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走進微生物
 
更新時間:2010.09.23 瀏 覽次數:
 

     綠色飼料添加劑,從廣義上講,包括三層意思﹕一是對畜禽無毒害作用﹔二是在畜禽產品中無殘留,對人類健康無危害﹔三是畜禽排泄物對環境無污染。目前,通常 所說的綠色飼料添加劑有益生素、中草藥飼料添加劑、酶制劑、酸制劑、寡聚糖、糖萜素、甜菜堿等。

                         微生態制劑的定義和類型

     微生態制劑是在微生態學理論的指導下,調整生態失調(microdysbiosis)保持微生態平衡(microeubiosis),提高宿主(人、動植 物)健康水平或增進健康佳態(wellbeing)的生理性活菌制品(微生物)及其代謝產物以及促進這些生理菌群生長繁殖的物質制品。目前國際上已將其分 成3個類型,即益生(Probiotics)、 益生元(Prebiotics)和合生素(Synbiotics)。

 

                              益生素
    Fuller將益生素定義為“一種可通過改變腸道菌群平衡而對動物施加有利影響的活微生物飼料添加劑”,我國學 者將Probiotics譯為益生素,其產品稱為微生態制劑。

 

                                   益生元
    1995年Gibson, G .R等人提出了益生元的概念。它是一類非消化性物質,能選擇性的促進一種或幾種定植于結腸內常住菌的活性或生長繁殖,從而增進宿主健康。
    這類物質最初發現的是雙歧因子。大量研究認為,某些寡糖、多糖、肽類、蛋白質及我國的中草藥等均可作為益生元。現在的研究熱點多集中于寡糖,應用較多的是 大豆寡糖、半乳寡糖、低聚果糖等。

 

 

                                 合生元
    益生素和益生元聯合應用,既可發揮益生菌的活性,又可選擇性地提高這些菌的數量,使益生作用更顯著持久。國際上將此類產品定名為合生元,這是微生態制劑的 又一發展方向。


                           

                           微 生態制劑的種類

1.按制品劑型 可分為液體劑型和固體劑型
2.按制品所含有效微生物種類多少的不同可劃分為單一有效菌劑和多菌復合菌劑。

     單一有效菌劑即有效活菌為某一種微生物構成的制劑,如乳酸菌劑、芽孢菌劑、酵母菌劑;多菌復合劑即有效菌是由二種或二種以上微生物構 成的制 劑。芽孢桿菌與乳酸桿菌聯合組成和乳酸桿菌與酵母聯合組成的復合微生物添加劑,具有促進生長和提高飼料效率的作用。
     單一菌株的益生素較少,而更注重于復合菌制劑的研究。
     復合菌制劑的作用效果更好,更符合實際生態環境。
     復合菌制劑一般都具有協同作用。以蠟樣芽孢桿菌與乳酸菌的協同作用為例,臘樣芽孢桿菌是高度耗氧菌,它所造成的體內缺氧環境可抑制致病菌生長,但卻有利于 厭氧的乳酸菌的生長,乳酸菌的生長又增加了環境的酸度,更加強了對致病菌生長的抑制。
     產品雖然價格較高,但其添加量低。

3.按制品使用目的可分為 飼料添加劑型和藥用型。
      前者可用于提高動物的生產性能,提高飼料的利用率以及維護動物機體的健康;后者作用方式與抗生素類藥物相似,主要用于防病治病等治療目的。

4.按微生物的 菌種類型還可將其劃分為乳酸菌類制劑、芽孢桿菌類制劑、酵母菌類制劑為主的制劑。


常用菌及其功能特點
乳酸菌
芽孢桿菌
酵母菌

乳 酸菌
     是一種可以分解糖類產生乳酸的革蘭氏陽性菌,厭氧或者兼性厭氧生長。在動物體內通過降低pH值,阻止和抑制致病菌的侵入和定植;降解氨、吲哚、糞臭素等有 害物質,維持腸道中正常的生態平衡;增強體液免疫和細胞免疫;乳酸菌可用于哺乳和斷乳期動物的飼料中
     目前應用的乳酸菌主要是來源于乳酸桿菌屬、乳酸鏈球菌屬和雙歧桿菌屬的近30種的微生物。我國農業部允許用作飼料添加劑的乳酸菌有:干酪乳桿菌、植物乳桿 菌、糞鏈球菌、屎鏈球菌、乳酸片球菌、嗜酸乳桿菌、乳鏈球菌,共七種。

 

芽孢桿菌
     用于益生素的芽孢桿菌是腸道的過路菌,不能定植于腸道中。好氧,無害,能產生芽孢,耐酸堿、耐高溫和擠壓,在腸道酸性環境中具有高度的穩定性;促進有益菌 的生長;拮抗腸道內有害菌;增強機體免疫力,提高抗病能力;能分泌較強活性的蛋白酶及淀粉酶,可明顯提高動物生長速度促進飼料營養物質的消化。
目前報道較多的菌種有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌及東洋芽孢桿菌等有益菌種類

 

酵母菌
   & nbsp;酵母菌用于微生態制劑:一種是活性酵母制劑,一種是酵母培養物。
    酵母細胞富含蛋白質、核酸、維生素和多種酶,具有增強動物免疫力,增加料適口性,促進動物對飼料的消化吸收能力等功能,并可提高動物對磷的利用率;其培養 物營養豐富,富含B族維生素、礦物質、消化酶、促生長因子和較齊全的氨基酸。
    酵母及其培養物的應用年代已久,現己廣泛應用于各種動物的養殖中。
    目前農業部允許用于益生素的酵母菌有:釀酒酵母、啤酒酵母、產朊假絲酵母等。


微生態制劑的作用機理
    微生態制劑與治療藥物不同,為“己病治病,未病防病,無病保健” 。
    益生菌進入動物腸道后,會與其中的正常菌群會合,顯現出共生、棲生、競爭或吞噬等復雜關系。因此,微生態制劑的作用機理相當復雜,從微生物作用方式的角 度,有以下幾種解釋:

優勢種群說:
    正常微生物群與動物和環境之間所構成的微生態系統中,優勢種群對整個種群起決定作用。一旦失去了優勢種群,則該微生態平衡失調,原有優勢種群發生更替,使 用飼用微生物添加劑的目的就在于恢復優勢種群。

微生物奪氧說
    一些需氧的微生物特別是芽孢桿菌能消耗腸道內氧氣,造成局部厭氧環境,有利于厭氧微生物生長,從而使失調菌群恢復正常。

其他作用
    產 生各種酶
    提高機體免疫機能
    營養作用
   

    產生各種酶:有些益生菌可產生水解酶、發酵酶和呼吸酶等,有利于降解飼料中蛋白質、脂肪和復雜的碳水化合物。如乳酸桿菌等 在消化道內繁衍增殖,促進消化道內氨基酸、維生素等營養物質的消化吸收,促進畜禽生長,提高生產性能。
    提高機體免疫機能:大量 研究表明,乳酸菌可誘導機體產生干擾素、白細胞介素等細胞因子,通過淋巴循環活化全身的免疫防御系統,增強機體抑制癌細胞增殖的能力。
    酵母菌細胞壁含有酵母多糖,其主要活性成分為葡萄朊、甘露聚糖、明角質,研究證明這些酵母細胞壁成分可提高動物的免疫力,增進健康。
    霉菌分泌的一些代謝產物,可以增強機體免疫力。
    營養作用:益生菌(如乳桿 菌,雙歧桿菌等)能夠合成多種維生素如葉酸、煙酸、維生素B1、維生素B2等,促進機體對蛋白質、鈣、鐵和維生素D的消化吸收,從而起到促進畜禽生長和提 高生產性能的作用。

菌種的選擇

菌種的來源
 
    在微生物大家族里,可選作微生態制劑的菌種很多,包括細菌、真菌及許多來自土壤、腌制品、發酵食品以及動物消化道和糞便的無毒菌株。

    1989年美國食品與藥物管理局(FDA)和美國飼料公定協會(AAFCO)公布的可安全用于微生態制劑的微生物菌種有43種,歐洲市售的微生態制劑約 50種。

1. 黑曲霉 & nbsp;2.米曲霉 & nbsp;3.凝結芽胞桿菌
& nbsp;4.遲緩芽胞桿菌 & nbsp;5.地衣芽胞桿菌 & nbsp;6.短小芽胞桿菌
 7.枯草桿菌(僅限于不產生抗生素的區系)
& nbsp;8.嗜淀粉擬桿菌 & nbsp; 9.多毛擬桿菌  10. 棲瘤胃擬桿菌
& nbsp;11.豬擬桿菌 & nbsp;12.青春雙歧桿菌 & nbsp;13.動物雙歧桿菌
& nbsp;14.兩歧雙歧桿菌 & nbsp;15.嬰兒雙歧桿菌 & nbsp;16.長雙歧桿菌
& nbsp;17.嗜熱性雙歧桿菌 & nbsp;18.嗜酸乳桿菌 & nbsp;19.短乳桿菌
& nbsp;20.保加利亞桿菌 & nbsp;21.干酪乳桿菌 & nbsp;22.纖維二糖乳桿菌
& nbsp;23.彎曲乳桿菌 & nbsp;24.德氏乳桿菌 & nbsp;25.發酵乳桿菌
& nbsp;26.瑞士乳桿菌 & nbsp;27.乳酸乳桿菌 & nbsp;28.胚芽乳桿菌
& nbsp;29.羅特氏乳桿菌 & nbsp;30.腸膜明串珠菌 & nbsp;31.乳酸片球菌
& nbsp;32.啤酒片球菌 & nbsp;33.戊糖片球菌 & nbsp;34.費氏丙酸桿菌
& nbsp;35.謝氏丙酸球菌 & nbsp;36.釀酒片球菌 & nbsp;37.乳酪鏈球菌
& nbsp;38.二乙酰乳酸鏈球菌 & nbsp;39.糞鏈球菌 & nbsp;40.中間鏈球菌
& nbsp;41.乳鏈球菌 & nbsp;42.嗜熱鏈球菌 & nbsp;43.酵母


我國農業部公布的微生態制劑菌種

2003年公布了15種可以使用的的菌種,分別為:   
地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、雙歧桿菌、
糞腸球菌、屎腸球菌、乳酸腸球菌、
嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、乳酸乳桿菌、
植物乳桿菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、
產朊假絲酵母、釀酒酵母、沼澤紅假單胞菌。


菌種的安全性
    作為微生態制劑,菌種的安全性或非病原性是篩選菌種的首要條件。因此,必須確定出菌株的安全性,并且對該菌種可能的代謝產物進行系統的研究。
    值得注意的是,一株現在無毒副作用的菌種,將來也可能會因為理化、微生物毒素和菌種本身原因引起負性突變,所以應定期對生產菌種進行安全性檢測或評價,注 意菌株的變異。
    評價菌種的安全性包括致病性、感染性、毒力或毒素、代謝活性以及菌株的遺傳特性。國外學者提供了一些評價乳酸菌安全性體外研究的方法,可以借鑒:


活菌數和使用劑量
    微生態制劑的功效是通過有益微生物在動物體內的一系列生理活動來實現的,其最終效果同動物食入活菌的數量密切相關。若數量不夠,在體內不能形成優勢菌群, 難以起到益生作用。
    瑞典規定乳酸菌制劑活菌數要達到2×1010個/g。
    我國正式批準生產的制劑中,對含菌數量與用量的規定是:芽孢桿菌含量≥5×108個/g, 乳酸桿菌≥1×107個/g。
    德國學者認為,仔豬飼料中加入微生態制劑其含菌量應達到2×105個/g~5& amp; amp; times;105個/g。  
    乳酸桿菌因制劑不同而有差異,其數量不少于107個/g, 每日添加0.1~3g,一般添加量為0.02%~0.2%。若將微生態制劑添加于飼料中,其目標活菌不應低于109個/kg。

  關于添加過量的益生菌產生的后果, 鮮有報道,根據張日俊(2007)的研究結果,每千克斷奶仔豬飼料中添加6×1011個 枯草芽孢桿菌,其促生長效果差于最適添加量,但好于不添加組的效果。

根據畜禽的種類和生產階段合理選用微生態制劑

    正常菌群在動物消化道內定植是通過細菌的粘附作用完成的,這種粘附作用具有種屬特性。因此,使用微生態制劑要充分考慮使用對象和目的,對不同的動物要區別 對待。
     張日俊(2007)認為,防治1~7日齡仔豬腹瀉首選植物乳酸菌、乳酸片球菌、糞鏈球菌等產酸的制劑;而促進仔豬生長發育、提高日增重和飼料報酬,則選用 雙歧桿菌等菌株。

  預防動物常見疾病主要選用乳酸菌、 片球菌、雙歧桿菌等產乳酸類的細菌,效果會更好;
     促進動物快速生長、提高飼料效率,則可選用以芽孢桿菌、乳酸桿菌、酵母菌和霉菌等制成的微生態制劑;
     如果以改善養殖環境為主要目的,應從以光合細菌、硝化細菌以及芽孢桿菌為主的微生態制劑中去選擇。

  一般認為,乳酸菌類在各種動物的各階段添加均較好;芽孢菌類在生長期添加較好,在幼齡期可以添加;曲霉菌類在幼齡期、水產動物全期不必添加;酵母菌類在生 長期不必添加;在水產動物養殖中,以改善水質為目的時,可將微生態制劑或光合細菌直接灑于水中。

使用時間及使用方法
    微生態制劑在動物的整個生產過程中都可以使用,但不同的生產階段其作用效果不盡相同。
    在動物幼齡階段,體內微生態平衡尚未完全建立,抵抗疾病的能力較弱,此時引入益生菌,可較快地進入體內,占據附著點,效果最佳。如新生反芻動物腸道內有益 微生物種群數量的增加不僅可以促進宿主動物對纖維素的消化,而且有助于防止病原微生物侵害腸道。
    另外在斷奶、運輸、飼料更換、天氣突變和飼養環境惡劣等應激條件下,動物體內微生態平衡遭到破壞,使用微生態制劑對形成優勢種群極為有利。因此,把握益生 菌的應用時機,盡早并長期飼喂,使其益生菌的功能得到充分體現。
    使用方法一是連續使用,二是階段性使用,三是在某些階段一次性使用。
注意應用條件或環境
    保持菌種的穩定性或活性,是微生態制劑使用的又一重要問題。其影響因素主要有溫度、濕度、酸度、機械摩擦和擠壓以及室溫貯存的時間等,制粒溫度的影響尤為 重要。

溫 度
    不同的菌種對高溫的耐受力差異較大,芽孢桿菌耐受力最強,100℃下2min只損失5%~10%,而在80℃下5min乳酸桿菌、酵母菌損失70% ~80%,95℃下2min損失98%~99%。一般制粒溫度為80~90℃,對芽孢桿菌影響較小,對乳酸桿菌、酵母菌和糞鏈球菌等影響較大。
    徐海燕(2005)對枯草芽孢桿菌經過100℃處理15min和30min,活菌數損失率分別為2.1%和4.2%。

水 分
    活菌在干燥狀態下存活時間長,水分升高則存活率降低。飼料原料如玉米、豆餅含水量多在14%左右,與微生態制劑混合后,對活菌影響很大。就耐水性,孢子型 細菌耐受性最好,腸球菌次之,乳酸桿菌最差。

酸 度
    除耐酸性的芽孢桿菌和乳酸菌外,一般的活菌制劑在胃酸作用下大量被殺死,殘存的少量活菌進入腸道后就很難形成菌群優勢。因此,不耐酸的活菌制劑其含菌量必 須達到相當大的濃度才能發揮益生作用。

重 金屬離子等
    除此以外,飼料的保存時間、飼料中的礦物質(如重金屬離子Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等和食鹽)、膽堿和不飽和脂肪酸也會影響益生菌的活力。

微生態制劑與抗生素的配合應用
    由于微生態制劑是活菌制劑,而抗生素具有殺菌作用。因此,一般情況下,在畜禽飼料中不可同時應用。若同時應用時,微生態制劑的功效將大大減弱。
    但我們仍可以巧妙地利用某些抗生素,如當腸道中存在較多的病原體,而微生態制劑又不能取代腸道微生物時,會降低其抵抗力,或使用某些微生態制劑補充特定的 正常菌時,對過盛的種群,可利用窄譜抗生素予以控制。

 對于腸道菌群紊亂或菌群調整不奏效的病例,可在用抗生素 后用微生態制劑,即先選用針對性較強的廣譜抗生素如新霉素、卡那霉素、制霉菌素口服殺滅或抑制致病微生物的繁殖,控制疾病的蔓延,然后再使用微生態制劑。

 對于抗生素和微生態制劑的結合使用效果并不能一概而論, 兩者聯合使用時應考慮組成微生態制劑的每個菌種對特定抗生素的敏感性、動物品種及年齡等的影響。只有根據微生態制劑的菌種組合及特性以及抗生素的種類和作 用對象進行合理配合,才能達到預期結果。

 為了提高微生態制劑的穩定性和活力,目前國內外采用微囊 化技術或包衣技術。將乳酸菌等一些低抗逆性的益生菌進行微囊化。

包被的優點在于:
    ①可將菌體與外界的不良環境分開,免受微量元素等的損害,減輕制粒過程中溫度的影響。
    ②形成固體微粒,利于在預混料中均勻分布,也有利于儲存和運輸。
    ③采用腸溶性壁材后,還能防止胃液的破壞。

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