新型微生态制剂

新型微生态制剂 完成单位： 河南省科学院生物研究所 河南省瑞特利生物技术有限公司 1 项目的立项背景 改革开放以来,我国养殖业取得了世人注目的成就。从20年前畜禽产品的供求不足、城乡居民蛋白质产品来源匮乏,到现在国内市场肉、禽、蛋、奶供过于 求。随着人们生活水平的提高和对健康的重视程度不断加强,人们开始发现抗生素在带来巨大经济效益的背后所隐藏的负面效应,如抗生素引起的内源性感染和 二重感染(刘亚力,1999)、耐药性的产生、肠道正常菌群的破坏和畜产品以及环 境中抗生素的残留等问,给养殖业和动物健康带来严重威胁,进而通过食物链危及人类的健康。另一方面,我国加入WTO后畜禽产品的出口创汇要求和出口量 逐年增加,但进口国设置的高科技壁垒和苛刻的附加性限制性条款,制约着我国畜禽产品的出口；究其原因是我国畜禽产品中的抗生素药物、激素及重金属残留 严重超标问题。面对不可逆转的市场需求,必须清醒的认识到我国的养殖水平和 先进国家的差距,提升认识,改善饲养方式,逐步放弃对饲用抗生素、药物添加剂 的依赖性,提高畜禽产品质量。在这样的背景下,禁止抗生素在畜牧业中使用的呼 声越来越高,研究和开发新的抗生素替代品的工作日益紧迫。益生素作为一种新 型的抗生素替代品,具有无毒副作用、无耐药性、无残留、效果显著等诸多优点 , 受到了养殖业的首肯。它与抗生素不同的是,抗生素是微生物的代谢产物,能够抑制消化道内微生物(有害菌和有益菌)的生长或将其杀死；而益生素是活的微生物,主要是通过向消化道内导入对动物有益的活菌,从而便有益菌处于主导地位。从 微生态学观点来说,胃肠道受到外界因素的影响导致内部的微生态失调将导致腹 泻；微生态制剂 (益生素)是以扶植正常菌群,拮抗致病或条件致病菌,调整和恢复微生态平衡为目的。因此,益生素的应用前景更为广阔。 2 国内外研究概况益生素 (Probiotics)是相对于抗生素 (Antibiotics)而言的。抗生素类促生长药物作为治疗、保健、防病治病和促生长作用,在畜牧业发展的各个历程中发挥了不可磨灭的作用。抗生素类促生长药物作为饲料添加剂 在饲料工业中的应用历史已有50多年,目前已广泛应用在各类饲料中。抗生素类 促生长药物在养殖业和饲料工业中的全方位的推广应用给养殖业带来了一场革 命,使得全球大规模、工厂化养殖 成为可能。正是由于养殖规模的不断加大,养殖成本的不断降低,使得动物产品在近20年间成本降低了几倍。一般认为,动物饲料中使用低剂量抗生素类促生长药物具有以下4 个方面的作用:(1)促进动 物生长及改善饲料报酬率；(2)改善胴体组成；(3)改善繁殖性能；（4）减少发病率和死亡率,确保动物健康。1975年,前苏联及东欧国家建议禁止使用青霉素、 链霉素、四环素及新霉素作为饲料添加剂；日本 1976 年执行《饲料安全法》,禁止使用青霉素、链霉素作为饲料添加剂,1983年义禁止在饲料中使用盐酸土霉 素、盐酸春霉素、克柏霉素纳及卡那霉素,1985年义禁止了杆菌肽锌；欧盟15国决定从1999年7月1日起禁止在饲料中添加杆菌肽锌、螺旋霉素、维吉尼霉 素及泰乐菌素作为促生长剂,同年10月又禁止在饲料中使用二硝甲苯酰胺等3种抗球虫药。瑞典及丹麦则完全禁止在饲料中使用抗生素,德国及欧盟所有国家 即将对所有抗生素亮起红灯。我国农业部于2001年7月3日发布了《饲料药物 添加剂使用》,对饲用抗生素的使用种类与剂量进行了严格的规定。另一方 面,随着饲料原料资源的短缺和人们环境保护意识的增强,饲料原料中丰富的营 养素和磷元素等营养素的利用率还很低,造成了饲料原料的大量浪费和有限资源 的更加短缺,同时,畜禽排泄物中粪蛋白、粪磷、高铜等还造成诸多环境问题,如水质富营养化、士壤中高铜污染等:如何使营养素、磷利用率得到提高,既避免饲料资源的浪费,又减少动物类中高氮、高磷、高铜造成的环境污染,成为动物营养学研究的热点。近几年来,为寻找抗生素的替代物,生产既能有效防止畜禽疾病的 发生、促进生长义无毒、无残留、无交叉耐药性、无公害的绿色饲料添加剂,世界上许多国家已经致力于这方面的研究。瑞典在禁止饲用抗生素作为饲料添加剂 使用后,采用的替代物主要是有机酸、益生元（寡糖类制剂)、益生素和饲用酶制剂。美国在益生菌、酶制剂、免疫调节(抗体、细胞因子、血浆和其他复合物)上进行替代研究。在英国,广泛使用的替代品类别有有机酸、甘露聚糖和香精油。 加拿大的研究集中在益生菌、植物药物(大蒜、薄荷牛至油等)、寡糖等。我国研究的饲用抗生素替代物主要有：益生素、复合酶、酸化剂、寡聚糖、植酸酶、中 草药添加剂（如糖蔽素、大蒜素、牛挥泊、大显黄酣)等；其共同特点是：动物 肠道不产生抗药性,调节动物胃肠道内PH值,抑制动物肠道内有害菌的生长而有 利于有益菌的繁殖,提高动物胃肠道内消化酶的活性和饲料消化、利用率的提高 , 降低动物类磷、粗蛋白等的排泄量,减少对土壤、水质及大气的污染。 纵观国内外微生态制剂的研究动态不难看出：寻找新型、高效微生态制剂成 为研究领域的热点之一,无公害的绿色饲料添加剂必将在今后的饲料工业中起决 定性作用。益生素成为抗生素替代品的首选对象,受到各个国家的普遍重视。世 界各国对益生素的需求量和应用范围不断增加,其发展前景极为广阔。然而,益生素的开发研究室件开发研究时间还比较短,生产菌株的稳定性、耐热、耐酸、产 酶特性以及应用效果的稳定性、针对不同应用对象的菌株的合理组合等方面还存 在着诸多问题；目前可利用的菌种资源也十分有限,应用效果还不够理想、使用 成本还较高；有必要针对不同畜禽的生理、生产实际特点,结合生物技术手段开 发出更多的益生素品种,使其在畜牧业中的应应效果和范围都有所提高。总之,微生态制剂(益生素)正以其独特理念影响着日益发展的畜牧业；随着微生态学研 究的进一步深入,以及人们对绿色、安全和环保意识的不断增强,微生态制剂 (益生素)的应用前景会更加广泛；我们相信在未来会有数量更多、效果更好的微生 态制剂（益生素）产品应用于畜牧养殖业、农业、医疗保健业以及环境保护等行 业,为人类的健康、稳定、持续发展作出贡献。 3 项目研究内容 本项研究针对我国畜牧业的现状与发展趋势,针对不同畜禽的生理结构特点,依据动物微生态原理,应用微生物发酵技术,选用多株等对动物有益的微生物菌 种,采用液体深层发酵与固体发酵相结合,微胺囊包被与低温干燥技术相结合的 技术,进行新一代的抗生素高效替代品的研制开发。产品系列有:仔猪专用微生态制剂(益生素),蛋鸡专用微生态制剂(益生素)、反应动物专用微生态制剂（益生 素）、促生长通用型微生态制剂 (益生素)等。动物饲养试验证明：本研究成果的 系列产品对畜禽的生产性能只有显著的正效果,对畜禽粪便及舍内臭味具有明显 的降低效果。 新型高效微生态制剂 (益生素)系列产品的研究开发,适应了绿色环保的时 代要求,筛选出多株用于新引微生态制剂(益生素)生产的优良仁和的菌株：嗜酸 乳杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽子包杆菌、酵母曲、黑曲霉等。 对嗜酸乳杆菌等进行了微胺囊包被技术处理,大大提高了产品的活菌数和货 架期。结合我国畜禽养殖实际情况并针对不同动物的特点,在优化了发酵培养基 织方、培养条件及液体发酵与同体发酵相结合的工艺路线的基础上,确定了各类专用仔猪专用益生素、蛋鸡专用益生素、反刍动物专用益生素等的发酵工艺条件 与生产配方；有效提高了产品的可应用性、稳定性及使用效果。 研究结果明：新型高效微生态制剂(益生素)能有效保障畜禽健康生长,而且畜禽日增重、料肉比（成料蛋比）和腹污率等生产性能都有所改善。 研究结果表明：新型高效微生态制剂 (益生素)与糖蔽素、饲料酸化剂、饲 用复合酶、植酸酶、寡聚糖等有良好的协同增效作用；新型高效微生态制剂 (益生素)14糖宿素、复合酶、酸化剂联合使用添加(替代抗生素)时,畜禽生产性能得到了显著的改善,猪只平均日增重比对照组提高 11.26%,料肉比和腹泻率比对 照、细分别下降7.56%和ll36.95% 。对肉鸡生产性能的促进作用,平均日增重比对照组提高7.99%,料肉比和腹内率比对照组分别下降5.16%和l26.36% 。奶牛平均日产奶量增加15% 。证明新型高效微生态制剂 (益生素)与中草药饲料添加剂（糖萜素）、饲用复合酶、饲料酸化剂、寡聚糖联合使用具有协同增效作剧及 其联合使用对畜禽生产性能提高的重要性。同时证明：用新型微生态制剂(益生素)与饲料酸化剂、中草药饲料添加剂（糖萜素）、饲用复合酶、植酸酶、寡聚糖 等绿色添加剂联合使用完全可以代替畜禽生产中常规的抗生素的使用,这对于逐渐实现畜禽养殖的绿色安全化生产具有重大意义。研究结果还表明：新型高效微 生态制剂(益生素)与植酸酶、饲料酸化剂、中草药、饲用复合酶、寡聚糖等绿色 添加剂联合应用于猪、鸡、牛羊养殖,畜禽生产性得到改善的同时,饲料中粗蛋白、钙、磷的吸收利用率也有所提高,畜禽粪磷的排泄量大大降低,降低约23.16～26.27%,既节约了饲料原料,又减轻了畜禽粪便对土壤、水质与大气的污染。本研 究产品与国内外同类产品相比,具有活菌数高、稳定性好、应用效果显著等特点。 省科技厅组织的专家鉴定认为,本项目整体研究达到国内领先水平。 4 应用情况和前景 本研究成果--新型高效微生态制剂（益生素）产品为绿色饲料添加剂,可以广泛应用与畜禽养殖业中。该产品自2002年推向市场以来,生产实际中己生产销售新 型高效微生态制剂(益生素)产品2000吨,平均按0.1%～0.2%的添加量计算,可应用于约130万吨配合饲料的加工生产；减少粪磷排泄量2万吨左右；每吨饲料应 用于养殖业,通过减少腹泻,提高日增重,降低料肉比等可增收节支至少150 元,3年来累计为畜牧养殖业带来直接经济效益2个亿；同时,实现销售收入650 万元,利润250万元。据统计,我国饲料年总量已经达到8500万吨,若按此量全部使用并按0.1%～0.2%添加量,每年需微生态制剂（益生素）8.5～17万吨,市场容量巨大,因此,我们认为在未来注重绿色环保型的养殖业中,新型高效微生态制剂 (益生素)等绿色饲料添加剂产品有重要的生产应用价值,可产生巨大的经济效益 和社会效益,并具有广阔的发展前景；通过加强宣传、资金注入、建立销售网络、 实施政策优惠,新型高效微生态制剂(益生素)的应用范围必将越来越广,必将在绿色安全食品的生产中起到举足轻重的作用。