微生态制剂的研究进展

摘要:微生态制剂是指利用动物体内正常微生物成员或促进物质经特殊加工工艺制成的活菌制剂。微生态制剂以其独特的作用机制和无毒副作用、无残留及无抗药性等优点越来越受到世人的关注。由于微生态制剂的特点是效果好、成本低且不污染环境,得到众多学者的关注。本文阐述了微生态制剂的定义以及分类,微生态系统的定义,微生态制剂的作用机理,微生态制剂的应用研究现状,并对未来微生态制剂的研究领域和应用前景作了展望。

关键词:微生态制剂 作用机理 应用

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0006-01

1947年,外国学者首次用乳酸菌饲喂仔猪后发现,乳酸菌可有效改善猪营养状况,增加其体质量。但微生态制剂一直没有得到深人研究,直到20世纪60年代才开始逐渐被实际应用于畜禽养殖。目前,我国的年使量已超过1000t。

1 微生态制剂

1.1 微生态制剂的定义

微生态制剂,又名益生素、生菌剂、活菌剂。动物微生态制剂是兽医生物制品的一种,它是根据动物微生态学基本原理研制的用于调节动物机体微生态平衡,增强动物对肠内有害微生物的抑制作用或通过增强非特异性免疫功能来预防疾病,从而促进动物生长或提高饲料转化率的一类药物或饲料添加剂[1]。

1.2 微生态制剂的分类

微生态制剂中,其常用的菌种有:乳酸杆菌类(嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、粪链球菌等)、芽抱杆菌类(地衣芽抱杆菌、枯草芽抱杆菌、蜡样芽抱杆菌)、酵母类(酿酒酵母、石油酵母)。

2 微生态制剂的作用原理

2.1 微生态系统的定义

微生态系统指在一定结构的空间内,正常微生物群以其宿主的组织和细胞及其代谢产物为环境,在长期进化过程中形成的能独立进行物质)能量及基因相互交换的统一生物系统(Biosystem)[2]。当原有的微生态平衡受到破坏时,不同菌群优势的变化在临床上则表现出不同的疾病症状。如果找到可以用帮助重建微生态平衡的方法,则可以更快更有效地治愈该部位疾病。

2.2 微生态制剂的作用机理

微生态制剂进入机体内主要通过一些物质的生成和对肠道微生物区系的改变而发挥作用,其作用机理相当复杂,而且在理论上的研究进展还比较慢,目前主要有以下几个理论和假说[3]。

2.2.1 微生物优势种群理论

正常动物肠道内的微生态平衡时有益微生物占绝对优势,对整个种群起控制作用。一旦该优势种群受到破坏,失去这种优势,就会导致动物微生态失衡,致使动物发病。微生态制剂的使用可以补充或恢复优势种群,使失调的肠道微生态重新达到平衡。从而使动物健康得到恢复。

2.2.2 生物屏障理论生物屏障理论

又称生物颉颃理论,也称嵌合作用。正常微生物群构成机体的防御屏障,其中包括生物学屏障和化学屏障,微生态群有序地定植于黏膜、皮肤等的表面或细胞间形成的生物膜样结构上。形成一层生物膜,封闭了致病菌的侵入门户,起着占位争夺营养、互利互生等生物共生或颉颃作用。

2.2.3 增强机体免疫功能,抵御感染

微生态制剂可作为非特异免疫调节因子,通过细菌本身或细胞壁成分刺激宿主免疫细胞,使其激活,能有效提高机体免疫力和巨噬细胞的活性。激发机体体液免疫和细胞免疫。增强机体免疫力和抗病力。

2.2.4 生物夺氧理论

微生态制剂中有益的耗氧微生物在生物体内定植,消耗环境内的氧气,可降低局部氧分子的浓度,有利于专性厌氧菌的定植和生长繁殖,而需氧与兼性厌氧菌下降。使肠道微生态平衡恢复正常,以达到治病的目的。有些微生态制剂含有蜡样芽孢杆菌和枯草杆菌等需氧芽孢杆菌,这些菌不是正常菌群的主要成员,在肠道不能长期定植。但能迅速消耗氧,使pH迅速降低,从而有利于双歧杆菌与乳酸杆菌的生长。

3 微生态制剂的应用和研究现状

3.1 微生态制剂的应用背景

由于抗生素有抗药性、残留性、二重感染等特性,欧盟己全面禁止抗生素作为动物的饲料添加剂,其他各国也在加大对抗生素的限制,目前的研究认为,抗生素的负面效应主要有:长期使用抗生素会导致细菌产生抗药性,其耐药性因子的传递频率虽然只有,但由于细菌数量大、繁殖快,在这一频率下,仍造成抗药菌株的扩散、蔓延,而且可以使一种细胞产生多种耐药性[4]。

3.2 微生态目前的应用现状

日前在实际应用中,各国都有其法律的规定。在美国准许直接饲喂的微生物报道已有43种。但用于商品化生产的主要有嗜酸乳杆菌、粪链球菌和枯草杆菌、酵母菌、米曲霉等。日本主要使用枯草杆菌、纳豆芽抱杆菌、乳酸杆菌、乳酸球菌、酪酸菌等。我国正式批准生产的菌株主要有蜡样芽抱杆菌、枯草芽抱杆菌、乳酸杆菌、乳酸球菌、酵母菌等。在市场上,国外生产厂家使用最多的是Toyoi菌(抱子型杆菌培养物,从土壤中分离),其次为酪酸菌及Bifid (初代培养双歧杆菌)。

国内外关于水产养殖用微生态制剂的研究大局限于应用效果方面,而对于推广应用方面的研究,到目前为止仅发现中国水产科学研究院南海水产研究所主持《微生物改良养殖生态技术的推广应用》,除此以外,暂无发现有关微生态制剂推广应用文面的报道。国外关于微生态制剂的研究比较早与相对成熟,对我国的相关研究具有一定的借鉴意义。

4 前景和展望

我们必须清楚的认识到并不是所有的益生菌都是绝对安全的。有的益生菌含有的抗药因子可以通过基因物质的交换转移到正常的肠道菌群中、现在有人把含有抗药因子的基因工程菌用做益生菌,其结果将会和滥用抗生索一样,制造出任何抗生素都无法消灭的超级细菌,给人类造成更大的威胁。绿色饲料添加剂的开发已是大势所趋,值得指出的是,在研究益生菌的同时,必须下大力气研究动物肠道菌菌群自身的特点及与寄主和环境之间的关系,才能设计出新一代高效的微生态制剂。

参考文献

[1] 黄永庆,陈学豪.复合微生态制剂在水产养殖中的应用[J].饲料研究,2004(7):42～43.

[2] 张雅萍,史政荣.益生茵对烧伤大鼠肠道膜茵群和sIgA的影响[J].中国微生态学杂志,2004,16(5):257～259.

[3] Sekine K,Ohta J,OnishiM,et al.Analysis of antitumor proper tiesof effector cells stimulated with a cellwall preparation of bifidobacterium infants.BiolPharm.Bull,1995,18(1):148～153.

[4] 程林春.微乍态制剂的应用[J].中国畜牧兽医,2003,30(3):22～24.