淺談綠色環(huán)保飼用微生態(tài)制劑的應(yīng)用

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1 綠色環(huán)保飼用微生態(tài)制劑的應(yīng)用意義
1.1 飼用抗生素的應(yīng)用現(xiàn)狀
飼用抗生素的使用大大提高了畜禽生產(chǎn)水平，其促生長(zhǎng)機(jī)理和促生長(zhǎng)效果已為共知，同時(shí)使畜牧業(yè)規(guī)?；?、集約化成為可能，在我國(guó)過(guò)去50多年的使用歷史中，對(duì)養(yǎng)殖業(yè)作出了重要貢獻(xiàn)。然而，抗生素引發(fā)的負(fù)面效應(yīng)已越來(lái)越成為關(guān)注的焦點(diǎn)。使用抗生素易產(chǎn)生耐藥性，導(dǎo)致飼料用藥及治療用藥量最高，可選的藥物越來(lái)越少，越來(lái)越多的養(yǎng)殖地不能再養(yǎng)殖；抗生素的使用使機(jī)體抵抗力下降，易發(fā)各種細(xì)菌性及病毒性疾??；超量使用抗生素，造成動(dòng)物生產(chǎn)能力下降。飼用抗生素殘留對(duì)人類健康構(gòu)成威脅，諸如：致敏作用、腸道耐藥菌株增加、改變腸道菌株的代謝活性、動(dòng)物病原耐藥菌的基因傳給人類引發(fā)人類病原性細(xì)菌的耐藥性增加。目前，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始禁用抗生素。1986年，瑞典首先禁用抗生素促生長(zhǎng)劑，隨后禁止在飼料中使用抗生素的國(guó)家有丹麥、德國(guó)和芬蘭，到2005年底，僅留下的四種抗生素也被歐盟全部禁止使用。我國(guó)是一個(gè)畜產(chǎn)大國(guó)，畜牧業(yè)生產(chǎn)也將必須符合消費(fèi)者的需求，近幾年來(lái)，抗菌藥株的比率不斷增加，醫(yī)治細(xì)菌傳染性疾病的難度越來(lái)越大（佟建民等, 2006），人們對(duì)飼用抗生素的反對(duì)意識(shí)越發(fā)強(qiáng)烈，因此，飼用抗生素在我國(guó)的應(yīng)用也必將受到限制。
1.2 替代抗生素的綠色環(huán)保型添加劑
尋找綠色環(huán)保型抗生素替代物，減輕抗生素禁用對(duì)畜禽生產(chǎn)帶來(lái)的負(fù)面影響是各國(guó)畜牧業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外眾多報(bào)道認(rèn)為，綠色飼料添加劑如：酸化劑、中草藥飼料添加劑、飼用酶制劑、功能性寡糖等可作為抗生素的替代產(chǎn)品，但是仍然存在諸多問(wèn)題。酸化劑添加量大，添加成本高，以單一的檸檬酸為例，常需要添加20-30Kg/T才具有明顯的替代效果，在我國(guó)較差飼養(yǎng)環(huán)境以及較低酸化劑添加量的現(xiàn)實(shí)狀況下，殺菌效力低，難以完全替代抗生素；中草藥添加劑有效成分與含量不清，只局部了解其功用，還不清楚發(fā)揮作用的主成分及其互作效應(yīng)的成分組成，常需要與抗生素配合使用，即中西結(jié)合效果顯著；飼用酶制劑和功能性寡糖均無(wú)法替代抗生素，它們只是具有輔助功能的綠色添加劑。
1.3 替代抗生素的綠色環(huán)保飼用微生態(tài)制劑
微生態(tài)制劑是一種含有大量有益菌及其代謝產(chǎn)物和生長(zhǎng)促進(jìn)因子、具有維持腸道微生物平衡、提高機(jī)體健康水平的活菌制劑。微生態(tài)制劑產(chǎn)生作用的主要機(jī)制是：活菌制劑進(jìn)入腸道后，形成優(yōu)勢(shì)菌群，與有害菌爭(zhēng)奪氧、附著位點(diǎn)和營(yíng)養(yǎng)素，競(jìng)爭(zhēng)性的抑制有害菌的生長(zhǎng)，從而調(diào)節(jié)胃腸道微生物區(qū)系平衡；通過(guò)微生物代謝產(chǎn)生有機(jī)酸，降低腸道內(nèi)的pH值，殺滅不耐酸的有害菌；產(chǎn)生融菌酶、過(guò)氧化氫等物質(zhì)，殺滅潛在的病原菌；產(chǎn)生代謝物，抑制腸內(nèi)氨和胺的產(chǎn)生；分泌各種消化酶，有利于養(yǎng)分分解；合成氨基酸、B族維生素和未知促生長(zhǎng)因子等物質(zhì)；直接刺激腸道免疫細(xì)胞而增加局部免疫抗體，增強(qiáng)機(jī)體抗病力。微生態(tài)制劑
具有無(wú)毒副作用、無(wú)耐藥性、無(wú)殘留、效果顯著等諸多優(yōu)點(diǎn)，作為抗生素替代品是包括酸制劑在內(nèi)的其它產(chǎn)品無(wú)從比擬的。目前，美國(guó)、日本及諸多歐盟成員國(guó)都在大量使用益生菌，我國(guó)微生態(tài)制劑應(yīng)用前景廣闊，今年的需求量預(yù)計(jì)達(dá)40000噸。如何正確使用微生態(tài)制劑則成為是否能起到綠色環(huán)保作用的關(guān)鍵。
2 飼用微生態(tài)制劑概況
2.1 微生態(tài)制劑的要求
微生態(tài)制劑應(yīng)具備以下條件：（1）菌種在分類學(xué)上為安全性菌株，無(wú)病原性、無(wú)毒性、無(wú)毒副作用，不與病原微生物產(chǎn)生雜交種，對(duì)機(jī)體無(wú)害；（2）體內(nèi)外繁殖速度快，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；（3）能在低pH的胃酸、有機(jī)酸及膽汁的環(huán)境中存活，抗逆性強(qiáng)，腸粘膜附著性能優(yōu)秀；（4）能產(chǎn)生乳酸、過(guò)氧化氫，對(duì)有害微生物的抑制能力強(qiáng)；（5）生產(chǎn)、加工、保藏容易，存活率高，穩(wěn)定性好；（6）具有明確的效果，能促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，預(yù)防疾病，抑制有害氣體釋放，減少圈舍內(nèi)的蚊蠅等。
2.2 飼用微生態(tài)制劑菌種的種類及特點(diǎn)
2.2.1 飼用微生物種類。美國(guó)FDA(1989)規(guī)定允許飼喂的微生物有43種，其中乳酸菌28種(包括乳酸桿菌12種、雙歧桿菌6種、鏈球菌6種、片球菌3種、明串球菌1種)，芽孢桿菌5種，擬桿菌4種，曲霉菌2種，酵母菌2種等。我國(guó)農(nóng)業(yè)部1996年6月公布可用于飼料微生物添加劑的有12種：干酪乳桿菌、植物乳桿菌、類鏈球菌、屎鏈球菌、乳酸片球菌、枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、乳鏈球菌、啤酒酵母、產(chǎn)阮假絲酵母、沼澤紅假單孢菌。但在實(shí)際中真正用于配合飼料的活體微生物菌群較少，主要是乳酸桿菌(以嗜酸乳酸桿菌為主)、類鏈球菌、芽孢桿菌、雙歧桿菌、仙人山屬菌及酵母菌。其中酵母菌和乳酸菌是應(yīng)用最多的微生物添加劑。

2.2.2 微生態(tài)菌種特點(diǎn)。單一菌種制劑根據(jù)菌種的不同，主要分為4種：

①乳酸菌制劑：乳酸菌是能夠分解碳水化合物并產(chǎn)生乳酸（分L-型和D-型，其中D-型乳酸不能被利用）為主要代謝產(chǎn)物的革蘭氏陽(yáng)性菌，厭氧或兼性厭氧生長(zhǎng)，在腸道內(nèi)繁殖一代需50min以上；不耐高溫，經(jīng)80℃處理5min，損失70％～80％；耐酸，在pH為3.0-4.5時(shí)仍可生長(zhǎng)，對(duì)胃中的酸性環(huán)境有一定的耐受性；活菌體內(nèi)和代謝產(chǎn)物中含有較高的過(guò)氧化物歧化酶(SOD)，能增強(qiáng)體液免疫和細(xì)胞免疫；目前主要應(yīng)用的有嗜酸乳桿菌、雙歧乳桿菌和糞鏈球菌，抑制病菌的能力、刺激有益菌生長(zhǎng)的能力以及穩(wěn)定性較差，多用于哺乳和斷奶期動(dòng)物。雙歧桿菌制劑屬植物形態(tài)型培養(yǎng)物，能產(chǎn)生少量L-型乳酸和乙酸，合成維生素等；能促進(jìn)消化、提高抗感染能力；但穩(wěn)定性較低，腸道內(nèi)繁殖速度較慢，繁殖一代需1h以上；多用于預(yù)防腸道內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生毒性氨。乳酸鏈球菌制劑在消化道中發(fā)布廣泛，對(duì)溫度、膽鹽有較強(qiáng)的耐受力，分泌多量的L-乳酸、其他短鏈脂肪酸和類殺菌素，可刺激非特異性免疫系統(tǒng)產(chǎn)生大腸桿菌干擾素；具有抑制有害菌，促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)和幫助消化的能力；但有些鏈球菌是病原菌，選種要求高，在消化道上皮細(xì)胞的定植能力也弱。

②芽孢桿菌制劑：芽孢桿菌是嚴(yán)格需氧芽孢桿菌中的非致病菌，是以內(nèi)孢子的形式零星存在于動(dòng)物腸道的微生物群落；耐胃酸、耐高溫、耐擠壓；在腸道中消耗大量的氧氣而有利于有益菌的生長(zhǎng)，有效減少消化道和糞便中的大腸桿菌數(shù)，可產(chǎn)生大量的蛋白酶和淀粉酶；目前主要應(yīng)用的有地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、東洋桿菌等，在使用時(shí)多制成該菌休眠狀態(tài)的活菌制劑，或與乳酸菌混合使用，廣泛應(yīng)用與豬、雞、反芻動(dòng)物。

③酵母菌類制劑：酵母菌非腸道內(nèi)在菌，酵母細(xì)胞富含蛋白質(zhì)、核酸、維生素和多種酶，具有增強(qiáng)動(dòng)物免疫力、增加飼料適口性、加強(qiáng)消化吸收等功能，并可提高動(dòng)物對(duì)磷的利用率。

④光合細(xì)菌制劑：光合細(xì)菌制劑(photo syntheticbacteria, PSB) 是一類有光合作用能力的異養(yǎng)微生物，主要利用小分子有機(jī)物合成自身生長(zhǎng)繁殖所需要的各種養(yǎng)分；富含優(yōu)于酵母菌所分泌的蛋白質(zhì)、B 族維生素、輔酶Q、抗活性病毒因子等多種生物活性物質(zhì)及類胡蘿卜素、番茄紅素等天然色素；具除糞臭、促生長(zhǎng)、抗病、改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)等作用。

3 飼用微生態(tài)制劑使用中存在的主要問(wèn)題

飼用微生態(tài)制劑的使用有著悠久的歷史和經(jīng)驗(yàn)，但是在我國(guó)由于使用不規(guī)范，致使應(yīng)用效果不明顯，作用或正或負(fù)，給養(yǎng)殖戶普遍留下了負(fù)面影響。究其原因，主要有以下幾種：（1）菌種經(jīng)過(guò)反復(fù)擴(kuò)培，逐漸失去優(yōu)良特性。我國(guó)微生物技術(shù)尚不及德國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)，缺少源頭性研究，菌種多數(shù)是引自上述國(guó)家，經(jīng)多次傳代，仍用于飼料中。（2）飼用微生態(tài)制劑菌種單一，或由少數(shù)幾種菌組成，缺少配伍研究。（3）菌種針對(duì)性不強(qiáng)，常用一種動(dòng)物的機(jī)體常在菌產(chǎn)品應(yīng)用于不同動(dòng)物。（4）菌株的劑量與濃度不夠，產(chǎn)品中必須含有相當(dāng)數(shù)量的活菌數(shù)才能達(dá)到效果。瑞典規(guī)定乳酸菌制劑活菌數(shù)要達(dá)到2×1011/g；我國(guó)在正式批準(zhǔn)生產(chǎn)的制劑中, 對(duì)含菌數(shù)量和用量也有規(guī)定，如：芽孢桿菌含量≥5×108/g。（5）添加量不夠，不能達(dá)到應(yīng)有的效果。（6）飼料加工、貯存和運(yùn)輸中，菌株活性下降；活菌進(jìn)入消化道后，多數(shù)不易耐受胃酸、膽酸的作用，難有足夠的數(shù)量到達(dá)腸道或定居腸道發(fā)揮作用，在與腸道內(nèi)寄生的微生物競(jìng)爭(zhēng)中難以獲得優(yōu)勢(shì)地位，不能很好起到抑制有害菌的作用。（7）微生態(tài)制劑應(yīng)用缺少針對(duì)性，較少考慮作用對(duì)象、使用目的與使用環(huán)境，如：反芻動(dòng)物一般選用真菌類益生素；促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)發(fā)育、提高日增重和飼料報(bào)酬則應(yīng)選用雙歧桿菌等菌株；用于改善養(yǎng)殖環(huán)境的主要是光合細(xì)菌、消化細(xì)菌；芽孢桿菌微生態(tài)制劑在防病促生長(zhǎng)方面體現(xiàn)一定效果。（8）片面夸大微生態(tài)制劑的作用，微生態(tài)制劑但仍不能完全與抗生素抗衡。（9）與抗生素的使用有關(guān)。
4 飼用微生態(tài)制劑的應(yīng)用效果
微生態(tài)制劑對(duì)改善畜禽生長(zhǎng)、采食量、料肉比、產(chǎn)蛋率、產(chǎn)奶量以及降低腹瀉與死亡率等都有大量的報(bào)道。

表1 益生素對(duì)豬、犢牛生長(zhǎng)性能的影響

動(dòng)物	實(shí)驗(yàn)次數(shù)	生長(zhǎng)性能		飼料轉(zhuǎn)化率
		正	負(fù)	正	負(fù)
豬	26	16	10	8	9
生長(zhǎng)豬	9	6	3	2	4
犢牛	17	13	4	0	0

表2 乳酸菌為主的復(fù)合益生素對(duì)斷奶仔豬腸道pH的影響

組別	十二指腸	空腸	回腸	盲腸
0	7.08±0.08	7.11±0.06	7.70±0.23	6.88±0.12
200g	6.17±0.09	6.28±0.34	7.06±0.21	6.19±0.12
400g	6.07±0.08	6.15±0.13	7.29±0.08	6.18±0.23

表3 乳酸菌為主的復(fù)合益生素對(duì)斷奶仔豬腸道微生物菌群數(shù)量影響（單位：菌數(shù)的對(duì)數(shù)值）

益美多		十二指腸	空腸	回腸	盲腸
0	大腸桿菌	5.66±0.77	6.40±0.31	6.73±0.49	7.14±1.04
	乳酸桿菌	7.20±0.43	6.14±0.31	6.51±0.74	7.35±0.36
	雙岐桿菌	8.12±0.75	7.10±0.18	7.59±0.81	8.03±0.74
400g	大腸桿菌	4.74±0.19	5.42±0.36	5.44±0.45	6.26±0.29
	乳酸桿菌	8.89±0.85	7.82±0.35	7.69±0.57	8.88±1.05
	雙岐桿菌	9.62±1.64	9.49±0.77	9.40±0.18	9.23±0.62
200g	大腸桿菌	5.28±1.49	5.56±1.06	5.52±1.07	6.20±0.46
	乳酸桿菌	8.81±0.42	7.76±0.75	7.66±0.96	8.66±1.39
	雙岐桿菌	9.80±0.99	9.39±0.48	9.24±1.08	9.07±0.61

用一株糞腸球菌飼喂母豬17周（產(chǎn)前90天到產(chǎn)后28天）及其所產(chǎn)仔豬6周（15-56日齡），并未發(fā)現(xiàn)28日齡斷奶仔豬的日增重、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率有明顯差異，但斷奶死亡率有降低趨勢(shì)（16.2%對(duì)22.3%）、斷奶腹瀉顯著下降（21%對(duì)38%）（p=0.05）。
微生態(tài)制劑的有效性隨益生素種類、使用劑量以及動(dòng)物種類、日齡、飼料形態(tài)、飼養(yǎng)條件和有無(wú)應(yīng)激等不同而出現(xiàn)較大差異。
5 飼用微生態(tài)制劑的發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)，雖然微生態(tài)制劑的研究和應(yīng)用均有了長(zhǎng)足發(fā)展，但仍然存在很多問(wèn)題，未來(lái)，微生態(tài)制劑的發(fā)展主要體現(xiàn)在：（1）更多的研究應(yīng)集中在不同宿主常在菌的分離以及多種菌株的配伍上，多菌復(fù)合微生態(tài)制劑將是研究的重點(diǎn)，體現(xiàn)協(xié)同、疊加與附加值效應(yīng)。（2）研究菌株含量與使用效果的關(guān)系。（3）從腸衣包被等來(lái)增加菌株的穩(wěn)定性，保持菌株到達(dá)腸道的有效數(shù)量和活力，包括在飼料中的穩(wěn)定性、耐酸性、耐膽汁性等；事實(shí)上，以有限的添加量很難獲得明顯的效果，因?yàn)楹茈y通過(guò)胃而在腸道內(nèi)定居。（4）我國(guó)的動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)呈現(xiàn)小而多的特殊現(xiàn)象，絕大多數(shù)養(yǎng)殖戶對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知首先考慮的因素是飼養(yǎng)成本是否會(huì)增加？其次是產(chǎn)品質(zhì)量是否可靠？第三是使用是否方便？（5）綜合腸道微生物作用的最佳條件，從環(huán)境溫度、配合飼料組成、畜禽生長(zhǎng)階段、健康狀況等方面綜合研究，生產(chǎn)出有針對(duì)性的專用益生菌制劑。（6）朝著大劑量或/和濕基狀態(tài)的微生態(tài)制劑應(yīng)用方向發(fā)展。（7）對(duì)微生態(tài)制劑的安全性作更加嚴(yán)格的研究和把關(guān)。（8）大力開(kāi)展與推廣使用替代抗生素的綠色環(huán)保型微生態(tài)制劑，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)抗畜禽產(chǎn)品的生產(chǎn)，確保人類健康。