我國(guó)動(dòng)物微生態(tài)制劑的起源、發(fā)展戰(zhàn)略及應(yīng)用前景

zhangyfxy · 發(fā)表于 2010-10-27 14:23:16

動(dòng)物微生態(tài)學(xué)是研究正常微生物群之間，正常微生物群與動(dòng)物體內(nèi)環(huán)境之間，動(dòng)物體與外界之間三者相互關(guān)系的多學(xué)科相互交叉的一門新興的邊緣學(xué)科，具有獨(dú)特的理論和細(xì)胞、分子水平的方法學(xué)，而動(dòng)物微生物制劑是在動(dòng)物微生態(tài)理論指導(dǎo)下采用已知有益的微生物，經(jīng)培養(yǎng)等特殊工藝制成的生物制劑或活菌制劑稱為動(dòng)物微生態(tài)制劑。
1、起源
動(dòng)物微生態(tài)制劑起源于70年代當(dāng)時(shí)為克服抗生素的抗藥性及二重感染，何明清等通過(guò)大量調(diào)查和研究發(fā)表了多篇論文并于1980年發(fā)表了《仔豬黃痢及其生物制劑預(yù)防法研究》，闡述了采用不產(chǎn)生腸毒素但產(chǎn)生大腸菌的大腸埃希氏菌SY30菌株（07：K+）預(yù)防初生仔豬黃痢取得了明顯的效果。同年，方定一教授在《仔豬大腸桿菌病防治研究概況》一文中闡述了用NY10（大腸桿菌+乳酸桿菌）預(yù)防仔豬黃痢取得了明顯效果。1980年四川農(nóng)業(yè)大學(xué)《仔豬黃痢病原及生物制劑研究》獲得了四川省政府重大科研成果獎(jiǎng)。從此，為動(dòng)物微生態(tài)制劑的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)拉開了序幕。
1.1動(dòng)物微生態(tài)理論崛起
SY30與NY10預(yù)防仔豬黃痢雖然取得了明顯的效果。但其作用機(jī)理還是未知數(shù)。何明清等1983年以來(lái)在國(guó)內(nèi)外多種刊物上連續(xù)發(fā)表了《幼齡豬、雞不同日齡不同腸斷正常菌群研究》及《病、健豬、雞不同日齡不同腸斷正常菌群研究》以及鯉魚、大熊貓和家鴨腸道正常菌群研究，隨后，相似的報(bào)道頻頻出現(xiàn)。試驗(yàn)證明，幼齡畜禽腸道菌群之間保持相對(duì)穩(wěn)定的微生態(tài)平衡，好氧菌：厭氧菌=1：100-1000，優(yōu)勢(shì)種群是專性厭氧菌（99%以上），腸道菌群與幼齡畜禽腸道下痢的關(guān)系，試驗(yàn)證明病、健畜禽腸道菌群之間的比例，下痢時(shí)優(yōu)勢(shì)種群發(fā)生更替，出現(xiàn)明顯的菌群比例失調(diào)，好氧菌：厭氧菌=1：1-10，這是幼齡畜禽下痢的主要原因，為防止幼齡畜禽下痢提出了新的微生態(tài)失調(diào)理論。
1.2生物獸藥與動(dòng)物疾病關(guān)系
生物獸藥是動(dòng)物微生態(tài)制劑的一個(gè)分支。1984-1989年何明清等采用自己研制的調(diào)痢生在國(guó)內(nèi)多種刊物上發(fā)表了《調(diào)痢生調(diào)整多種動(dòng)物下痢的研究》等研究論文，試驗(yàn)證明在不使用抗菌藥物的情況下，來(lái)自動(dòng)物的好氧益生菌進(jìn)入下痢畜禽腸內(nèi)，在其生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中耗氧，產(chǎn)生多肽、有機(jī)酸、未知因子等能有效的抑制病菌，使失去平衡的菌群恢復(fù)到原有狀態(tài)，達(dá)到防止疾病的目的。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)益生菌是一種非特異性免疫增強(qiáng)劑，能激活畜禽和魚體內(nèi)淋巴細(xì)胞發(fā)育，分化并促進(jìn)淋巴因子的生成和釋放，提高白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬功能，從而增強(qiáng)動(dòng)物的免疫功能，與特異性免疫增強(qiáng)劑（疫苗）配合使用，能提高免疫效果。
1.3生物添加劑與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系
生物首要在防治動(dòng)物疾病中減少了抗菌藥物的用量及對(duì)人畜的危害，但對(duì)畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還是微不足道的。在80年代，何明清等著手生物添加劑研究。85期間，由何明清主持的85國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目飼用微生物添加劑研究（包括芽孢桿菌、乳酸菌和光合菌）。類似研究和報(bào)道特別多。生物添加劑按一定比例加入飲料中以代替抗生素。生物添加劑中的益生菌在動(dòng)物胃腸道生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中與動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)、代謝和免疫等都密切關(guān)系，何明清根據(jù)大量研究，把它的功能概括五個(gè)方面：（1）酶的活性高，能幫助飼料消化吸收和提高飼料轉(zhuǎn)化率；（2）合成蛋白質(zhì)、維生素；（3）扶持體內(nèi)益生菌生長(zhǎng)，拮抗致病菌繁殖；（4）是一種非特異免疫增強(qiáng)劑，能增強(qiáng)動(dòng)物免疫功能；（5）凈化環(huán)境，降低糞尿的臭味。
1.4生物飼料與動(dòng)物源綠色食品關(guān)系
生物獸藥與生物添加劑用于動(dòng)物腸道疾病、促生長(zhǎng)劑和改善環(huán)境污染，能減少肉、蛋、奶中抗生素的殘留，但動(dòng)物吃的飼料有的自身含毒如餅類飼料，有的飼料后天獲得毒物及人獸共患病原體。故將已知益生菌與有毒、有害飼料混合，經(jīng)發(fā)酵、干燥等工藝制成優(yōu)質(zhì)的具有活性益生菌的飼料成為生物飼料。其特點(diǎn)：脫毒、解毒，提高粗蛋白和增加維生素含量，消滅人獸傳染病和寄生蟲原體（防治生物侵略，避免造成毀滅性打擊），凈化環(huán)境并具有香味和預(yù)防疾病的益生菌等，這是“動(dòng)物食品”的一場(chǎng)革命。因此用生物飼料喂畜、禽和魚等，其肉、蛋、奶等是安全、放心、無(wú)污染、無(wú)殘留的綠色食品，是人類渴望健康長(zhǎng)壽的保健食品。
1.5動(dòng)物養(yǎng)殖與環(huán)境關(guān)系
一般飼養(yǎng)的畜禽和魚等并非無(wú)菌動(dòng)物，而是普通動(dòng)物，他們的排泄物，分泌物既嚴(yán)重污染環(huán)境，又是人獸共患傳染病、寄生蟲病原體滋生和傳播之地，因此對(duì)飼養(yǎng)的動(dòng)物除提供綠色生物飼料外，還須使動(dòng)物生活在一個(gè)無(wú)糞、尿污染，無(wú)農(nóng)藥等化學(xué)藥物污染的環(huán)境中，以保證肉、蛋、奶等無(wú)污染，利于人類健康。
1.6分子生態(tài)與基礎(chǔ)生態(tài)關(guān)系
前面提出的五大關(guān)系的核心是益生菌、動(dòng)物體、環(huán)境三者的相互關(guān)系，而研究的益生菌用語(yǔ)動(dòng)物和動(dòng)物的生活環(huán)境。因此，對(duì)益生菌研究：一是研究不同地區(qū)、不同動(dòng)物、不同內(nèi)環(huán)境正常微生物去定性、定量及分布；二是研究來(lái)自天然動(dòng)物體內(nèi)的益生菌；三是研究益生菌誘變；四是研究益生菌轉(zhuǎn)基因工程的構(gòu)建等。用益生菌制成的微生態(tài)制劑在特定的環(huán)境中發(fā)揮特殊的作用已是一種高技術(shù)，在此基礎(chǔ)上更高層次的分子生態(tài)研究在今后應(yīng)進(jìn)行深入持久的研究和發(fā)展。
1.7動(dòng)物微生態(tài)制劑發(fā)展與培養(yǎng)高層次人才關(guān)系
近年來(lái)，動(dòng)物微生態(tài)制劑發(fā)展的很快，我國(guó)31個(gè)省、市都在開展這方面的工作，有的省如山東、廣東、北京、江蘇、四川等教學(xué)、科研和企業(yè)單位，全方位進(jìn)行研究、開發(fā)和生產(chǎn)，2000年下學(xué)期山東農(nóng)大動(dòng)科院有120多位本科生選修動(dòng)物微生態(tài)課程，河南鄭州牧醫(yī)高等專科學(xué)校也將動(dòng)物微生態(tài)學(xué)列為必須課程，對(duì)高層人才（博士、碩士、學(xué)士）的要求日益迫切。因微生態(tài)制劑的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)是一種高技術(shù)，須培養(yǎng)一批高層人才，才能適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

2、益生菌劑、益生元、合生元的概念和研究對(duì)策
2.1益生菌劑（Probiotios）
在動(dòng)物微生態(tài)理論指導(dǎo)下采用已知有益的微生物，經(jīng)培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥等特殊工藝制成的用于動(dòng)物的生物制劑或活菌制劑成為動(dòng)物微生態(tài)制劑。合乎此定義的其他名稱如：微生態(tài)調(diào)控劑、飼用微生物添加劑、益生菌劑、生物獸藥等都是微生態(tài)制劑。本世紀(jì)初應(yīng)研究、開發(fā)出更多、更好、更安全、更穩(wěn)定并適于不同動(dòng)物疾病，不同動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)，不同動(dòng)物生物飼料和不同動(dòng)物生態(tài)環(huán)境需求和高質(zhì)、高效、低成本和微生態(tài)制劑。國(guó)外命名的probiotics，國(guó)內(nèi)的飼料行業(yè)及營(yíng)養(yǎng)界一般譯為益生素，而國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)及獸醫(yī)界則譯為益生菌劑。Probiofics一詞來(lái)源于希臘語(yǔ),pro（有益、有利于）+bio（生命）+fics（制劑），因此，譯為益生菌劑更為合適。益生菌劑與微生態(tài)制劑的內(nèi)涵是一致的，只是命名有異。益生菌是指對(duì)人畜不但無(wú)害而且有益的活的微生物。益生菌在培養(yǎng)過(guò)程中多數(shù)是活菌，也有少量死菌，當(dāng)然還有代謝產(chǎn)物，因此制成的微生態(tài)制劑或益生菌劑，如劑型是液狀，包括活菌﹢死菌﹢死菌成分﹢代謝產(chǎn)物，如劑型是固狀，包括活菌﹢死菌﹢死菌成分﹢載體。
2.2益生協(xié)同劑
筆者從微生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)和提高動(dòng)物生產(chǎn)性能出發(fā), 益生協(xié)同劑指對(duì)體內(nèi)自身的益生菌和從體外分離進(jìn)入體內(nèi)的益生菌等具有協(xié)同作用的有生命和無(wú)生命的物質(zhì)稱為益生協(xié)同劑。如益生細(xì)菌、益生真菌等非特異免疫增強(qiáng)劑以及酶制劑、氨基酸、寡聚糖、中草藥、未知因子等都可作為益生協(xié)同劑同益生菌發(fā)揮多功能效應(yīng)。但作為益生協(xié)同劑的物質(zhì)應(yīng)具備以下條件：1.安全、無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)殘留；2.用量小、成本低；3.補(bǔ)充單株益生菌某些不足，并具有協(xié)同效應(yīng)。
2.3合生元（synbiotics）
合生元是將益生菌劑與益生菌協(xié)同劑按一定比例混合起來(lái)制成的產(chǎn)品。其效果益生菌劑﹢益生菌協(xié)同劑≥并優(yōu)于抗生素，其成本接近或低于抗生素等抗菌藥物。目前，國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品達(dá)此目標(biāo)的很少，但這是研究、開發(fā)和奮斗的目標(biāo)。

3、應(yīng)用前景
3.1我國(guó)肉類產(chǎn)量及出口現(xiàn)狀
改革開放以來(lái)我國(guó)畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)取得了巨大成績(jī)。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和對(duì)人類健康的作用越來(lái)越顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比重分別為31.5%、10%，而糧食總產(chǎn)值僅占29%。畜禽存欄數(shù)：豬4.7億（世界第一）、雞37億（世界第一）、奶牛442萬(wàn)、羊2.9億、對(duì)蝦11萬(wàn)噸。1997年我國(guó)配合飼料產(chǎn)量為5500萬(wàn)噸，短短的十幾年我國(guó)一躍成為世界第二飼料工業(yè)國(guó)。然而我國(guó)畜產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力卻相當(dāng)弱。據(jù)1999年4月聯(lián)合國(guó)糧食組織統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)資料：1980—1997我國(guó)肉類總產(chǎn)量增長(zhǎng)了3873萬(wàn)噸，占世界肉類總增長(zhǎng)的51%。而出口只增加52噸，僅占我國(guó)肉類增加量的1%。我國(guó)是世界第一大產(chǎn)肉國(guó)，1997年我國(guó)肉類產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的25%，而出口量?jī)H占世界肉類貿(mào)易的3.7%。九十年代以來(lái)我國(guó)肉類總量、豬肉、牛肉占出口份額呈下降均勢(shì)，與1990年相比分別下降1.5、5.5、2.1個(gè)百分點(diǎn)。
以上數(shù)字說(shuō)明：我國(guó)產(chǎn)肉多，出口量少，而銷售價(jià)格低于國(guó)際市場(chǎng)，豬肉價(jià)格比國(guó)際市場(chǎng)57%，牛肉低84%，羊肉低54%，出口日本的雞肉每噸2600美元降到每噸900多美元。如此之低的國(guó)際貿(mào)易出口量及其低價(jià)格出售顯然與我國(guó)畜產(chǎn)品大國(guó)的地位不相稱，造成我國(guó)畜產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力低下的原因并非關(guān)稅因素，而主要是我國(guó)畜產(chǎn)品質(zhì)量不符合要求，而畜產(chǎn)品差的主要原因是藥物殘留，飼料品質(zhì)低，環(huán)境污染嚴(yán)重等。
3.2消費(fèi)者對(duì)綠色食品的苛求
民以食為天，吃飯是天下第一大事，是人在生存、發(fā)展和健康之首。人生70古來(lái)稀的傳說(shuō)20年前沒(méi)有改變，人們?yōu)樯娑燥枺?0年后的今天我國(guó)已進(jìn)入小康社會(huì)，人們苛求的是綠色食品，渴望的是健康長(zhǎng)壽，如1998年夏天我國(guó)的豬因患某種病，一些城市豬肉2元左右500克，無(wú)人問(wèn)津。同年5月比利時(shí)發(fā)現(xiàn)該國(guó)雞場(chǎng)和豬場(chǎng)的飼料受致癌物質(zhì)二噁英污染，導(dǎo)致比利時(shí)農(nóng)業(yè)部宣布關(guān)閉400家養(yǎng)雞場(chǎng)和500家豬場(chǎng)，并禁止屠宰，要求上市銷售的雞肉和豬肉等回收銷毀。由于消費(fèi)者（包括我國(guó)在內(nèi)）因食用不安全的肉、蛋奶非常不滿，并向司法機(jī)構(gòu)遞交訴壯，致使比利時(shí)農(nóng)業(yè)部的部長(zhǎng)辭職。近年來(lái)，已證實(shí)英國(guó)最早發(fā)生的瘋牛病是一種人畜共患傳染病，英國(guó)出售的肉骨粉已將該病傳播到歐洲，近年來(lái)發(fā)生的口蹄疫，雖經(jīng)宰殺銷毀等措施，目前仍在亞洲歐洲流行。許多國(guó)家的消費(fèi)者極為關(guān)注。隨著各國(guó)消費(fèi)者對(duì)安全衛(wèi)生呼聲的高漲，各國(guó)對(duì)包括禽肉在內(nèi)的肉制品等食品的檢驗(yàn)要求越來(lái)越嚴(yán)，對(duì)這類商品的證書要求越來(lái)越高，根據(jù)羅馬尼亞農(nóng)業(yè)部獸醫(yī)局對(duì)進(jìn)口禽肉指定的最高殘留限量表，1999年我國(guó)對(duì)羅馬尼亞出口的禽肉必須按規(guī)定把殘留量控制在限量范圍內(nèi)，詳見下表：
1999年我國(guó)對(duì)羅馬尼亞出口的禽肉按規(guī)定殘留量不能超過(guò)的數(shù)據(jù)：

品名稱	肉 (ppm)	肝 (ppm)	腎 (ppm)	藥品名稱	脂肪及肝臟 (ppm)	肉及肉制品 (ppm)
青霉素	0.04	0.04	0.04	馬拉硫磷	0.4
鏈霉素	0.05	0.05	1.0	甲基對(duì)硫磷（1605）	0
四環(huán)素	0.1	0.3	0.6	對(duì)硫磷（1605）	0
金霉素	0.1	0.3	0.6	有機(jī)氯農(nóng)藥 (艾氏劑﹢狄氏劑﹢a-666)		0.2
土霉素	1.0	1.0	3.0	b-666		0.1
紅霉素	0.4	0.4	0.4	氟月		0.05
氨苯黃胺	0.1	0.1	0.1	DOT總量		1.0
哌氟苯丁酮	20ppb	20ppb	20ppb
鉻和汞	0.5	0.5	0.5
砷	0.7	0.27	0.27
黃曲霉毒素	0.005	0.005	0.005
二甲硝咪唑	0	0	0

品名稱	肉 (ppm)	肝 (ppm)	腎 (ppm)	藥品名稱	脂肪及肝臟 (ppm)	肉及肉制品 (ppm)
青霉素	0.04	0.04	0.04	馬拉硫磷	0.4
鏈霉素	0.05	0.05	1.0	甲基對(duì)硫磷（1605）	0
四環(huán)素	0.1	0.3	0.6	對(duì)硫磷（1605）	0
金霉素	0.1	0.3	0.6	有機(jī)氯農(nóng)藥 (艾氏劑﹢狄氏劑﹢a-666)		0.2
土霉素	1.0	1.0	3.0	b-666		0.1
紅霉素	0.4	0.4	0.4	氟月		0.05
氨苯黃胺	0.1	0.1	0.1	DOT總量		1.0
哌氟苯丁酮	20ppb	20ppb	20ppb
鉻和汞	0.5	0.5	0.5
砷	0.7	0.27	0.27
黃曲霉毒素	0.005	0.005	0.005
二甲硝咪唑	0	0	0

綠色食品是指在微生態(tài)平衡與失調(diào)理論指導(dǎo)下在特定的環(huán)境按照特定的生產(chǎn)方式并經(jīng)專門機(jī)構(gòu)認(rèn)定的安全、無(wú)污染、無(wú)殘留、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)類食品的總稱，按質(zhì)量分為A級(jí)和B級(jí)。A級(jí)：生產(chǎn)地的生態(tài)符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，種植過(guò)程中不使用化肥、農(nóng)藥及任何有害化學(xué)合成物質(zhì)，養(yǎng)殖過(guò)程中不使用抗生素、激素、化學(xué)類藥物，產(chǎn)品質(zhì)量及包裝檢測(cè)符合特定標(biāo)準(zhǔn)。B級(jí)與A級(jí)不同點(diǎn)在種植及如2000年美國(guó)《發(fā)現(xiàn)》刊物報(bào)道，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究所每年都要把一些物質(zhì)列入致癌名單，目前已有218種化學(xué)物質(zhì)是致癌物。2000年6月世界衛(wèi)生組織在日內(nèi)瓦召開的有70多名專家參加的會(huì)議，會(huì)議一致認(rèn)為牲畜產(chǎn)生的各種抗藥性細(xì)菌可通過(guò)食品傳染給人，出現(xiàn)的疾病很難治愈，會(huì)議要求立即停止使用抗生素作為牲畜助長(zhǎng)劑。
3.3動(dòng)物源食品污染的主要因素
1. 藥物殘留主要指化學(xué)藥物及抗生素殘留，是指肉、蛋、奶中含有微量化學(xué)藥品及抗生素，人類在食用化學(xué)藥品及抗生素殘留的食品后，往往引起過(guò)敏、致畸、致殘、致癌、中毒等急性或慢性疾病。
2. 飼料品質(zhì)低，如目前國(guó)內(nèi)禁用的β-興奮劑，在我國(guó)配合飼料中普遍采用，1998年4月香港出現(xiàn)β---興奮劑。據(jù)查，我們供港豬的飼料添加劑中加有β---興奮劑。歐盟成員國(guó)鑒于飼料中添加抗生素，可導(dǎo)致人用某些藥物療效下降能及抗藥性菌株可通過(guò)食物由動(dòng)物傳給人。為此歐盟成員國(guó)部長(zhǎng)們一致贊同從1999年7月1日起禁止使用維吉尼亞霉素、桿菌肽鋅、螺旋霉素和磷泰樂(lè)菌素作為畜禽生長(zhǎng)促進(jìn)劑使用。而我國(guó)在飼料中應(yīng)用最普遍的是維吉尼亞霉素、桿菌肽鋅。現(xiàn)在歐盟成員決定在飼料中只準(zhǔn)使用莫能霉素、鹽霉素、巴波霉素和卑霉素。
3. 畜禽排泄物及下水道嚴(yán)重污染環(huán)境，影響人們健康。據(jù)北京1998年對(duì)某規(guī)?；i場(chǎng)排放的糞尿、污水所做的檢測(cè)結(jié)果：BOD（生化需氧量）超標(biāo)76倍，COD（化學(xué)需要量）超標(biāo)55倍，SS（懸浮液）超標(biāo)14倍，以上三項(xiàng)指標(biāo)指數(shù)為63.61倍，已達(dá)嚴(yán)重污染程度。2000年11月25日中國(guó)環(huán)境報(bào)道，德國(guó)環(huán)境醫(yī)學(xué)教授認(rèn)為人體排出的抗生素與其它藥物最終流入下水道并在淤泥中積累，使淤泥中各類細(xì)菌增強(qiáng)了抗藥性，嚴(yán)重污染了環(huán)境，成為癌癥發(fā)源地。