微生物發酵飼料作用機理及發展現狀
2011-11-23
近年來微生物發酵飼料，已引發全世界區域性的廣泛興趣。
由于過去畜禽飼料中長期連續使用抗生素，已造成動物體的抗藥性，促使有害人類的病原菌產生抗藥性，進而影響到人類公共衛生與安全。近幾年來人類醫療中抗藥病原菌的不斷出現已引起世界各國公共衛生部門的高度重視，并采取了相應的措施予以預防。早在1999年歐盟國家就把藥物飼料添加劑的種類減少為4種，到了2006年1月1日更是徹底禁止了非治療性藥物飼料添加劑的使用。中國作為世界畜禽生產大國，越來越多的參與了世界畜禽市場的競爭，為了保障中國國民的公共衛生安全和適應其他國家對畜禽食品上的安全標準，中國政府也必然更加嚴格的限制抗生素類飼料添加劑的使用。
藥物飼料添加劑的限制使用同時促進了非藥物飼料添加劑的發展和廣泛使用，而其中的直接飼用微生物(Direct-Fed Microbials DFM)飼料，也就是我們俗稱的微生物發酵飼料，因為它所具備的多種優點已經引起世界飼料行業的重視，并且已經開始了產業化生產。
國外20世紀60年代初就開始了研究開發微生物發酵飼料(DFM飼料)，近年來，我國微生物發酵飼料的發展也十分迅猛。
1直接飼用微生物飼料的作用機理。
健康畜禽腸道內生長著各種各樣的微生物群落，各種微生物群落之間相互依存、相互制約，構成畜禽腸道內微生態系統的平衡，建立一個正常且平衡良好的腸道微生物區系對抵御病原性微生物感染具有十分重要的意義。直接飼用微生物飼料的作用機理現分述如下：
1.1生物屏障作用有益菌通過競爭性抑制作用(包括定殖位點和奪取營養物質)阻止有害微生物在腸粘膜附著與繁殖。由于微生物之間存在著相互作用，某一生態系統中現存的微生物會阻止新的有機體在這一部位的入侵，如嗜酸乳桿菌對豬腸道上皮的親附能力非常強，從而減少大腸桿菌與腸道上皮結合的機會。因此對那些菌群形成遲緩或有障礙的幼小動物服用微生物飼料有著十分重要的意義。現代孵化方法養殖的小雞因沒有接觸過成年雞，不能象農莊圈養的雞那樣迅速地建立起腸道菌群，給雛雞接種適當的腸道微生物，幫它們建立起自己的腸道菌群，就能提高其對沙門氏菌的抗性。而對于成年動物，由于許多微生物只能在腸道內存活相當一段時間，因此必須連續服用活菌制劑才能保持某一微生物在腸道內的定植。在某些情況下，如應激、疾病，以及長期使用廣譜抗菌藥等，都可破壞腸道內微生態平衡。而飼喂微生物發酵飼料，有益微生物到達消化道后，在消化道內迅速繁殖，在數量上便占絕對優勢，加上它們生長代謝造成厭氧環境，就大大抑制了那些需氧性致病菌原生長繁殖。
1.2 化學屏障作用通過有益微生物(主要是乳酸菌類)產生有機酸如乳酸、丙酸、乙酸等使消化道內pH降低，抑制其它病原性微生物生長(環境pH達到4.5時大腸桿菌和沙門氏菌就不能增殖)，從而保持或恢復腸道內微生物群落的平衡，達到防病促生長的目的。并且消化道內pH降低和有機酸的增多還能促進礦物質元素鈣、磷、鐵以及維生素D的吸收與利用。
1.3抑菌物質的產生許多乳酸菌和鏈球菌可以產生細菌素，如乳酸鏈球菌肽等，這些多肽類物質能抑制沙門氏菌、志賀氏菌、綠膿桿菌和大腸桿菌等有害菌的生長。有些乳酸菌如嗜酸乳桿菌和保加利亞乳桿菌，可以產生少量的過氧化氫，過氧化氫可以抑制許多細菌的生長，尤其是革蘭氏陰性病原菌。另外有些有益微生物可以產生酶類，如雙歧桿菌和乳酸桿菌產生的胞外糖苷酶可以阻止細菌毒素在上皮細胞的黏附和侵入。
1.4營養作用直接飼用微生物飼料中的有益菌在腸道內代謝可產生多種有助于動物營養消化的有益因子，從而促進畜禽的生長發育和增重。如芽孢桿菌能分泌多種消化酶(蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等)促進營養物質的消化與吸收;酵母菌所產生的氨基酸、維生素(K、C、B1、B2、泛酸、煙酸、生物素、肌醇和葉酸等)，酵母菌還可以促進植酸酶的產生，提高單胃動物對磷的利用率。
1.5防止有害物質的產生由于直接飼用微生物能促進營養物質的消化吸收，因而可減少氨和其它腐敗物質的產生。研究表明：飼喂直接飼用微生物飼料可以減少內容物、糞便、門靜脈中的氨含量以及腸內容物中的對甲酚、吲哚、3-甲基吲哚等腐敗物質的含量，緩解糞便臭味，凈化畜禽環境。此外，直接飼用微生物飼料中的有益菌在腸道內能生長形成致密性膜菌群，形成生物屏幕，防止有害物質和廢物的吸收。
1.6提高機體免疫功能微生物發酵飼料中的有益微生物可以作為一種非特異免疫調節因子，通過細菌本身或細胞壁成分刺激并激活宿主免疫細胞，促進吞噬細胞活力或作為佐劑發揮作用。有益微生物還可以發揮特異性免疫功能，增強動物體內B細胞產生抗體的能力。直接飼用微生物通過促使機體發生體液免疫和細胞免疫，提高畜禽抗體水平，增強免疫功能，及時殺滅侵入機體內的致病菌，從而防止疾病的發生。
2我國微生物發酵飼料的發展情況
我國早在九十年代初就開始了微生物發酵飼料的研究(主要是酵母蛋白飼料的生產)，但是受到當時市場環境的限制，微生物發酵飼料沒有快速發展起來。近些年來的中國畜牧業的發展和國際市場環境變化，又把人們的目光重新聚焦在了微生物發酵飼料上，并且有了更為深入的研究與發展。
2.1我國微生物飼料的應用菌種
我國于1994年批準使用的飼料用益生菌有6種：芽孢桿菌、乳酸桿菌、糞鏈球菌、酵母菌、黑曲霉和米曲霉。我國目前實際應用的菌株遠遠不止這幾種，但最常用的仍為芽孢桿菌屬、乳酸桿菌屬、酵母菌屬和糞鏈球菌屬等。
2.2微生物發酵飼料所使用有益菌的原則
2.2.1有益菌菌種必須是安全的。必須用本動物或實驗動物做急性、亞急性毒性實驗、致畸致殘等試驗，只有安全性好的菌株才能作為生產菌種。
2.2.2有益菌必須能在畜禽腸道內存活，能適應腸道的環境條件并能進行新陳代謝活動，最好是來自動物體內的正常菌群。
2.2.3有益菌必須是活菌，在生產使用及儲存過程中要求易于生產和保持有益菌的活性狀態。
2.2.4 有益菌含量必需足夠。由于腸道環境的復雜性，微生物飼料中所含的有益菌數必須要達到一定數量才能保證其存活和發揮作用。
3我國目前養殖環境下的微生物發酵飼料發展的問題
3.1 微生物發酵飼料的效果不穩定由于各種微生物飼料的菌種組合、篩選、培育的方向和方法的不同，生產水平、動物種類以及飼料加工、儲存、飼喂條件等因素的差異，微生物發酵飼料的應用效果差異較大，難以獲得穩定、一致的成績。
3.2菌種失活問題微生物在制作中的培養、干燥、分裝、保存過程和加工中的高溫、機械、制粒等過程都有可能減少微生物的活性。因此，選擇一種經濟又有效的微生物發酵飼料的生產、運輸、儲存方法對于推廣發酵飼料使用有著重要意義。
3.3 與抗生素拮抗問題抗生素對于所有有益微生物都存在著一定的拮抗作用，因此在使用微生物發酵飼料的同時應盡量避免使用抗生素或分開使用。
3.4產品標準問題由于產品標準的不確定，使得市場上發酵飼料產品魚目混雜，有些甚至是假冒的微生物發酵產品，這些情況急切需要國家政府部門的規范。
4小結
目前，世界各國越來越嚴格的抗生素飼料添加劑的限制標準，而且長期以來的蛋白質飼料缺乏問題一直是制約中國畜牧業發展和參與世界市場競爭的難題，大力發展直接飼喂微生物飼料則可以在一定程度上的緩解這些問題。
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