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                                                         湖北綠天地生物科技有限公司 研發(fā)中心

    生物技術(shù)是20世紀(jì)末期，在現(xiàn)代分子生物學(xué)等生命科學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個(gè)新興獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療保健、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)和利用等方面，對農(nóng)牧業(yè)、制藥業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著深刻的影響，成為全球發(fā)展最快的高新技術(shù)之一。生物技術(shù)的快速發(fā)展為解決疾病防治、食物短缺、能源匱乏和環(huán)境污染等一系列問題帶來了希望。
     疾病預(yù)防控制和環(huán)境污染是以集約化和規(guī)?；癁樘攸c(diǎn)的現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。飼用酶制劑和微生態(tài)技術(shù)以其在動(dòng)物營養(yǎng)、動(dòng)物健康和環(huán)境等方面的廣闊應(yīng)用前景而成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。畜牧行業(yè)的迫切需求和巨大的市場潛力，使飼用酶制劑和微生態(tài)技術(shù)大大縮短了由科學(xué)研究到工業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化時(shí)間。盡管飼料酶制劑和微生態(tài)制劑的開發(fā)應(yīng)用僅有二十多年的歷史，目前已成為最富有活力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。
      微生態(tài)技術(shù)在現(xiàn)代畜牧業(yè)上的應(yīng)用，為疾病預(yù)防控制和解決養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染帶來了全新的理念并提供了可能性。20世紀(jì)中葉發(fā)現(xiàn)抗生素具有促進(jìn)動(dòng)物生長作用后，抗生素添加劑得到了廣泛應(yīng)用，對畜牧業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。在改善動(dòng)物生產(chǎn)性能方面，抗生素的效果是以前任何飼料添加劑無法比擬的。飼料中添加抗生素可促進(jìn)畜禽生長，提高飼料轉(zhuǎn)化率，預(yù)防畜禽疾病，增進(jìn)動(dòng)物的健康狀況等，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。飼料中大量添加亞治療量的抗生素和促生長劑，除產(chǎn)生耐藥性、有毒有害物質(zhì)殘留等嚴(yán)重影響人類健康與生存的問題外，還加劇了環(huán)境污染。為解決抗生素添加劑應(yīng)用中存在問題，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了不懈的努力，研究出了許多可行的措施，其中微生態(tài)制劑是被認(rèn)為替代抗生素的最有前途的產(chǎn)品。動(dòng)物微生態(tài)制劑具有防治消化道疾病和促進(jìn)生長等多重作用，無毒、無殘留、無污染，不產(chǎn)生抗藥性，美國及歐盟國家相繼禁用或限用抗生素作為飼料添加劑，大大推動(dòng)了微生態(tài)制劑行業(yè)的發(fā)展。
     營養(yǎng)和疾病防治是養(yǎng)殖業(yè)，無論是傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)還是現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)永恒的關(guān)注重點(diǎn)。微生態(tài)技術(shù)正在引起營養(yǎng)和疾病防治領(lǐng)域革命性變化。

                                                          一、我國養(yǎng)殖業(yè)面臨問題
    自20世紀(jì)40年代末發(fā)現(xiàn)抗生素對畜禽有促生長作用以來，世界各地廣泛使用亞治療量的抗生素作為飼料添加劑。作為抗菌促生長劑，抗生素為飼料業(yè)與飼養(yǎng)業(yè)的發(fā)展確實(shí)起到了積極的促進(jìn)作用，但隨著科學(xué)的發(fā)展其弊端日漸顯著。
    抗生素的濫用容易引起畜禽內(nèi)源性感染或二重感染?？股氐氖褂迷谝种浦虏∥⑸锏耐瑫r(shí)，也抑殺了畜禽體內(nèi)生理性微生物，擾亂了微生物種群之間的相互制約格局，破壞了微生態(tài)平衡。在飼料中添加抗生素可促進(jìn)畜禽生長，提高飼料轉(zhuǎn)化率，預(yù)防畜禽疾病，增進(jìn)動(dòng)物的健康狀況等，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益?？股靥砑觿┛色@得5-8倍的贏利。
    抗生素在飼料中的應(yīng)用對畜牧業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，但是隨著應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，也暴露出抗生素的弊端：
   （1）藥物殘留：抗生素隨飼料在動(dòng)物消化道發(fā)揮作用后，進(jìn)入動(dòng)物的血液循環(huán)，經(jīng)腎臟的過濾大多數(shù)隨尿液排出體外，但仍然有一些殘留在動(dòng)物體內(nèi)。大多數(shù)的抗生素都會(huì)在畜禽產(chǎn)品中殘留，影響食品安全，帶來產(chǎn)品出口等問題，影響?zhàn)B殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；
   （2）病原微生物產(chǎn)生耐藥性：大量使用抗生素，使病原微生物產(chǎn)生耐藥因子，結(jié)果使抗生素的治療作用減弱甚至失效；
   （3）引起動(dòng)物發(fā)病或死亡：長期使用抗生素導(dǎo)致動(dòng)物體內(nèi)微生態(tài)平衡被破壞，動(dòng)物出現(xiàn)維生素缺乏、免疫能力下降、消化障礙以及繼發(fā)性感染等癥狀，造成動(dòng)物發(fā)病或死亡。如“偽膜腸炎”（又稱“抗生素腸炎”）的發(fā)生與抗生素的濫用有直接關(guān)系。
   （4）其他不良作用：長期使用抗生素，使畜禽機(jī)體產(chǎn)生依賴性，限制了體內(nèi)免疫細(xì)胞機(jī)能的發(fā)揮，導(dǎo)致免疫功能下降，抵抗疾病能力降低。使用抗生素還有可能使動(dòng)物和人產(chǎn)生基因突變、畸形、致癌等作用?？股卮罅颗懦鰟?dòng)物體外，也可能造成環(huán)境污染。由于抗生素對人類健康、生存和環(huán)境等帶來的越來越嚴(yán)重的問題。
    近幾年中國畜產(chǎn)品遭遇的出口受阻主要原因就是抗生素的殘留。不僅是出口，國內(nèi)消費(fèi)也同樣需要綠色安全的畜產(chǎn)品。
    2002年，農(nóng)業(yè)部發(fā)布第193號(hào)公告，《食品動(dòng)物禁用的獸藥及其它化合物清單》。禁止氯霉素等29種獸藥用于食品和動(dòng)物。中華人民共和國農(nóng)業(yè)部國家藥品監(jiān)督管理局第227號(hào)公告：養(yǎng)殖生產(chǎn)用藥環(huán)節(jié)對動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量安全實(shí)施監(jiān)控。中華人民共和國農(nóng)業(yè)部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局第205號(hào)公告《中華人民共和國動(dòng)物及動(dòng)物源食品中殘留物質(zhì)監(jiān)控計(jì)劃》目前，世界各國都很重視這一問題，美國近幾年幾乎凍結(jié)了對所有新型抗生素的審批，歐共體已于1999年全面禁止抗生素在動(dòng)物飼料中的使用。因此開發(fā)研制新的無毒副作用的抗生素替代產(chǎn)品便成了必然。國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了不懈的努力，研究出了許多可行的措施：微生態(tài)制劑，中草藥，酶制劑等等。其中微生態(tài)制劑(Microbial ecological agent)被認(rèn)為是替代抗生素的最有前途的產(chǎn)品。

                                                                  二、微生態(tài)制劑的特點(diǎn)
    微生態(tài)制劑(Microbial ecological  agent)是在微生態(tài)理論的指導(dǎo)下，采用有益的、活的微生物經(jīng)過培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥等特殊工藝制成的活菌制劑。又稱為微生態(tài)調(diào)節(jié)劑(Microecological modulator)、活菌制劑(living bacteriaagent)、EM(Efficient  microbe agent)菌制劑等。
    微生態(tài)制劑與抗生素的作用機(jī)理完全不同，前者是通過補(bǔ)充有益菌至腸道定植，對抗病原菌繁殖，而維持微生物平衡，如果補(bǔ)充濃度不足或有益菌種類不對，則難以發(fā)揮作用；后者是通過抑殺病原菌繁殖，維持微生物平衡，但如果抗生素抗菌譜很廣，則會(huì)同時(shí)抑殺有益菌。因此，微生態(tài)制劑與抗生素能否同時(shí)使用或發(fā)揮協(xié)同作用，取決于有益菌種類或濃度以及抗生素抗菌譜。目前實(shí)際生產(chǎn)中，微生態(tài)制劑主要用于替代抗生素添加劑，改善腸道內(nèi)外環(huán)境，改善生產(chǎn)性能，通過健康養(yǎng)殖來控制疾病發(fā)生。而不是治療作用。
                     
     1、微生態(tài)制劑的種類
    微生態(tài)制劑主要分為兩大類。一類是針對環(huán)境因素(胃腸道pH值、氣體、碳源(糖類)、氮源等)開發(fā)的微生態(tài)飼料添加劑，如：寡糖、酸化劑、中草藥等；另一類產(chǎn)品包括活菌制劑和微生物培養(yǎng)物。主要作用是改變胃腸道微生物群組成，使有益或無害微生物占據(jù)種群優(yōu)勢，通過競爭抑制病原或有害微生物的增殖，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡。如：乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌、放線菌、光合細(xì)菌等幾大類。微生態(tài)制撇菌種組成可分為單一制劑和復(fù)合制劑。
     2、微生態(tài)制劑理論根據(jù)
    研制開發(fā)動(dòng)物微生態(tài)制劑的理論依據(jù)是動(dòng)物微生態(tài)學(xué)。主要包括微生態(tài)平衡理論、微生態(tài)失調(diào)理論、微生態(tài)營養(yǎng)理論以及微生態(tài)防治理論等。
    3、微生態(tài)制劑在動(dòng)物營養(yǎng)中的作用機(jī)理
    維持動(dòng)物體內(nèi)微生態(tài)環(huán)境的平衡 動(dòng)物腸道內(nèi)存在上百種正常微生物，構(gòu)成腸道消化系統(tǒng)的微生態(tài)菌群平衡，可以抵抗外來致病菌的影響，還可以提供大量的營養(yǎng)成分和促生長因子，如果腸道正常菌群被破壞，就會(huì)出現(xiàn)病理狀態(tài)。益生菌進(jìn)入腸道與腸道內(nèi)正常菌發(fā)生棲生、偏生、共生、競爭、吞噬等復(fù)雜關(guān)系，從而對動(dòng)物產(chǎn)生營養(yǎng)、免疫、刺激生長生物拮抗等生理作用，可起到提高生產(chǎn)性能、防治疾病的作用。
   正常微生物與動(dòng)物和環(huán)境之間所構(gòu)成的微生態(tài)系統(tǒng)中，優(yōu)勢種群對整個(gè)微生物群起決定作用，一旦失去了優(yōu)勢種群，則原微生態(tài)平衡失調(diào)，原有優(yōu)勢種群發(fā)生更替。正常情況下，動(dòng)物腸道內(nèi)優(yōu)勢種群為厭氧菌占99％以上，而需氧菌及兼性厭氧菌只占1％。如該優(yōu)勢種群發(fā)生更替，上述專性厭氧菌顯著減少，而需氧菌、兼性厭氧菌顯著增加，此時(shí)使用微生態(tài)制劑，如一些需氧菌微生物制劑特別是芽孢桿菌能消耗腸道內(nèi)的氧氣，造成厭氧環(huán)境，有助于厭氧微生物的生長，使優(yōu)勢種群逐漸增加恢復(fù)正常，而需氧菌、兼性厭氧菌等逐漸降低保持原有狀態(tài)，從而使失調(diào)的菌群平衡調(diào)整恢復(fù)到正常狀態(tài)，達(dá)到治病促生長之目的。
   對抗體內(nèi)有害病菌動(dòng)物微生態(tài)制劑中的有益微生物在體內(nèi)對病原微生物有生物拮抗作用。這些有益微生物可競爭性抑制病原微生物粘附到腸粘膜上皮細(xì)胞上，刺激腸管免疫系統(tǒng)細(xì)胞，同病原微生物爭奪有限的營養(yǎng)物質(zhì)和生態(tài)位點(diǎn)，從而不利于病原微生物的生長繁殖。中和大腸桿菌產(chǎn)生的毒素參與機(jī)體的新陳代謝，促進(jìn)動(dòng)物生長。
    增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能 刺激動(dòng)物產(chǎn)生干擾素，提高免疫球蛋白濃度和巨噬細(xì)胞活性。乳酸桿菌以某種免疫調(diào)節(jié)因子的形式起作用，刺激腸道某種局部型免疫反應(yīng)，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。芽孢桿菌能促進(jìn)腸道相關(guān)淋巴組織，使之處于高度反應(yīng)的“準(zhǔn)備狀態(tài)”，同時(shí)使免疫器官的發(fā)育增快，T、B淋巴細(xì)胞的數(shù)量增多，使動(dòng)物的體液和細(xì)胞免疫水平提高。
    通過電鏡觀察證明，正常菌群在腸道粘膜等處是有序排列的。當(dāng)有益菌占據(jù)致病菌的靶上皮細(xì)胞，形成保護(hù)屏障，或以菌群優(yōu)勢產(chǎn)生一種對致病不利的環(huán)境時(shí)，可以起到防御作用。自身生成有益代謝產(chǎn)物及刺激動(dòng)物產(chǎn)生有益物質(zhì)導(dǎo)致前胃丙酸等揮發(fā)脂肪酸增加，乳酸菌進(jìn)入腸道后產(chǎn)生乳酸，降低腸道pH值，從而抑制病原微生物的生長繁殖。激活酸性蛋白酶活性，對新生畜禽是有益的，并在很大程度上延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期。 有益微生物在體內(nèi)可產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、植酸酶等多種消化酶，可降解飼料中的某些抗?fàn)I養(yǎng)因子，并能在腸道內(nèi)生長繁殖產(chǎn)生各種營養(yǎng)物質(zhì)如維生素、氨基酸、未知促進(jìn)生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)生長，有利于飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高飼料轉(zhuǎn)化率。
    防止產(chǎn)生有害物質(zhì)動(dòng)物自身及許多致病菌都會(huì)產(chǎn)生多種有毒物質(zhì)，如毒性胺、氨、細(xì)菌毒素、氧自由基等。某些乳酸桿菌、鏈球菌、芽孢桿菌等，有些益生菌則可以阻止毒性和胺和氨的合成；多數(shù)好氧菌產(chǎn)生SOD(注：超氧化物歧化酶)可幫助動(dòng)物消除氧自由基。在代謝過程中，可產(chǎn)生一些抗菌物質(zhì)如嗜酸菌素、乳糖菌素、桿菌肽等，可抑制病原菌在腸道內(nèi)生長繁殖。某些有益微生物(如芽孢桿菌)在腸道內(nèi)可產(chǎn)生氨基氧化酶及分解硫化物的酶類，從而降低血液及糞便中氨、吲哚等有害氣體濃度。
    凈化環(huán)境 由于有益菌抑制了腸道內(nèi)腐敗菌的生長，減少了腐敗物質(zhì)的產(chǎn)生，降低糞便中硫化氫和氨的含量。另外，某些有益微生物(如芽抱桿菌)在腸道內(nèi)可產(chǎn)生氨基氧化酶及分解硫化物的酶類，從而減少了蛋白質(zhì)向刺激性較強(qiáng)的氨和胺的轉(zhuǎn)化，使血液和腸道中氨的濃度大大降低，也減少了向外界的排泄量；改善了飼養(yǎng)環(huán)境。
                                                             4、 微生態(tài)制劑在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用

                                                                  微生態(tài)制劑在仔豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用
    用活菌微生態(tài)制劑飼喂哺乳仔豬，勵(lì)口組腹瀉率減少3.91％，成活率提高7.9％。在10--28日齡的仔豬，采食量平均增加70g(克)／d(天)，增重提高4.2％。7日齡仔豬日糧中添加低聚果糖，可以減少腹瀉發(fā)生率3%，日增重提高6.4％，飼料轉(zhuǎn)化率提高11.7％。在35日齡斷奶仔豬日糧中添加0.2％--0.4％微生態(tài)活菌制劑，可使糞中大腸桿菌從數(shù)明顯降低(P<0.05)。仔豬從出生后1--2天開始直接飼喂微生態(tài)制劑可使仔豬成活率提高4％--5％，降低仔豬黃痢發(fā)病率7.0％，仔豬在15日內(nèi)多增重390克，提高了15.2％，料比降低4.8％，并確保仔豬早期健康發(fā)育。
    母豬飼養(yǎng)試驗(yàn)顯示，使用微生態(tài)制劑[500g(克)／d(天)]使母豬分娩指數(shù)提高5.7％，窩仔數(shù)提高6.5％，每窩死胎率降低19.1％，哺乳期仔豬死亡率降低6.3％，哺乳期仔豬日增重提高11.3%，母豬受胎成功率提高8.5％。

                                                            微生態(tài)制劑在家禽飼料中的應(yīng)用
    在肉雞日糧中添加微生態(tài)制劑使日增重提高12％，生長速度提高了5.35％，飼料消耗降低了5.34％。用微生態(tài)制劑預(yù)防雞白痢，表明有顯著效果。15--56日齡肉雞在飼料中添加0．25％--0.50％的低聚果糖，可以減少沙門氏菌及大腸桿菌在肉雞腸道上的附著能力，生產(chǎn)性能得到改善，腹瀉率亦明顯降低。另外，利用微生物飼養(yǎng)的肉雞，雞肉的蛋白質(zhì)含量高于普通雞，熱量低，而且膽固醇也低10％左右。采用這種方法喂雞，雞舍的臭味大大減少。雛雞飼喂乳酸桿菌培養(yǎng)物能顯著降低大腸桿菌的數(shù)量，提高對沙門氏菌的抵抗力，降低死亡率20％。
    在蛋雞飼料中添加微生態(tài)制劑使產(chǎn)蛋率提高了8.1％，蛋重提高了1.37g(克)，破蛋率降低了1.1％，增重500g(克)總成本分別降低了2.3％、2.6％、4.3％、1.96％，經(jīng)濟(jì)效益比較顯著，經(jīng)檢測蛋中無殘留，且雞蛋腥味小，符合保健食品的要求。

                                                             微生態(tài)制劑在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用
    水中微生物的生態(tài)情況直接影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，包括對魚蝦等的疾病防治及其生長發(fā)育的影響。在魚、蝦飼料中添加微生態(tài)制劑，可使魚蝦增重提高10％--20％。以光合細(xì)菌的活菌投喂孵化后2天，體長3mm(毫米)的鯉魚苗，2周后體比對照組多增長2倍；用莢膜紅假單胞菌干粉與常用的蛋黃粉分別飼養(yǎng)幼鯽，14天后的成活率較后者提高10％。在0．1立方米的水槽中，每槽放對蝦苗4000尾，每天投喂100--140ml(毫升)光會(huì)細(xì)菌菌液，試驗(yàn)組蝦苗變態(tài)率91.4--94.15％，成活率53.9—63.7％，而對照組變態(tài)率為77.0％，成活率44.4％。應(yīng)用芽胞桿菌等制劑用于對蝦，按1ppm投入池水，在蝦苗放養(yǎng)1個(gè)月后投入，每星期投入一次，計(jì)3次，結(jié)果試驗(yàn)池對蝦病毒病發(fā)病時(shí)間較對照池延遲10天，產(chǎn)量增加40％。除單一菌劑外，亦有將復(fù)合菌劑用于改善漁業(yè)生態(tài)環(huán)境，如美國學(xué)者研制的ALKEN CLEARFLO(美菌方)，從枯草桿菌、地衣桿菌、多粘桿菌、假單胞菌等制成系列制劑，用于水產(chǎn)廢物分解。
微生態(tài)制劑在反芻動(dòng)物飼料中的應(yīng)用
    在犢牛日糧中使用微生態(tài)制劑使日增重提高5.3％，飼料利率提高5.2％。犢牛腹瀉發(fā)病率由82％降低至35％，死亡率由10.2％降至2.8％，且病情經(jīng)過減輕。用乳酸桿菌培養(yǎng)的飼喂奶牛，產(chǎn)奶量提高26％，乳脂率上升0.03％。1--35日齡的新生犢牛的代乳液體飼料中添加寡糖制品，可使?fàn)倥５脑鲋厮俣缺葘φ战M提高8％，采食量增加約10％，細(xì)菌性肺炎等類疾病的發(fā)生率也明顯降低。肉羊育肥中的添加量力0.4％微生態(tài)制劑，在60d(天)的飼養(yǎng)試驗(yàn)期內(nèi)，增重提高10.7％和12.3％。

                                                      微生態(tài)制劑在生態(tài)養(yǎng)豬發(fā)酵床墊料中的應(yīng)用
    在目前風(fēng)靡的生態(tài)養(yǎng)豬法中，墊料的微生物發(fā)酵是關(guān)鍵一環(huán)。將因地制宜選擇和搭配稻殼、木屑、秸稈粉、米糠、豬糞等有機(jī)原料，通過C/N、粒度、水分調(diào)節(jié)，接種專用的微生態(tài)接種劑后，迅速繁殖的有益微生物發(fā)酵分解有機(jī)物產(chǎn)生的高溫可有效殺滅墊料中的寄生蟲卵、大腸桿菌及其它病原微生物，并能在較短時(shí)間內(nèi)完成有機(jī)物生化分解反應(yīng)，隨著發(fā)酵分解產(chǎn)生的氣體量減少和溫度下降并趨于穩(wěn)定，完成無害化、穩(wěn)定化處理后的墊料無寄生蟲卵、無大腸桿菌及其它致病菌；通透性、吸水性好，有益微生物含量高。這種發(fā)酵床墊料解決了糞便處理難題，實(shí)現(xiàn)了“零排放”；不僅改善了豬場本身的環(huán)境，通過改善豬的生長環(huán)境和豬的健康狀況間接提高了豬肉品質(zhì)，還由于發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)不需要用水沖豬舍、不需要每天清除豬糞，使勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高；另外發(fā)酵床提高了養(yǎng)豬的經(jīng)濟(jì)效益，可節(jié)水75～90%，僅獸藥、水電、飼料的節(jié)約，每頭豬可以增效50-80元。