浅谈微生态制剂在农业养殖中作用及前景

我国微生态制剂的研究起步较晚，但发展较快，已有多种微生物用作微生态制剂并在畜禽和水产业得到应用，它们在促进动物生长，预防常见疾病以及改善养殖环境等方面显示出抗生素无法比拟的优越性，前景广阔。鉴于对微生态制剂的作用机理研究还不透彻，特别是其应用还处于初级阶段。

1 来源

开发微生态制剂，首先要筛选一株或几株优良菌种。在微生物大家族里，可用作微生态制剂的菌种很多。美国（FDA）规定了40多种菌种可以作为微生态制剂的出发菌株，我国农业部也列出了包括嗜酸乳杆菌、芽胞杆菌。粪链球菌、噬菌蛙弧菌、酵母菌和脆弱拟杆菌在内的6类微生物，这些菌种的生理特性均已被进行深入研究，并在实际应用中表现出良好的生产性能。选育菌种时，应尽量选用来自该动物的正常菌群（即土著菌群），这样才能大限度地发挥其益生作用，正常菌群进入动物体内较易存活，并能与致病菌抢夺附着点。虽然也有很多微生物如芽胞杆菌等非正常菌群，其共生作用与正常菌群有所不同，它们更多的是消耗肠内的氧气，造成不利于致病菌生存的环境，另外产生酶和维生素等代谢产物，主要起促进生长作用，也常被用作微生态制剂的出发菌株。除目前使用的部分生理性细菌作为微生态制剂的出发菌种外，还有许多优势菌种尚未得到开发利用，如拟杆菌、优杆菌、消化球菌等。

2 病原性

作为微生态制剂，非病原性是筛选菌种的首要条件，纵使促生长或者其它生产性能再好，病原菌绝对不予考虑，因此，必须确定出发菌株的安全性，并且对该菌种可能的代谢产物进行系统的研究。值得注意的是，一株现在无毒副作用的菌种，将来可能因为理化、微生物毒素和菌种本身原因引起负性突变，所以应定期对生产菌种进行安全试验检测。

3 活菌含量

微生态制剂中起主要作用的是活性微生物，虽然其中某些代谢产物对动物的生产性能也有一定的正面作用，但目前除少数微生态制剂以液体形式上市外，绝大多数均通过发酵、收集菌体、干燥和固化处理后以固形物投放市场，因此保证制剂中活性微生物的含量对发挥其益生作用至关重要，对其产品的检验也应采用活菌记数（如平板法或MIP法）而不是细菌总量记数（如血球记数法）。目前对微生态制剂中活性微生物的含量尚无特别严格规定，数量在每克几亿至几百亿不等，如瑞典生产的MedipharmStabisil含乳酸菌20×109个/g，乳酸杆菌≥5亿个/g，乳酸杆菌≥100万个／g，粪链球菌≥200亿个／g，混合制不少于50～100亿个／g。

4 稳定性

如何保持菌种的稳定性是从事微生态制剂研究和生产面临的最实际的问题。对微生态制剂来说，主要指对特定环境的耐受力如温度、湿度、酸度、机械磨擦和挤压以及室温条件下的存贮时间等对微生态制剂活性的影响；而对饲用微生态制剂，必须经受饲料加工过程中高温的考验，所以菌种对温度的稳定性显得尤为重要。不同的菌种的高温的耐受力差异较大，芽胞杆菌耐受力最强，100℃下2min损失只5%～10%，而在80℃下5min，乳酸杆菌、酵母菌损失70%～80%，95℃下2min损失98%～99%。一般制粒80℃～100℃对芽胞杆菌影响较小，对乳酸杆菌、酵母菌和粪链球菌等影响较大；就耐水性，孢子型细菌耐受性*好，肠球菌、粪链球菌次之，乳酸杆菌最差；除耐酸性的芽胞杆菌和乳酸菌外，一般的活菌制剂在胃酸作用下大量被杀死，残存的少量活菌进入肠道后很难形成菌群优势，因此，不耐酸的活菌制剂其含菌量必须达到相当大的浓度才能发挥益生作用。除此以外，饲料的保存时间、饲料中的矿物质和不饱和脂肪酸也会影响益生菌的活力。微生物学家在如何增加制剂的稳定性方面做了大量研究，美国Alltech生物中心研制出益生素囊，试验证明，这种用β－葡聚糖微囊化的产品在室温下保存36个月对活力无影响。另外基因工程技术已广泛应用于益生菌的选育，如运用基因工程技术构建更利于生产、保存、定植、繁殖或具有特殊功能的工程菌制剂。

5 规模化生产

研究微生态制剂的目的是最终以商品的形式投放市场，为人类的健康服务。因此，所选用的菌种必须易于工业化生产并尽可能降低生产成本，特别筛选那些在体内外繁殖速度快，生长条件粗犷，以较短时间形成高生物量的益生菌，同时对菌种的生理特性进行系统的研究，探索菌种生长的最适生长条件。目前微生态制剂菌种的培养主要选用固体表面发酵法和液体深层发酵法。固体发酵生产成本高，产量低，不适宜工业化批量生产；液体法是现代发酵工业的主要形式，可用机械搅拌式发酵罐或气升式发酵罐，细菌经发酵培养大量增殖后，经浓缩、干燥得到半成品，然后按要求配成成品。