1微生物飼料添加劑的概念、作用機制、應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.1微生物飼料添加劑的概念
微生物飼料添加劑是指被添加在飼料中的一種重要的腸道菌群調(diào)節(jié)劑，又稱益生素。美國FDA把傳統(tǒng)上通稱的益生素定義為可直接飼喂的微生物，這些微生物菌種應(yīng)具有以下特性：① 產(chǎn)生有機酸，如乳酸、乙酸、甲酸等，這些酸能夠抑制病原微生物，也可作為動物的能量或?qū)ζ渌⑸镉幸妫虎诋a(chǎn)生抗菌物質(zhì)，如細菌素、過氧化氫或其他化合物抑制病原微生物；③有益微生物粘附占位，競爭排除，防止病原微生物定植；④刺激免疫反應(yīng)，增加免疫系統(tǒng)活力；⑤產(chǎn)生各種消化酶，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和糖苷酶，提高飼料利用效率，此外雙歧桿菌還產(chǎn)生DNA聚合酶可修復(fù)機體損傷的細胞；⑥減少毒胺的產(chǎn)生，中和內(nèi)毒素。
微生態(tài)制劑的另外一個涵義又稱益生素，是一種重要的腸道菌群調(diào)節(jié)劑。微生物飼料添加劑是指被添加在飼料中的益生素。各國微生態(tài)學家在總結(jié)多年研究成果的基礎(chǔ)上將其定義為：益生素是含活菌和死菌，包括其組分和產(chǎn)物的細菌制品，經(jīng)口或經(jīng)由其它粘膜途徑投入，旨在改善粘膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特異性或非特異性免疫機制。作為現(xiàn)代生物工程技術(shù)的重大成果之一，微生態(tài)制劑廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域，將導致畜禽、水產(chǎn)、種植業(yè)、環(huán)境保護和醫(yī)等領(lǐng)域的根本變革。國際上把它譽為“拯救地球的技術(shù)”。
大量的研究結(jié)果表明，微生物飼料添加劑作為一種“綠色”添加劑，對促進動物生長發(fā)育，提高免疫力、防病治病，改善飼料適口性和轉(zhuǎn)化率等方面具有顯著效果。該技術(shù)的最大功績在于，它可以逐漸替代農(nóng)用化學物質(zhì)，取代激素和抗生素，生產(chǎn)出綠色食品。用于畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖，可以預(yù)防畜禽、魚蝦疾病，凈化水質(zhì)，提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低膽固醇含量，消除糞惡臭，減少環(huán)境污染；用于種植業(yè)，可以改良土壤，改善植物品質(zhì)，達到無污染、無公害、無殘留；用于醫(yī)藥，可解除大量抗生素使用和濫用所造成的對人體嚴重的毒副作用。
微生態(tài)市場是近幾年才興起的行業(yè)，作為保障畜禽動物健康成長的一種飼料添加劑，其功效直可與抗生素相媲美，最關(guān)鍵的是其安全性是可控的，因此，近年來已被廣泛使用。
1.2微生態(tài)制劑的作用及作用機理
在我國農(nóng)業(yè)部允許使用的微生物菌種目錄中，常用的活性微生物主要是乳酸菌、糞鏈球菌、芽胞桿菌、酵母菌等，這些菌類雖各有特點和不同作用效果，但其促生長機理在本質(zhì)上是一致的。有益微生物進入動物機體后，形成優(yōu)勢菌群，與有害菌爭奪氧、附著位點和營養(yǎng)素，競爭性的抑制有害菌的生長，從而調(diào)節(jié)腸道內(nèi)菌群趨于正�；�；微生物代謝產(chǎn)生有機酸，降低動物腸道pH值，殺滅潛在的病源菌；產(chǎn)生代謝物抑制腸內(nèi)胺和氨的產(chǎn)生；產(chǎn)生各種消化酶，有利于養(yǎng)分分解；合成B族維生素、氨基酸、未知促生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)；直接刺激腸道免疫細胞而增加局部免疫抗體，增強機體抗病力。正常的微生物菌群的生理功能是動物生存必需的一個生理系統(tǒng)，是除骨骼、肌肉、神經(jīng)、附屬、淋巴、呼吸、消化、內(nèi)分泌、心血管、泌尿、雄性和雌性生殖系統(tǒng)之外的第十三個生理系統(tǒng)，參與了動物體的生長、發(fā)育、消化、吸收、營養(yǎng)、免疫、生物拮抗及其各種功能和結(jié)構(gòu)的發(fā)生、發(fā)展和衰退的全過程，發(fā)揮著一系列重要的作用：①胃腸菌群促進胃腸黏膜細胞的發(fā)育和成熟；②腸粘膜的菌群屏障作用；③口服耐受性和激活免疫系統(tǒng)，促進免疫細胞成熟，包括B細胞、T細胞、M細胞及吞噬細胞、體液免疫、細胞免疫、產(chǎn)溶菌酶細胞等；④產(chǎn)生多種消化酶，促進營養(yǎng)消化、吸收和代謝，包括對蛋白質(zhì)或氮素、脂類、碳水化合物、維生素、無機鹽和黏液代謝等；⑤胃腸菌群產(chǎn)生遷移傳動復(fù)合物，刺激腸蠕動；⑥代謝產(chǎn)酸，酸化腸道環(huán)境，活化酶系統(tǒng)和抑制偏堿性有害微生物的生長。動物的微生態(tài)系統(tǒng)就是通過上述多種作用，最終產(chǎn)生抑制有害菌群，增強免疫功能，防治疾病，提高飼料營養(yǎng)素的消化吸收和轉(zhuǎn)化效率，促進動物產(chǎn)品的形成和品質(zhì)改善。
1.3微生態(tài)制劑的發(fā)展前景
1.3.1微生態(tài)制劑在國際的應(yīng)用情況
近年來的大量研究表明，人類常見的健康問題如癌癥、畸形、抗藥性和某些中毒現(xiàn)象與肉、蛋、奶中的抗生素、激素和其它合成藥物的殘留有關(guān)，從而促使各國紛紛立法限制和禁用抗生素、激素等添加劑在飼料中的使用。與此同時，微生態(tài)制劑以其綠色安全、無毒副作用、無殘留的優(yōu)點在發(fā)展綠色畜牧業(yè)、提高飼料和食品安全、環(huán)境保護和生態(tài)工程、促進人類健康方面得到廣泛應(yīng)用。
據(jù)網(wǎng)上資料得知，國外在動物飼養(yǎng)中直接飼用微生物的理論及應(yīng)用方面進行了深入細致的研究，取得了豐碩的成果，生物飼料在歐盟等許多國家已被廣泛使用。除美、日外，德、法、英、荷蘭、丹麥、西班牙等許多國家的豬、肉用牛、雞、兔的飼料中以及犢牛代用乳中，亦已普遍使用這類產(chǎn)品。日本年微生制劑使用量在４０００噸以上，使用的菌種有:枯草芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌、Toyoi菌、酪酸菌、乳酸桿菌、乳酸球菌等；美國年使用量在８０００噸以上，西歐年銷售額達４５００萬美元，僅法國于１９９１年就有５０多種微生態(tài)制劑在市場上銷售。我國市場上約有４０種國外產(chǎn)品，有意大利拓大“水得寶”；美國奧特奇“利生素、益生酵母”；日本Calpis“可速必寧”；美國科·漢森“百奧美?青貯體、百奧美?強力寶”；韓國Choong Ang“克利亞”；加拿大紐茨比奧“營養(yǎng)素T”；韓國凈土“愛家畜”；韓國第一化學“賽克靈”；瑞士百�！百n美健”；韓國韓森“百寶飼”；英波奈特“盛肥速得”；法國樂斯福“百福菌”；挪威雅來“益畜寶”；美國Prince“奧奶凈”；美國西方酵母“萬飼特活性酵母”；韓國微生物所“愛昵樂”；英國 Microferm“青寶II號”；韓國Eunjin國際生物“牧哥益佰”；美國國際原料“百泰 P”；法國拉曼公司“倍多喜”；泰國龍億生化“活佳素”；韓國韓動“優(yōu)�？怠�；韓國ELT“優(yōu)福素”；巴西奧特奇“奧奇素”；韓國Eunjin“牧哥益佰”；丹麥De Danske G?rfabrikker A/S“瘤胃康、布拉迪”。另外還有臺灣酪多精的“富畜美、育佳、酪多精” 等。目前國外益生素的研究多是圍繞乳酸桿菌屬、芽孢桿菌屬及一些鏈球菌類進行，產(chǎn)品多使用復(fù)合菌劑。
我國對飼用微生物的研究始于80年代，90年代已有企業(yè)進行工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品也得到了市場的認同。至九十年代末，全國的微生態(tài)制劑生產(chǎn)企業(yè)已近200家，大都是年產(chǎn)幾百噸以下的小企業(yè)，全國年產(chǎn)量在5000噸左右。進入新世紀以來，隨著健康理念的深入和應(yīng)用效果的確定，微生態(tài)制劑逐漸被人們接受，越來越多的企業(yè)進入這個領(lǐng)域。微生物發(fā)酵技術(shù)在飼料行業(yè)的應(yīng)用如火如荼，生物飼料、生物飼料添加劑、發(fā)酵豆粕、發(fā)酵蛋白原料、發(fā)酵床養(yǎng)豬……新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。但即使是這樣，微生物飼料添加劑行業(yè)在我國仍然只能算是一個新興的行業(yè)，行業(yè)沒有形成規(guī)模的領(lǐng)軍企業(yè)，沒有國家技術(shù)標準，在中國飼料添加劑網(wǎng)站中還找不到微生物飼料添加劑的專欄，統(tǒng)計微生態(tài)生產(chǎn)企業(yè)的信息十分困難。
為了引導微生態(tài)行業(yè)健康的發(fā)展，飼料經(jīng)濟專業(yè)委員會調(diào)研組，經(jīng)過大量的工作，調(diào)查了60多家微生態(tài)制劑生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)狀。
在這個領(lǐng)域中堅持近十年的企業(yè)寥寥無幾。山東寶來利來、哈爾濱中科生物、廣州希普、滄州華雨藥業(yè)、北京好友巡天、大連祥大、廣州駿泰、北京營養(yǎng)源、寶雞星星協(xié)力等，這些企業(yè)為我國微生態(tài)行業(yè)的成長發(fā)展，起到了先行者和奠基人的作用。近一、兩年來，微生物飼料添加劑越來越被飼料主流企業(yè)所認可，國內(nèi)的一些科研單位和飼料界巨頭，開始進入到這個行業(yè)，如：國家飼料工程中心、大北農(nóng)、山東六和、亞太中慧、江西正邦等，都相繼推出了微生物飼料添加劑產(chǎn)品；同時更多的小企業(yè)也蜂擁進入了這個行業(yè)。這些企業(yè)大部分對生物技術(shù)不了解，沒有專門人才，沒有微生物飼料添加劑生產(chǎn)許可證，菌種來源不清，生產(chǎn)工藝不達標，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，夸大宣傳，以低價沖擊市場……造成了微生態(tài)制劑市場產(chǎn)品品種繁多，等級不一，產(chǎn)品品質(zhì)標示方法各異的現(xiàn)象；在養(yǎng)殖生產(chǎn)中，微生態(tài)制劑產(chǎn)品的使用效果也不完全一致，一方面是因為某些微生態(tài)生產(chǎn)廠家本身存在缺陷，菌種功能差，生產(chǎn)水平低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，以次充好；另一方面是由于產(chǎn)品本身及操作技術(shù)無標準可依，使用方法不當。這些問題都影響了消費者對這類產(chǎn)品的信任度�？傊捎趪鴥�(nèi)沒有完善的行業(yè)管理體系，產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的質(zhì)量標準，菌種安全性上也缺乏評價的依據(jù)，市場中更有投機者存在，導致了市場產(chǎn)品良莠不齊，魚龍混雜的混亂局面，迫切需要盡快建立行業(yè)規(guī)范，形成龍頭企業(yè)，使其健康發(fā)展。
1.3.2微生態(tài)制劑的發(fā)展趨勢 隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，人類的保健意識逐漸在增強。國內(nèi)外先后提出了“綠色食品”的概念，而要實現(xiàn)農(nóng)畜產(chǎn)品的綠色化，其前提條件就是要在飼料添加劑產(chǎn)品的開發(fā)上進行技術(shù)創(chuàng)新。對比其他抗生素及合成藥物類飼料添加劑替代產(chǎn)品如:生物活性多肽、低聚糖、酶制劑、中草藥等植物提取物，微生態(tài)制劑以其無毒副作用、無耐藥性、無殘留、成本低、效果顯著等特點當然成為了最有效和最可行的替代解決方案之一，其作用正逐漸得到廣大養(yǎng)殖界的認同。1998年底，歐盟委員會頒布了桿菌肽鋅、螺旋霉素、維吉尼亞霉素和泰樂菌素等4種抗生素在畜禽飼料中作為生長促進劑使用的禁令，禁令已于1999年7月1日起生效 。下一步歐盟將禁止所有抗生素和合成類抗菌藥作為飼料添加劑，同時歐盟也將禁止其它地區(qū)使用藥物添加劑的畜產(chǎn)品進口，其決定的影響波及世界主要的農(nóng)業(yè)大國。我國將隨著歐盟和北美逐年限制藥物添加劑，直至完全禁用藥物作為飼料添加劑。隨著國家立法及監(jiān)督力度的加大，藥物添加劑的使用將呈下降趨勢，微生物飼料添加劑的潛在市場隨之擴大。雖然微生物飼料添加劑在我國僅有短短幾年的歷史，但其發(fā)展十分迅猛，其推廣使用不但能使我國在跟進國外先進的農(nóng)牧科技方面取得優(yōu)先權(quán)，而且可使無公害畜牧業(yè)的發(fā)展成為可能，綠色禽肉、禽蛋及豬肉的大量供給有利于提高我國國民的整體素質(zhì)。
動物微生態(tài)制劑產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，必將在我國飼料行業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)乃至在整個大農(nóng)業(yè)領(lǐng)域引起一場革命性的變革，帶動整個行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高。隨著分子生物學的發(fā)展，基因工程、微囊工藝、緩釋技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用，我們有理由相信飼料添加劑必定由抗生素時代進入到綠色環(huán)保，無污染的微生態(tài)制劑的時代。大量的研究結(jié)果表明，微生物飼料添加劑作為一種“綠色”添加劑，對促進動物生長發(fā)育，提高免疫力、防病治病，改善飼料適口性和轉(zhuǎn)化率等方面具有顯著效果。該技術(shù)的最大功績在于，它可以逐漸替代農(nóng)用化學物質(zhì)，取代激素和抗生素，生產(chǎn)出綠色食品。用于畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖，可以預(yù)防畜禽、魚蝦疾病，凈化水質(zhì)，提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低膽固醇含量，消除糞惡臭，減少環(huán)境污染；用于種植業(yè)，可以改良土壤，改善植物品質(zhì)，達到無污染、無公害、無殘留；用于醫(yī)藥，可解除大量抗生素使用和濫用所造成的對人體嚴重的毒副作用。目前，世界各國對微生態(tài)制劑的研究開發(fā)，已成為熱點�？梢灶A(yù)見，微生物飼料添加劑作為無公害的“綠色”飼料添加劑，將逐漸替代飼用的抗生素，其系列產(chǎn)品的研制開發(fā)和應(yīng)用將具有非常廣闊的前景和良好的經(jīng)濟效益。
2微生物飼料添加劑在汕頭市畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用情況
目前，微生物飼料添加劑在汕頭市畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用處于起步階段，尚未得到全面普及推廣。微生物飼料添加劑最先被應(yīng)用于汕頭市的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，直到2005 年以后開始在汕頭市畜牧生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，至今僅有幾年的時間。目前現(xiàn)有若干各規(guī)模養(yǎng)豬場采用發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)，幾個規(guī)模蛋雞場在飼料中使用EM飼料添加劑。根據(jù)調(diào)查反饋的信息效果良好，一致公認最有效果是養(yǎng)殖場的臭味、氨氣味明顯減少，空氣比較清新，其次是發(fā)病率相對下降，至于在增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)方面的作用未見顯著改變。當前制約微生物飼料添加劑在汕頭市畜牧生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用的主要影響因素有四個：一是微生物飼料添加劑單位成本價格昂貴，但在增加產(chǎn)量改善品質(zhì)、減低發(fā)病率等方面效果不明顯；二是使用方法不規(guī)范；三是廠家產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，對畜產(chǎn)品產(chǎn)生的安全性不明確；四是沒有官方權(quán)威機構(gòu)給予扶持、參與技術(shù)推廣。
3關(guān)于科學使用微生態(tài)制劑的幾點建議
3.1科學認識微生態(tài)制劑的安全性
3.1.1菌株的安全性 非致病性與非病原性是篩選菌種的首要條件。因此，首先必須確定菌株的安全性，其次應(yīng)對該菌種的整個代謝循環(huán)進行系統(tǒng)的研究，明確其主要代謝產(chǎn)物與成分，分析其潛在的安全隱患。有些益生菌的安全性是相對的，其致病性與非致病性也是相對的，與其所處的生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)，例如正常微生物菌群因定位轉(zhuǎn)移和宿主轉(zhuǎn)換都可能使宿主致病。一株現(xiàn)在無毒副作用的菌種，也可能因理化、微生物毒素和菌種本身原因引起負性突變，或通過與含有抗藥因子的菌種交換基因物質(zhì)而產(chǎn)生抗藥性。所以定期對生產(chǎn)菌種進行長期安全試驗檢測，是十分必要的。我國已明確規(guī)定了飼料中允許使用的微生物種類，在此基礎(chǔ)上生產(chǎn)的活菌及其代謝產(chǎn)物，只要按照合理濃度正常使用，是可以保證安全的。
3.1.2菌區(qū)菌種平衡 微生態(tài)制劑所針對的是胃腸道的菌群平衡，胃腸道的菌群平衡一旦被不適宜的外來菌群所破壞，產(chǎn)生的影響有可能是致命性的，特別是對幼齡畜禽。因此在養(yǎng)殖動物，尤其是幼齡動物上使用微生態(tài)制劑，菌種的選擇上應(yīng)更加謹慎。正常微生物菌群是指寄居在特定個體的無害有益的長期歷史進化過程中形成的微生物群落或微生態(tài)系。正常微生物群一般可分為原籍菌群、外籍菌群和陌生菌群。原籍菌群是指其自身宿主個體對其無免疫反應(yīng)或低免疫反應(yīng)，是宿主個體固有的菌群。外籍菌群是由同種屬不同宿主個體傳來的，在血清型上或免疫上有一致性。陌生菌群是由不同種屬的宿主傳來的。正常微生物對宿主具有營養(yǎng)、免疫、生長刺激、生物拮抗等作用，是機體的生理組成部分。在動物正常腸道微生態(tài)系統(tǒng)中，優(yōu)勢菌群為厭氧菌，占99%以上，兼性厭氧菌和好氧菌不到1%。
3.1.3使用劑量 微生態(tài)制劑的益生作用是通過有益微生物在動物體內(nèi)一系列生長繁殖、新陳代謝來實現(xiàn)的，其最終效果同添加的益生菌的數(shù)量密切相關(guān)。根據(jù)大量試驗總結(jié)，如果一種益生菌在盲腸內(nèi)容物的濃度低于107 個，該菌產(chǎn)生的酶及其代謝產(chǎn)物不足以影響宿主的正常生理功能；數(shù)量過多超過109個，超出占據(jù)腸內(nèi)附著點和形成優(yōu)勢菌群所需的菌量，非但功效不會增加，反而造成浪費甚至是負面影響。微生態(tài)制劑用于特定養(yǎng)殖動物所需的菌群數(shù)量尚無統(tǒng)一的規(guī)定，德國有學者認為，仔豬飼料中加入微生態(tài)制劑其含菌量應(yīng)達到×105/g飼料，育肥飼料中加入每克達到105個芽孢桿菌，糞中大腸桿菌減少35%。而乳酸菌因制劑不同而有差異，其數(shù)量達到107個，一般添加量為0.1%-0.2%。雖然活菌的數(shù)量是微生態(tài)制劑發(fā)揮作用的關(guān)鍵，但是在飼料中添加益生菌并不是多多益善，過量的益生菌反而會引起仔豬和仔雞輕微腹瀉，只有中低劑量的益生菌才能有效促進生長，提高飼料轉(zhuǎn)化率。另外，應(yīng)用微生態(tài)制劑尤其是外源性益生菌，過量添加后會破壞原有菌群平衡，削弱機體對外界攝入微生物的定植拮抗力，增加腸道負擔，與宿主競爭營養(yǎng)等。所以，每種益生菌要經(jīng)過多次嚴格的試驗篩選出適宜使用參數(shù)，才可能達到好的效果。
3.2嚴格按照《目錄》標準執(zhí)行
原則上不管是微生態(tài)制劑生產(chǎn)者，還是微生態(tài)制劑使用者，都應(yīng)嚴格遵守國家農(nóng)業(yè)部頒布的菌株目錄，對于沒有明確證明其安全性的菌株，應(yīng)謹慎選擇。2006 年我國農(nóng)業(yè)部658號公告《飼料添加劑品種目錄》中規(guī)定在飼料添加劑中可用的微生物名單為：地衣芽孢桿菌*、枯草芽孢桿菌、兩歧雙歧桿菌*、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(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母、沼澤紅假單胞菌、保加利亞乳桿菌#共計16種。
根據(jù)專家意見，不建議使用基因工程菌，不選用抗生素選育的抗藥益生菌。
雖然我們可以通過基因工程的方法讓益生菌獲得、強化某些特性，但對其深遠影響人們?nèi)员憩F(xiàn)出謹慎的態(tài)度。而使用含有抗藥因子的基因工程菌用作益生菌，其結(jié)果可能將會和濫用抗生素一樣，制造出任何藥物都無法消滅的“超級細菌”，給人類造成更大的威脅。
3.3合理選擇菌株類型，嚴格使用劑量
根據(jù)不同動物品種、不同生長階段、不同養(yǎng)殖模式，應(yīng)合理選擇益生菌的種類及其使用劑量。一般原則是幼齡動物多選擇乳酸菌、雙歧桿菌等厭氧菌，成年動物可選擇部分芽孢菌、酵母菌。幼齡動物、患病動物等，可以按照中、高劑量添加正常使用，成年動物一般按照低、中劑量添加。 |
