2011–12–03）

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1007-1733(2012)03-0068-03