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论微生物饲料添加剂在畜牧生产中的科学应用及发展前景

来源:互联网 浏?#26469;?#25968;: 日期:2014年4月4日 15:16

        近几年来,国内畜牧生产的科研单位、养殖场户积极推广使用“发酵床养猪技术”,“EM饲料添加剂”的热潮方兴未艾。鉴于微生物饲料添加剂属于高新生物技术的产品,汕头市大部分养殖户对其概念、作用机制、应用现状及前景不甚了解,笔者参阅有关文献资料,并结合我市畜牧生产?#23548;剩愿?#38382;题相关方面提出自己的看法、建议,供参考。

  1微生物饲料添加剂的概念、作用机制、应用现状及发展趋势

  1.1微生物饲料添加剂的概念

  微生物饲料添加剂是指被添加在饲料中的一种重要的肠道菌群调节剂,?#27542;?#30410;生素。美国FDA把传统上通称的益生素定义为可直接饲喂的微生物,这些微生物菌种应具有以下特性:① 产生有机酸,如乳酸、乙酸、甲酸等,这些酸能够抑制病原微生物,?#37096;?#20316;为动物的能量或对其他微生物有益;②产生抗菌物质,如细菌素、过氧化氢或其他化合物抑制病原微生物;③有益微生物粘附占位,竞争排除,防止病原微生物定植;④刺激免疫反应,增加免疫系统活力;⑤产生各种消化酶,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和糖苷酶,提高饲料利用效率,此外双歧?#21496;?#36824;产生DNA聚合酶可修复机体损伤的细胞;⑥减少?#26223;?#30340;产生,中和内毒素。

  微生态制剂?#29287;?#22806;一个涵义?#27542;?#30410;生素,是一种重要的肠道菌群调节剂。微生物饲料添加剂是指被添加在饲料中的益生素。各国微生态学家在总结多年研究成果的基础上将其定义为:益生素是含活菌和死菌,包括其组分和产物的细菌制品,经口或经由其它粘膜途径投入,旨在改善粘膜表面微生物或酶的平衡,或者刺激特异性或非特异性免疫机制。作为现代生物工程技术的重大成果之一,微生态制剂广泛应用于生产领域,将导致畜禽、水产、种植业、?#32938;潮?#25252;和医等领域的根本变革。国际上把它誉为“拯救地球的技术”。

  大量的研究结果表明,微生物饲料添加剂作为一种“绿色”添加剂,?#28304;?#36827;动物生长发育,提高免疫力、防病治病,改善饲料适口性和转化?#23454;?#26041;面具有显着效果。该技术的最大功绩在于,它可以逐渐替代农用化学物质,取代激素和抗生素,生产出绿色食品。用于畜禽水产养殖,可以预防畜禽、鱼虾疾病,净化水质,提高饲料转化率,降低胆固?#24049;?#37327;,消除粪恶臭,减少?#32938;?#27745;染;用于种植业,可?#24895;牧?#22303;壤,改善植物品质,达到无污染、无公害、无残留;用于医药,可解除大量抗生素使用和滥用所造成的对人体?#29616;?#30340;毒副作用。

  微生态市场是近几年才兴起的行业,作为保障畜禽动物健康成长的一种饲料添加剂,其功效直可与抗生素相媲美,最关键的是其安全性是可控的,因此,近年来已被广泛使用。

  1.2微生态制剂的作用及作用机理

  在我国农业部?#24066;?#20351;用的微生物菌种目录中,常用的活性微生物主要是乳酸菌、粪链球菌、芽胞?#21496;?#37237;母菌等,这些菌类虽各有特点和不同作用效果,但其促生长机理在本质上是一致的。有益微生物进入动物机体后,形成优势菌群,与有害菌争夺氧、附着位点和营养素,竞争性的抑制有害菌的生长,从而调节肠道内菌群趋于正常化;微生物代谢产生有机酸,降低动物肠道pH值,杀灭潜在的病源菌;产生代谢物抑制肠内胺和氨的产生;产生各种消化酶,有利于养分分解;合成B族维生素、氨基酸、未知促生长因子等营养物质;直接刺激肠道免疫细胞而增加局部免疫抗体,增强机体抗病力。正常的微生物菌群的生理功能是动物生存必需的一个生理系统,是除?#36235;馈?#32908;肉、神经、附属、淋巴、呼吸、消化、内分泌、心血管、泌尿、雄性和雌性生殖系?#25345;?#22806;的第十三个生理系统,参与了动物体的生长、发育、消化、吸收、营养、免疫、生物拮抗及其各种功能和结构的发生、发展和衰退的全过程,发挥着一系列重要的作用:①胃肠菌群促进胃肠黏膜细胞的发育?#32479;?#29087;;②肠粘膜的菌群屏障作用;③口服耐受性和激活免疫系统,促进免疫细胞成熟,包括B细胞、T细胞、M细胞及吞噬细胞、体液免疫、细胞免疫、产溶菌酶细胞等;④产生多种消化酶,促进营养消化、吸收和代谢,包括对蛋?#23383;?#25110;氮素、脂类、碳水化合物、维生素、无机盐和黏液代谢等;⑤胃肠菌群产生迁移传动复合物,刺激肠蠕动;⑥代谢产酸,酸化肠道?#32938;常?#27963;化酶系统和抑制偏碱性有害微生物的生长。动物的微生态系统就是通过上述多种作用,最终产生抑制有害菌群,增强免疫功能,防治疾病,提高饲料营养素的消化吸收和转化效率,促进动物产品的形成和品质改善。

  1.3微生态制剂的发展前景

  1.3.1微生态制剂在国际的应用情况

  近年来的大量研究表明,人类常见的健康问题如癌症、畸形、抗药性和某些中毒现象与肉、蛋、奶中的抗生素、激素?#25512;?#23427;合成药物的残留有关,从而促使各国纷纷立法限制和禁用抗生素、激素等添加剂在饲料中的使用。与此同?#20445;?#24494;生态制剂以其绿色安全、无毒副作用、无残留的优点在发展绿色畜牧业、提高饲料和食品安全、?#32938;潮?#25252;和生态工程、促进人类健康方面得到广泛应用。

  据网上资料得知,国外在动物饲养中直接饲用微生物的理论及应用方面进行了深入细致的研究,取得了丰硕的成果,生物饲料在欧?#35828;?#35768;多国?#20057;?#34987;广泛使用。除美、日外,德、法、英、荷?#32908;?#20025;麦、西班牙等许多国家的猪、肉用牛、鸡、兔的饲料中以及犊牛代用乳中,亦已普遍使用这类产品。日本年微生制剂使用量在4000吨以上,使用的菌种有:枯草芽孢?#21496;?/a>、凝结芽孢?#21496;oyoi菌、酪酸菌、乳酸?#21496;?#20083;酸球菌等;美国年使用量在8000吨以上,西欧年销售额达4?#25285;埃巴?#32654;元,仅法国于?#20445;梗梗?#24180;就有?#25285;?#22810;种微生态制剂在市场上销售。我国市场上?#21152;校矗?#31181;国外产品,目前国外益生素的研究多是围绕乳酸?#21496;?#23646;、芽孢?#21496;?#23646;及一些链球菌类进行,产品多使用复合菌剂。

  我国对饲用微生物的研究?#21152;?0年代,90年代已有企业进行工业化生产,产品也得到了市场的认同。至九十年代末,全国的微生态制剂生产企业已近200家,大?#38469;?#24180;产几百吨以下的小企业,全国年产量在5000吨左右。进入新?#20848;?#20197;来,随着健?#36947;?#24565;的深入和应用效果的确定,微生态制剂逐渐被人们接受,越来越多的企业进入这个领域。微生物发酵技术在饲料行业的应用如火如?#20445;?#29983;物饲料、生物饲料添加剂、发酵豆粕、发酵蛋白原料、发酵床养猪……新产品、新技术不断涌现。但即使是这样,微生物饲料添加剂行业在我国仍然只能算是一个新兴的行业,行业没有形成规模?#29287;?#20891;企业,没有国家技术标准,在中国饲料添加剂网站中还找不到微生物饲料添加剂的专栏,统计微生态生产企业的信息十分困难。

  

  随着社会的发展,人们生活水平的提高,人类的保健意识逐渐在增强。国内外?#32676;?#25552;出了“绿色食品”的概念,而要实现农畜产品的绿色化,其前提条件就是要在饲料添加剂产品的开发上进行技术创新。?#21592;?#20854;他抗生素及合成药物类饲料添加剂替代产品如:生物活性多肽、低聚糖、酶制剂、中草药等植物提取物,微生态制剂以其无毒副作用、无耐药性、无残留、成本低、效果显着等特点?#27604;怀?#20026;了最有效和最可行的替代解决方案之一,其作用正逐渐得到广大养殖界的认同。1998年底,欧盟委员会颁?#21058;爍司?#32957;锌、螺旋霉素、维吉尼亚霉素和泰乐菌素等4种抗生素在畜禽饲料中作为生长促进剂使用的禁令,禁令已于1999年7月1日起生效 。下一步欧盟将禁止所有抗生素和合成类抗菌药作为饲料添加剂,同时欧盟也将禁止其它地区使用药物添加剂的畜产品进口,其决定的影响波及世界主要的农业大国。我国将随?#25490;?#30431;和北美逐年限制药物添加剂,直至完全禁用药物作为饲料添加剂。随着国家立法及监督力度的加大,药物添加剂的使用将呈下降趋势,微生物饲料添加剂的潜在市场随之扩大。虽然微生物饲料添加剂在我国仅有短短几年的历史,但其发展十分?#35813;停?#20854;推广使用不但能使我国在跟进国外先进的农牧科技方面取得优?#28909;ǎ?#32780;且可使无公害畜牧业的发展成为可能,绿色禽肉、禽蛋及猪肉的大量供给有利于提高我国国民的整体素质。

  动物微生态制剂产品的广泛应用,必将在我国饲料行业和养殖?#30340;?#33267;在整个大农业领域引起?#24576;?#38761;命性的变革,带动整个行业的发展和技术水平的提高。随着分子生物学的发展,基因工程、微囊工艺、缓释技术等新技术的应用,我们有理由相信饲料添加剂必定由抗生素时代进入到绿色环保,无污染的微生态制剂的时代。大量的研究结果表明,微生物饲料添加剂作为一种“绿色”添加剂,?#28304;?#36827;动物生长发育,提高免疫力、防病治病,改善饲料适口性和转化?#23454;?#26041;面具有显着效果。该技术的最大功绩在于,它可以逐渐替代农用化学物质,取代激素和抗生素,生产出绿色食品。用于畜禽水产养殖,可以预防畜禽、鱼虾疾病,净化水质,提高饲料转化率,降低胆固?#24049;?#37327;,消除粪恶臭,减少?#32938;?#27745;染;用于种植业,可?#24895;牧?#22303;壤,改善植物品质,达到无污染、无公害、无残留;用于医药,可解除大量抗生素使用和滥用所造成的对人体?#29616;?#30340;毒副作用。目前,世界各国对微生态制剂的研究开发,已成为热点。可以预见,微生物饲料添加剂作为无公害的“绿色”饲料添加剂,将逐渐替代饲用的抗生素,其系列产品的研制开发和应用将具有非常广阔的前景和?#24049;?#30340;经济效益。

  2微生物饲料添加剂在汕头市畜牧生产中的应用情况

  目前,微生物饲料添加剂在汕头市畜牧生产中的应用处于起步阶段,尚未得到全面普及推广。微生物饲料添加剂最先被应用于汕头市的水产养殖业,直到2005 年以后开始在汕头市畜牧生产中推广应用,至今仅有几年的时间。目前现有若干各规模养猪场采用发酵床养猪技术,几个规模蛋鸡场在饲料中使用EM饲料添加剂。根据调查反馈的信息效果?#24049;茫?#19968;致公?#29486;?#26377;效果是养殖场的臭味、氨气味明显减少,空气比较清新,其次是发病率相对下降,至于在增加产量、改善品质方面的作用未见显着改变。当前制约微生物饲料添加剂在汕头市畜牧生产中的广泛应用的主要影响因素有四个:一是微生物饲料添加剂单?#24576;?#26412;价格昂贵,但在增加产量改善品质、减低发病?#23454;?#26041;面效果不明显;二是使用方法不规范;三是厂家产品质量良莠不齐,对畜产品产生的安全性不明确;四是没有官方权威机构给予扶持、参与技术推广。

  3关于科学使用微生态制剂的几点建议

  3.1科学认识微生态制剂的安全性

  3.1.1菌株的安全性 非致病性与非病原性是筛选菌种的首要条件。因此,首先必须确定菌株的安全性,其次应?#24895;?#33740;种的整个代谢循?#26041;?#34892;系统的研究,明确其主要代谢产物与成分,分析其潜在的安全隐?#32908;?#26377;些益生菌的安全性是相对的,其致病性与非致病性也是相对的,与其所处的生态?#32938;?#23494;切相关,例如正常微生物菌群因定位转移和宿主转换都可能使宿主致病。一株现在无毒副作用的菌种,?#37096;?#33021;因理化、微生物毒素和菌种本身原因引起负性突变,或通过与含有抗药因子的菌种交换基因物质而产生抗药性。所以定期对生产菌种进行长期安全试验检测,是十分必要的。我国已明确规定了饲料中?#24066;?#20351;用的微生物种类,在此基础上生产的活菌及其代谢产物,只要按照合理浓?#26085;?#24120;使用,是可?#21592;?#35777;安全的。

  3.1.2菌区菌?#21046;?#34913; 微生态制剂所针对的是胃肠道的菌群平衡,胃肠道的菌群平衡一旦被不适宜的外来菌群所破坏,产生的影响有可能是致命性的,特别是对幼龄畜禽。因此在养殖动物,尤其是幼龄动物上使用微生态制剂,菌种的选择上应更加谨慎。正常微生物菌群是指寄居在特定个体的无害有益的长期历?#26041;?#21270;过程中形成的微生物群落或微生态系。正常微生物群一般可分为原籍菌群、外籍菌群和陌生菌群。原籍菌群是指其自身宿主个体对其无免疫反应或低免疫反应,是宿主个体固有的菌群。外籍菌群是由同?#36136;?#19981;同宿主个体传来的,在血清型上或免疫上有一致性。陌生菌群是由不同?#36136;?#30340;宿主传来的。正常微生物对宿主具有营养、免疫、生长刺激、生物拮抗等作用,是机体的生理组成部分。在动物正常肠道微生态系统中,优势菌群为厌氧菌,占99%以上,兼性厌氧菌和好氧菌不到1%。

  3.1.3使用剂量 微生态制剂的益生作用是通过有益微生物在动物体内一系列生长繁?#22330;?#26032;陈代谢来实现的,其最?#25307;?#26524;同添加的益生菌的数量密切相关。根据大量试验总结,如果一种益生菌在盲肠内容物的浓度低于107 个,该菌产生的酶及其代谢产物不足以影响宿主的正常生理功能;数量过多超过109个,超出占据肠内附着点和形成优势菌群所需的菌量,非但功效不会增加,反而造成浪费甚至是负面影响。微生态制剂用于特定养殖动物所需的菌群数?#21487;?#26080;统一的规定,德国有学者认为,仔猪饲料中加入微生态制剂其含菌量应达到×105/g饲料,育肥饲料中加入每克达到105个芽孢?#21496;?#31914;中大肠?#21496;?#20943;少35%。而乳酸菌因制剂不同而有差异,其数量达到107个,一般添加量为0.1%-0.2%。虽然活菌的数量是微生态制剂发挥作用的关键,但是在饲料中添加益生菌并不是多多益善,过量的益生菌反而会引起仔猪和?#23633;?#36731;微腹泻,只有中低剂量的益生菌才能有效促进生长,提高饲料转化率。另外,应用微生态制剂尤其是外源性益生菌,过量添加后会破坏原有菌群平衡,削弱机体对外界摄入微生物的定植拮抗力,增加肠?#26639;?#25285;,与宿主竞争营养等。所以,每种益生菌要经过多次?#32454;?#30340;试验筛选出适宜使用参数,才可能达到好的效果。

  3.2?#32454;?#25353;照《目录》标准执行

  原则上不管是微生态制剂生产者,还是微生态制剂使用者,?#21152;ρ细?#36981;守国家农业部颁布的菌株目录,对于没有明?#20998;?#26126;其安全性的菌株,应谨慎选择。2006 年我国农业部658号公告《饲料添加剂品种目录》中规定在饲料添加剂中可用的微生物名单为:地衣芽孢?#21496;?、枯草芽孢?#21496;?#20004;歧双歧?#21496;?、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、?#20154;?#20083;?#21496;?#24178;酪乳?#21496;?#20083;酸乳?#21496;?、植物乳?#21496;?#20083;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?#21496;?共计16种。

  根据专?#20057;?#35265;,不建议使用基因工程菌,不选用抗生素选育的抗药益生菌。

  虽然我们可以通过基因工程的方法让益生菌获得、强化某些特性,但对其深远影响人们?#21592;?#29616;出谨慎的态?#21462;?#32780;使用含有抗药因子的基因工程菌用作益生菌,其结果可能将会和滥用抗生素一样,制造出任?#25105;?#29289;都无法消灭的“超级细菌”,给人类造成更大的威?#30149;?/p>

  3.3合理选择菌株类型,?#32454;?#20351;用剂量

  根据不同动物品种、不同生长阶段、不同养殖模式,应合理选择益生菌的种类及其使用剂量。一般原则是幼龄动物多选择乳酸菌、双歧?#21496;?#31561;厌氧菌,成年动物可选择部分芽孢菌、酵母菌。幼龄动物、患病动物等,可以按照中、高剂量添加正常使用,成年动物一般按照低、中剂量添加。

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