微生物制剂现状及发展趋势

6.1 微生物制剂的现状

我国微生态制剂的研究起步较晚,但发展较快,已有多种微生物用作微生态制剂并在畜禽和水产业得到应用,它们在促进动物生长,预防常见疾病以及改善养殖环境等方面显示出抗生素无法比拟的优越性,前景广阔。微生态制剂通过参与动物肠道内微生物平衡来抑制有害微生物菌群。近年来,由于抗生素在畜牧业长期地、过量地和不合理地使用或滥用,出现了一系列问题,如引起动物体内菌群失调或紊乱或条件性致病菌异位转移、多重耐药性菌株产生以及在畜禽产品(如肉、蛋、奶)中的残留和环境污染等,特别是抗生素相关性腹泻,导致用药无效或用药量增加,恶性循环,从而严重危害着畜牧业的健康发展。由于微生态制剂的无污染、无残留,同时又能提高免疫力等特点,使动物微生态学和动物微生态制剂的飞速发展成为必然。在近20年的时间内,动物微生态制剂在微生态学理论的基础上得到空前发展,在畜牧生产中的应用也日益广泛。

6.1.1 动物微生态制剂定义

是在动物微生态学理论指导下,根据动物不同的生理特点,采用有益微生物,经培养、发酵、干燥等特殊工艺制成的对人和动物有益的只含活菌或者包含细菌菌体及其代谢产物的生物制剂或活菌制剂,也称益生菌或益生素。动物微生态制剂又称为微生物饲料添加剂。使用动物微生态制剂的最终目的是维持动物消化道内微生物的良好平衡,提高饲料利用率、防治疾病,提高动物的生产力。世界上已有许多国家大量使用微生态制剂,日本每年微生态制剂用量在1000吨以上。在我国,动物微生态制剂的研究起源于20世纪70年代末80年代初,90年代以后进入产业化研制、开发及大规模生产期。目前,微生态制剂已被公认为有希望取代抗生素的饲料添加剂。

6.1.2 微生态制剂的种类

美国FDA(1989)规定允许饲喂的微生物有43种,其中乳酸菌28种(包括乳酸杆菌12种、双歧杆菌6种、链球菌6种、片球菌3种、明串球菌1种),芽孢杆菌5种,拟杆菌4种,曲霉菌2种,酵母菌2种等。我国农业部2008年12月第1126号公告《饲料添加剂品种目录(2008)》中规定的可以直接饲喂动物的微生物共有16种:地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌、保加利亚乳杆菌。微生态制剂采用的菌种主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等。

6.1.3 微生态制剂应具备的条件

6.1.3.1 菌种在分类学上为安全性菌株,无病原性、无毒性、无毒副作用,不与病原微生物产生杂交种,对机体无害;

6.1.3.2 体内外繁殖速度快,具有很强的竞争优势;

6.1.3.3 能在低pH的胃酸、有机酸及胆汁的环境中存活,抗逆性强,肠粘膜附着性能优秀;

6.1.3.4 能产生乳酸、过氧化氢,对有害微生物的抑制能力强;

6.1.3.5 生产、加工、保藏容易,存活率高,稳定性好;

6.1.3.6 具有明确的效果,能促进动物的生长发育,预防疾病,抑制有害气体释放,减少圈舍内的蚊蝇等。

6.1.4 使用微生态制剂时应注意的主要问题

6.1.4.1 在微生物大家族中可用作微生态制剂的很多,在实际应用中应深入研究各菌种的生理特性,从中筛选出一些优良菌种,而且要尽量选育一些来自动物的正常菌群,这样才能最大限度地发挥其益生的作用。芽孢杆菌等虽不是动物的正常菌群,但由于其特殊的生理特性,可以起到促生长作用,因此也常被用作微生态制剂的菌株。

6.1.4.2 选择菌种时要以菌株安全性为出发点,要在试验过程中定期进行安全试验检测,以保证菌株的无毒副作用;同时要保证活菌制剂中活菌的含量与稳定性,主要是控制一些外界因素的影响,如温度、湿度、酸度等;此外,饲料品质也会影响益生菌的活力。尤其是在饲料加工过程中,菌株必须能经受起高温的考验,可以通过一些微胶囊包埋技术和基因工程技术来保证微生态制剂正常效力的发挥。

6.1.4.3 使用微生态制剂要有一定的针对性,充分考虑到其作用对象以及使用目的,对不同的动物要区别对待,对不同的使用及生产需要应选择合适的制剂,才能以最经济的代价达到最理想的效果。

6.1.4.4 合理正确把握微生态制剂的施用时间和施用剂量。微生态制剂在动物的整个生长过程中都可以使用,但不同的生长时期其作用效果不尽相同,一般多用于幼龄动物,以防止病原微生物侵害肠道,提高其防御能力,同时要达到合适的菌株数量,才能在体内形成菌群优势,发挥积极作用。另外,环境因素的影响也是不可忽视的,动物处于应激状态下,体内微生态平衡遭到破坏,使用微生态制剂对形成优势种群极为有利。

6.1.4.5 微生态制剂在动物中的使用主要是为了维护正常微生态平衡,这是一个长期的过程,因此,必须在动物的养殖过程中不断地加以补充,不断地加以研究,使微生态制剂的应用更出色。

因此,在微生态制剂的使用过程中,需全面了解微生态制剂的作用机理和产品特性,正确对待其作用效果,用于日常养殖的疾病控制,以预防为主,防治结合;用作饲料添加剂,确保稳定性,掌握剂量;用于改善环境,早施早好,持之以恒。

6.2 微生态制剂的发展趋势

6.2.1 发展趋势

针对目前微生态制剂应用效果及应用过程中出现的问题,人们开始研究和探讨如何更加合理有效地使用微生态制剂,使之发挥其预期效力。从国外的开发和使用效果看,复合菌制剂较单一菌株微生态制剂的作用效果更好,更符合生态环境;复合菌制剂一般都具有协同作用,因此有单一菌株的微生态制剂逐渐向复合微生态制剂发展的趋势,如肠道共生复合菌、瘤胃复合菌等;从医用微生态制剂逐渐向适合动物生理生化特性的微生态制剂品种开发;微生态制剂在用于动物肠道的研究基础上逐渐转向用于伤口感染等治疗;同时在饲用微生态制剂发展的基础上,逐渐向农业、医疗保健及环境改良等方面发展。为了提高益生菌剂有效性,人们正着力于微生态制剂辅剂的研制开发,如微胶囊的应用。近年来,国外开发了一些具有双歧杆菌增殖效果的寡糖,并开展了寡糖与微生态制剂复合添加试验,取得了可喜的效果;同时,人们也在开发和研究微生态制剂与其他制剂间的联合使用,如酶制剂、酸化剂、中草药等,充分利用制剂间的协同作用。微生态制剂作为转基因工程菌的研究已有报道,主要是将益生菌作为基因工程的受体菌,使之表达一些有用的外源基因,扩大其生物学特殊功能,从而达到一种制剂发挥多种功能的目的,如可以利用此技术来增强益生菌的稳定性。

6.2.2 展望

我国畜牧业目前面临 “绿色贸易壁垒”,因此发展微生态制剂受到了人们极大的重视。我国对微生态制剂的需求量将不断增加,因此其发展前景极为广阔。然而,微生态制剂生产菌株的稳定性一直是一大难题,以休眠体形式代替活菌形式投入到饲料中饲喂动物是值得探讨的问题,再利用基因工程技术,使休眠态的微生态制剂在动物体内特定位点激活,以发挥其预期效力;另一方面,我们可以通过常规手段筛选出更具优良性能的菌株,或者利用遗传工程技术,改善微生态制剂的耐热、耐酸等抗外界不良环境特性;同时,针对目前可利用菌种十分有限的现状,也可以采用各种生物技术开发出更多的微生态制剂品种,使其在各个行业都能得到应用。

总之,微生态制剂这种新型的生物制品正以其独特理念影响着日益发展的畜牧业,而且随着微生态学研究的进一步深入,以及人们对绿色、安全和环保意识的不断增强,微生态制剂的应用前景会更加广阔,相信在未来会有形形色色的微生态制剂广泛地应用于农业、医疗保健业、环保等各个行业。


2018年6月8日 16:40
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