动物微生态制剂研究发展概况

徐惠亮 （山东省诸城市畜牧兽医管理局 262229）



动物微生态制剂研究发展概况

徐惠亮 （山东省诸城市畜牧兽医管理局 262229）

鉴于抗生素的负面效应以及人们对食品安全的日益关注，使得许多国家纷纷制定用于禁止抗生素和化学合成类药物使用的法律、法规。限制抗生素的使用后，随之而来的问题是养殖经济效益下降，动物疾病增加。为了降低抗生素禁用带来的养殖效益的损失，各国学者都在寻求抗生素的理想替代品。近年来，世界各国对饲料药物添加剂替代品的开发和应用进行了大量的研究，已经取得了较大的进展。其中微生态制剂作为饲料添加剂，不仅能够防病治病，促进动物生长，而且具有无副作用、无残留、无污染、不产生耐药性的特点，是抗生素不可比拟的，是目前研究的热点。

1 动物微生态制剂的概念及发展

动物微生态制剂又称为微生态调节剂（Microecolo-gical modulator）、益生素（probiotics）等，是在微生态理论指导下，利用动物体内有益的、活的正常微生物或其促生长物质经特殊工艺制成的制剂，具有补充、调整和维持动物肠道微生态平衡，达到防治疾病、促进健康及提高生产性能的作用。

随着动物微生态理论的研究和应用，研究者们发现，微生态制剂不但具有治病防病的效果，而且还具有增加动物的采食量、促进生长、提高增重的作用。1984年，何明清等应用“促菌生”治雏鸡白痢中，除观察到治疗效果达92.84%外，同时发现“促菌生”能明显促进雏鸡的采食量和提高增重[1]。这一试验结果启发了何明清教授进一步研究开发微生态制剂，何教授于1987年首先研制成功8701、8801、8901等畜禽鱼微生态制剂，开创了国内动物微生态制剂的研究先河。在此以后，新的微生态制剂陆续问世，并在生产中推广应用，如HB-增菌素(北京营养源研究所，1991)、复康生(薛恒平等，1992)、SL-益生素(马桂荣等，1994)、益乐宝、康源菌歧等。目前我国微生态制剂的年使用量也已达到1000t以上（2004）。

2 动物微生态菌种及制剂种类

1999年6月，我国农业部公布枯草芽孢杆菌、纳豆芽抱杆菌、嗜酸乳杆菌、啤酒酵母等12种可直接使用的饲料级微生物添加剂菌种。此外，在国内外还陆续有新的应用菌种的报道，如环状芽孢杆菌(Bcirculans)、坚强芽孢杆菌(B.firmus)、巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、丁酸梭菌(Clostridium butyicum)、芽孢乳杆菌(L.sporognes)等。根据种类不同，在饲料中使用的微生物菌种，可分为乳酸菌类、双歧杆菌类、光合细菌类、真菌类、芽孢杆菌类等几类[2,3]。

研制微生态制剂的关键技术是筛选优良的生产菌种，菌种的优劣直接关系到产品质量的优劣以及动物应用的效果。微生态制剂产品菌种应具有如下特点：（1）无毒、无致病性，不与病原微生物产生杂交种；（2）在体外易于繁殖，繁殖速度较快，易于获得；（3）在低pH值和胆汁中可以存活，并能植入肠黏膜发育增殖；（4）在消化道内能迅速激活，有很高的生长率，保证有足够的菌数以建立和维持肠道菌群平衡；（5）经加工后活菌存活率高，混入饲料及高温下稳定性好；（6）能产生抑制有害菌物质而不影响本身活性；（7）有利于促进宿主生长发育及提高抗病能力；（8）在贮存、加工和运输的过程中具有很高的耐受性，能较长期保持活力和稳定。从动物生产和饲料工业角度来评价，芽孢杆菌类有益微生物较其它微生物具有更多优点，因而对其研究和应用更加广泛。

3 动物微生态制剂的生产应用及作用机理

健康的动物肠道内栖息着多种微生物，彼此之间相互依存、互相制约，共同维持肠道微生态平衡及机体健康[4]。在饲料中添加动物微生态制剂，可以促进肠道有益菌的繁殖，抑制有害菌的生长，调节肠道微生态平衡，达到维持动物健康的目的，同时还具有促进动物消化、增强机体免疫力、改善环境污染等作用。

3.1 生物夺氧，恢复优势菌群，净化体内外环境 一些需氧的微生物特别是芽孢杆菌能消耗肠道内的氧气，造成厌氧环境，降低氧化还原电势，有利于厌氧微生物的生长，恢复优势菌群，从而使失调的菌群恢复到正常状态，达到治病促生长的目的。饲喂芽孢杆菌后能显著降低肠道大肠杆菌、沙门氏菌的数量，使动物肠道内的有益微生物增加，因而排泄物、分泌物中的有益微生物数量增多，致病性微生物减少，从而净化了体内外环境，减少疾病的发生[5]。

3.2 生物拮抗致病性微生物 肠道内有益菌是防止致病菌入侵的屏障基础。厌氧菌与黏膜上皮结合紧密，形成生物膜，使外来菌没有吸附位置而被排出。若厌氧菌与黏膜上皮的结合位点特异性不强时，可结合部分致病菌，正常菌在数目上保持优势可将结合位点竞争过来。

一系列的研究表明，有益微生物对致病菌的生物拮抗作用是因为各种拮抗抗菌物质包括蛋白多肽、有机酸等的产生。

3.3 增强动物体的免疫功能，抵御感染 试验证明微生态制剂能促进免疫器官的生长发育、刺激机体产生免疫细胞、激活体内巨噬细胞系统和补体系统、促进抗体和免疫因子产生等来影响动物的免疫功能[6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,]。

3.4 促进动物消化，促生长，提高生产性能 （1）促进消化道的生长发育。肠道的发育状况可以反映动物消化吸收能力，而肠道形态结构的完整是食物中营养物质良好消化、吸收所必需的。肠道形态的改变(如肠绒毛缩短，隐窝变深)可反映肠道的健康状况。正常形态结构的小肠绒毛有发达的环行或纵形皱褶，可增大吸收面积，是营养物质吸收的重要基础。益生菌可通过改变肠黏膜结构，进而影响对营养物质的吸收。（2）增强消化酶活性，合成营养物质，促进消化吸收。消化酶主要指由消化腺和消化系统分泌的起营养消化作用的酶类，具有酶的所有特征，依其消化对象的不同，大致可划分为蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶。消化酶的活性随种类、生长发育阶段和健康状况的不同而有差异，同时受温度以及饲料等因素的影响。地衣芽孢杆菌等除具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶外，还具有果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶等，可裂解植物细胞壁，进而提高饲料的消化吸收率[16]。许多微生态制剂，特别是芽孢杆菌制剂，其菌体本身含有大量的营养物质，随着它们在动物消化道内的繁衍、代谢，可产生动物生长所需的维生素、有机酸、蛋白质和未知生长因子等，参与机体新陈代谢，为机体提供营养物质。

4 动物微生态制剂存在的问题及发展方向

近年来，动物微生态制剂的研究和应用取得了巨大发展，但仍然存在许多问题。微生态制剂在实际应用中最大的不足是作用效果不稳定的问题，这与大部分益生菌种在肠道定植困难、竞争力不强、对热的抵抗力差、常温下保存期短、活菌数稳定性差等有关。缺乏选择益生菌的统一标准和检测标准方法，选择益生菌带有很大的盲目性，检测益生菌的方法具有随意性，微生态制剂产品的质量不能保证。另外，不同的环境条件、动物的营养状况、不同的饲养管理条件等都会影响微生态制剂的作用效果。此外，生产的后处理阶段手段匮乏，很难保证微生态制剂在与饲料混合的过程中不被其他有害菌污染。微生态制剂的使用有很严格的要求，使用不当会导致微生态制剂的效减弱或消失，没有专业的售后服务和咨询措施相配套，给动物微生态制剂在我国的推广带来很大的困难。在对动物微生态制剂的研究中，目前对动物微生态制剂的作用机理了解得还不十分清楚，大多数研究还停留在使用效果水平上，基础理论方面的研究还远远不够。

因此，在动物微生态制剂的研究开发中应着重考虑以下几个方面：（1）深入研究微生态制剂对畜禽免疫功能的影响及其作用机制；（2）通过基因工程等手段筛选定植力强、耐不良环境的优势菌种；（3）应根据动物种属、生理阶段、环境条件和使用目的的不同，研究针对特定动物特定阶段的专用型微生态制剂及其最佳的使用剂量、保存方法和保存时间，以保证其使用效果；（4）将微囊工艺、缓释技术等新技术应用到微生态制剂的生产中，提高益生菌对各种环境的耐受力，充分发挥益生菌的作用；（5）加强益生菌与益生菌、中草药、低聚糖等的协同效应、配伍组合及作用机理的研究；（6）完善选择益生菌的统一标准和检测微生态制剂质量的标准方法；（7）尽早建立专业配套的售后服务和咨询等应用推广措施。

动物微生态制剂是通过调节动物自身的微生态平衡而起作用，其作用方式独特，效果显著，具有抗生素不具有的许多优点，有利于养殖业的良性发展与自然环境的保护。在人们追求健康生活的今天，它的应用前景必将更加广阔。

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（2011–12–03）

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1007-1733(2012)03-0068-03