【觀點】王繼華教授：微生態的營養調控—微生態製劑

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　　微生態製劑又叫活菌製劑、益生素，是指攝入動物體內後參與腸內微生態平衡，對腸內有害微生物有抑制作用，或通過增強非特異性免疫功能來預防疾病，從而間接促進動物生長和提高飼料轉化率的活性微生物培養物。

　　微生態製劑（農業部官方稱為 微生物飼料添加劑）在20世紀70年代興起時，被認為只有活的微生物才能起到微生態的平衡作用，因此認定微生態製劑是活菌製劑，甚至有一段時間，把微生態製劑就稱為活菌製劑。但隨著科學研究的不斷深入，大量資料證明，死菌體，菌體成分，代謝產物也具有調整微生態失調的功效。因此，1990年我國微生態學會學術研討會會議紀要中正式提出了「微生態製劑」一詞。其定義是「根據微生態學原理而製成的含有大量有益菌的活菌製劑，有的還含有他們的代謝產物或(和)添加有益的生長促因子，具有維持動植物和人類及其內外環境的微生態平衡(調整其微生態失調)，提高他們健康水平和保護環境的功能」。國外，1905年，俄國諾貝爾獎獲得者梅奇尼科夫首先提出了益生菌的營養保健作用，Parker1974提出了微生態製劑的概念。它是指從動物或自然界分離、鑒定或通過生物工程人工組建的有益微生物，經培養、發酵、乾燥、加工等特殊工藝製成的含有活菌並用於動物的生物製劑或活菌製劑。它可以直接飼餵動物並通過調節動物腸道微生態平衡達到預防疾病，促進動物生長和提高飼料利用率的活性微生物或其培養物。1987年Fuller將益生菌定義為能通過改善腸道微生物平衡而對動物產生有利影響的活的微生物製劑。上述這些觀點都是從微生態製劑使用對象的生物機體內部來闡述的,是相對狹義的微生態製劑定義。在 1994 年德國海德堡召開的國際微生態學術討論會上，修改了微生態製劑（益生菌）的定義：益生菌是含活菌和（或）死菌，包括其組分和產物的活菌製品，經口或經由其他黏膜途徑投入，旨在改善黏膜表面處微生物或酶的平衡，或者刺激特異性或非特異性免疫機制。1999年Gram & Nielsen等將Fuller的定義進行了擴展，認為凡能改善動物生物平衡的微生物製劑都可稱為益生菌。後來人們將定義進一步擴展，認為只要對動物健康有益的微生物都可劃為益生菌，包括能改善水體和沉積物中細菌成分的微生物等。以上從生態角度的觀點確定。

　　常見的活菌製劑有好氧菌，兼性厭氧菌和嚴格厭氧菌，其中嚴格厭氧菌能在腸道大量繁殖，產生大量產物，主要是有機酸，這類活菌製劑對腸道微生物影響最顯著，作用效果最明顯。

　　（1）外源微生物數量本身不直接影響腸道內微生物數量級。外源微生物進入腸道，在正常腸道環境下，由106增殖到108～109這樣一個數量級。這個數量級並不能直接影響腸道總菌群的變化。特別是相對於結腸來說，其總菌數也不過是微生物總數的1/100～1/1000，對於腸道微生物總體平衡並沒有大的貢獻。

　　外源微生物的武器只能也只有代謝產物。微生物利用自身的代謝產物，來抑制其他競爭者，從而獲得有利地位。①產酶-提高腸道二次消化；②產酸-改善腸道PH環境，進而影響微生物平衡；③產細菌素-對特定有害菌產生顯著抑制；④產其他營養物質-提高仔豬健康。

　　產酶微生物跟隨食物進程，胃部以後開始迅速增殖代謝，產生酶類物質，但要達到一個數量級需要一定時間。隨著食物向後推進，數量級與代謝強度增大，產酶也相對較大。到達結腸後，停留時間長，數量級也相對較大，因而對於提高結腸消化率（二次消化），將剩餘營養轉化為有效營養來說，具有顯著效果。

　　產酸微生物最有效。腸道或結腸pH發生輕微變化，將導致腸道內微生物發生明顯數量級變化。產酸菌對腸道調整優於其他微生物。只是由於厭氧產酸菌的發酵難，使其推廣過程較慢。

　　細菌素是細菌代謝過程中合成並分泌到環境中的一類對親緣關係較近的種有抑制作用的蛋白類抑菌物質。細菌素的作用與抗生素作用相似，一是防止飼料本身被沙門氏菌等致病菌污染，二是防止致病菌對動物腸道的影響。細菌素無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性，同時也不污染環境。細菌素的使用可以在部分情況下減少甚至取代抗生素。產生細菌素的微生物有丁酸梭菌、乳酸菌等。

　　微生態製劑主要通過調節腸道微生態平衡和維持消化道這一重要的免疫屏障來改善動物健康狀況。腸道不僅是消化吸收的重要場所，也是機體最大的免疫器官。腸道黏膜面積龐大，其結構和功能構成了強大的黏膜免疫系統，在腸道中還生存著大量的微生物菌群，致使外源細菌和病毒很難突破這道防線而對生物體產生危害，所以，認識到腸黏膜與免疫健康的關係至關重要。微生態製劑是一類能在腸道內定植，維護腸道菌群平衡並刺激腸道黏膜免疫組織，對腸道黏膜免疫有重要影響的有益微生物群落。大量試驗證明：添加微生態製劑後能明顯提高抗體水平，產生干擾素，提高免疫球蛋白質量濃度和巨噬細胞活性，增強機體免疫功能和抗病力。

　　（2）市售活菌製劑主要含有乳酸桿菌屬、連球菌屬、雙歧桿菌屬、某些芽孢桿菌、酵母菌、無毒的腸道桿菌和腸球菌等。有單一菌屬組成的單一型製劑，有多種不同菌屬組成的複合製劑。

　　乳酸菌類：是可分解糖類產生乳酸的細菌的總稱，其中有益菌以乳酸桿菌、雙歧桿菌和糞鏈球菌屬為代表，主要來源於乳酸桿菌屬、乳酸鏈球菌屬和雙歧桿菌屬的近30種微生物。乳酸菌類在腸道內合成營養物質、產生酸性代謝物、產生溶菌素和過氧化氫等，抑制幾種潛在病原微生物的生長。

　　酵母菌：飼用酵母的種類主要有熱帶假絲酵母、產阮假絲酵母、啤酒酵母、紅色酵母等。酵母細胞富含蛋白質、核酸、維生素和多種酶，具有提供養分、增加飼料適口性、加強消化吸收等功能，並能提高動物對磷的利用率。酵母菌是腸道有益微生物，飼料中添加酵母菌可促進動物胃內微生物活性和生長，使厭氧菌總數上升，纖維素髮酵菌數增加。

　　芽孢桿菌類：目前做添加劑使用的有芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和東洋芽孢桿菌等。芽孢桿菌是好氣性菌，可形成內生孢子。在所有菌屬中芽孢桿菌是最理想的微生物添加劑，它有較高的蛋白酶、脂肪酶和澱粉酶活性，對植物性碳水化合物具有較強的降解能力；它進入動物腸道後能迅速復活，可消耗腸道內大量的氧，保持腸道厭氧環境，抑制致病菌生長，維持腸道生態平衡；芽孢桿菌還是良好的免疫激活劑，可通過產生抗體和提高巨噬細胞的活性等刺激免疫，激發機體體液免疫和細胞免疫，使機體免疫力和抗病力增強：芽孢桿菌添加劑具有類似於泰樂菌素和喹乙醇的促生長效果，尤其在顆粒料加工和通過酸性或鹼性環境時有較高穩定性。

　　（3）影響微生態製劑發揮功效的因素很多，包括製劑的製備方法、貯藏條件、污染（如雜菌）、存活率、不正確的產品菌種組合方式、腸內菌群的狀態、使用劑量和次數、動物（宿主）的年齡、在腸道中的存活率、飼料成分的變化、生理狀態等。貯存條件是影響益生菌存活率和貨架期的關鍵因素。

　　配方師要考慮的主要是制粒和膨化對活菌製劑的影響。芽孢菌可度過不良環境，對高溫有極強的抵抗力，可以適應飼料加工。例如：丁酸梭菌、地衣、枯草等菌。非芽孢菌沒有芽孢保護，飼料加工或高溫中，微生物活力和穩定性易遇到破壞，甚至死亡。例如：乳酸桿菌、糞鏈球菌等。芽孢菌還可以耐過胃酸殺傷，而非芽孢菌不能。

　　飼料加工中的高溫、機械、制粒等因素降低活菌的生物活性作用。不同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。

　　（4）服用劑量和次數可以影響微生態製劑的應用效果。一般認為，在飼料中添加，用於促生長或預防疾病，每克飼料至少應含106個有效活菌。數量不夠就不能在體內形成優勢菌群，難以起到益生作用。瑞典規定乳酸菌製劑活菌數要達到2×1010個/g。我國批准生產的活菌製劑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。例如，一般仔豬飼料中加入乳酸桿菌製劑，活菌數量不少於107個/g，每日添加0.1～3g，一般添加量為0.02%～0.2%。若將微生態製劑添加於飼料中，其目標活菌不應低於109個/kg，含活菌不足時可增加投喂量。

　　並非活菌製劑 「菌種數量越多越好」。目前農業部頒布的允許在飼料中使用的有益菌有12種，他們有各自不同的最佳生長環境，假如將它們置於同一環境內，它們有的要產生頡頏或「自溶」，因此作用於動物腸胃內的效果反倒不明顯。所以活菌製劑中只有單種有益菌不一定效能差，菌種多不一定效果好。

　　（5）將乳酸菌或一些低抗逆性的益生菌進行微膠囊化包被處理，可把菌體與外界不良環境分開，免受微量元素損害，減緩制粒過程中溫度和壓力的影響。包被成固體微粒後有利於在預混料中均勻分布，也有利於儲存和運輸。採用腸溶性壁材包被後還能防止胃液對益生菌的破壞，使儘可能多的菌體到達腸道靶位發揮作用。因此應根據需要，選擇微膠囊化的活菌製劑。如果選擇未包被的活菌製劑，則應在制粒後噴塗。

　　（6）不同物種、不同生長發育階段、不同用途需要有選擇性的添加由不同益生菌組成的微生態製劑。正常菌群在動物消化道內定植是通過細菌的黏附作用完成的，這種黏附作用具有種屬特性，對某一類動物的消化道上皮表現出較強的黏附性，而對其他動物可能表現出低黏附性或不黏附性。如防治1～7日齡仔豬腹瀉首選植物乳酸菌、乳酸片球菌、糞鏈球菌等產酸的製劑；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。因此生產中應根據不同需要選擇合適的製劑，預防仔豬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；促進仔豬快速生長、提高飼料效率，則可選用以芽孢桿菌、乳酸桿菌、酵母菌和黴菌等製成的微生態製劑；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製劑中去選擇。

　　目前大部分微生態製劑不能與抗生素合用，尤其是仔豬斷奶初期；飼料保存時間、飼料中的礦物質（如重金屬離子Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等和食鹽）、膽鹼和不飽和脂肪酸也影響益生菌活力。筆者經驗，每隔2周交換使用抗生素與活菌製劑有較好效果。也有報道，先用抗生素做前處理，然後再餵給益生素，這樣既可避免抗生素對益生素的抑制，又可統一或改善益生素的作用環境。

　　由於目前只有農業部的《微生物飼料添加劑技術通則》一個關於微生物飼料添加劑的統一標準，因此，目前還只有根據這個來進行質量評定。微生態製劑最常見的質量問題有：菌種成分標示不明、擴大功能、使用技術不明確，活菌量標示值與實際值不相符、甚至活菌很少，雜菌污染，效果不穩定等。

　　採購微生態製劑產品時應該注意了解產品的技術背景，了解其菌種組成成分、特性、主要生產工藝，了解產品的功能和應用情況，觀察微生態製劑產品的性狀，即觀其色、聞其味、查其粒度。來源於：預混料家園