畜牧業在我國國民經濟中占有非常重要的地位。但是隨著畜牧業的迅猛發展,生態環境的破壞越來越嚴重,飼料生產中添加抗生素引起的食品安全問題越來越引起人們的重視,這不僅影響了畜牧產業自身的可持續性發展,同時也給社會和國民經濟的長期安全穩定發展帶來隱患。


在禁用抗生素及倡導食品健康的背景下,微生態制劑作為一種無污染、無毒副作用、無殘留的新型飼料添加劑,越來越受到人們的重視。


1、微生態制劑的概念

微生態制劑指的是一大類安全無毒、可以用來做飼料添加直接飼喂動物,并可以通過改善動物機體消化道內的微生態體系平衡,從而起到預防疾病發生、促進動物個體快速健康生長、提高飼料利用率的多種有益微生物及這些微生物的代謝產物。這些可以直接飼喂的微生物具有以下特征:易于在動物腸道中形成優勢菌群,與有害菌爭奪營養物質、氧和附著位點,競爭性的抑制有害菌的生長繁殖,調節腸道內的菌群平衡;產生甲酸、乙酸、乳酸等有機酸,降低動物腸道pH值,抑制潛在病原菌的生長;產生脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶等各種消化酶,提高飼料的轉化率;合成維生素、氨基酸、激素等生長因子;中和內毒素,降低有害物質如毒胺的含量;刺激免疫系統,增加免疫活力。


2、微生態制劑的菌種要求

要生產出具有優良效果的微生態制劑,需要對多種微生物進行篩選,挑選出最優秀的菌種,其中,菌種的來源及活力是最關鍵的因素。要制備出優質的微生態制劑,需要滿足以下3個相關條件:

(1)具有良好的安全性,必須沒有毒性,不能是病原性的微生物,而且不能與任何病原微生物產生雜交種。

(2)可以在動物消化道內快速定植,而且對環境變化帶來的影響不敏感。

(3)具有較強的耐受各種艱苦條件的能力,比如能耐受飼料生產制粒時的高溫高壓、飼喂過程中的抗生素和中草藥,能耐受長距離運輸和長時間儲存。理論上來講,理想的菌種應從健康動物個體的腸道菌群中分離篩選,這樣可以使有益微生物在消化道內具有最好的定植能力,并快速生長。同時,篩選出的優良菌種還具有長期保持穩定活力的特性,能夠在各種環境下保持優異的活力。


3、微生態制劑的分類

微生態制劑按照菌種類型可以分為6大類。

3.1、乳酸菌類微生態制劑

乳酸菌是一類能夠快速分解碳水化合物,并以乳酸為主要代謝產物的革蘭氏陽性細菌,自然定植于動物體的消化道中,是動物腸道中的正常菌群。主要是利用乳酸菌來發酵飼料或者飼喂中直接添加乳酸菌粉,乳酸菌是厭氧菌,對環境要求比較高,為減少在生產、運輸和儲存過程中的活力損失,乳酸菌類產品通常需要冷凍干燥保存,或者在試用過程中直接使用液態產品,現制現用。

3.2、芽孢桿菌類微生態制劑

芽孢桿菌是一類革蘭氏陽性細菌,在自然界中分布廣泛。其能產生抗逆性極強的芽孢,可以在很多惡劣環境中存活。芽孢桿菌可以在動物腸道內出芽生長,產生多種酶類物質,對動物生長有很好的促進作用,在防治疾病方面也有著良好的效果。芽孢桿菌作為一種需氧和兼性厭氧菌,培養過程中對營養物質要求不高,對生產、儲存和運輸的要求比較容易滿足,是目前最理想的微生態添加劑。

3.3、酵母類制劑

酵母菌是一類兼性厭氧菌,在動物腸道內零星存在,在國內外很早就有廣泛的使用。酵母菌不僅具有一般微生態制劑的功能,如提高動物生產性能,改善動物腸道健康等,相關的研究還表明,酵母能減少機體內甲烷的產生,并可提供蛋白質,促進消化。目前在微生態制劑中應用較多的的包括啤酒酵母、假絲酵母等及其培養物。但是酵母類微生態制劑的使用效果也容易受到環境的影響,耐受性不理想,活菌制品的存活能力不強,產品不耐儲存,品質較難穩定。

3.4、乳酸菌類微生態制劑

光合細菌是一類能進行光合作用的微生物,分屬以下三個科:著色菌科、綠硫菌科和紅螺菌科。其所產生的生理活性物質,營養價值高,能夠被機體有效的吸收利用,在微生態添加劑中的使用也有著一定的歷史。光合細菌微生態制劑的作用包括抑制致病菌的生長,對病毒的致病力有較強的鈍化效果,還可以減少腸道有害氣體的產生,對降低動物圈舍的不良氣體有著良好的效果。在水產養殖方面,能夠顯著提高養殖水質條件,改善水體環境,有利于水產動物的健康生長。

3.5、霉菌類微生態制劑

霉菌制劑是發酵工業中應用較多的重要菌種。目前,黑曲霉和米曲霉由于具有優良的產酶特性常用于工業生產中,它們可以分泌植酸酶、蛋白酶、纖維素酶等多種消化酶,是美國聯邦食品藥品管理局(FDA)批準允許直接添加到飼料中的益生菌。霉菌類微生態制劑一方面具有促進動物機體消化吸收和促進生長等功效,同時在降低機體膽固醇,提高機體的免疫能力方面也有著良好的作用。霉菌在代謝過程中產生的纖維素酶可以提高反芻動物對養分的消化和吸收,同時還可以促進瘤胃中分解纖維素微生物的生長和繁殖。雖然霉菌制劑的研究比較晚,但是普遍認為作為微生態制劑,其未來的應用將會更加的普及。

3.6、復合菌類微生態制劑

按照微生態制劑中菌類的搭配,一般分成單一菌劑和復合菌劑兩種,一直以來,人們研究和開發單一菌劑比較多,而復合菌劑將是未來的發展方向。復合型微生態制劑由多種不同的有益微生物按科學的比例搭配形成,活力高、活性穩定、耐受力強,可以應對不同的環境以及動物體,而且比較耐儲存和運輸。相關研究表明,復合菌類微生態制劑比單一菌劑在調整動物胃腸道菌群的生態平衡、提高動物體生長速度、促進飼料的消化吸收及增強免疫力等多方面更有優勢,是目前微生態制劑研究的主要發展趨勢。