我国微生态制剂的研究起步较晚,但发展迅速。许多微生物被用作微生态制剂,并应用于畜牧业和水产养殖。在促进动物生长、预防常见病、改善养殖环境等方面显示出无可比拟的优势,具有广阔的发展前景。鉴于微生态制剂的作用机理研究尚不深入,特别是其应用尚处于初级阶段,笔者长期从事该领域的研究和推广工作,并对其中的一些问题提出了一些看法,以供开发微生态制剂时参考(
1株
1.1源
首先筛选一株或多株优良菌株。在微生物家族中,有许多菌株可以用作微生态制剂。美国(FDA)规定可以使用40多个菌株作为微生态制剂的起始菌株,中国农业部也列出了嗜酸乳杆菌和芽孢杆菌。粪链球菌、蛙弧菌噬菌体、酵母和脆弱拟杆菌是六种微生物。对这些菌株的生理特性进行了深入研究,在实际应用中表现出良好的生产性能。在选择菌株时,我们应该尽量从动物身上选择正常的植物群(即本土植物群),以便最大限度地利用它们益生菌效应。正常菌群进入动物体内后容易存活,并能与病原菌抓住附着点。虽然有许多微生物如芽孢杆菌等异常菌群,但它们的共生与正常菌群不同。它们在肠道内消耗更多的氧气,不利于病原菌的生存环境。此外,它们还产生酶和维生素等代谢物,主要起促进生长的作用,常被用作微生态制剂的起始菌株。目前微生态制剂的起始菌株除了一些生理细菌外,还有许多优势菌株,如拟杆菌、Eu细菌、消化球菌等(
1.2致病性
作为一种微生态制剂,非致病性是筛选菌株的首要条件。无论促生长剂或其他生产性能有多好,都不会考虑致病菌。因此,有必要确定起始菌株的安全性,并对其可能的代谢产物进行系统研究。值得注意的是,一株没有副作用的菌株,由于理化性质、微生物毒素以及菌株本身的原因,将来可能会引起阴性突变,因此,生产菌株应定期检测(
1.3活菌含量
益生菌的主要作用是活性微生物。尽管有些人f代谢物对动物的生产性能也有积极的影响,目前除了少数以液体形式列出的益生菌外,大多数都是经过发酵、收集细菌、干燥、固化后以固体形式投放市场的,因此,保证制剂中活性微生物的含量是发挥其益生菌作用的关键。产品检验也应采用活菌计数法(如平板法或MIP法)而不是细菌总数法(如血细胞计数法)。目前,微生态制剂中活性微生物的含量没有严格的规定,从每克数亿到上百亿不等。例如,瑞典生产的MediPharm stabisil含有20%的乳酸菌× 109/g,乳酸杆菌≥ 5亿/克,乳酸杆菌≥ 100万/g,粪链球菌≥ 200亿/g,混合体系不低于50-100亿/g(
1.4稳定性
如何保持细菌的稳定性是微生态制剂研究和生产中最实际的问题。对益生菌而言,主要是指对特定环境的耐受性,如温度、湿度、酸度、机械摩擦和挤压、室温储存时间等对益生菌活性的影响;对于饲料益生菌来说,在饲料加工过程中,必须经受高温的考验,才能保证其稳定性应变与温度的关系尤为重要。芽孢杆菌的耐受性最强。在100℃下2min内芽孢杆菌的损失率仅为5%~10%℃, 在80℃下5min内,乳酸菌和酵母的损失率为70%~80%℃ 95℃时2min内98%~99%℃. 一般情况下,制粒温度为80℃℃ 到100℃ 对芽孢杆菌影响较小,对乳酸菌、酵母和粪链球菌影响较大;在耐水性方面,孢子型细菌的耐水性最好,其次是肠球菌和粪链球菌,乳酸杆菌的耐水性最差;除了耐酸杆菌和乳酸菌外,一般的活菌制剂在胃酸的作用下被大量杀灭,且不易消化少量残留活菌进入肠道后形成菌群优势。因此,抗酸活菌制剂的细菌含量必须达到相当的浓度才能发挥益生菌的作用。此外,饲料的贮存时间、饲料中的矿物质和不饱和脂肪酸也影响益生菌的活性。微生物学家对如何提高制剂的稳定性做了大量的研究。美国Alltech生物中心开发了益生菌胶囊。实验证明这种益生菌是有效的β- 在室温下贮藏36个月后,葡聚糖微胶囊化的产物对其活力没有影响真正的。此外,基因工程技术已广泛应用于益生菌的育种,如利用基因工程技术构建更有利于生产、保存、定殖的益生菌,具有特殊功能的繁殖或工程细菌
1.5大规模生产
研究微生态制剂的目的是将其以商品的形式投放市场,为人类健康服务。因此,筛选出的菌株必须易于工业化生产,并尽可能降低生产成本,特别是那些体内外繁殖速度快、生长条件粗糙、短时间内生物量高的益生菌。同时,生理上的系统研究了菌株的特性,探索了菌株的最佳生长条件。目前益生菌的培养主要采用固体表面发酵和液体深层发酵。固体发酵生产成本高,产率低,不适合工业化批量生产;液体法是现代发酵工业的主要形式。可用于机械搅拌发酵罐或气升式发酵罐。将大量细菌培养、发酵繁殖后,经浓缩、干燥得到半成品,再按要求(
2靶向
在微胶囊中使用制备成品同时,要充分考虑其作用对象和目的,区别对待不同的动物,不同种类的动物有不同的消化系统特点。水生动物中,肉食性鱼类消化道中的优势菌为肠球菌、贝内克氏菌、弧菌等,其次为假单胞菌、乳酸杆菌等;草食性鱼类消化道中有双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等。因为动物消化道正常菌群的定殖是通过细菌的粘附完成的,具有种属特征。对一种动物的消化道上皮有很强的粘附力,但也可能表现出较低的粘附力n或不与其他动物粘附。同时,细菌的粘附力因种类而异,它是由粘附素C(一种蛋白质样物质)决定的。如防治1-7日龄猪腹泻,首选种植乳酸菌制剂、乳酸片球菌、粪链球菌等;选用双歧杆菌等菌株促进仔猪生长发育,提高日增重和饲料报酬;对于反刍动物,真菌益生菌,特别是曲霉菌,可以加速纤维素的分解。微生态制剂按用途可分为三类:养殖环境调节剂、控制病原体的微生态制剂和饲料添加剂以提高动物抵抗力和健康。因此,在实际生产中,应根据不同的需要选择合适的制剂,并选用乳酸菌、片球菌、双歧杆菌等产乳酸菌,以预防常见的动物疾病;由芽孢杆菌、乳酸杆菌、酵母和霉菌制成的益生菌可促进动物快速生长,提高饲料利用率;如果以改善养殖环境为主要目的,应选择以光合细菌、硝化细菌和芽孢杆菌为主的微生态制剂。总之,在动物微生态理论的指导下,有针对性的使用可以以最经济的代价达到理想的效果
3应用时间
微生态制剂可以应用于动物的整个生长过程,但在不同的生长阶段效果不尽相同。一般来说,幼虫体内微生态平衡尚未完全建立,抗病能力较弱。这时,益生菌能迅速进入体内并占据附着点,效果最好。如新生反刍动物肠道有益微生物群的增加,不仅能促进宿主动物对纤维素的消化,而且有助于防止病原微生物侵入肠道。与其他新生哺乳动物一样,新生瘤胃的胃肠道nts尚未完全发育,但细菌在肠道的定植相当迅速。乳酸杆菌和链球菌在出生后24小时出现。1周龄时,整个肠道内的乳酸菌数量达到107-109个/g。此外,在断奶、运输、换饲料、天气突变、饲养环境恶劣等应激条件下,动物的微生态平衡遭到破坏,使用微生态制剂极有利于优势种群的形成。因此,我们应该抓住益生菌的应用时机,尽快、长期地给它们喂食,以充分体现它们的益生菌效应(即
4的益生菌效应)
益生菌的应用剂量是通过动物体内有益微生物的一系列生理活动来实现的,益生菌的最终作用是提高生命质量,其效果与应用益生菌的数量密切相关。如果益生菌的数量不够,就不能在体内形成菌群优势,因此很难发挥益生菌的作用。根据测试,如果盲肠中的细菌浓度低于107个细胞/g,细菌产生的酶和代谢物不足以影响宿主;如果细菌数量过多,不会提高效率,反而会造成不必要的浪费。没有统一的规则益生菌对特定繁殖动物所需细菌数量的测定。德国学者认为,仔猪饲料中益生菌的细菌含量应达到(0.2-0.5)× 乳酸菌含量不低于107个/g。乳酸杆菌的日剂量为0.1-3g,日剂量为0.02%-0.2%(
5)与抗生素
联合使用,抗生素因其独特的杀菌效果和重复性优势,多年来一直被作为养殖动物疾病防治的主要手段。它们在防治常见病、促进动物健康生长方面发挥着重要作用。考虑到微生态制剂在治疗突发性糖尿病中的缺陷因此,在动物发病期,可以选择有针对性的抗生素来杀灭或抑制病原微生物的繁殖,以控制疾病的传播。然而,当抗生素杀死致病菌时,动物体内的正常菌群也被破坏。此时,应及时引入微生态制剂,通过其独特的益生菌作用,恢复肠道菌群失调。这种所谓的微生态制剂和抗生素的协同作用。据报道,抗药性益生菌已经被筛选出来,可以与抗生素一起使用。笔者认为,这必须慎重,因为细菌的耐药性是一个复杂的问题。研究表明耐药菌的产生主要是由于耐药质粒的转移和药物的选择性抑制。质粒存在于细菌细胞中。它们是一种在体外自我复制的遗传物质。控制耐药性的质粒也称为R因子。多重耐药质粒又称多重耐药质粒。R因子不仅能将耐药转移到同一细胞,而且能将耐药转移到不同的种属细胞。因此,有必要对益生菌耐药菌株的耐药机制进行系统研究。如果细胞的特殊化学结构影响药物的渗透性,那么耐药性就不会相互转移,这是一个非常重要的问题耐药菌株可与抗生素联合使用;如果耐药是由R因子控制的,为了避免耐药菌株的增殖,这类耐药的益生菌菌株不应与抗生素(
6辩证地对待微生态制剂的疗效
微生态制剂的生理功能,无论是作为饲料添加剂、生物防治剂还是环境改进剂,都已在实践中得到验证,这是今后生态水产养殖的发展方向。诚然,现在人们只把它作为一种生物防治手段,比如作为一种疾病防治剂。因为它的治疗效果很难与化学药物相比地毯,它只是用来预防的。当繁殖的动物突发疾病时,必须用化学药物加以控制。此外,微生态制剂提倡维持正常的微生态平衡,这是一项长期工程。在动物的日常饲养过程中必须不断补充,才能达到预期的效果。因此,专家建议:在使用微生态制剂的过程中,应充分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,并将其用于日常养殖中的疾病防治,以防为主,防治结合;可作为饲料添加剂,保证饲料质量稳定性和控制剂量;微生态制剂作为一种新型的生物制品,正以其独特的理念影响着日益发展的畜牧业。相信随着微生态研究的深入和人们绿色环保观念的不断强化,微生态制剂的应用前景将更加广阔