畜牧人

我國動物微生態(tài)產(chǎn)業(yè)存在的問題與發(fā)展對策

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室/張日俊

動物微生態(tài)學(xué)的發(fā)展，使人們對動物腸道微生物菌群的作用有了更深刻和更廣泛的認識；同時，由于在畜禽養(yǎng)殖業(yè)和飼料中長期地、過量地和不合理地使用或濫用抗生素，出現(xiàn)了一系列問題，如引起動物體內(nèi)菌群失調(diào)或紊亂或條件性致病菌異位轉(zhuǎn)移、多重耐藥性菌株產(chǎn)生(Alanis, 2005)以及在畜禽產(chǎn)品(如肉、蛋、奶)中的殘留和環(huán)境污染等，特別是抗生素相關(guān)性腹瀉(antibiotic-associated diarrhoea)、耐藥性艱難梭菌腹瀉(drug-resistance Clostridium difficile-associated diarrhea)和耐藥性過路菌腹瀉(如環(huán)境中的耐藥性大腸桿菌、沙門氏菌等)，正嚴重危害著畜牧業(yè)的健康發(fā)展，導(dǎo)致用藥無效或用藥量增加，惡性循環(huán)。同時，由于廣泛的耐藥細菌引發(fā)的感染也是21世紀嚴重危害人類健康和安全的重大問題之一。為此，國內(nèi)外科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界都在積極探索和尋找抗生素替代品，這包括微生態(tài)制劑(Microecological preparation)又稱直接飼喂的微生物(Direct-fed microbials，DFMs)或益生素(Probiotics)或微生物飼料添加劑(microbial Additive)或微生態(tài)調(diào)控劑(Microecological modulator)以及益生元(Prebiotics)、植物提取物(Plant extract)、生物活性肽(Bioactive peptide)或抗菌肽(Antimicrobial peptide)、免疫調(diào)節(jié)劑(immunomodulator)等，縱觀國內(nèi)外的發(fā)展情況，微生態(tài)制劑將會成為抗生素替代品的主力軍(Trafalska and Grzybowska, 2004; Valentine, 1955)，而且目前市場上微生態(tài)制劑的品種也越來越多，從菌種品質(zhì)上講，可謂是優(yōu)劣混雜；從劑型上看，有液劑、粉劑、半干半濕粉等；活菌標示值上，也是高高低低，真假難分；菌種安全性上也缺乏認真的評價。因此，為了使消費者對微生態(tài)制劑的品質(zhì)、優(yōu)劣等有更深刻和全面的了解，為了推動我國建立微生態(tài)制劑的規(guī)范和標準，本文將重點闡述國內(nèi)微生態(tài)產(chǎn)業(yè)在菌種安全性、產(chǎn)品功能性和生產(chǎn)加工技術(shù)等方面存在的一些問題、國外同類產(chǎn)品的評價標準和解決我國益生素產(chǎn)品現(xiàn)存問題的對策，以便使微生態(tài)產(chǎn)業(yè)得到良性發(fā)展，為我國的食品安全作出重要貢獻。

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畜禽腸道微生物菌群有著重要的生物學(xué)功能，實施有益的調(diào)控，可促進其生長發(fā)育、營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收和改善健康狀況，從而減少抗生素的用量，提高我國的食品安全。

動物自出生后就立即處于微生物世界的包圍中，機體凡與外界接觸及相通的部位皆有微生物的存在。在非反芻動物的胃腸道(Gastrointestinal tract,GIT)棲息著300～500種的微生物被稱為微生態(tài)系統(tǒng)(Microbial ecosystems)，包括需氧或厭氧的細菌、真菌和酵母等，每克腸內(nèi)容物中的微生物數(shù)量高達1010～1011個，超過機體細胞總數(shù)的10倍，這些胃腸道微生物(Gastrointestinal microbiota)群系之間及微生物與動物之間形成了相互依存、相互作用的不可分割的整體，參與了動物體的生長、發(fā)育、消化、吸收、營養(yǎng)、免疫、生物拮抗及其各種功能和結(jié)構(gòu)的發(fā)生、發(fā)展和衰退的全過程。消化道正常微生物菌群(Normal microflora/microbiota)可根據(jù)其作用分為三類：①共生性細菌：是主要菌群(＞90%)，主要指專性厭氧或兼性厭氧菌如乳酸菌和雙歧桿菌，這類生理性細菌數(shù)量大，恒定存在，對機體有益無害，在維持消化道微生態(tài)平衡上起著重要作用，同時，起著提供或豐富營養(yǎng)、促進消化、刺激免疫和消除腸內(nèi)毒素等作用。共生菌與腸上皮密切接觸，其生理和代謝活動與細胞的生理和代謝活動密切相關(guān)，甚至融為一體。這類細菌可以自營同時又可利他(宿主)，細菌將復(fù)雜的碳水化合物(纖維素或非淀粉多糖)發(fā)酵成為乳酸或揮發(fā)性脂肪酸(如丙酸)。乳酸在腸道形成酸性環(huán)境，對其它致病菌可產(chǎn)生“競爭排除作用”，但乳酸堆積多也會刺激腸道蠕動，使腸道內(nèi)容物排空加快。②機會性細菌：約占10%，包括無病原性的大腸桿菌、鏈球菌及腸球菌等。這些機會性細菌視腸道環(huán)境而改變停留在腸道的數(shù)量及時間。③致病性細菌：含量極少(＜0.01%)的致病性菌群，包括梭菌、葡萄球菌、偽單胞菌、病原性大腸桿菌、沙門氏菌以及部分真菌。這類菌群不僅具有致病性，同時他們也會消耗宿主的能量，而其發(fā)酵產(chǎn)物(如氨氣、H2S等)也可能對宿主有害，還導(dǎo)致體內(nèi)腐敗物、致癌物及毒素的增加。正是動物腸道中的大量微生物與其所處的微環(huán)境構(gòu)成了“微生態(tài)三角”，即在宿主遺傳的控制下，正常微生物菌群、免疫與營養(yǎng)構(gòu)成的相互依賴、相互制約的關(guān)系。正常的微生物菌群的生理功能是動物生存必需的一個生理系統(tǒng)，動物是動物真核細胞和細菌原核細胞構(gòu)成的綜合體，微生態(tài)系統(tǒng)是除骨骼、肌肉、神經(jīng)、附屬(皮、毛、指或趾甲)、淋巴(免疫)、呼吸、消化、內(nèi)分泌、心血管、泌尿、雄性和雌性生殖系統(tǒng)(Morieb,1995)之外的第十三個生理系統(tǒng)。第十三系統(tǒng)發(fā)揮著一系列重要的作用：①胃腸菌群促進胃腸黏膜細胞的發(fā)育和成熟(解剖修飾作用)；②腸粘的菌群屏障作用；③口服耐受性和激活免疫系統(tǒng)，促進免疫細胞成熟，包括B細胞、T細胞、M細胞及吞噬細胞、體液免疫、細胞免疫、產(chǎn)溶菌酶細胞等；④產(chǎn)生多種消化酶，促進營養(yǎng)消化、吸收和代謝，包括對蛋白質(zhì)或氮素、脂類、碳水化合物、維生素、無機鹽和黏液代謝等；⑤胃腸菌群產(chǎn)生遷移傳動復(fù)合物(migrating motor complexes,MMC),刺激腸蠕動；⑥代謝產(chǎn)酸，酸化腸道環(huán)境，活化酶系統(tǒng)和抑制偏堿性有害微生物的生長。動物的微生態(tài)系統(tǒng)就是通過上述多種作用，最終產(chǎn)生抑制有害菌群，增強免疫功能，防治疾病，提高飼料營養(yǎng)素的消化吸收和轉(zhuǎn)化效率，促進動物產(chǎn)品(肉、蛋、奶、毛、皮等)的形成和品質(zhì)改善。可見，胃腸道微生物存在復(fù)雜的多樣性，因此表現(xiàn)出菌群和功能的多樣性。動物體內(nèi)各種微生物的組成和結(jié)構(gòu)(比例)直接影響其生命活動向或好或壞的方向發(fā)展。因此，對胃腸道微生物進行調(diào)控有著重要的實踐意義。

微生態(tài)制劑又稱益生素(Probiotics)是一種重要的腸道菌群調(diào)節(jié)劑，傳統(tǒng)概念認為，益生素是指攝入動物體內(nèi)參與腸內(nèi)微生態(tài)平衡的具有直接通過增強動物對腸道有害微生物的抑制作用，或者通過增強非特異性免疫功能來預(yù)防疾病，而間接起到促進動物生長作用和提高飼料轉(zhuǎn)化率的活性微生物培養(yǎng)物。1994年在德國舉行的國際會議上，各國微生態(tài)學(xué)家在總結(jié)該學(xué)科近些年研究成果的基礎(chǔ)上，給益生素賦予了新的內(nèi)涵，一致認為，益生素是含活菌和(或)死菌，包括其組分和產(chǎn)物的細菌制品，經(jīng)口或經(jīng)由其它粘膜途徑投入，旨在改善粘膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特異性或非特異性免疫機制。這個概念能更加準確、全面地概括益生素的組成和功能。對腸道菌群的調(diào)控有著重要的作用，主要包括：①對營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收利用條件的重建；②免疫力或抗病力的重建；③生長條件的重建。

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飼料安全、人類的食品安全和健康需要微生態(tài)制品

近年來的大量研究表明，人類常見的健康問題如癌癥、畸形、抗藥性和某些中毒現(xiàn)象與肉、蛋、奶中的抗生素、激素和其它合成藥物的殘留有關(guān)，從而促使各國紛紛立法限制和禁用抗生素、激素等添加劑在飼料中的使用，如歐盟農(nóng)業(yè)委員會立法從1999年7月1日起禁止在飼料中添加桿菌肽、螺旋霉素、維吉尼亞霉素、泰樂菌素4種抗生素；2003年1月歐盟農(nóng)業(yè)委員會立法到2006年1月全面禁止目前仍然使用的4種飼用促生長抗生素，即黃霉素、莫能霉素、鹽霉素和卑霉素。與此同時，益生素以其綠色安全、無毒副作用、無殘留的優(yōu)點而備受飼料生產(chǎn)企業(yè)和畜牧養(yǎng)殖者的青睞，并得到廣泛應(yīng)用。益生素作為一種抗生素替代品，在發(fā)展綠色畜牧業(yè)、提高飼料和食品安全、促進人類健康方面有著重要的作用。

但是，目前國內(nèi)微生態(tài)制劑正處于發(fā)展階段，由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)工藝不一，造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，再加上用戶選擇和使用不當，而出現(xiàn)使用效果不同、褒貶不一的局面，影響了微生物作為抗生素替代飼料添加劑的發(fā)展。這樣不利于我國微生態(tài)制劑(益生素類)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

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國內(nèi)益生素制劑現(xiàn)存的主要問題及國外的評價標準

3.1 菌種(菌株)選用不規(guī)范或變異性較大

3.1.1 益生素菌種屬、種、株(Genus/species/strain)

菌種是微生態(tài)制劑生產(chǎn)的關(guān)鍵，也是微生態(tài)制劑質(zhì)量的直接和重要保證。各國對作為益生素的菌種(菌株)都有明確規(guī)定，如1989年美國食品藥物管理局(FDA)和美國飼料公定協(xié)會(AAFCO)公布了43種“可直接飼喂且通常認為是安全的微生物(Generally Recognized as Safe，GRAS)”作為微生態(tài)制劑的出發(fā)菌株，主要有細菌(bacteria)、酵母(yeast)和真菌(fungi)，其中乳酸菌28種(包括乳酸桿菌12種、雙歧桿菌6種、鏈球菌6種、片球菌3種、明串珠菌1種)、芽孢桿菌5種、擬桿菌4種、曲霉2種、酵母菌2種等。其中，①乳酸桿菌屬(Lactobacilleae)12種：短乳桿菌(L. Brevis)、嗜酸乳桿菌(L. Acidophilus)、保加利亞乳桿菌(L. Bulgaricus)、干酪乳桿菌(L.Casei)、纖維二糖乳桿菌(L. Cellosus)、彎曲乳桿菌(L. Curvatus)、德氏乳桿菌(L. Delbruekii)、發(fā)酵乳桿菌(L. Fermentum)、羅特氏乳桿菌(L. Reuterii)、乳酸乳桿菌(L. lactis)、植物乳桿菌(L. Plantarum)。②雙歧桿菌屬(Bifidobactirium)6種：青春雙歧桿菌(B. adolescentis)、嬰兒雙歧桿菌(B. infantis)、動物雙歧桿菌(B. animalis)、長雙歧桿菌(B. longum)、嗜熱雙歧桿菌(B. thermophilum)、兩歧雙歧桿菌(B. bifidum)。③腸球菌屬(Enterococcus)2種：糞腸球菌(E.faecalis)又稱糞鏈球菌(S. faecium)、屎腸球菌(E.faecium)又稱屎鏈球菌(S. faecium)。④鏈球菌屬(Streptococcus)5種：嗜熱鏈球菌(S. thermophilus)、乳酸鏈球菌(S. lactis) 又稱乳酸乳球菌(L.lactis)、中間型鏈球菌(S. intermedius)、乳脂鏈球菌(S. cremoris)、二丁酮鏈球菌(S. diacetylactis)。⑤芽孢桿菌屬(Bacillus)5種：凝結(jié)芽孢桿菌(Bacillu coagulans)、緩慢芽孢桿菌(B. lentus)、枯草芽孢桿菌(B. subtilis)、地衣芽孢桿菌(B. licheniforms)、短小芽孢桿菌(B. pumilus)。⑥明串珠菌屬(Leuconostoc)1種：腸膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)。⑦片球菌屬(Pediococcus)3種：乳酸片球菌(Pediococcus acidilacticii)、啤酒片球菌(P. cerecisiae)、戊糖片球菌(P. pentosaceus)。⑧乳球菌屬(Lactococcus)1種：乳酸乳球菌(L.lactis)又稱乳酸鏈球菌(S. lactis)。⑨丙酸桿菌屬(Propionibacterium)2種：謝氏丙酸桿菌(P.shermanii)、費氏丙酸桿菌(P. Freudenreichii)。⑩擬(類)桿菌屬(Bacteroides)4種：豬擬(類)桿菌(B. suis)、瘤胃生擬(類)桿菌(B. ruminocola)、多毛擬(類)桿菌(B. Capillosus)、嗜淀粉擬(類)桿菌(B. amylophilus)。酵母菌屬(Yeast)2種：啤酒酵母或釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilis)。曲霉菌屬(Aspergillus)2種：黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(A. oryzae)。
   
我國農(nóng)業(yè)部1999年6月公布(105號公告)了可以直接調(diào)喂動物的飼料級微生物添加劑菌種有12個：干酪乳桿菌( Lactobacillus casei)、植物乳桿菌(L．Planetarium)、嗜酸性乳桿菌(L．Acdophilus)、糞鏈球菌(Straptoccus
faecium)、乳鏈球菌(S．Lactis)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、納豆芽孢桿菌(B．natto)、乳酸片球菌(Pediococcus acidilacticii)、啤酒酵母(Sacchace
cerevisiae)、產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilis)、沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudomonas palustris)。

FAO/WHO《關(guān)于食用微生物選用評價規(guī)則》(FAO/WHO, 2002)指出，食用微生物的菌株必須通過表型和基因型的鑒定，并通過體外和動物試驗證明有明確的功能和良好的安全性，還要通過1期臨床試驗。

1989年美國FDA把傳統(tǒng)上通稱的益生素定義為可直接飼喂的微生物(Direct-fed microbials, DFMs)，這些微生物菌種應(yīng)具有以下特性：①產(chǎn)生有機酸，如乳酸、乙酸、甲酸等，這些酸能夠抑制病原微生物，也可作為動物的能量或?qū)ζ渌⑸镉幸?；②產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，如細菌素、過氧化氫或其他化合物抑制病原微生物；③有益微生物粘附占位，競爭排除，防止病原微生物定植；④刺激免疫反應(yīng)，增加免疫系統(tǒng)活力；⑤產(chǎn)生各種消化酶，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和糖苷酶(glycosidases)，提高飼料利用效率，此外雙歧桿菌還產(chǎn)生DNA聚合酶可修復(fù)機體損傷的細胞；⑥減少毒胺的產(chǎn)生，中和內(nèi)毒素。

3.1.2 益生素菌種的選擇標準

1992年R.Fukker提出作為益生素的菌種應(yīng)符合以下標準：①微生物必須是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的活菌制劑；②在保藏和使用期間，應(yīng)保持穩(wěn)定的活菌狀態(tài)；③必須能在人體腸道中存活；④必須對宿主產(chǎn)生有益作用；⑤應(yīng)是人體腸道正常菌群的成員(具有調(diào)節(jié)和有益作用的外來菌也可以)。

目前國內(nèi)有些廠家的菌種(菌株)實際并沒有嚴格按照微生物的標準進行篩選。有些同一名稱種屬下的菌株可能存在很大差異，雖然有些菌種“名稱”相同，如都是乳酸菌或酵母菌或芽孢桿菌或雙歧桿菌，但是由于同名菌種的不同菌株的生理特性(如生長快慢、最佳生長溫度、所需生長環(huán)境或條件、世代間隔、代謝產(chǎn)物等)和功效性存在較大差異，最終表現(xiàn)的功效也會有明顯不同。由于這方面的差別，導(dǎo)致含有相同名稱菌株的益生素產(chǎn)品，表現(xiàn)出明顯不同的功效，這如同不同人與人之間的能力、本領(lǐng)、財富等方面有天壤之別一樣。因此，生產(chǎn)微生態(tài)制劑的菌種必須經(jīng)過嚴格篩選，這是生產(chǎn)出高質(zhì)量的微生態(tài)制劑的關(guān)鍵。

3.2 菌種的安全性評價缺乏系統(tǒng)的證據(jù)

國內(nèi)有關(guān)微生物的安全性試驗研究較少，多數(shù)試驗廠家僅研究了微生態(tài)制劑的產(chǎn)品功效，測定指標為動物日增重、飼料轉(zhuǎn)化率、腸道微生態(tài)的影響和宿主發(fā)病率和死亡率評價，而對宿主、畜產(chǎn)品和人類食物鏈的安全評價試驗很少。為了人類自身安全、食品安全和環(huán)境污染應(yīng)更多關(guān)注微生物安全性研究。

3.2.1 菌種安全性

作為飼料添加劑的菌種(菌株)應(yīng)經(jīng)過嚴格的病理與毒理試驗，證明無毒、無致畸、無耐藥性、無藥殘等副作用。一株現(xiàn)在無毒副作用的菌種，將來也可能會因為理化、微生物毒素和菌種本身原因引起負性突變，所以應(yīng)定期對生產(chǎn)菌種進行安全性檢測或評價(Sipsas et al.,2002; Sorokulova et al., 2006; Zhou et al.,2000)。檢測項目包括：藥物抗性試驗、質(zhì)粒檢測、急性和亞急性毒性試驗、致癌性試驗、半致死量試驗、毒物酶類產(chǎn)生試驗、代謝產(chǎn)物分析試驗(Saarela et al.,2000; Saavedra et al.,2004)。

3.2.2 潛在致病性研究和感染能力的檢測

有益微生物在體內(nèi)正常微生態(tài)條件下，對其宿主動物具營養(yǎng)作用，但在某些條件下可能產(chǎn)生致病性，如近幾年有關(guān)乳酸桿菌引起臨床感染的報道。因此，使用微生態(tài)制劑時應(yīng)綜合考慮動物健康狀況及其它因素以確保安全。

沒有致病性、感染性應(yīng)該是微生物安全性必須具備的條件(Saarela et al.,2000)。要證明微生物是否具有感染性很困難，特別是厭氧菌。對弱感染力的細菌，即使給健康動物大量口服也不會引起感染。一般采用抗生素脫污染或口服免疫抑制劑等方法，造成動物的菌群屏障功能和免疫功能喪失，再喂給微生態(tài)制劑，檢查其是否引起感染。另外，采用無菌動物或悉生動物檢查微生物的感染。

3.2.3 菌種攜帶抗生素抗性基因的可能性

在養(yǎng)殖業(yè)中廣泛使用抗生素，使攜帶抗生素抗性基因的微生物得以繁殖，而微生物的抗性基因一般存在質(zhì)粒上，質(zhì)粒是游離于染色體外的小分子遺傳物質(zhì)，且有很高的遷移性（飄移），容易在不同微生物間傳遞，抗性基因也隨之轉(zhuǎn)移，這對人畜危害很大。作為益生素的菌株不得攜帶抗生素抗性基因(Saarela et al.,2000)。因而，研制和開發(fā)安全性高的、無耐藥性的微生物制劑，是涉及人類安全與生態(tài)環(huán)境的重大問題。

3.2.4 環(huán)境破壞的可能性

某些菌種的大量應(yīng)用，通過動物排泄到周圍環(huán)境中，形成優(yōu)勢菌種，可能對改變周邊微生態(tài)系統(tǒng)，對其是否造成危害應(yīng)長期監(jiān)測觀察。

目前國內(nèi)的問題是，不少廠家的微生態(tài)制劑缺乏潛在致病性和感染力檢測，同時，國家也沒有制訂相應(yīng)的檢測標準和方法。就上述4個方面而言，國內(nèi)僅規(guī)定要做急性、亞急性毒性試驗，其他安全指標(即3.2.2～3.2.4)均沒有指定要測試。

3.3 對菌種的功效評價指標單一，簡單粗糙，缺乏系統(tǒng)性

目前國內(nèi)有關(guān)微生物功效的報道僅局限在產(chǎn)品試驗效果的觀察上，更應(yīng)對微生物的作用機理應(yīng)作系統(tǒng)研究。

3.3.1 功效性

評價微生物的功能至少應(yīng)包括：益生菌對免疫調(diào)控作用、對腸道菌群的調(diào)控、對腹瀉的防治能力、對宿主生理功能(如生產(chǎn)性能)及飼料利用率的影響(Saarela et al., 2000)。

3.3.2 抗逆性

研究不同微生物在體內(nèi)外抵抗胃酸能力、抵抗膽汁酸鹽和耐受一定加工溫度(70～90℃)的能力。微生物耐酸力與抗膽鹽能力進行體內(nèi)試驗難度太大，現(xiàn)多用體外試驗作為評估菌株的耐酸性的相對參考標準(Tuomola et al.,2001)。

3.3.3 定植粘附能力

微生物在腸壁上的黏附是微生物定植過程中的一個重要步驟，是大量繁殖變成優(yōu)勢種群的前提，粘附能力與抗腹瀉、免疫力、競爭排斥及其他有益作用密切相關(guān), 目前用體外試驗來研究和測定(Nemcova,1997; Saarela et al.,2000)。而菌株的黏附力在不同的環(huán)境會發(fā)生變化，同一菌株體外模型不同黏附情況不同，即使同一菌種的不同菌株對同一模型的黏附能力也是不同的(Lehto和Salminen,1996)。

3.3.4 穩(wěn)定性

益生菌在飼料產(chǎn)品中活菌的生物學(xué)特性、遺傳學(xué)特性應(yīng)該穩(wěn)定，在使用和貯存期間，應(yīng)保持穩(wěn)定的活存狀態(tài)。

在上述4個方面，國內(nèi)的問題表現(xiàn)比較突出。一些企業(yè)僅重視功效性試驗，而沒有進行穩(wěn)定性試驗、定植粘附能力和抗逆性試驗。這給一些研發(fā)能力弱、生產(chǎn)水平低下的企業(yè)帶來了可趁之機，以致于生產(chǎn)出來的產(chǎn)品表現(xiàn)出穩(wěn)定性差、批與批之間功效差別較大的問題，也影響了消費者對這類產(chǎn)品的信任度。

3.4 菌株的來源和保存條件不合理

微生態(tài)制劑不同于其它飼料添加劑，它是繁殖和變異很快的活的生物體，對其來源、保存與利用都應(yīng)有嚴格的規(guī)范和操作程序?！?/font>

①菌種來源：菌種來源歷史應(yīng)清楚，以專門機構(gòu)審查認可并同意，方可用于生產(chǎn)。保存和分發(fā)也應(yīng)由專門機構(gòu)負責(zé)或由研制單位專門管理部門保存和分發(fā)。

②菌種保存與利用：生產(chǎn)用菌種應(yīng)先制成凍干粉，即在菌種管中冷凍干燥一大批，并保存于2℃～3℃以備生產(chǎn)使用。

③凍干菌種檢定合格后才可投產(chǎn)，生產(chǎn)程序為：凍干粉→液體活化→搖瓶→一級種子瓶或二級種子→生產(chǎn)罐發(fā)酵。

④菌種傳代不應(yīng)超過5代，因過多過傳代易造成細菌某些生物特性變異。

⑤生產(chǎn)用菌種要求長期延續(xù)保持原有特性，菌種必須專人管理，經(jīng)常定期檢查，并應(yīng)建立菌種檔案資料，包括來源、歷史、篩選、檢定、凍干保存、數(shù)量、啟開使用等完整的記錄，這些都須專門管理部門專門人員承擔(dān)。

3.5 生產(chǎn)加工技術(shù)不夠合理和科學(xué)

目前國內(nèi)有些微生物生產(chǎn)廠家設(shè)備簡單，問題較多，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

①生產(chǎn)用的菌種來源不規(guī)范。一些廠家所用的菌種不是祖代經(jīng)冷凍干燥保藏的菌種，而是原種經(jīng)多次傳代的菌種，是否已經(jīng)產(chǎn)生變異并不清楚；或通過搖瓶后直接接種到并沒有滅菌的固體培養(yǎng)介質(zhì)上放大生產(chǎn)，或任意比例放大生產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品中雜菌嚴重超標，甚至雜菌占據(jù)了優(yōu)勢，以致于使用此類產(chǎn)品后沒有明顯的功效。

②多菌種任意混合，生產(chǎn)微生物添加劑。如目前國內(nèi)生產(chǎn)的益生素制品含有5科10屬80多種微生物，其菌種也未經(jīng)過鑒定和安全性評價，使用此類產(chǎn)品存在潛在的風(fēng)險。建議益生素生產(chǎn)企業(yè)在復(fù)合菌制劑時，要進行科學(xué)合理的設(shè)計，使用什么樣的菌種、用幾個、如何進行工藝控制等都要周密考慮。

③生產(chǎn)工藝簡單，質(zhì)量控制不嚴。目前的生產(chǎn)工藝流程主要有固體發(fā)酵、液-固發(fā)酵(即先進行液體發(fā)酵，然后接種到固體培養(yǎng)基上放大發(fā)酵)和液體發(fā)酵幾種生產(chǎn)工藝。

固體表面發(fā)酵法：是把固體表面培養(yǎng)物與載體按比例混合經(jīng)干燥制成，此法生產(chǎn)的產(chǎn)品目標微生物的含量低，易受雜菌污染，質(zhì)量難以控制，不適于工業(yè)化生產(chǎn)，但投資少。這是目前大部分微生物生產(chǎn)廠家所采用的方法，也是目前影響微生態(tài)制劑推廣應(yīng)用的主要不利因素。

應(yīng)采取的正確工藝路線是液體深層高密度發(fā)酵，即：祖代菌種凍干粉→活化→純化→接種搖甁→一級種子或二級種子(在發(fā)酵罐中進行)→生產(chǎn)罐發(fā)酵→發(fā)酵液→后加工(或噴霧干燥、或濃縮后冷凍干燥、或載體吸附干燥、或微膠囊包被)→篩分→質(zhì)檢→微生態(tài)產(chǎn)品。此法適于工業(yè)化生產(chǎn)，便于無菌操作，但成本高，生產(chǎn)過程能夠嚴格控制，目標菌(有效菌)含量高，雜菌少，菌種純度高，功效明確，也是技術(shù)和資金力量較強的企業(yè)采取的生產(chǎn)工藝。例如，由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)承擔(dān)完成的國家“863”高技術(shù)計劃和農(nóng)業(yè)“跨越計劃”——“安全高效微生物飼料添加劑‘益生康’中試放大產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用技術(shù)”就是應(yīng)用這種技術(shù)方案。一些發(fā)達國家和地區(qū)如美、日、歐等生產(chǎn)的高品質(zhì)微生態(tài)制劑也是如此。

生產(chǎn)工藝條件對質(zhì)量很大影響, 如發(fā)酵溫度和時間會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，干燥工藝和溫度和時間會影響微生物的存活率和活性。例如，使用嗜酸乳酸桿菌，在37℃培養(yǎng)12h與32℃培養(yǎng)48h的同一出發(fā)菌株，其終端代謝產(chǎn)物和作用效果有很大不同。

④干燥方式不科學(xué)。干燥過程最易引起菌種存活率降低，目前常用的干燥方式為噴霧干燥和冷凍干燥。

噴霧干燥導(dǎo)致菌種的存活率偏低，大多數(shù)嗜溫菌的存活率僅為10%，某些乳酸菌的存活率為44%。冷凍干燥由于是在低溫下進行，可提高存活率，絕大多數(shù)菌種均可通過冷凍干燥而保存。

⑤產(chǎn)品包裝和劑型不規(guī)范　

由于大多數(shù)微生態(tài)制劑對空氣中的氧敏感,因而應(yīng)選用密封防潮性能好的包裝材料。塑料薄膜因其透氣性、透濕性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性較差,不宜作為微生物的包裝材料,而應(yīng)選用密封防潮性能好的鋁箔或高質(zhì)量密封好的無毒塑料甁的作為包裝材料。

劑型以微膠囊和雙層膠囊為理想，其它如粉狀和粒狀都不耐加工和貯存。

隨著微囊工藝、緩釋技術(shù)和基因工程等新技術(shù)的發(fā)展, 這些新技術(shù)也將在微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

3.6 微生態(tài)產(chǎn)品標示不明確或標示值(label claims)與實際含量(actual contents)不符

微生態(tài)產(chǎn)品應(yīng)明確標示產(chǎn)品相關(guān)信息，包括：

菌種名稱：標準的中文菌種名稱、拉丁文菌種名稱以及菌種來源。

有效菌數(shù)和活力：產(chǎn)品應(yīng)標示在產(chǎn)品保質(zhì)期內(nèi)的有效菌數(shù)即產(chǎn)品標示值(label claims)或保證值，即微生態(tài)制劑中能添加飼料中有效活菌數(shù)(指每克成品當中所含有的有效活菌數(shù)量)。國內(nèi)一些益生素產(chǎn)品的實際活菌數(shù)遠遠低于其標示值，問題比較突出。在國外，南非的Elliot and Teversham(2004)評價了9個從美國和歐洲進口的益生素產(chǎn)品，結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅有5/9產(chǎn)品的標示值與實測值相符，3/9的產(chǎn)品標示的菌種與實際相符。

此外，還包括產(chǎn)品功效、配伍禁忌、使用方法、產(chǎn)品保質(zhì)期、生產(chǎn)日期等。

4
對國內(nèi)微生態(tài)行業(yè)的幾點建議

如前所述，隨著抗生素的負面影響暴露的越來越多，微生態(tài)制劑必將在替代抗生素、提高飼料和食品安全等方面發(fā)揮重要作用。但是，微生態(tài)產(chǎn)業(yè)目前存在一系列問題，為了促進微生態(tài)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和發(fā)揮其優(yōu)勢作用，提出如下建議，以供本行業(yè)和政府部門參考。

4.1 盡快建立有關(guān)產(chǎn)品標準

國家有關(guān)部門盡快建立飼用微生物和微生物飼料添加劑質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，組織專家建立有關(guān)微生態(tài)產(chǎn)品標準、生產(chǎn)工藝標準，這是國家對微生態(tài)制劑實行監(jiān)督的準繩，也是國家對微生態(tài)制劑生產(chǎn)和質(zhì)量的最低要求。微生物標準化是組織微生物生產(chǎn)和提高制品質(zhì)量的重要手段,在飼料添加劑行業(yè)標準尚未建立之前，可參照FAO/WHO制訂的評價標準《Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food》或國內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)《生物制品試行規(guī)程》，它是我國生物制品的國家標準和技術(shù)法規(guī)，包括生產(chǎn)和檢定的技術(shù)指標。它來源于生產(chǎn)，反過來又指導(dǎo)生產(chǎn)，不但規(guī)定了生產(chǎn)和檢定技術(shù)指標，還對原材料、工藝流程、檢定方法等作了詳細的規(guī)定，對制品質(zhì)量起到保證作用。

4.2 政府部門加強市場監(jiān)督

政府有關(guān)部門通過加強對飼料添加劑生產(chǎn)企業(yè)的管理，對生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)條件應(yīng)嚴格按獸藥生產(chǎn)規(guī)定和符合GMP標準。

嚴格把好微生物產(chǎn)品批準文號的審批關(guān)，要求生產(chǎn)企業(yè)提供產(chǎn)品的詳細資料，如菌種的來源和篩選、菌株的誘變、菌株配伍以及產(chǎn)品的毒理學(xué)和流行病學(xué)研究的資料。對企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)和研發(fā)過程中進行安全監(jiān)控，并嚴厲打擊假昌偽劣產(chǎn)品產(chǎn)品流入市場。

4.3 微生態(tài)制劑生產(chǎn)企業(yè)盡快生產(chǎn)出標示規(guī)范、安全高效的名優(yōu)產(chǎn)品，占領(lǐng)和引導(dǎo)市場。

企業(yè)應(yīng)根據(jù)微生態(tài)制劑的法定標準和自身的生產(chǎn)工藝制定高于法定標準的內(nèi)控標準。嚴格按照制定的標準對原輔料、包裝材料、中間體、半成品和成品進行檢驗。加強生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)督,生產(chǎn)出安全高效的微生態(tài)制劑產(chǎn)品。

4.4 增加飼料生產(chǎn)企業(yè)和養(yǎng)殖戶對微生物的科學(xué)認識，達到合理使用，發(fā)揮效益。

微生物作為飼料添加劑可改善動物腸道微生態(tài)環(huán)境、提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率，增強機體免疫力、清除體內(nèi)毒素，提高宿主對疾病抵抗力而逐漸在生產(chǎn)中應(yīng)用。其使用效果與添加微生物的數(shù)量密切相關(guān)，數(shù)量不足在體內(nèi)不能形成優(yōu)勢菌群， 難以起到益生作用； 然而雜菌數(shù)量過多，反而會引起仔畜禽腹瀉或消耗營養(yǎng)，甚至影響了動物的生長發(fā)育。此外，還應(yīng)針對不同的畜禽和不同生長階段，合理選擇使用微生物品種和數(shù)量，以使經(jīng)濟效益最大化。