益生素綜述

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益生素的作用機理

    與抗生素相比，益生素的作用機理在理論上的進展還很小，目前主要有三種學說：①優(yōu)勢菌群學說；②菌群屏障學說；③微生物奪氧學說。益生素主要是通過下述途徑在動物體內(nèi)發(fā)揮其作用的：①補充有益菌群，改善消化道菌群平衡，預防和治療菌群失調(diào)癥。畜禽消化道內(nèi)存在大量的微生物菌群，其中有些菌群能有效地促進畜禽生長和飼料消化，稱有益菌群；有些菌群具有抑制生長和致病作用，稱有害菌群。正常情況下，畜禽消化道內(nèi)的這些菌群保持著良好的平衡，維持著畜禽的正常生長和生產(chǎn)。這些菌群一旦失去了平衡，則引起消化機能紊亂、抑制生長發(fā)育，嚴重的則可致病。畜禽攝入益生素后，消化道內(nèi)有益菌群得到了有效補充，使有益菌在數(shù)量和作用強度上占絕對優(yōu)勢，這些菌群的繁殖和代謝，大大地抑制致病菌群的生長繁殖，從而保持菌群的正平衡，有效地防止菌群失調(diào)癥發(fā)生。②刺激機體免疫系統(tǒng)，提高機體免疫力。益生素中的有益菌均是良好的免疫激活劑，能有效地提高巨噬細胞的活性，通過產(chǎn)生抗體和提高噬菌作用活性等刺激免疫，激發(fā)機體體液免疫和細胞免疫，導致機體免疫力和抗病能力的增強。③參與菌群生存競爭，協(xié)助機體消除毒素和代謝產(chǎn)物。益生素參與消化道有益菌群與致病菌之間的生存和繁殖空間競爭、時間競爭、定居部位競爭以及營養(yǎng)競爭，限制致病菌群的生存、繁殖。有益菌在消化道內(nèi)生成致密的膜菌群，形成微生物屏障，一方面抑制消化道粘附病原菌，中和毒性產(chǎn)物；另一方面防止毒素和廢物的吸收。④改善機體代謝，補充機體營養(yǎng)成分，促進畜禽生長。益生素的有益菌群能在消化道繁衍，能促進消化道內(nèi)多種氨基酸、維生素等一系列營養(yǎng)成份的有效合成和吸收利用，從而促進畜禽生長發(fā)育和增重。

益生素的起源

    益生素一詞(Probiotics)首先被Lilley和Stillwell1965年使用，定義為“由一種微生物分泌，刺激另一種微生物生長的物質(zhì)”。1974年美國學者R.E.Parker認為“益生素是維持腸道內(nèi)微生物平衡的微生物或物質(zhì)”。而這一定義范圍太大，易于引起混亂，美國食品與藥品管理局(FDA)把這類產(chǎn)品定義為“可以直接飼用的微生物制品(DirectfeedMicrobialProducts)”。1989年Fuller重新定義為“一種可通過改變腸道菌群平衡而對動物施加有利影響的活的微生物飼料添加劑”。1990年H.Sossard給益生素的定義是“攝入動物體內(nèi)參與腸道內(nèi)微生物群落的阻礙作用，或者通過增強非特異性免疫功能來預防疾病而間接地起到促進生長作用和提高飼料效率的活的微生物培養(yǎng)物”。目前我國把Probiotics譯為益生素，也有人將其譯為促生素、生菌素、促菌素、活菌素。1988年我國學者提出“微生態(tài)制劑”概念。1991年我國學者又提出了一個較通俗的概念“飼用微生物添加劑”。總之，活菌劑是指飼喂給動物的活的微生物培養(yǎng)物，主要是通過加強腸道微生物區(qū)系的屏障功能或通過增進非特異性免疫功能，增強抗病力和體質(zhì)，防止病菌感染，同時可以提高飼料利用率和生長率。其產(chǎn)品有口服糊劑、水溶性粉劑或液劑、直接飼喂的飼料添加劑。■

益生素使用的微生物種類

    理想的可直接飼用的微生物菌種應該是：①不會使人和動物致病，不與病原微生物產(chǎn)生雜交種；②在體內(nèi)外易于繁殖，體外繁殖速度快；③在低pH和膽汁中可以存活，并能植入腸粘膜；④在發(fā)酵過程中能產(chǎn)生乳酸和過氧化氫等物質(zhì)；⑤能合成對大腸桿菌、沙門氏菌、葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌等腸道致病菌的抑制物而不影響自己的活性；⑥經(jīng)加工后活菌存活率高，混入飼料后高溫下穩(wěn)定性好；⑦最好來自動物自身腸道中；⑧有利于促進宿主的生長發(fā)育及提高抗病能力。1989年，美國FDA和美國飼料控制官員協(xié)會公布了可以直接飼喂且一般認為是安全的微生物菌種名單，共42種：
表1

黑曲霉（Aspergillus niger)	米曲霉(Aspergillus oryzae)	凝結(jié)牙孢桿菌(Bacillus coagulans)	遲緩芽孢桿菌(Bacillus lentus)
地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis)	短小芽孢桿菌(Bacillus Pumilus)	枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)	嗜淀粉擬桿菌(Bacteroides amylophilus)
多毛擬桿菌（Bacteroides capillosus)	棲瘤胃擬桿菌(Bacteroides ruminicola)	產(chǎn)琥珀酸擬桿菌(Bacteroides succinogenes)	青春雙岐桿菌(Bifidobacterium adolescentis)
動物雙岐桿菌(Bifidobacterium animalis)	兩岐雙岐桿菌(Bifidobacterium difidum)	嬰兒雙岐桿菌(Bifidobacterium infantis)	長雙岐桿菌(Bifidobacterium Longum)
嗜熱雙岐桿菌(Bifidobacterium therm ophilum)	嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)	短乳桿菌(Lactobacillus brevis)	保加利亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus)
干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)	纖維二糖乳桿菌(Lactobacillus helveticus)	彎曲乳桿菌(Lactobacillus curvatus)	德氏乳桿菌(Lactobacillus delbriickii)
發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillus fermenti)	瑞士乳桿菌(Leuconostos mesenteroides)	乳酸乳桿菌(Lactobacillus lactis)	胚芽乳桿菌(Lactobacillus plantarum)
羅氏乳桿菌(Lactobacillus renteril)	腸膜明串珠菌(Leuconostos mesenteroides)	乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)	啤酒片球菌(Pediococcus cerevisiae)
戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)	費氏丙酸桿菌(Propionibacterium freudenreichii)	謝氏丙酸桿菌(Propionibacterium shermanii)	釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)
乳脂鏈球菌(Streptococcus lactis)	雙醋酸乳鏈球菌(Strepttococcus diacetylactis)	糞鏈球菌(Streptococcus faecalis)	中鏈球菌(Streptococcus intermendius)
乳鏈球菌	嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)

     我國農(nóng)業(yè)部第105號公告公布的允許使用的飼料添加劑品種目錄中，飼料級微生物添加劑有12種：
表2

干酪乳桿菌（Lactobacillus casei)	植物乳桿菌（Lactobacillus Plantarum）	糞鏈球菌（Streptococcus faecalis）	屎鏈球菌（Streptococcus faecium）
乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici)	枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）	納豆芽孢桿菌（Bacillus natto）	嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）
乳鏈球菌（Streptococcus lactis)	啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）	產(chǎn)朊假絲酵母（Candida utilis）	治澤紅假單胞菌（Rhodopseudom onas Palustris）

    但真正主要用于配合飼料的活體微生物菌種較少，主要是乳酸桿菌(以嗜酸乳酸桿菌為主)、糞鏈球菌、芽孢桿菌、雙岐桿菌、仙人山屬菌及酵母。目前，生產(chǎn)上使用的益生素有兩種，一種為單一菌屬組成的單一型制劑，另一種為多種不同菌屬組成的復合菌制劑，一般來說后者比前者更能促進畜禽生長及提高飼料利用率。若按產(chǎn)品來源分主要有：①微生物培養(yǎng)物干燥劑型產(chǎn)品；②微生物發(fā)酵產(chǎn)物，含培養(yǎng)基的專用型產(chǎn)品。若按其菌種分，主要有兩大類：①為好氣性菌，如枯草菌、仙人山菌類；②為厭氣菌，如酪酸菌、乳酸菌類。在目前應用的主要菌種中，乳酸桿菌屬和糞鏈球菌屬為腸道正常存在的微生物，而芽孢桿菌屬和酵母菌僅零星存在于腸道中。所有菌屬中芽孢桿菌是最理想的微生物添加劑，它具有較高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，對植物性碳水化合物具有較強的降解能力。Sogaara(1988)證明芽孢桿菌添加劑具有類似于泰樂菌素和喹乙醇的促生長效果。并且芽孢桿菌在顆粒料、粉料的加工過程中以及通過酸性及堿性環(huán)境的過程中具有較高的穩(wěn)定性，在腸道環(huán)境中只發(fā)揮作用而不增殖，符合微生物添加劑的條件。酵母菌和乳酸菌是應用最廣泛的微生物添加劑，主要用于預防和治療消化不良、下痢，以及制做青貯飼料等方面?！?br />

益生素和抗生素低聚果糖的比較

名稱	抗生素	益生素	低聚果糖
性質(zhì) 穩(wěn)定性	化學物質(zhì) 穩(wěn)定	活菌制劑 易失活	化學物質(zhì) 穩(wěn)定
作用方式	殺滅有害菌	連續(xù)接種外源性有益微生物,通過競爭排斥作用,抑制有害菌。	提供使腸道固有有益菌增值的發(fā)酵底物，通過競爭排斥作用，抑制有害物。
作用機理	1.抑制細蓖細胞壁的合成。 2.破壞菌體細胞膜功能。 3.影響菌體蛋白質(zhì)的合成。 4.抑制菌體核酸代謝。	1.直接補入外源性有益菌，通過競爭排斥作用，抑制有害菌。 2.有益菌產(chǎn)酸，降低腸道pH值。 3.有益菌產(chǎn)生一些酶類，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。 4.降低氨、胺對機體的影響。 5.提高機體免疫力。 6.合成B族維生素。	1.提供使腸道固有有益菌增值的發(fā)酵底物，通過競爭排斥作用，抑制有害菌。 2.有益菌產(chǎn)酸，降低腸道pH值。 3.有益菌產(chǎn)生一些酶類，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。 4.降低氨、胺對機體的影響。 5.提高機體免疫力。 6.合成B族維生素。
存在的問題	1.殺滅有害菌的同時也殺滅了有益菌，造成原籍菌或過路菌過渡繁殖而出現(xiàn)定位轉(zhuǎn)移，引起內(nèi)源性感染或二重感染，破壞了微生態(tài)平衡。 2.導致動物免疫功能下降。 3.產(chǎn)生耐藥菌株，加大了養(yǎng)殖業(yè)的綜合成本。 4.造成環(huán)境污染。	1.生產(chǎn)難度大，產(chǎn)品質(zhì)量標準難以統(tǒng)一，行業(yè)管理無法進行。 2.目前可以用作益生素的菌種較少。 3.儲運加工過程中，氧氣、高溫等條件均使其大量失活。 4.胃酸、膽汁酸對它有失活作用。 5.外源性活菌在動物腸道內(nèi)定植能力不強。 6.無法耐愛飼料極端加工條件。 7.制作飼料配方時有配伍禁忌 8.治療效果不如抗生素明顯。	1.尚未有完善的質(zhì)量標準。 2.治療作用緩慢。
安全與環(huán)保	有公害	綠色飼料添加劑	綠色飼料添加劑

益生素國內(nèi)外應用現(xiàn)狀

　　在國外，直接飼用微生物已逐步應用于畜牧生產(chǎn)上，在理論及應用方面進行了深入細致的研究，取得了豐碩的成果。除美、日外，德、法、英、荷蘭、丹麥、西班牙等國家的豬、肉用牛、雞、兔的飼料，以及犢牛代用乳等亦已普遍使用。比如，日本的益生素產(chǎn)品使用的菌種就有：枯草芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌、Toyoi菌、酪酸菌、乳酸桿菌、乳酸球菌。
　　國外益生素的研究多是圍繞乳酸桿菌屬、枯草桿菌及一些鏈球菌類進行。我國則以芽孢桿菌、乳酸桿菌研制為主，產(chǎn)品多為單一菌劑。我國對飼用微生物的研究始于80年代，目前許多研究單位和生產(chǎn)廠家、飼料公司都在進行這方面的研究與產(chǎn)品的開發(fā)應用，有些產(chǎn)品已進入市場，但絕大多數(shù)正處于試驗研究階段。由四川農(nóng)大何明清教授主持，國內(nèi)八個單位一百多名專家學者協(xié)作攻關的問題，以及由山東大學主持承擔的國家“八五”科技攻關課題“飼用微生物添加劑的研究”都在理論、技術和應用方面取得了突破性進展，通過了國家有關部門的鑒定。試驗表明：采用枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、扣囊擬內(nèi)孢霉等四株菌研制的復合益生素粉劑，可代替抗生素添加于飼料中。據(jù)測算，到2000年我國每年對益生素需求量約30000噸，市場極為廣闊，前景也極為光明。

益生素存在的問題及研究方向

    盡管益生素的應用效果已被公認，但也有許多問題急需得到解決。
　　目前已確認適宜作益生素的菌種種類尚少，需要開發(fā)新的菌種，也可以采用分子生物學的手段，改造現(xiàn)有的菌株，使之具有需要的性能。
　　鑒于目前對益生素作用機理的研究進展緩慢，急需加強力量對益生素的作用機理進行更加深入的研究，以指導益生素的研制、生產(chǎn)及使用。
　　加強對益生素劑型的研究，提高活菌濃度，提高菌劑中活菌對不良環(huán)境的耐受力，延長產(chǎn)品保存期?？梢灾攸c考察使用真空冷凍干燥技術和微膠囊技術，制劑采用真空包裝或充氮氣包裝。
　　仍有部分益生素產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)處于復配、仿制階段，檢測手段不夠完善，產(chǎn)品的標準和檢測方法尚顯混亂，優(yōu)秀的檢測人員不足，造成市場上益生素產(chǎn)品良莠難辨。因此，必須建立完善的行業(yè)檢測標準，制定有關法律法規(guī)的實施細則，使生產(chǎn)與宣傳規(guī)范化。
　　使用不當?shù)默F(xiàn)象仍然存在，一定程度上影響了益生素的使用效果及發(fā)展，對益生素科學使用方法的研究的要求也就日益迫切。

小耗子

益生素取代抗生素的可能性還是很大的啊。

joyzc

據(jù)我所了解的資料，probiotics譯為益生菌；probiotics譯為益生元,synbiotics譯為合生元（素），也就是益生菌＋益生元。益生菌顧名思義就是這些有益動物體的菌，益生元，不被消化吸收，但有利于體內(nèi)有益菌增長的一些元素，比如低聚果糖 、大豆低聚糖 、異麥芽低聚糖 、低聚乳果糖 、低聚半乳糖 、低聚甘露糖 、低聚龍膽糖、低聚木糖等。既往也稱為“雙歧因子”。合生元就是兩個都存在，既可發(fā)揮益生菌的生理活性，又可選擇性地增加這種菌的數(shù)量使益生菌的作用更顯著持久，應該是以后微生態(tài)制劑使用的趨勢所在。

loure

謝謝樓主辛勤的勞動！

qichongxiao

樓主辛苦，我們就跟著幸福了，謝謝！


補充內(nèi)容：
樓主辛苦，我們就跟著幸福了，謝謝！