微生物制剂研究进展

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2009-02-06 09:48:31

      摘要:着重介绍了动物激生物制剂——活菌制剂和寡糖的主要作用机理和在动物饲料中的使用效果,同时也分析了应用动物微生物制剂的前景和存在的主要问题。
      关键词:动物;微生物制剂;活菌制剂;寡糖;进展
      1概述
      动物微生物制剂应用的发展是与微生态学的发展紧密相关的。微生态学是研究正常微生物与其宿主内环境相互依赖和相互制约的细胞水平和分子水平的生态科学;而正常微生物菌群是指寄居在特定个体的非但无害而且有益的长期历史进化过程中形成的微生物群落或微生态系。一般认为,正常微生物群可分为3类:一类是原籍菌群;二类是外籍菌群;三类是陌生菌群。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。外籍菌群是由同种属不同宿主个体传来的,在血清型上或免疫上有一致性。陌生菌是由不同种属的宿主传来的。例如,人类的大肠杆菌在人类不同个体间传播就是外籍菌,如果传播到其他动物就是陌生菌。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。在成人的正常结肠中,寄居菌群的96%-99%由厌氧菌(大肠杆菌、肠球菌、变形杆菌、乳酸杆菌等)组成。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%。正常微生物菌群固定位转移和宿主转换都可能使宿主致病。微生物的致病性与非致病性是相对的,与其所处的生态环境密切相关。如在肠道是正常菌,转移至其他部位就可能是致病菌;在动物是非致病菌,转移到人类就可能是致病菌,即对某种动物是正常菌,转移到另一种动物就可能是致病菌。
      2 动物微生态制剂的种类和作用机理
      药物饲料添加剂的广泛运用,尤其是抗生素饲料添加剂的利用,在动物防病治病菌方面发挥重要作用的同时,也给畜牧生产和人类带来了一定的副效应。首先是抗生素在消灭致病菌的同时,也消灭了对动物机体有益的生理性细菌,破坏肠道微生物的微生态平衡,导致动物,特别是幼畜禽对病原微生物的易感性。另外,长期饲喂抗生素使动物机体内产生具有耐药性的细菌,这些细菌对人畜均有害。为此,各国都在进行其他种类饲料添加剂(主要是无残留,对动物和人类无副作用的饲料添加剂)的研究,已有多种效果显著的微生态制剂(包括活菌制剂——益生素和寡糖——化学益生素)问世。
      2.1 动物微生态制剂的种类
      动物微生态饲料添加剂是根据微生态学理论研制的含有对动物有益的微生物及其代谢产物的活菌制剂(Probiotics)和低聚糖(oligosacchride)——寡糖类制剂。它们通过维持动物肠道内微生态平衡而发挥作用,具有促进动物生长发育,提高动物机体免疫力等多种功能,且无污染、无残留、不产生耐药性和对环境无害等,是一类新型绿色环保饲料添加剂。
      Z.1.1活菌微生态制剂
      随着抗生素技术的发展和应用,动物的生产得到了极大的发展;但是人们也发现了抗生素的副作用和对动物及人类的潜在危害。因此,有必要发展抗生素的替代物,动物微生态活菌制剂就应运而生了。活菌制剂始于上世纪初,有人用酸牛奶来调整幼畜腹泻出现的肠道微生物菌群失调。后来,在研究中人们发现用活菌制剂可防止畜禽的腹泻和肠炎,继之又发现活菌制剂还可改善动物对饲料的利用,并有利于促进畜禽的生长发育和健康,从而扩大了活菌制剂在畜牧生产中的作用和应用前景。
      2.1 .1.1 活菌微生态制剂的种类
      活菌微生态制剂的分类有多种,根据制剂的用途及作用机制可分为微生态生长促进剂和微生态治疗剂。依微生物的种类有芽孢杆菌制剂、乳酸菌制剂、酵母类菌制剂及光合细菌等。目前用作微生态饲料添加剂的微生物主要有:乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等几大类,1989年美国FAD规定允许饲喂的微生物有40余种,其中30种是乳酸菌。我国1994四年农业部批准使用的微生物品种有:蜡样芽孢杆菌花草芽孢杆菌类链球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、乳链球菌等。微生态制剂按菌种组成可分为单一制剂和复合制剂。
     (1)乳酸菌 乳酸菌是一种可以分解糖类产生乳酸的革兰氏阳性菌,厌氧或者兼性厌氧生长。据报道,乳酸菌不耐高温,经 80℃处理 5 min,损失 70%- 80%;但耐酸,在 pH值为3.0-4.5时仍可生长,对胃中的酸性环境有一定的耐受性。在动物体内通过生物括抗降低pH值,阻止和抑制致病菌的侵入和定植;降解亚硝胶、氨、吲哚、粪臭素等有害物质,维持肠道中正常的生态平衡;活菌体和其代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶(SOD),能消除氧自由基的不利作用,增强体液免疫和细胞免疫。研究发现,乳酸菌在鱼体肠道定植,可以抵抗革兰氏阴性致病菌,增强抗感染能力,增加肠粘膜的免疫调节活性,促进生长。乳酸菌可用于哺乳和断乳期动物的饲料中。
     (2)酵母菌 酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶,具有增强动物免疫力,增加料适口性,促进动物对饲料的消化吸收能力等功能,并可提高动物对磷的利用率。用于饲料中的酵母菌主要是假丝酵母、红色酵母、酿造酵母和啤酒酵母。
     (3)芽孢杆菌 芽孢杆菌是好氧菌,在一定条件下产生芽孢,由于芽孢的特殊结构使芽孢杆菌耐酸碱、耐高温和挤压,在肠道酸性环境中具有高度的稳定性,能分泌较强活性的蛋白酶及淀粉酶,促进饲料营养物质的消化。目前使用的菌株有枯草芽孢杆菌(Bacillus sbtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、东洋芽孢杆菌(Bacillus toyoi)等。
      (4)光合细菌 光合细菌能在厌氧光照条件下利用CO2,有些光合菌还有固氮作用。经分析,光合菌菌体蛋白中多种必需氨基酸的含量高于酵母菌。光合细菌不仅为生物体宿主提供丰富的蛋白质、维生素、矿物质、核酸等营养物质,而且可以产生辅酶Q等生物活性物质,提高宿主的免疫力。光合细菌在改善水体环境,促进水产动物生长增重,改善色泽等方面有良好的作用。
      2.1.2 活菌微生态制剂的作用机理
      2.2.2.1 改善胃肠道做生态环境
      研究表明,动物自身及许多致病菌部会产生各种有毒物质,如胶、氨、细菌毒素、氧自由基等代谢产物。有些有益菌可以阻止毒性胺和氨的合成或把它们分解中和细菌毒素,从而避免这些有害物质对动物机体组织细胞的损害作用。一些好氧菌则通过产生超氧化物歧化酶可以帮助消除氧自由基,减少或消除氧自由基对细胞及细胞器膜质结构的损害。乳酸菌能够产生有机酸和抗菌物质,降低肠道内pH值和氧化。还原电位,有利于指主生长发育和维持健康。
      2.1.2.2产生有益物质
      动物微生态活菌制剂能够在动物体内产生各种消化酶,合成B族维生素、VK等动物所必需的营养物质;同时能促使动物体增加对肠道内容物中钙、镁等营养物质的吸收。
      2.1.2.3建立和维持肠道微生态平衡
研究表明,动物肠道内寄居的微生物,主要为厌氧菌。通常情况下,肠道内有益菌和致病菌保持一定比例,当条件发生改变时,这种平衡失调,致病菌大量繁殖,从而导致动物体患病。当需氧型益生菌进入消化道后,生长繁殖消耗肠道内大量氧气,通过“生物夺氧”使需氧型致病菌大幅度下降,因而起到防止动物患病的作用。研究还发现,益生菌能够有秩序地定植于粘膜、皮肤等表面或细胞之间形成生物屏障,这些屏障可以阻止病原微生物的定植,起着占位、争夺营养。互利共生或拮抗作用,形成保护屏障,阻止病原菌的侵入,从而对致病菌的定植产生抑制作用。
      2.1.4增强动物免疫能力
      微生态制剂对以成为非特异性免疫调节因子,增强吞噬细胞的吞噬能力和细胞产生抗体的能力,刺激动物产生干扰素,从而增强抗病能力。
     

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