梁洺源, 粟勝蘭 , 李 明,文靜靜, 饒正華
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193;2.全國畜牧總站,北京 100125;3.湖北省獸藥監(jiān)察所,湖北武漢 441299)
2019 年7 月10 日, 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布194 號公告,要求“自2020 年7 月1 日起,飼料生產(chǎn)企業(yè)停止生產(chǎn)含有促生長類藥物飼料添加劑(中藥類除外) 的商品飼料”(中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第194 號)。 隨著這一“禁抗令”的頒布實(shí)施,畜牧飼料行業(yè)正式進(jìn)入“禁抗時(shí)代”。 抗生素是天然或合成的化合物, 通??梢詺⑺阑蛞种萍?xì)菌的生長(Hutchings 等,2019;Ianiro 等,2016;Wright,2016)。 研究證實(shí),使用低劑量的抗生素可以提高飼料轉(zhuǎn)化效率和生長性能(Rafiq 等,2022;Direkvandi 等,2020)。 但是,使用抗生素作為生長促進(jìn)劑,治療或控制疾病,會產(chǎn)生一批耐抗生素細(xì)菌,而這些病菌又可以通過動物產(chǎn)品傳播給人類和動物 (Maisch 等,2022;Kim 等,2022;Van der Fels-Klerx 等,2011)。 所以,我國禁止了抗生素在動物飼料中的使用。
微生物飼料添加劑是對動物健康和性能有積極影 響的活 菌 (Kim 等,2019;Arowolo 等,2018;Huang 等,2018)。 研究發(fā)現(xiàn),使用微生物添加劑會導(dǎo)致微生物環(huán)境的改變,提高飼料轉(zhuǎn)化效率和生長性 能 (Biswas 等,2022;Maamouri 等,2022;Bortoluzzi 等,2019)。在飼料中禁止使用抗生素的情況下,在畜禽生產(chǎn)中使用替代性添加劑,如乳酸菌、枯草芽孢桿菌、丁酸梭菌、屎腸球菌等微生物,可以起到一定的抗菌、促生長作用(張洪偉等,2022;張秉勝等,2022;王彥麗,2022;白天天等,2022;Ayalew等,2022;Kulkarni 等,2022;Liu 等,2018)。例如,為了維持瘤胃pH 的平衡,在奶牛中使用產(chǎn)乳酸菌類的微生物添加劑已經(jīng)很普遍(Loh 等,2020)。 目前,我國《飼料添加劑品種目錄》及其后續(xù)公告中已經(jīng)陸續(xù)允許36 種菌種作為飼料添加劑, 這些微生物類產(chǎn)品具有促進(jìn)生長、增強(qiáng)免疫、改善品質(zhì)、替代抗生素等作用, 對我國飼料工業(yè)發(fā)展起到重要作用,有著十分廣泛的應(yīng)用前景和市場需求。
目前, 微生物飼料添加劑產(chǎn)業(yè)正呈快速發(fā)展之勢,但是,我國微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)還比較滯后, 部分允許使用的產(chǎn)品沒有相應(yīng)的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn); 產(chǎn)品類型與范圍無法對應(yīng)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)水平高低不一,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊, 產(chǎn)品類型與范圍也無法對應(yīng)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),非常不利于微生物產(chǎn)品科學(xué)合理應(yīng)用。為促進(jìn)市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求, 保障微生物制劑產(chǎn)品質(zhì)量安全, 我國亟需建立完善的微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)體系。
在動物生產(chǎn)中, 一些抗生素曾被用來促進(jìn)生長和/或治療疾病,以提高動物性能。然而,由于細(xì)菌病原體對抗生素的抗性存在交叉選擇壓力的潛在風(fēng)險(xiǎn), 需要開發(fā)新的營養(yǎng)添加劑 (Aslam 等,2021;Roth 等,2019;Bacanl'l等,2019)。 其中,微生態(tài)制劑特別是益生菌備受關(guān)注, 因?yàn)樗鼈兛梢云鸬娇咕饔茫纳泼庖叻磻?yīng),維護(hù)動物腸道健康,并提高營養(yǎng)效率(Snigdha 等,2022;張雷等,2020;Wieёrs 等,2020; 張洪偉等,2019)。 根據(jù)Markets 2022 年研究報(bào)告,2022 年全球動物飼料中的益生菌市場規(guī)模達(dá)到659 億美元,預(yù)計(jì)到2026 年將達(dá)到約911 億美元,年復(fù)合增長率為8.3%。 2021 年全國飼料添加劑總產(chǎn)量1477.5 萬t, 比上年增長6.2%, 其中微生物制劑產(chǎn)品產(chǎn)量增長17.4%;飼料添加劑產(chǎn)品產(chǎn)值1154.9 億元, 比上年增長23.8%。 2022 年最新增補(bǔ)的《飼料添加劑品種目錄(2013)》顯示,加上后續(xù)新增的丁酸梭菌和約氏乳桿菌, 微生物類飼料添加劑主要包含乳酸菌、丙酸桿菌、芽孢桿菌、酵母菌、曲霉菌、光合細(xì)菌等五大類,共36 種。 但是,現(xiàn)行有效的微生物飼料添加劑國家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (表1)較少,標(biāo)準(zhǔn)覆蓋度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,特別是檢測方法相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺乏。
表1 現(xiàn)行有效的微生物飼料添加劑國家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織于2001 年確定了益生菌的定義,即當(dāng)給予足夠量的益生菌時(shí),會給宿主帶來健康益處的活微生物。美國食品和藥物管理局(FDA)“公認(rèn)安全”(GRAS)認(rèn)證的益生菌被廣泛應(yīng)用于食品中。但是,值得我們注意的,盡管益生菌被認(rèn)為是安全的,但仍有一些關(guān)于這些微生物存在引發(fā)副作用的報(bào)告。因此,關(guān)于微生物飼料添加劑的安全性評估應(yīng)仔細(xì)研究。2011 年,美國醫(yī)療保健研究與質(zhì)量署(AHRQ)發(fā)布了一份報(bào)告,該報(bào)告對乳酸桿菌、雙歧桿菌、酵母菌、鏈球菌、腸球菌和芽孢桿菌6 類益生菌安全性進(jìn)行了全面評估。報(bào)告認(rèn)為,盡管現(xiàn)有的益生菌臨床試驗(yàn)沒有顯示風(fēng)險(xiǎn)增加的證據(jù), 但目前的文獻(xiàn)不足以在干預(yù)研究中自信地回答有關(guān)益生菌安全性的問題。 此外, 報(bào)告還指出每個(gè)益生菌菌種, 包括尚未開發(fā)的菌株, 預(yù)計(jì)具有不同的安全性,市售益生菌產(chǎn)品的安全性不僅取決于益生菌,還取決于產(chǎn)品的其他成分, 無論是食品還是藥物配 方 (Zawistowska-Rojek 等,2018;Doron 等,2015)。 所以如果沒有相應(yīng)的檢測評價(jià)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn), 微生物飼料添加劑產(chǎn)品的生物安全和使用成效很難得到保障。因此,亟需建立完善的微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)化體系,規(guī)范市場秩序,促進(jìn)行業(yè)良性健康發(fā)展。
1986 年,全國飼料工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會正式成立,經(jīng)過37 年建設(shè),我國飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)化已然取得了優(yōu)異成績。但是,微生物飼料添加劑作為新興飼料添加劑,標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量嚴(yán)重不足,其標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)還有很長的路要走。
2.1 微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量不足 微生物飼料添加劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速, 目前現(xiàn)行有效的微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)僅有12 項(xiàng),其中檢測方法標(biāo)準(zhǔn)方面僅有地衣芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌2 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面也僅包括植物乳桿菌、屎腸球菌、嗜酸乳桿菌、釀酒酵母、丁酸梭菌、枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和地衣芽孢桿菌8 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),通用標(biāo)準(zhǔn)只有2 項(xiàng)。 針對于市場生產(chǎn)使用的微生物飼料添加劑品種來說, 現(xiàn)有的檢測和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋度嚴(yán)重不足, 微生物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量遠(yuǎn)低于已經(jīng)頒布的飼料添加劑品種目錄中微生物的品種數(shù)量,無法滿足市場需求以及市場規(guī)范化生產(chǎn), 導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)管理中經(jīng)常出現(xiàn)無標(biāo)可循的現(xiàn)象, 不利于微生物飼料添加劑產(chǎn)品質(zhì)量的把控。同時(shí),缺少通用標(biāo)準(zhǔn),這也導(dǎo)致在方法標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí),無據(jù)可依,無標(biāo)準(zhǔn)可以引用。 綜上, 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系無法完全滿足市場發(fā)展需求, 導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)水平高低不一,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,不利于微生物產(chǎn)品科學(xué)合理應(yīng)用。未來有必要在通用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)多方面下功夫,以支撐行業(yè)發(fā)展。
2.2 微生物飼料添加劑檢測方法技術(shù)性不夠現(xiàn)有技術(shù)對微生物飼料添加劑中致病菌的檢測只能逐項(xiàng)檢測,雜菌數(shù)也難以測定,傳統(tǒng)的平板計(jì)數(shù)和多管法等常規(guī)培養(yǎng)方法已經(jīng)不太適應(yīng)新的需求,急需引用和研發(fā)新的技術(shù),比如基因測序技術(shù)(Krumbeck 等,2018)、 光譜技術(shù) (Chávez-Falcón等,2022)、流式細(xì)胞技術(shù)(Pane 等,2018)等。 隨著細(xì)菌分類的變化以及市場發(fā)展, 出現(xiàn)了一些新的情況,比如貝萊斯芽孢桿菌的使用,常規(guī)生化試驗(yàn)鑒定已經(jīng)難以將枯草芽孢桿菌與貝萊斯芽孢桿菌區(qū)分開。
2.3 產(chǎn)業(yè)結(jié)合性不夠 目前,標(biāo)準(zhǔn)制定,一般由大學(xué)、科研院所和產(chǎn)品龍頭企業(yè)進(jìn)行申報(bào)和制定,標(biāo)準(zhǔn)頒布后市場內(nèi)各企業(yè)關(guān)注度不夠, 未能及時(shí)更換標(biāo)準(zhǔn)檢測方法。比如蠟樣芽孢桿菌的標(biāo)準(zhǔn),早在2010 年就已經(jīng)頒布,但在實(shí)際工作中,卻很少有企業(yè)或第三方對此指標(biāo)進(jìn)行檢測。 無論國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn),還是團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),在標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施過程中,企業(yè)的參與應(yīng)占有非常大的比重,是實(shí)施的重要主體之一。但是,在歷來的標(biāo)準(zhǔn)制修訂過程中,無論是標(biāo)準(zhǔn)主持還是在標(biāo)準(zhǔn)審查過程中,企業(yè)發(fā)揮的作用明顯不足。
在飼料全面“禁抗”的后抗生素時(shí)代背景下,在國際競爭凸現(xiàn)科技自主性、重要性的形勢下,微生物飼料添加劑產(chǎn)業(yè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇, 也為微生物標(biāo)準(zhǔn)化工作賦予了新的涵義。 未來, 關(guān)于微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)建立中長期發(fā)展規(guī)劃,以“推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展”為原則,以建立保安全、促生產(chǎn)的微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)化體系為目標(biāo), 致力于為企業(yè)建立標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系,提高核心競爭力。
3.1 增加微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量 制定飼用微生物的生產(chǎn)規(guī)范和可操作性的安全性和有效性評價(jià)規(guī)程,推進(jìn)對NY/T 1444-2007《微生物飼料添加劑技術(shù)通則》和GB/T 23181-2008《微生物飼料添加劑通用要求》的修訂,加快制定《微生物飼料添加劑生產(chǎn)管理規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)微生物飼料添加劑通用標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)。
3.2 加強(qiáng)引用新技術(shù)和研發(fā)新方法,建立相適應(yīng)的檢測方法標(biāo)準(zhǔn) 加大新技術(shù)在微生物飼料添加劑的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、 檢測標(biāo)準(zhǔn)以及安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面的應(yīng)用水平和程度。當(dāng)前,利用基因測序技術(shù)的團(tuán)標(biāo)T/CSWSL 027-2021《微生物飼料添加劑菌種安全性評價(jià) 微生物飼料添加劑物種組成的檢測》已經(jīng)發(fā)布,可非靶向?qū)ξ⑸镲暳咸砑觿┲械木M(jìn)行掃描篩查。農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《直接飼喂微生物飼料添加劑和發(fā)酵制品類飼料添加劑生產(chǎn)菌株鑒定 第1 部分:細(xì)菌菌種鑒定 分子生物學(xué)方法》正在制定中。 近期光譜技術(shù)如基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間和高光譜成像等已經(jīng)在微生物飼料添加劑檢測中開始應(yīng)用(Ferone 等,2020)。 此外,應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)菌總數(shù)能夠有效克服傳統(tǒng)平板計(jì)數(shù)法誤差大、 耗時(shí)長以及只能計(jì)數(shù)活菌的限制,大大縮短檢測時(shí)間并且準(zhǔn)確度更高(劉倩等,2022;劉婷婷,2021;劉思淵等,2018)。
3.3 加強(qiáng)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合 進(jìn)一步發(fā)揮企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)制/修訂中的作用,標(biāo)準(zhǔn)頒布之后,及時(shí)組織各產(chǎn)業(yè)企業(yè)進(jìn)行宣貫學(xué)習(xí), 加強(qiáng)企業(yè)與國家要求緊密程度,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)市場經(jīng)營規(guī)范化。 近幾年,企業(yè)正在標(biāo)準(zhǔn)的制修訂過程中發(fā)揮著越來越大的作用。在全國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會中,來自民營企業(yè)的委員超過1.5 萬人次, 牽頭提出并獲批發(fā)布的國際標(biāo)準(zhǔn)超過200 項(xiàng),企業(yè)主動性、標(biāo)準(zhǔn)化程度以及企業(yè)人員的標(biāo)準(zhǔn)化水平越來越高。 民營企業(yè)已經(jīng)成為參與國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要力量。
微生物飼料添加劑作為抗生素生長促進(jìn)劑的天然替代品,在促進(jìn)畜禽腸道健康,提高免疫力、飼料轉(zhuǎn)化率和生長性能等方面同樣具有顯著的效果。 在我國,隨著“后抗生素時(shí)代”的到來,微生物飼料添加劑越來越被飼料主流企業(yè)所關(guān)注, 相信將會成為“十四五”期間乃至未來相當(dāng)長時(shí)期飼料添加劑快速發(fā)展的主體,市場空間極大。 但是,微生物飼料添加劑的制造工藝、 條件和成分是產(chǎn)品特性的重要決定因素, 如果不采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?制造過程的變化可能會導(dǎo)致產(chǎn)品在功效和安全性方面與“原始”產(chǎn)品不同。因此,建立健全微生物飼料添加劑基礎(chǔ)規(guī)范、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)規(guī)范和檢測方法標(biāo)準(zhǔn)是筑牢我國微生物飼料添加劑生產(chǎn)、使用“安全紅線”的先決條件。但是,我國現(xiàn)有批準(zhǔn)使用的飼用微生物菌種中多數(shù)未制定相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 且很多沒有安全性評估規(guī)程, 在實(shí)際生產(chǎn)管理中經(jīng)常出現(xiàn)無標(biāo)可循的現(xiàn)象。 因此,“十四五”期間,我國微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)應(yīng)以全國飼料工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會制訂的《飼料工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系“十四五”規(guī)劃》為指南,以保安全、促供給為目標(biāo),以安全評價(jià)、質(zhì)量控制、品質(zhì)鑒定和檢驗(yàn)檢測為主線,補(bǔ)短板、填空白,在生產(chǎn)、運(yùn)輸、經(jīng)營、使用全產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展,形成質(zhì)量與安全并重、強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)與推薦性標(biāo)準(zhǔn)并行、 國家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相輔的標(biāo)準(zhǔn)體系。 微生物飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)體系的完善一方面可以規(guī)范市場秩序,加快飼料生產(chǎn)的規(guī)模和效率,滿足養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展;另一方面可以以標(biāo)準(zhǔn)為抓手,通過對標(biāo)國際標(biāo)準(zhǔn), 了解和分析國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展趨勢和標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)狀, 真正實(shí)現(xiàn)我國飼料產(chǎn)品及畜牧產(chǎn)品國際競爭力的提升, 促進(jìn)和推動現(xiàn)代飼料工業(yè)建設(shè)。