后抗生素時代的微生態之路，你走對了嗎？
2017-02-01 18:42:53 點擊：
畜牧業發展的步伐越走越快，人們不僅對畜禽產品的需求量迅速上升，對其質量和安全性的要求也越來越高，加之對環境保護的重視程度逐年加強，未來的畜牧業必將踏上可持續發展之路。
早在1947年，有學者發現乳酸桿菌應用于仔豬料中，具有提高生產性能、改善健康狀況的功效，但當時正值抗生素發展的黃金時期，微生態制劑的研究與開發并未得到足夠的重視，這也導致了微生態制劑發展的滯后。直到20世紀70年代，才逐漸轉向微生態制劑的開發和應用，國內起步則要稍晚一些。20世紀80年代初期，四川農業大學何明清教授根據患病、健康禽腸道的12種微生物群定性、定量和定位測定結果，提出了幼齡畜禽下痢的原因是腸道菌群比例失調的觀點，由此開啟了國人的微生態研究之門。
微生態制劑是在微生態學理論指導下，調整生態失調，保持微生態平衡，提高宿主(人、動植物)健康水平或保持健康佳態的生理活性菌制品(微生物)及其代謝產物以及促進這些生理菌群生長繁殖的微生物制劑。國際上將微生態制劑分為3個類型，即益生菌、益生元和合生素。
目前，針對微生態制劑的研究已經不僅僅局限于某一單個品種，更多的是菌種的復配利用、活菌制劑與其他物質的聯合應用或者通過高新技術手段對活菌制劑進行一定的加工處理，以使其達到更好的應用效果。微生態制劑的研究應用已從傳統逐步走向高科技產業之路。
雖然微生態制劑在動物生產乃至人類醫藥、食品安全等方面的作用已毋庸置疑，但其無論在實際生產還是應用方面都存在一定的問題，一直困擾著廣大的畜牧工作者。微生態制劑的長遠發展已成為業內人士共同關注的焦點問題。
大“家”有話說！
刁其玉
(中國農業科學院飼料研究所，研究員)
探索微生態制劑的最小單位很有必要。微生態制劑對動物而言并非必需營養素，它屬于活性物質，起著調整動物生態平衡的作用，對動物機體健康和生產潛力的發揮具有難以預測的作用。微生態制劑在使用機理和使用方面，存在神秘性和不確定性，某種制劑對于某種動物在某個生理時期和特定環境的效果可能非常顯著，而在其他情況則不明顯。它并非像維生素、氨基酸等必需營養素一樣，可以建立確定的模型或比例。毋庸置疑，微生態制劑必將成為飼料工業發展的重點內容之一，對保障飼料安全和畜產品品質起到不可替代的作用，微生態制劑最小單位是什么？微生態制劑之間的互作，微生態制劑和寄主的互作，應該成為研究的熱點，便于為生產應用奠定理論基礎。
常維山
(山東農業大學動物科技學院、動物醫學院，教授)
微生態制劑是一種飼料添加劑，不是“神藥”。其功能主要是調節動物腸道微生態平衡，從而衍生出免疫調節、減少腹瀉的作用，同時可分泌一些酶類、維生素起到增加飼料利用率、改善機體營養狀況、降氨調理的作用。但是這些作用的發揮往往比較慢且不太明顯，因此，我認為益生素發揮生產性能是一種潤物細無聲的作用，不可以立竿見影的心態去體會。
微生態制劑的哪些作用比較容易觀察到？首先是除臭，豬、禽使用微生態制劑后一周圈舍內氨氣濃度可明顯降低，且糞便成型、排泄物減少；其次，蛋雞使用1~2周后蛋殼質量可改善、蛋黃顏色加深、蛋清粘稠度增大；毛皮動物皮毛光亮；長期使用后，可延長蛋雞的產蛋高峰期、提高飼料利用率3%~5%。
微生態制劑的作用仍然沒有完全挖掘出來。目前研究發現，某些菌種可以吸附或降解霉菌毒素；利用微生態制劑制作發酵飼料可明顯減少畜禽腸道疾病；發酵中草藥可改善中草藥適口性；處理畜禽糞便可加快糞便腐熟；處理青貯飼料可提高青貯飼料品質。
微生態制劑的使用誤區：用于治療抗生素無效的腹瀉，肯定得不到滿意效果，因為微生態制劑治療腹瀉的能力遠遠不如抗生素；不能與抗生素一起使用甚至會降低抗生素的治療效果是誤導，因為微生態制劑與抗生素一起使用確實會被殺死，但是抗生素的半衰期通常很短，一旦失效后，微生態制劑便會發揮作用，同時微生態制劑一般沒有抗藥性不會降解抗生素；短暫使用，淺嘗輒止。
微生態制劑的不足之處：飲水型微生態制劑長期使用會堵水線；液體劑型、雙歧桿菌制劑不宜長期保存；芽孢桿菌以外的益生素不能耐受72℃以上高溫。
陳振民
(微生物農藥國家工程研究中心，總工程師;
華中農業大學生命科學技術學院，副教授)
在我國農業部發布的《飼料添加劑目錄(2013)》中，6 種芽孢桿菌已正式被批準用于飼料添加劑的生產，如枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、遲緩芽孢桿菌及側胞芽孢桿菌。芽孢桿菌菌劑的發酵工藝有固態發酵法和液態深層發酵法，目前主要采用液態發酵來生產芽孢桿菌制劑，其中高含量芽孢桿菌制劑的高密度發酵技術與應用技術已成為當前的研究熱點與重點之一。然而，如何實現高含量芽孢桿菌制劑的產業化與應用仍然是眾多微生態制劑企業面臨的新挑戰。例如，如何根據多樣性來源、功能各異的芽孢桿菌菌株與特定養殖對象針對性地開發個性化的芽孢菌劑產品，在保證菌株功能性的前提下提高產能、抑制發酵中的細胞自溶、高芽孢形成率的控制、發酵中噬菌體污染的有效預防、提高芽孢制劑的穩定性與延長貨架期、芽孢桿菌與其他微生態制劑的協同作用、芽孢桿菌與腸道菌群的互作效應、芽孢桿菌的促生長機理研究、芽孢桿菌與其他飼料添加劑(微生態制劑、酸化劑、低聚糖、酶制劑等) 的組合使用技術等。一旦這些難題得到根本性地解決，將會大力促進高含量芽孢桿菌制劑產業化的實現，從而為推廣企業提供質優價廉的菌劑來源，進一步促進芽孢桿菌微生態制劑的更廣泛應用。
周相超
(湖南正虹科技發展股份有限公司研發部，配方師)
微生態制劑作為一種可直接飼喂動物的添加劑，在提高機體免疫力、預防疾病、提高生產性能和改善養殖環境方面的作用得到越來越多畜牧從業者的認可。目前，飼料企業和規模化養殖企業對微生態制劑的使用越來越普遍，其使用效果也得到充分肯定，比如大北農、六和等大型飼料企業都建立了專門的微生態生產企業來為自己提供微生態產品。不過，由于微生態制劑產品本身的不穩定性，加之國內尚沒有一個統一的質量標準，導致了微生態制劑市場不規范的現狀，在畜牧行業內造成一些負面影響，甚至形成了一些錯誤的觀念。
很多人總是將微生態制劑與抗生素進行比較，認為其效果不如抗生素，沒有使用價值。實際上，微生態制劑產品的主要作用是預防作用，治療效果不如抗生素療效迅速，但是長期使用微生態制劑有利于動物的長期健康，也有利于動物生活環境的改善。
近年來的研究發現，一些微生態制劑產品，復合菌株較單一菌株效果好，因此造成一些養殖者認為微生態制劑產品中所含的菌株種類越多越好。其實微生物與微生物之間存在著相對復雜的作用，如拮抗、互生、中立、棲生、助生、偏生、寄生和吞噬等，微生物種類增多，如果微生物之間相互制約占主導反而削弱了其作用。
一些行業人員宣稱產品含菌量越高越好，而不管添加量和使用效果。即便是同樣的添加量，有些消費者也會覺得5 億個/ g 含菌量的微生態制劑不如100 億個/ g 含菌量的微生態制劑劃算。其實，微生態制劑特別是能在道定植的乳酸菌，其繁殖速度很快，很少的量就能起到效果，關鍵是要有足夠的活菌，能夠在腸道中取得優勢地位。
谷巍
(寶來利來生物研究院，院長)
現階段通過積極的研究與探索，部分企業已經不僅是簡單的生產和銷售微生態制劑，更注重系統解決方案的提供和整合，尤其在飼料中添加的微生態已經積累了豐富的經驗和理論成果，操作性、應用性已經大大提高。
微生態制劑的生產相對要求較高，尤其是要想達到嚴格、穩定、標準的生產控制，前期固定資產投入會較大，但只要建立了系統生產體系，生產成本會得到控制。因為國家沒有制定完善的技術標準，因此出現了現階段產品標準不一的情況，各企業產品特點、菌種特性都有差別，確實缺少公認的參考標準，但在保證良好使用效果的前提下，采用各大廠家自己的標準也是一個好的選擇。
另外，按照《飼料添加劑目錄(2013)》進行菌種生產、科學應用轉基因技術等改造技術、嚴格從菌種篩選到清潔生產各個環節，加強行業監管與企業自律行為很必要。
綜合眾家觀點，我們不難看出，無論科研院所還是企業都在積極地探索，以解決微生態制劑發展應用中面臨的難題。那么，微生態制劑研發與應用中都有哪些問題亟待重視呢？
問題一：菌種安全性
我們必須清楚的認識到，并不是所有的菌種都是絕對安全的，微生態制劑作為飼料添加劑，其使用的對象主要集中在幼齡動物和病弱群體，因此在菌株的選擇、合理的劑型和添加的劑量上都必須嚴格謹慎。有的益生菌含有的抗藥因子可以通過基因物質的交換轉移到正常的腸道菌群中，于是就有人把含有抗藥因子的基因工程菌用作益生菌，如果菌種選擇不當，其結果將會與濫用抗生素一樣，制造出任何藥物都無法消滅的“超級細菌”，這將會給人類造成更大的威脅。而且，并不是所有的天然物質都是安全的，對機體有利的元素如果超劑量添加，也會造成動物的中毒，但關于益生菌的過量使用，目前還沒有相關的報道。
另外，菌種的同源性問題一直飽受爭議。曾經，因為飼喂同源性原料導致了瘋牛病的大規模暴發，所以全世界范圍內禁止了動物性原料在反芻動物中的應用。近來，北美和加拿大等國家和地區又發生了疑似豬血漿蛋白粉含有PEDV引起的大規模的仔豬流行性腹瀉事件，雖然并沒有直接的證據證明是血漿蛋白粉的問題，但由此引起了同源性蛋白原料的爭議，很多企業更是提出了杜絕在動物日糧中使用同源性蛋白原料的呼聲。未來，菌種的同源性問題是否會面臨相同的窘境，現在還不得而知。就目前的研究而言，同源性菌種似乎還是利大于弊，其具有良好的粘附性和腸道適應性，能針對不同動物、不同年齡階段進行作用。
雜菌含量也是困擾廣大畜牧工作者的問題之一，經常有人反映，某些菌種在運輸的過程中因為產氣菌的繁殖導致菌桶蓋子被沖開；也有反應因為雜菌率高，導致在動物中添加的產品無效或功效很低。因此，探索良好的生產工藝很有必要。菌種生產中采用的液體深層發酵法是目前應用較為理想的、雜菌率比較低的方法，但其在工藝上仍有待進一步地優化與提高。
問題二：菌種活性
眾所周知，活性是益生菌產生功效的基礎，其作為有生命的微生物，無論是生產、保存還是使用環節，都需要經過嚴峻的考驗。拋開加工的層面，單從動物食入講起，就需要通過胃酸、膽汁等極端環境才能到達腸道，存活、定植，最終發揮作用。這其中的每一個環節都會損耗益生菌的活性，因此，如何保證食入的益生菌在動物體內保持良好的活性而發揮其真正的生理功能，近年來成為了微生態制劑的研究熱點之一。
目前，研究較多的是菌種包被技術，如果包被技術過關，可以達到耐胃酸耐膽鹽的作用，使大量存活的益生菌順利到達動物的腸道，進而發揮其生理作用。但關于包被技術，還需要進一步的研究。有網站論壇做調研，眾家的觀點也不盡一致，但都歸為共同的愿望：能保證微生態制劑的緩釋功效，使其能順利到達腸道。就目前的包被技術而言，無論從成本還是效果上，都沒有達到十分滿意。因此，尋找高效、廉價、無毒副作用的包被材料，優化包被工藝將是微生態制劑研發的方向之一。
問題三：作用機理不明確
關于微生態制劑的作用機理，目前比較主流的說法有4 種：①優勢菌群說；②微生物奪氧說；③膜菌群屏障說；④“三流運轉”理論。但無論是哪一種說法，都是大的方向，具體的作用方式與機制仍無法確定。但這一點并不影響微生態制劑在動物生產中的廣泛應用，養殖人員關心更多的是其是否能達到預期的效果。至于機理，似乎更應該是科研院所或者國家課題去研究和探索的問題。
問題四：與其他物質的聯合應用
微生態制劑與其他物質的聯合使用，總的來說可以分為兩個方面。一是與某些生物飼料的聯合應用，如酶制劑、中草藥提取物、酸化劑、酵母培養物、短肽等。在此方面，聯合應用的功效毋庸置疑，大量的研究表明，微生態制劑與上述物質聯合應用作用效果更佳。目前，存在爭議的主要是第二方面，即微生態制劑與抗生素的聯合應用。眾所周知，抗生素具有殺滅細菌的作用，那么，微生態制劑作為活菌制劑，如果與抗生素聯合應用，會不會也被殺滅呢？
目前，在疾病治療方面，我們似乎還必須依賴抗生素，但廣譜抗生素必然對微生態活菌制劑產生影響，這似乎制約了微生態制劑的應用。從微生態制劑在人的臨床醫學研究來看，抗生素與活菌制劑合用對某些感染的治療效果優于單獨使用抗生素的治療效果。在這種情況下，一般宜先用抗生素治療原發感染，再以微生態活菌制劑調整微生態，即先治后調，這是合理的選擇；還有一種方法是將抗生素與微生態制劑分開使用，中間間隔若干小時，以避開抗生素藥物的濃度高峰；而在抗生素抗菌譜不覆蓋微生態活菌制劑的情況下，兩者可以同時使用。
在促生長及預防疾病方面，則完全可以考慮使用其他物質進行替代，微生態制劑即是目前公認的具有較好效果的綠色安全添加劑，以此可以緩解抗生素濫用帶來的健康及生態環境問題。
問題五：科學合理使用
在微生態制劑的使用上，根據畜禽種類和生產階段進行合理選用非常必要。另外，篩選適用于特定日糧類型或特定用途的菌株也是未來菌種研發的方向之一。
眾所周知，不同微生態制劑的菌種和培養物等不同，因此在選用上必須謹慎對待。目前，市面上的復合微生態制劑應用較多，養殖者應足量連續使用才能達到預期的效果。在添加量方面，很多養殖者盲目跟風，認為進口的產品優于國內產品，因為前者標注的添加量低于后者。但據業內人士透露，其實很多進口的微生態添加劑都是出口轉內銷的產品。但其標注的添加量為什么會低于國內產品呢？編者分析主要有以下兩點原因：①國外在生產中很少或者完全禁止使用抗生素，所以添加的微生態制劑在此方面損失較少甚至沒有損失，而在國內則必須考慮抗生素帶來的損耗；②中國人的習慣使然。在傳統養殖業中，很多配方師在進行配方調整時，會過多地考慮外界因素的影響，為保證添加劑達到良好的功效，即通過大量或者超量添加來達到此目的，這一點在氧化鋅的使用上可見一斑。
我國著名微生物專家、中國微生態學創始人魏曦院士曾預言“光輝的抗生素之后的時代將是活菌制劑的時代”。微生態制劑在研發與應用的歷程中經歷了迅猛的發展，未來的微生態發展必將是充滿挑戰的光明之路。（來源：飼料與畜牧 新飼料）
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