作者：曹建民 滕峰 陈春明
我国微生态制剂的研究起步较晚，但发展较快，已有多种微生物用作微生态制剂并在畜禽和水产业得到应用，它们在促进动物生长，预防常见疾病以及改善养殖环境等方面显示出抗生素无法比拟的优越性，前景广阔。鉴于对微生态制剂的作用机理研究还不透彻，特别是其应用还处于初级阶段，笔者长期从事这一领域的研究和推广，现就其中一些问题提出看法，以供参考。
1菌种
1.1来源
开发微生态制剂，首先要筛选一株或几株优良菌种。在微生物大家族里，可用作微生态制剂的菌种很多。美国（FDA）规定了40多种菌种可以作为微生态制剂的出发菌株，我国农业部也列出了包括嗜酸乳杆菌、芽胞杆菌。粪链球菌、噬菌蛙弧菌、酵母菌和脆弱拟杆菌在内的6类微生物，这些菌种的生理特性均已被进行深入研究，并在实际应用中表现出良好的生产性能。选育菌种时，应尽量选用来自该动物的正常菌群（即土著菌群），这样才能最大限度地发挥其益生作用，正常菌群进入动物体内较易存活，并能与致病菌抢夺附着点。虽然也有很多微生物如芽胞杆菌等非正常菌群，其共生作用与正常菌群有所不同，它们更多的是消耗肠内的氧气，造成不利于致病菌生存的环境，另外产生酶和维生素等代谢产物，主要起促进生长作用，也常被用作微生态制剂的出发菌株。除目前使用的部分生理性细菌作为微生态制剂的出发菌种外，还有许多优势菌种尚未得到开发利用，如拟杆菌、优杆菌、消化球菌等。
1.2病原性
作为微生态制剂，非病原性是筛选菌种的首要条件，纵使促生长或者其它生产性能再好，病原菌绝对不予考虑，因此，必须确定出发菌株的安全性，并且对该菌种可能的代谢产物进行系统的研究。值得注意的是，一株现在无毒副作用的菌种，将来可能因为理化、微生物毒素和菌种本身原因引起负性突变，所以应定期对生产菌种进行安全试验检测。
1.3活菌含量
微生态制剂中起主要作用的是活性微生物，虽然其中某些代谢产物对动物的生产性能也有一定的正面作用，但目前除少数微生态制剂以液体形式上市外，绝大多数均通过发酵、收集菌体、干燥和固化处理后以固形物投放市场，因此保证制剂中活性微生物的含量对发挥其益生作用至关重要，对其产品的检验也应采用活菌记数（如平板法或MIP法）而不是细菌总量记数（如血球记数法）。目前对微生态制剂中活性微生物的含量尚无特别严格规定，数量在每克几亿至几百亿不等，如瑞典生产的MedipharmStabisil含乳酸菌20×109个/g，乳酸杆菌≥5亿个/g，乳酸杆菌≥100万个／g，粪链球菌≥200亿个／g，混合制不少于50～100亿个／g。
1.4稳定性
如何保持菌种的稳定性是从事微生态制剂研究和生产面临的最实际的问题。对微生态制剂来说，主要指对特定环境的耐受力如温度、湿度、酸度、机械磨擦和挤压以及室温条件下的存贮时间等对微生态制剂活性的影响；而对饲用微生态制剂，必须经受饲料加工过程中高温的考验，所以菌种对温度的稳定性显得尤为重要。不同的菌种的高温的耐受力差异较大，芽胞杆菌耐受力最强，100℃下2min损失只5%～10%，而在80℃下5min，乳酸杆菌、酵母菌损失70%～80%，95℃下2min损失98%～99%。一般制粒80℃～100℃对芽胞杆菌影响较小，对乳酸杆菌、酵母菌和粪链球菌等影响较大；就耐水性，孢子型细菌耐受性最好，肠球菌、粪链球菌次之，乳酸杆菌最差；除耐酸性的芽胞杆菌和乳酸菌外，一般的活菌制剂在胃酸作用下大量被杀死，残存的少量活菌进入肠道后很难形成菌群优势，因此，不耐酸的活菌制剂其含菌量必须达到相当大的浓度才能发挥益生作用。除此以外，饲料的保存时间、饲料中的矿物质和不饱和脂肪酸也会影响益生菌的活力。微生物学家在如何增加制剂的稳定性方面做了大量研究，美国Alltech生物中心研制出益生素囊，试验证明，这种用β－葡聚糖微囊化的产品在室温下保存36个月对活力无影响。另外基因工程技术已广泛应用于益生菌的选育，如运用基因工程技术构建更利于生产、保存、定植、繁殖或具有特殊功能的工程菌制剂。
1.5规模化生产
研究微生态制剂的目的是最终以商品的形式投放市场，为人类的健康服务。因此，所选用的菌种必须易于工业化生产并尽可能降低生产成本，特别筛选那些在体内外繁殖速度快，生长条件粗犷，以较短时间形成高生物量的益生菌，同时对菌种的生理特性进行系统的研究，探索菌种生长的最适生长条件。目前微生态制剂菌种的培养主要选用固体表面发酵法和液体深层发酵法。固体发酵生产成本高，产量低，不适宜工业化批量生产；液体法是现代发酵工业的主要形式，可用机械搅拌式发酵罐或气升式发酵罐，细菌经发酵培养大量增殖后，经浓缩、干燥得到半成品，然后按要求配成成品。
2针对性
在使用微生态制剂的同时要充分考虑到其作用对象以及目的，对不同的动物要区别对待，不同种类的动物消化系统的特点不同。对于水产动物，肉食性鱼消化道内优势菌群为肠微球菌、贝内克菌、弧菌等，次之为假单胞菌、乳酸菌等，而草食性鱼消化道内，还有双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等。因正常菌群在动物消化道内定植是通过细菌的粘附作用完成的，这种粘附作用具有种属特性，对某一类动物的消化道上皮表现出较强的粘附性，而对其他动物则可能表现出低粘附性或不粘附，同时细菌的种属不同粘附性也有差异，它是由特异粘附素C-一种蛋白样物质来决定的。如防治1～7日龄猪腹泻首选植物乳酸菌、乳酸片球菌、粪链球菌等产酸的制剂；促进仔猪生长发育、提高日增重和饲料报酬则选用双歧杆菌等菌株；反刍动物则选用真菌类益生素，以曲霉为好，可加速纤维素的分解。微生态制剂根据用途可分为养殖环境调节剂、控制病原的微生态控制剂以及提高动物抵抗力增进健康的饲料添加剂等三类。因此，实际生产中应根据不同的需要选择合适的制剂，预防动物常见疾病主要选用乳酸菌、片球菌、双歧杆菌等产乳酸类的细菌效果会更好；促进动物快速生长、提高饲料效率则可选用以芽胞杆菌、乳酸杆菌、酵母菌和霉菌等制成的微生态制剂；如果以改善养殖环境为主要目的，应从以光合细菌、硝化细菌以及芽胞杆菌为主的微生态制剂中去选择。总之，在动物微生态理论指导下有针对性地使用，才能以最经济的代价达到理想效果。
3施用时间
微生态制剂在动物的整个生长过程都可以使用，但不同的生长时期其作用效果不尽相同。一般在动物幼体，此时体内微生态平衡尚未完全建立，抵抗疾病的能力较弱，此时引入益生菌，可较快地进入体内，占据附着点，效果最佳。如新生反刍动物肠道内有益微生物种群数量的增加不仅可以促进宿主动物对纤维素的消化，而且有助于防止病原微生物侵害肠道。和其他刚出生的哺乳动物一样，新生反刍动物的胃肠道尚未完全发育，但细菌在肠道内的定植相当迅速，出生24h出现乳酸杆菌和链球菌，l周龄时，整个肠道内乳酸杆菌数量达107～109个／g。另外在断奶、运输、饲料转变、天气突变和饲养环境恶劣等应激条件下，动物体内微生态平衡遭到破坏，使用微生态制剂对形成优势种群极为有利，因此，把握益生菌的应用时机，尽早并长期饲喂，使其益生作用得到充分体现。
4施用剂量
微生态制剂的益生作用是通过有益微生物在动物体内一系列生理活动来实现的，其最终效果同施加的益生菌的数量密切相关，数量不够，在体内不能形成菌群优势，难以起到益生作用。根据试验，如果一种细菌在盲肠内容物的浓度低于107个／g，该菌产生的酶及代谢产物不足以影响宿主；数量过多，超出占据肠内附着点和形成优势菌群所需的菌量，非但功效不会增加，反而造成不必要的浪费。微生态制剂用于特定养殖动物所需的菌群数量尚无统一的规定，德国学者认为，仔猪饲料中加入微生态制剂其含菌量应达到（0.2～0.5）×107个／g饲料，育肥猪饲料中加入每克含106个芽胞杆菌，粪中大肠杆菌减 少35%，每天0.5～0.6g方可起到治疗效果，而乳酸杆菌因制剂不同而有差异，其数量不少于107个／g，每日施加 0.1～3g，一般添加量为 0.02%～0.2%。
5与抗生素合用
抗生素由于其杀菌效果、重复性等方面的独特优势，多少年来一直被作为养殖动物防病治病的主要手段，在防治常见疾病、促进动物健康成长等方面发挥着重要作用。考虑到微生态制剂在治疗突发性疾病方面的缺陷，在动物发病期，可先选用针对性较强的抗生素杀灭或抑制致病微生物的繁殖，控制疾病的蔓延。但抗生素在杀灭致病菌的同时，动物体内的正常菌群也遭到破坏，此时应及时引入微生态制剂，通过其独特的益生作用，使紊乱的肠道菌群平衡得到恢复，此所谓微生态制剂与抗生素的协同作用。有报道已筛选到耐药益生素菌种并能和抗生素合用，笔者认为此举必须慎之又慎，因细菌的耐药性是一个比较复杂的问题，研究表明，耐药菌的发展主要是由于耐药质粒的转移和药物选择性抑制所致。质粒存在于细菌细胞中，是一种具有自我复制能力的染色体外的遗传物质，支配耐药性的质粒又称R因子，带有多种耐药性的质粒又称多抗性质粒。R因子不仅可将耐药性转移到同种细胞中，还能转移到不同种、不同属的细胞中。所以，必须对耐药益生素菌种的耐药机制进行系统的研究，如果由于细胞特殊化学结构而影响药物的渗透造成的耐药性则不会相互传递，这种耐药菌株可以和抗生素合用；如该耐药性是由R因子控制，为避免耐药菌株的泛滥，此类耐药益生素菌株尽量不要和抗生素合用。
6辩证看待微生态制剂的功效
微生态制剂无论作为饲料添加剂、生物防治剂还是作为环境改良剂其生理作用已得到实践的检验，是今后生态养殖的发展方向。诚然，现在人们还仅仅把它作为一种生物调控手段，如用作疾病防治剂，因其治疗效果还难以和化学药物相比，仅作预防使用，当养殖动物出现突发性病症，还得通过化学药物加以控制。另外，微生态制剂提倡的是正常微生态平衡的维护，这是一个长期的工程，必须在动物的日常养殖过程中不断给予补充，方能起到预期效果。因此，专家建议：在微生态制剂的使用过程中，全面了解微生态制剂的作用机理和产品特性，正确对待其作用效果，用于日常养殖的疾病控制，以预防为主，防治结合；用作饲料添加剂，确保稳定性，掌握剂量；用于改善环境，早施早好，持之以恒。
微生态制剂这种新型生物制品正以其独特的理念影响着日益发展的动物养殖业，相信随着微生态学研究的进一步深入以及人们绿色和环保理念的不断加强，微生态制剂的应用前景会更加广阔。
