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[基礎(chǔ)知識(shí)] 我國(guó)動(dòng)物微生態(tài)產(chǎn)業(yè)存在的問題與發(fā)展對(duì)策 轉(zhuǎn)載

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發(fā)表于 2010-5-17 10:36:34 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
本帖最后由 wutan 于 2010-5-17 20:26 編輯

動(dòng)物微生態(tài)學(xué)的發(fā)展,使人們對(duì)動(dòng)物腸道微生物菌群的作用有了更深刻和更廣泛的認(rèn)識(shí);同時(shí),由于在畜禽養(yǎng)殖業(yè)和飼料中長(zhǎng)期地、過量地和不合理地使用或?yàn)E用抗生素,出現(xiàn)了一系列問題,如引起動(dòng)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(yán)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(shí),由于廣泛的耐藥細(xì)菌引發(fā)的感染也是21世紀(jì)嚴(yán)重危害人類健康和安全的重大問題之一。為此,國(guó)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(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況,微生態(tài)制劑將會(huì)成為抗生素替代品的主力軍(Trafalska and Grzybowska, 2004; Valentine, 1955),而且目前市場(chǎng)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(biāo)示值上,也是高高低低,真假難分;菌種安全性上也缺乏認(rèn)真的評(píng)價(jià)。因此,為了使消費(fèi)者對(duì)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(dòng)我國(guó)建立微生態(tài)制劑的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),本文將重點(diǎn)闡述國(guó)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(guó)外同類產(chǎn)品的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和解決我國(guó)益生素產(chǎn)品現(xiàn)存問題的對(duì)策,以便使微生態(tài)產(chǎn)業(yè)得到良性發(fā)展,為我國(guó)的食品安全作出重要貢獻(xiàn)。
1  畜禽腸道微生物菌群有著重要的生物學(xué)功能,實(shí)施有益的調(diào)控,可促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)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(guó)的食品安全。動(dòng)物自出生后就立即處于微生物世界的包圍中,機(jī)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(dòng)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(xì)菌、真菌和酵母等,每克腸內(nèi)容物中的微生物數(shù)量高達(dá)1010~1011個(gè),超過機(jī)體細(xì)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(dòng)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(dòng)物體的生長(zhǎng)、發(fā)育、消化、吸收、營(yíng)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(xì)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(xì)菌數(shù)量大,恒定存在,對(duì)機(jī)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(shí),起著提供或豐富營(yíng)養(yǎng)、促進(jìn)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(dòng)與細(xì)胞的生理和代謝活動(dòng)密切相關(guān),甚至融為一體。這類細(xì)菌可以自營(yíng)同時(shí)又可利他(宿主),細(xì)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(duì)其它致病菌可產(chǎn)生“競(jìng)爭(zhēng)排除作用”,但乳酸堆積多也會(huì)刺激腸道蠕動(dòng),使腸道內(nèi)容物排空加快。②機(jī)會(huì)性細(xì)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(jī)會(huì)性細(xì)菌視腸道環(huán)境而改變停留在腸道的數(shù)量及時(shí)間。③致病性細(xì)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(shí)他們也會(huì)消耗宿主的能量,而其發(fā)酵產(chǎn)物(如氨氣、H2S等)也可能對(duì)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(dòng)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(yíng)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(dòng)物生存必需的一個(gè)生理系統(tǒng),動(dòng)物是動(dòng)物真核細(xì)胞和細(xì)菌原核細(xì)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(gè)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(jìn)胃腸黏膜細(xì)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(jìn)免疫細(xì)胞成熟,包括B細(xì)胞、T細(xì)胞、M細(xì)胞及吞噬細(xì)胞、體液免疫、細(xì)胞免疫、產(chǎn)溶菌酶細(xì)胞等;④產(chǎn)生多種消化酶,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)消化、吸收和代謝,包括對(duì)蛋白質(zhì)或氮素、脂類、碳水化合物、維生素、無機(jī)鹽和黏液代謝等;⑤胃腸菌群產(chǎn)生遷移傳動(dòng)復(fù)合物(migrating motor complexes,MMC),刺激腸蠕動(dòng);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(zhǎng)。動(dòng)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(qiáng)免疫功能,防治疾病,提高飼料營(yíng)養(yǎng)素的消化吸收和轉(zhuǎn)化效率,促進(jìn)動(dòng)物產(chǎn)品(肉、蛋、奶、毛、皮等)的形成和品質(zhì)改善??梢?,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(dòng)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(dòng)向或好或壞的方向發(fā)展。因此,對(duì)胃腸道微生物進(jìn)行調(diào)控有著重要的實(shí)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(rèn)為,益生素是指攝入動(dòng)物體內(nèi)參與腸內(nèi)微生態(tài)平衡的具有直接通過增強(qiáng)動(dòng)物對(duì)腸道有害微生物的抑制作用,或者通過增強(qiáng)非特異性免疫功能來預(yù)防疾病,而間接起到促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)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(guó)舉行的國(guó)際會(huì)議上,各國(guó)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(rèn)為,益生素是含活菌和(或)死菌,包括其組分和產(chǎn)物的細(xì)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(jī)制。這個(gè)概念能更加準(zhǔn)確、全面地概括益生素的組成和功能。對(duì)腸道菌群的調(diào)控有著重要的作用,主要包括:①對(duì)營(yíng)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(zhǎng)條件的重建。
2  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(guó)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(huì)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(huì)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(zhǎng)抗生素,即黃霉素、莫能霉素、鹽霉素和卑霉素。與此同時(shí),益生素以其綠色安全、無毒副作用、無殘留的優(yōu)點(diǎn)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(jìn)人類健康方面有著重要的作用。
但是,目前國(guó)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(dāng),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(guó)微生態(tài)制劑(益生素類)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。
3  國(guó)內(nèi)益生素制劑現(xiàn)存的主要問題及國(guó)外的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)對(duì)作為益生素的菌種(菌株)都有明確規(guī)定,如1989年美國(guó)食品藥物管理局(FDA)和美國(guó)飼料公定協(xié)會(huì)(AAFCO)公布了43種“可直接飼喂且通常認(rèn)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(xì)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(dòng)物雙歧桿菌(B. animalis)、長(zhǎng)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(fèi)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(guó)農(nóng)業(yè)部1999年6月公布(105號(hào)公告)了可以直接調(diào)喂動(dòng)物的飼料級(jí)微生物添加劑菌種有12個(gè):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(píng)價(jià)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(dòng)物試驗(yàn)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(yàn)。
1989年美國(guó)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(jī)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(dòng)物的能量或?qū)ζ渌⑸镉幸妫虎诋a(chǎn)生抗菌物質(zhì),如細(xì)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(jìng)爭(zhēng)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(jī)體損傷的細(xì)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(biāo)準(zhǔn)1992年R.Fukker提出作為益生素的菌種應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):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(duì)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(guó)內(nèi)有些廠家的菌種(菌株)實(shí)際并沒有嚴(yán)格按照微生物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(zhǎng)快慢、最佳生長(zhǎng)溫度、所需生長(zhǎng)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(huì)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(cái)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(yán)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(píng)價(jià)缺乏系統(tǒng)的證據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)微生物的安全性試驗(yàn)研究較少,多數(shù)試驗(yàn)廠家僅研究了微生態(tài)制劑的產(chǎn)品功效,測(cè)定指標(biāo)為動(dòng)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(píng)價(jià),而對(duì)宿主、畜產(chǎn)品和人類食物鏈的安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)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(yán)格的病理與毒理試驗(yàn),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(huì)因?yàn)槔砘?、微生物毒素和菌種本身原因引起負(fù)性突變,所以應(yīng)定期對(duì)生產(chǎn)菌種進(jìn)行安全性檢測(cè)或評(píng)價(jià)(Sipsas et al.,2002; Sorokulova et al., 2006; Zhou et al.,2000)。檢測(cè)項(xiàng)目包括:藥物抗性試驗(yàn)、質(zhì)粒檢測(cè)、急性和亞急性毒性試驗(yàn)、致癌性試驗(yàn)、半致死量試驗(yàn)、毒物酶類產(chǎn)生試驗(yàn)、代謝產(chǎn)物分析試驗(yàn)(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(cè)有益微生物在體內(nèi)正常微生態(tài)條件下,對(duì)其宿主動(dòng)物具營(yíng)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(bào)道。因此,使用微生態(tài)制劑時(shí)應(yīng)綜合考慮動(dòng)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(duì)弱感染力的細(xì)菌,即使給健康動(dòng)物大量口服也不會(huì)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(dòng)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(dòng)物或悉生動(dòng)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(duì)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(dòng)物排泄到周圍環(huán)境中,形成優(yōu)勢(shì)菌種,可能對(duì)改變周邊微生態(tài)系統(tǒng),對(duì)其是否造成危害應(yīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)觀察。
目前國(guó)內(nèi)的問題是,不少?gòu)S家的微生態(tài)制劑缺乏潛在致病性和感染力檢測(cè),同時(shí),國(guó)家也沒有制訂相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法。就上述4個(gè)方面而言,國(guó)內(nèi)僅規(guī)定要做急性、亞急性毒性試驗(yàn),其他安全指標(biāo)(即3.2.2~3.2.4)均沒有指定要測(cè)試。
3.3 對(duì)菌種的功效評(píng)價(jià)指標(biāo)單一,簡(jiǎn)單粗糙,缺乏系統(tǒng)性目前國(guó)內(nèi)有關(guān)微生物功效的報(bào)道僅局限在產(chǎn)品試驗(yàn)效果的觀察上,更應(yīng)對(duì)微生物的作用機(jī)理應(yīng)作系統(tǒng)研究。
3.3.1 功效性評(píng)價(jià)微生物的功能至少應(yīng)包括:益生菌對(duì)免疫調(diào)控作用、對(duì)腸道菌群的調(diào)控、對(duì)腹瀉的防治能力、對(duì)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(jìn)行體內(nèi)試驗(yàn)難度太大,現(xiàn)多用體外試驗(yàn)作為評(píng)估菌株的耐酸性的相對(duì)參考標(biāo)準(zhǔn)(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(gè)重要步驟,是大量繁殖變成優(yōu)勢(shì)種群的前提,粘附能力與抗腹瀉、免疫力、競(jìng)爭(zhēng)排斥及其他有益作用密切相關(guān), 目前用體外試驗(yàn)來研究和測(cè)定(Nemcova,1997; Saarela et al.,2000)。而菌株的黏附力在不同的環(huán)境會(huì)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(duì)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(gè)方面,國(guó)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(yàn),而沒有進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)、定植粘附能力和抗逆性試驗(yàn)。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(jī),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(fèi)者對(duì)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(duì)其來源、保存與利用都應(yīng)有嚴(yán)格的規(guī)范和操作程序?!?br /> ①菌種來源:菌種來源歷史應(yīng)清楚,以專門機(jī)構(gòu)審查認(rèn)可并同意,方可用于生產(chǎn)。保存和分發(fā)也應(yīng)由專門機(jī)構(gòu)負(fù)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?yàn)椋簝龈煞邸后w活化→搖瓶→一級(jí)種子瓶或二級(jí)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(xì)菌某些生物特性變異。
⑤生產(chǎn)用菌種要求長(zhǎng)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(guó)內(nèi)有些微生物生產(chǎn)廠家設(shè)備簡(jiǎn)單,問題較多,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(yán)重超標(biāo),甚至雜菌占據(jù)了優(yōu)勢(shì),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(guó)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(píng)價(jià),使用此類產(chǎn)品存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)。建議益生素生產(chǎn)企業(yè)在復(fù)合菌制劑時(shí),要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì),使用什么樣的菌種、用幾個(gè)、如何進(jìn)行工藝控制等都要周密考慮。
③生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,質(zhì)量控制不嚴(yán)。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(jìn)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(biāo)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(jí)種子或二級(jí)種子(在發(fā)酵罐中進(jìn)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(yán)格控制,目標(biāo)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(qiáng)的企業(yè)采取的生產(chǎn)工藝。例如,由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)承擔(dān)完成的國(guó)家“863”高技術(shù)計(jì)劃和農(nóng)業(yè)“跨越計(jì)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(dá)國(guó)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(duì)質(zhì)量很大影響, 如發(fā)酵溫度和時(shí)間會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量,干燥工藝和溫度和時(shí)間會(huì)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(jìn)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(duì)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(biāo)示不明確或標(biāo)示值(label claims)與實(shí)際含量(actual contents)不符微生態(tài)產(chǎn)品應(yīng)明確標(biāo)示產(chǎn)品相關(guān)信息,包括:
菌種名稱:標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)示在產(chǎn)品保質(zhì)期內(nèi)的有效菌數(shù)即產(chǎn)品標(biāo)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(dāng)中所含有的有效活菌數(shù)量)。國(guó)內(nèi)一些益生素產(chǎn)品的實(shí)際活菌數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其標(biāo)示值,問題比較突出。在國(guó)外,南非的Elliot and Teversham(2004)評(píng)價(jià)了9個(gè)從美國(guó)和歐洲進(jìn)口的益生素產(chǎn)品,結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅有5/9產(chǎn)品的標(biāo)示值與實(shí)測(cè)值相符,3/9的產(chǎn)品標(biāo)示的菌種與實(shí)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(duì)國(guó)內(nèi)微生態(tài)行業(yè)的幾點(diǎn)建議    如前所述,隨著抗生素的負(fù)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(jìn)微生態(tài)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)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(biāo)準(zhǔn)國(guó)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(yàn)測(cè)試中心,組織專家建立有關(guān)微生態(tài)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn),這是國(guó)家對(duì)微生態(tài)制劑實(shí)行監(jiān)督的準(zhǔn)繩,也是國(guó)家對(duì)微生態(tài)制劑生產(chǎn)和質(zhì)量的最低要求。微生物標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)尚未建立之前,可參照FAO/WHO制訂的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)《Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food》或國(guó)內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)《生物制品試行規(guī)程》,它是我國(guó)生物制品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī),包括生產(chǎn)和檢定的技術(shù)指標(biāo)。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(biāo),還對(duì)原材料、工藝流程、檢定方法等作了詳細(xì)的規(guī)定,對(duì)制品質(zhì)量起到保證作用。
4.2 政府部門加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)督政府有關(guān)部門通過加強(qiáng)對(duì)飼料添加劑生產(chǎn)企業(yè)的管理,對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)條件應(yīng)嚴(yán)格按獸藥生產(chǎn)規(guī)定和符合GMP標(biāo)準(zhǔn)。
嚴(yán)格把好微生物產(chǎn)品批準(zhǔn)文號(hào)的審批關(guān),要求生產(chǎn)企業(yè)提供產(chǎn)品的詳細(xì)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(duì)企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)和研發(fā)過程中進(jìn)行安全監(jiān)控,并嚴(yán)厲打擊假昌偽劣產(chǎn)品產(chǎn)品流入市場(chǎng)。
4.3 微生態(tài)制劑生產(chǎn)企業(yè)盡快生產(chǎn)出標(biāo)示規(guī)范、安全高效的名優(yōu)產(chǎn)品,占領(lǐng)和引導(dǎo)市場(chǎng)。企業(yè)應(yīng)根據(jù)微生態(tài)制劑的法定標(biāo)準(zhǔn)和自身的生產(chǎn)工藝制定高于法定標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格按照制定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原輔料、包裝材料、中間體、半成品和成品進(jìn)行檢驗(yàn)。加強(qiáng)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(duì)微生物的科學(xué)認(rèn)識(shí),達(dá)到合理使用,發(fā)揮效益。微生物作為飼料添加劑可改善動(dòng)物腸道微生態(tài)環(huán)境、提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率,增強(qiáng)機(jī)體免疫力、清除體內(nèi)毒素,提高宿主對(duì)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(shì)菌群, 難以起到益生作用; 然而雜菌數(shù)量過多,反而會(huì)引起仔畜禽腹瀉或消耗營(yíng)養(yǎng),甚至影響了動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。此外,還應(yīng)針對(duì)不同的畜禽和不同生長(zhǎng)階段,合理選擇使用微生物品種和數(shù)量,以使經(jīng)濟(jì)效益最大化。
相信,只要有高質(zhì)量的微生物種、科學(xué)合理的生產(chǎn)工藝、嚴(yán)格的質(zhì)控措施和正確的使用方法,益生素產(chǎn)業(yè)一定會(huì)有強(qiáng)勁的生命力,并在促進(jìn)飼料工業(yè)和畜牧業(yè)綠色化中發(fā)揮重要作用。
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發(fā)表于 2010-5-17 18:12:45 | 只看該作者
3  國(guó)內(nèi)益生素制劑現(xiàn)存的主要問題及國(guó)外的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)對(duì)作為益生素的菌種(菌株)都有明確規(guī)定,如1989年美國(guó)食品藥物管理局(FDA)和美國(guó)飼料公定協(xié)會(huì)(AAFCO)公布了43種“可直接飼喂且通常認(rèn)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(xì)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(dòng)物雙歧桿菌(B. animalis)、長(zhǎng)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(fèi)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)。
0 \8 m( y( b) Z- F9 E/ t# I      我國(guó)農(nóng)業(yè)部1999年6月公布(105號(hào)公告)了可以直接調(diào)喂動(dòng)物的飼料級(jí)微生物添加劑菌種有12個(gè):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)。
) W& G1 {# j; U4 N4 B6 q  A1 tFAO/WHO《關(guān)于食用微生物選用評(píng)價(jià)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(dòng)物試驗(yàn)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(yàn)。) {' z3 C8 ~( \$ F$ M' n* Q
1989年美國(guó)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(jī)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(dòng)物的能量或?qū)ζ渌⑸镉幸妫虎诋a(chǎn)生抗菌物質(zhì),如細(xì)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(jìng)爭(zhēng)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(jī)體損傷的細(xì)胞;⑥減少毒胺的產(chǎn)生,中和內(nèi)毒素。
& p; O( t2 f$ `& P5 r; N4 A3.1.2 益生素菌種的選擇標(biāo)準(zhǔn)1992年R.Fukker提出作為益生素的菌種應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):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(duì)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)。4 N+ M3 P7 s1 P$ _7 D& _
目前國(guó)內(nèi)有些廠家的菌種(菌株)實(shí)際并沒有嚴(yán)格按照微生物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(zhǎng)快慢、最佳生長(zhǎng)溫度、所需生長(zhǎng)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(huì)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(cái)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(yán)格篩選,這是生產(chǎn)出高質(zhì)量的微生態(tài)制劑的關(guān)鍵。
4 R. H1 D1 T9 z# U8 c0 H" X6 Y3.2 菌種的安全性評(píng)價(jià)缺乏系統(tǒng)的證據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)微生物的安全性試驗(yàn)研究較少,多數(shù)試驗(yàn)廠家僅研究了微生態(tài)制劑的產(chǎn)品功效,測(cè)定指標(biāo)為動(dòng)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(píng)價(jià),而對(duì)宿主、畜產(chǎn)品和人類食物鏈的安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)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。" G4 V$ i' E% b
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(yán)格的病理與毒理試驗(yàn),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(huì)因?yàn)槔砘⑽⑸锒舅睾途N本身原因引起負(fù)性突變,所以應(yīng)定期對(duì)生產(chǎn)菌種進(jìn)行安全性檢測(cè)或評(píng)價(jià)(Sipsas et al.,2002; Sorokulova et al., 2006; Zhou et al.,2000)。檢測(cè)項(xiàng)目包括:藥物抗性試驗(yàn)、質(zhì)粒檢測(cè)、急性和亞急性毒性試驗(yàn)、致癌性試驗(yàn)、半致死量試驗(yàn)、毒物酶類產(chǎn)生試驗(yàn)、代謝產(chǎn)物分析試驗(yàn)(Saarela et al.,2000; Saavedra et al.,2004)。
" I0 \$ q8 V5 {& z: O3 n) e3.2.2 潛在致病性研究和感染能力的檢測(cè)有益微生物在體內(nèi)正常微生態(tài)條件下,對(duì)其宿主動(dòng)物具營(yíng)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(bào)道。因此,使用微生態(tài)制劑時(shí)應(yīng)綜合考慮動(dòng)物健康狀況及其它因素以確保安全。7 v, O% A4 Q+ a  O  r
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(duì)弱感染力的細(xì)菌,即使給健康動(dòng)物大量口服也不會(huì)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(dòng)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(dòng)物或悉生動(dòng)物檢查微生物的感染。$ o, T0 h  w# _. U( I
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(duì)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。) N+ }3 d# W& k- S7 s
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(dòng)物排泄到周圍環(huán)境中,形成優(yōu)勢(shì)菌種,可能對(duì)改變周邊微生態(tài)系統(tǒng),對(duì)其是否造成危害應(yīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)觀察。- x0 P% J+ f6 h0 `8 Y* X: w2 S# J( X2 X& u
目前國(guó)內(nèi)的問題是,不少?gòu)S家的微生態(tài)制劑缺乏潛在致病性和感染力檢測(cè),同時(shí),國(guó)家也沒有制訂相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法。就上述4個(gè)方面而言,國(guó)內(nèi)僅規(guī)定要做急性、亞急性毒性試驗(yàn),其他安全指標(biāo)(即3.2.2~3.2.4)均沒有指定要測(cè)試。
. e0 G' _3 n) c  Y! }9 D. R3.3 對(duì)菌種的功效評(píng)價(jià)指標(biāo)單一,簡(jiǎn)單粗糙,缺乏系統(tǒng)性目前國(guó)內(nèi)有關(guān)微生物功效的報(bào)道僅局限在產(chǎn)品試驗(yàn)效果的觀察上,更應(yīng)對(duì)微生物的作用機(jī)理應(yīng)作系統(tǒng)研究。
! d% a; e; f  X3.3.1 功效性評(píng)價(jià)微生物的功能至少應(yīng)包括:益生菌對(duì)免疫調(diào)控作用、對(duì)腸道菌群的調(diào)控、對(duì)腹瀉的防治能力、對(duì)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)。
+ K1 j! I: T6 A. z: Q9 y, i( d3.3.2 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(jìn)行體內(nèi)試驗(yàn)難度太大,現(xiàn)多用體外試驗(yàn)作為評(píng)估菌株的耐酸性的相對(duì)參考標(biāo)準(zhǔn)(Tuomola et al.,2001)。4 U; b. O- z  c& x" P& I% s
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(gè)重要步驟,是大量繁殖變成優(yōu)勢(shì)種群的前提,粘附能力與抗腹瀉、免疫力、競(jìng)爭(zhēng)排斥及其他有益作用密切相關(guān), 目前用體外試驗(yàn)來研究和測(cè)定(Nemcova,1997; Saarela et al.,2000)。而菌株的黏附力在不同的環(huán)境會(huì)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(duì)同一模型的黏附能力也是不同的(Lehto和Salminen,1996)。& n+ h8 t; I1 }2 z
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)。
  l0 m- U4 ^/ n6 M( E2 Y- z在上述4個(gè)方面,國(guó)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(yàn),而沒有進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)、定植粘附能力和抗逆性試驗(yàn)。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(jī),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(fèi)者對(duì)這類產(chǎn)品的信任度。4 [) ?. g8 x0 Z$ [9 E: k4 v, R+ V- _
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(duì)其來源、保存與利用都應(yīng)有嚴(yán)格的規(guī)范和操作程序?!? t( I5 S* `' w7 ]2 N
①菌種來源:菌種來源歷史應(yīng)清楚,以專門機(jī)構(gòu)審查認(rèn)可并同意,方可用于生產(chǎn)。保存和分發(fā)也應(yīng)由專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)或由研制單位專門管理部門保存和分發(fā)。; f4 H) U% Q) x2 B' \7 g
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。; @+ L$ s' e, a/ e) X9 N, b
③凍干菌種檢定合格后才可投產(chǎn),生產(chǎn)程序?yàn)椋簝龈煞邸后w活化→搖瓶→一級(jí)種子瓶或二級(jí)種子→生產(chǎn)罐發(fā)酵。& h+ C! [, ~) n! q- Y" F9 R* L/ Y
④菌種傳代不應(yīng)超過5代,因過多過傳代易造成細(xì)菌某些生物特性變異。
0 M! \! ~! b( ^) F⑤生產(chǎn)用菌種要求長(zhǎng)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)。
) V" E/ f) ?! Z0 ~! H3.5 生產(chǎn)加工技術(shù)不夠合理和科學(xué)目前國(guó)內(nèi)有些微生物生產(chǎn)廠家設(shè)備簡(jiǎn)單,問題較多,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:9 N; F3 e' o$ p: J" \; _* z& e( f
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(yán)重超標(biāo),甚至雜菌占據(jù)了優(yōu)勢(shì),以致于使用此類產(chǎn)品后沒有明顯的功效。
" i% ~; s( }6 ]) ]% [7 u②多菌種任意混合,生產(chǎn)微生物添加劑。如目前國(guó)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(píng)價(jià),使用此類產(chǎn)品存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)。建議益生素生產(chǎn)企業(yè)在復(fù)合菌制劑時(shí),要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì),使用什么樣的菌種、用幾個(gè)、如何進(jìn)行工藝控制等都要周密考慮。) u  j* s# e% @  `/ e# r
③生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,質(zhì)量控制不嚴(yán)。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(jìn)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。8 ?9 d5 [& w; t4 `4 N  {( o
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(biāo)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。+ N# u* ?/ Z5 L+ @" C  Y& s% ?
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(jí)種子或二級(jí)種子(在發(fā)酵罐中進(jìn)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(yán)格控制,目標(biāo)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(qiáng)的企業(yè)采取的生產(chǎn)工藝。例如,由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)承擔(dān)完成的國(guó)家“863”高技術(shù)計(jì)劃和農(nóng)業(yè)“跨越計(jì)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(dá)國(guó)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。
# E. R/ C4 P, p, h) @- o生產(chǎn)工藝條件對(duì)質(zhì)量很大影響, 如發(fā)酵溫度和時(shí)間會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量,干燥工藝和溫度和時(shí)間會(huì)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。
/ W' r: f. w8 I7 }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。
5 p! ?" g  {" x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(jìn)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。# z: ~* `- `6 P" W  j) Y
⑤產(chǎn)品包裝和劑型不規(guī)范 : N- C2 I8 K1 V% {
由于大多數(shù)微生態(tài)制劑對(duì)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。2 c1 I& b% Z4 g$ s( j+ k
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。- t# ?2 H1 M% c: ^- n
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。8 Y& x: p! P* b
3.6 微生態(tài)產(chǎn)品標(biāo)示不明確或標(biāo)示值(label claims)與實(shí)際含量(actual contents)不符微生態(tài)產(chǎn)品應(yīng)明確標(biāo)示產(chǎn)品相關(guān)信息,包括:
3 `* Y/ B/ `6 O0 @菌種名稱:標(biāo)準(zhǔn)的中文菌種名稱、拉丁文菌種名稱以及菌種來源。7 o6 u; d  q( z2 k& ~
有效菌數(shù)和活力:產(chǎn)品應(yīng)標(biāo)示在產(chǎn)品保質(zhì)期內(nèi)的有效菌數(shù)即產(chǎn)品標(biāo)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(dāng)中所含有的有效活菌數(shù)量)。國(guó)內(nèi)一些益生素產(chǎn)品的實(shí)際活菌數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其標(biāo)示值,問題比較突出。在國(guó)外,南非的Elliot and Teversham(2004)評(píng)價(jià)了9個(gè)從美國(guó)和歐洲進(jìn)口的益生素產(chǎn)品,結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅有5/9產(chǎn)品的標(biāo)示值與實(shí)測(cè)值相符,3/9的產(chǎn)品標(biāo)示的菌種與實(shí)際相符。 6 b( G6 H# o. \1 X
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。
% e$ [2 o& a% b4  對(duì)國(guó)內(nèi)微生態(tài)行業(yè)的幾點(diǎn)建議    如前所述,隨著抗生素的負(fù)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(jìn)微生態(tài)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)作用,提出如下建議,以供本行業(yè)和政府部門參考。* c, G) J  j' F+ O7 Z" g7 E5 L' J
4.1 盡快建立有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)國(guó)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(yàn)測(cè)試中心,組織專家建立有關(guān)微生態(tài)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn),這是國(guó)家對(duì)微生態(tài)制劑實(shí)行監(jiān)督的準(zhǔn)繩,也是國(guó)家對(duì)微生態(tài)制劑生產(chǎn)和質(zhì)量的最低要求。微生物標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)尚未建立之前,可參照FAO/WHO制訂的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)《Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food》或國(guó)內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)《生物制品試行規(guī)程》,它是我國(guó)生物制品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī),包括生產(chǎn)和檢定的技術(shù)指標(biāo)。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(biāo),還對(duì)原材料、工藝流程、檢定方法等作了詳細(xì)的規(guī)定,對(duì)制品質(zhì)量起到保證作用。, Q2 I- `7 J1 \3 M) X
4.2 政府部門加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)督政府有關(guān)部門通過加強(qiáng)對(duì)飼料添加劑生產(chǎn)企業(yè)的管理,對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)條件應(yīng)嚴(yán)格按獸藥生產(chǎn)規(guī)定和符合GMP標(biāo)準(zhǔn)。
# H# f& Q8 N* M: p3 [嚴(yán)格把好微生物產(chǎn)品批準(zhǔn)文號(hào)的審批關(guān),要求生產(chǎn)企業(yè)提供產(chǎn)品的詳細(xì)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(duì)企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)和研發(fā)過程中進(jìn)行安全監(jiān)控,并嚴(yán)厲打擊假昌偽劣產(chǎn)品產(chǎn)品流入市場(chǎng)。) y/ v# e* c$ m9 T% k
4.3 微生態(tài)制劑生產(chǎn)企業(yè)盡快生產(chǎn)出標(biāo)示規(guī)范、安全高效的名優(yōu)產(chǎn)品,占領(lǐng)和引導(dǎo)市場(chǎng)。企業(yè)應(yīng)根據(jù)微生態(tài)制劑的法定標(biāo)準(zhǔn)和自身的生產(chǎn)工藝制定高于法定標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格按照制定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原輔料、包裝材料、中間體、半成品和成品進(jìn)行檢驗(yàn)。加強(qiáng)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。
$ ~; U4 G7 H% Y2 t# }( d4.4 增加飼料生產(chǎn)企業(yè)和養(yǎng)殖戶對(duì)微生物的科學(xué)認(rèn)識(shí),達(dá)到合理使用,發(fā)揮效益。微生物作為飼料添加劑可改善動(dòng)物腸道微生態(tài)環(huán)境、提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率,增強(qiáng)機(jī)體免疫力、清除體內(nèi)毒素,提高宿主對(duì)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(shì)菌群, 難以起到益生作用; 然而雜菌數(shù)量過多,反而會(huì)引起仔畜禽腹瀉或消耗營(yíng)養(yǎng),甚至影響了動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。此外,還應(yīng)針對(duì)不同的畜禽和不同生長(zhǎng)階段,合理選擇使用微生物品種和數(shù)量,以使經(jīng)濟(jì)效益最大化。# K2 c) H: }$ E
相信,只要有高質(zhì)量的微生物種、科學(xué)合理的生產(chǎn)工藝、嚴(yán)格的質(zhì)控措施和正確的使用方法,益生素產(chǎn)業(yè)一定會(huì)有強(qiáng)勁的生命力,并在促進(jìn)飼料工業(yè)和畜牧業(yè)綠色化中發(fā)揮重要作用。

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