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微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首.pptx

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用于饲料行业为畜牧业飞速发展起到了极大推进作用,:,引发菌群失调,破坏正常菌群生态平衡,出现二重感染。,造成耐药性菌株增多,使疾病治疗愈加棘手。,影响家禽细胞和体液免疫功效。,残留,致畸、致癌、致突变等问题倍受关注。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第2页,微生态制剂出现,从20世纪70年代开始,微生物学者转向进行微生态制剂研究和实际应用。,逐步在理论上探明了常见动物体内(尤其是消化道内)正常菌群种类、数量及其功效。,在应用方面,研制成功了各种微生态制剂,并在生产实践当中进行了较广泛开发应用,产生了显著经济、生态和社会效益。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第3页,微生态制剂出现,尤其是20世纪90年代,世界各国,尤其是欧洲、日本等发达国家纷纷采取官方强硬办法,对饲用抗生素种类、使用方法、剂量和配伍等方面严加限制。为此,当前可替换抗生素、抗菌药品而又无毒副作用、无残留微生态制剂在养殖业生产中应用越来越普遍。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第4页,微生态制剂出现,因为生活水平提升,人们逐步认识到,抗生素长久添加于饲料中,可经过食物链对人类健康造成危害。由此人类对食品安全性倍加重视。,微生态制剂研究应用克服了长久使用抗生素给养殖业造成种种弊端,对发展绿色饲料添加剂含有辽阔应用前景,己被农业部列为二十一世纪重点推广技术项目。这意味着对微生态制剂研究、推广,符合我国可连续发展总体要求。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第5页,微生态制剂含义,微生态制剂是指依据微生态理论,在微生态学理论指导下,用正常微生物群组员,经特殊工艺制成只含有活菌或包含细菌菌体及其代谢产物主要用于动物活菌制剂。,利用微生态原理,将从动物体内外分离对动物有益微生物,经过特殊加工工艺制成包含有益微生物及其代谢产物活菌制剂。,Fuller将益生素定义为“一个可经过改变肠道菌群平衡而对动物施加有利影响活微生物饲料添加剂”,我国学者将Probiotics译为益生素,其产品称为微生态制剂。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第6页,益生元,1995年Gibson,G.R等人提出了益生元概念。它是一类非消化性物质,能选择性促进一个或几个定植于结肠内常住菌活性或生长繁殖,从而促进宿主健康。,这类物质最初发觉是双歧因子。大量研究认为,一些寡糖、多糖、肽类、蛋白质及我国中草药等均可作为益生元。现在研究热点多集中于寡糖,应用较多是大豆寡糖、半乳寡糖、低聚果糖等。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第7页,合生元,益生素和益生元联合应用,既可发挥益生菌活性,又可选择性地提升这些菌数量,使益生作用更显著持久。国际上将这类产品定名为合生元,这是微生态制剂又一发展方向。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第8页,微生态制剂种类,按制品剂型可分为液体剂型和固体剂型,按制品所含有效微生物种类多少不一样可划分为单一有效菌剂和多菌复合菌剂。单一有效菌剂即有效活菌为某一个微生物组成制剂,如乳酸菌剂、芽孢菌剂、酵母菌剂;多菌复合剂即有效菌是由二种或二种以上微生物组成制剂。芽孢杆菌与乳酸杆菌联合组成和乳酸杆菌与酵母联合组成复合微生物添加剂,含有促进生长和提升饲料效率作用。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第9页,单一菌株益生素较少,而更重视于复合菌制剂研究。,复合菌制剂作用效果愈加好,更符合实际生态环境。,复合菌制剂普通都含有协同作用。以蜡样芽孢杆菌与乳酸菌协同作用为例,腊样芽孢杆菌是高度耗氧菌,它所造成体内缺氧环境可抑制致病菌生长,但却有利于厌氧乳酸菌生长,乳酸菌生长又增加了环境酸度,愈加强了对致病菌生长抑制。,产品即使价格较高,但其添加量低。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第10页,微生态制剂种类,按制品使用目标可分为饲料添加剂型和药用型。前者可用于提升动物生产性能,提升饲料利用率以及维护动物机体健康;后者作用方式与抗生素类药品相同,主要用于防病治病等治疗目标,按微生物菌种类型还可将其划分为乳酸菌类制剂、芽孢杆菌类制剂、酵母菌类制剂为主制剂。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第11页,惯用菌及其功效特点,乳酸菌,芽孢杆菌,酵母菌,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第12页,乳酸菌,是一个能够分解糖类产生乳酸革兰氏阳性菌,厌氧或者兼性厌氧生长。在动物体内经过降低pH值,阻止和抑制致病菌侵入和定植;降解氨、吲哚、粪臭素等有害物质,维持肠道中正常生态平衡;增强体液免疫和细胞免疫;乳酸菌可用于哺乳和断乳期动物饲料中,当前应用乳酸菌主要是起源于乳酸杆菌属、乳酸链球菌属和双歧杆菌属近30种微生物。我国农业部允许用作饲料添加剂乳酸菌有:干酪乳杆菌、植物乳杆菌、粪链球菌、屎链球菌、乳酸片球菌、嗜酸乳杆菌、乳链球菌,共七种。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第13页,芽孢杆菌,用于益生素芽孢杆菌是肠道过路菌,不能定植于肠道中。好氧,无害,能产生芽孢,耐酸碱、耐高温和挤压,在肠道酸性环境中含有高度稳定性;促进有益菌生长;拮抗肠道内有害菌;增强机体免疫力,提升抗病能力;能分泌较强活性蛋白酶及淀粉酶,可显著提升动物生长速度促进饲料营养物质消化。,当前报道较多菌种有,枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌,、蜡样芽孢杆菌及东洋芽孢杆菌等有益菌种类,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第14页,酵母菌,酵母菌用于微生态制剂:一个是活性酵母制剂,一个是酵母培养物。,酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和各种酶,含有增强动物免疫力,增加料适口性,促进动物对饲料消化吸收能力等功效,并可提升动物对磷利用率;其培养物营养丰富,富含B族维生素、矿物质、消化酶、促生长因子和较齐全氨基酸。,酵母及其培养物应用年代已久,现己广泛应用于各种动物养殖中。,当前农业部允许用于益生素酵母菌有:酿酒酵母、啤酒酵母、产朊假丝酵母等。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第15页,微生态制剂作用机理,微生态制剂与治疗药品不一样,为“己病治病,未病防病,无病保健”。,益生菌进入动物肠道后,会与其中正常菌群会合,显现出共生、栖生、竞争或吞噬等复杂关系。所以,微生态制剂作用机理相当复杂,从微生物作用方式角度,有以下几个解释:,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第16页,优势种群说,正常微生物群与动物和环境之间所组成微生态系统中,优势种群对整个种群起决定作用。一旦失去了优势种群,则该微生态平衡失调,原有优势种群发生更替,使用饲用微生物添加剂目标就在于恢复优势种群。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第17页,何明清(1983)指出:正常情况下猪鸡肠道内优势种群为厌氧菌(占99%以上),而需氧菌及兼性厌氧菌只占1%,其中主要是拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、消化球菌等。当动物处于应激、下痢状态时,该优势种群发生更替,上述专性厌氧杆菌显著降低,而兼性厌氧菌等显著增加,当使用饲用微生物添加剂后,拟杆菌等专性厌氧菌逐步增加恢复正常状态,而大肠杆菌等逐步降低并保持原有状态。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第18页,膜菌群屏障说,动物肠道内正常菌群直接参加机体生物防御屏障结构,以影响过路菌或侵袭菌,预防其在肠道内定植生长。饲喂动物有益微生物可竞争性地附着到肠细胞上,形成屏障作用,也就是竞争性颉颃作用。在非有益微生物区系建立前,给新生家畜接种有益微生物,有利于幼畜建立正常微生物区系,排除或控制潜在病原体,即人为改变肠道微生物区系,也就是优势种群发生更替,建立新优势种群。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第19页,一些益生菌还可合成抗生素、有机酸、H,2,0,2,等物质抑制有害菌生长,从而起到生物颉颃作用。向贵友等(1995)报道用B01(芽孢杆菌)菌液饲喂雏鸡后,发觉其对雏鸡肠内大肠杆菌和沙门氏菌有极显著颉颃作用。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第20页,微生物夺氧说,一些需氧微生物尤其是芽孢杆菌能消耗肠道内氧气,造成局部厌氧环境,有利于厌氧微生物生长,从而使失调菌群恢复正常。,当饲用微生物添加剂中某菌种以孢子状态进入畜禽消化道后快速生长繁殖,消耗肠内氧气,使局部氧分子浓度下降,从而恢复肠内微生物之间微生态平衡,到达防病治病、促生长之目标,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第21页,其它作用,产生各种酶,提升机体免疫机能,营养作用,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第22页,产生各种酶,有些益生菌可产生水解酶、发酵酶和呼吸酶等,有利于降解饲料中蛋白质、脂肪和复杂碳水化合物。如乳酸杆菌等在消化道内繁衍增殖,促进消化道内氨基酸、维生素等营养物质消化吸收,促进畜禽生长,提升生产性能。陈惠等(1994)研究表明生长育肥猪饲喂芽孢杆菌添加剂后,可使其-淀粉酶及胰蛋白酶活性显著增强。Hotten(1998)报道,有益微生物可在体内产生各种消化酶,从而提升饲料利用率。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第23页,提升机体免疫机能,微生态制剂中有益菌是良好免疫激活剂,能有效地促进干扰素和巨噬细胞活性,经过促进B细胞产生抗体和噬菌作用活性等,激发机体体液免疫和细胞免疫,提升机体免疫力和抗病力。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第24页,刘克琳等(1997)用芽孢杆菌制剂饲喂雏鸡后发觉试验组中枢免疫器官发育比对照组快,胸腺内淋巴细胞密度加大,T细胞数量增加,法氏囊黏膜形成皱襞数量增加,血中T细胞数量亦较高。,潘康成等(1997,1998)发觉地衣芽孢杆菌对家兔体液免疫功效有促进作用。,Wren(1987)研究表明,乳酸杆菌能够某种免疫调整因子形式起作用,刺激肠道某种局部型免疫反应。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第25页,潘康成等(1999)综述认为,动物口服益生菌后,调整肠道菌群,使肠道微生态系统处于最正确平衡状态,活化肠黏膜内相关淋巴组织,使SIgA抗体分泌增强,提升免疫识别力,并诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞等产生细胞因子,经过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统,从而增强机体免疫功效。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第26页,大量研究表明,乳酸菌可诱导机体产生干扰素、白细胞介素等细胞因子,经过淋巴循环活化全身免疫防御系统,增强机体抑制癌细胞增殖能力。,酵母菌细胞壁含有酵母多糖,其主要活性成份为葡萄朊、甘露聚糖、明角质,研究证实这些酵母细胞壁成份可提升动物免疫力,促进健康。,霉菌分泌一些代谢产物,能够增强机体免疫力。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第27页,营养作用,益生菌(如乳杆菌,双歧杆菌等)能够合成各种维生素如叶酸、烟酸、维生素B,1,、维生素B,2,等,促进机体对蛋白质、钙、铁和维生素D消化吸收,从而起到促进畜禽生长和提升生产性能作用。,苏志勇等(1999)用生态宝(酵母菌、链球菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌复合制剂)饲喂蛋鸡发觉:试验组产蛋率比对照组提升5.7%,产蛋量提升9.1%,饲料转化率提升10%,而腹泻率下降12.7%。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第28页,微生态制剂合理使用,已经有研究结果表明,微生态制剂无毒副作用、无残留、可促进动物生产性能发挥、提升饲料转化率,能够替换抗生素作为饲料添加剂应用。,但因为存在菌种筛选、活菌数、菌种失活、杂菌含量多少、使用条件等问题而造成微生态制剂活性降低,影响到使用效果重复性和稳定性。所以,在养殖生产中为了确保微生态制剂使用效果,应科学使用。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第29页,菌种选择,菌种起源,在微生物大家族里,可选作微生态制剂菌种很多,包含细菌、真菌及许多来自土壤、腌制品、发酵食品以及动物消化道和粪便无毒菌株。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第30页,1989年美国食品与药品管理局(FDA),和美国饲料公定协会(AAFCO)公布可安全用于微生态制剂微生物菌种有43种,欧洲市售微生态制剂约50种。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第31页,1.黑曲霉 2.米曲霉 3.凝结芽胞杆菌,4.迟缓芽胞杆菌 5.地衣芽胞杆菌 6.短小芽胞杆菌,7.枯草杆菌(仅限于不产生抗生素区系),8.嗜淀粉拟杆菌 9.多毛拟杆菌 10.栖瘤胃拟杆菌,11.猪拟杆菌 12.青春双歧杆菌 13.动物双歧杆菌,14.两歧双歧杆菌 15.婴儿双歧杆菌 16.长双歧杆菌,17.嗜热性双歧杆菌 18.嗜酸乳杆菌 19.短乳杆菌,20.保加利亚杆菌 21.干酪乳杆菌 22.纤维二糖乳杆菌,23.弯曲乳杆菌 24.德氏乳杆菌 25.发酵乳杆菌,26.瑞士乳杆菌 27.乳酸乳杆菌 28.胚芽乳杆菌,29.罗特氏乳杆菌 30.肠膜明串珠菌 31.乳酸片球菌,32.啤酒片球菌 33.戊糖片球菌 34.费氏丙酸杆菌,35.谢氏丙酸球菌 36.酿酒片球菌 37.乳酪链球菌,38.二乙酰乳酸链球菌 39.粪链球菌 40.中间链球菌,41.乳链球菌 42.嗜热链球菌 43.酵母,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第32页,我国农业部公布微生态制剂菌种,公布了15种能够使用菌种,分别为:,地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、双歧杆菌、,粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、,嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、,植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、,产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第33页,菌种安全性,作为微生态制剂,菌种安全性或非病原性是筛选菌种首要条件。所以,必须确定出菌株安全性,而且对该菌种可能代谢产物进行系统研究。,值得注意是,一株现在无毒副作用菌种,未来也可能会因为理化、微生物毒素和菌种本身原因引发负性突变,所以应定时对生产菌种进行安全性检测或评价,注意菌株变异。,评价菌种安全性包含致病性、感染性、毒力或毒素、代谢活性以及菌株遗传特征。国外学者提供了一些评价乳酸菌安全性体外研究方法,能够借鉴,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第34页,活菌数和使用剂量,微生态制剂功效是经过有益微生物在动物体内一系列生理活动来实现,其最终效果同动物食入活菌数量亲密相关。若数量不够,在体内不能形成优势菌群,难以起到益生作用。,瑞典要求乳酸菌制剂活菌数要到达210,10,个/g。,我国正式同意生产制剂中,对含菌数量与用量要求是:芽孢杆菌含量510,8,个/g,乳酸杆菌110,7,个/g。,德国学者认为,仔猪饲料中加入微生态制剂其含菌量应到达210,5,个/g510,5,个/g。,乳酸杆菌因制剂不一样而有差异,其数量不少于10,7,个/g,每日添加0.13g,普通添加量为0.02%0.2%。若将微生态制剂添加于饲料中,其目标活菌不应低于10,9,个/kg。,关于添加过量益生菌产生后果,鲜有报道,依据张日俊()研究结果,每千克断奶仔猪饲料中添加610,11,个枯草芽孢杆菌,其促生长期有效果差于最适添加量,但好于不添加组效果。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第35页,依据畜禽种类和生产阶段合理选取微生态制剂,正常菌群在动物消化道内定植是经过细菌粘附作用完成,这种粘附作用含有种属特征。所以,使用微生态制剂要充分考虑使用对象和目标,对不一样动物要区分对待。,张日俊()认为,防治17日龄仔猪腹泻首选植物乳酸菌、乳酸片球菌、粪链球菌等产酸制剂;而促进仔猪生长发育、提升日增重和饲料酬劳,则选取双歧杆菌等菌株。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第36页,预防动物常见疾病主要选取乳酸菌、片球菌、双歧杆菌等产乳酸类细菌,效果会更加好;,促进动物快速生长、提升饲料效率,则可选取以芽孢杆菌、乳酸杆菌、酵母菌和霉菌等制成微生态制剂;,假如以改进养殖环境为主要目标,应从以光合细菌、硝化细菌以及芽孢杆菌为主微生态制剂中去选择。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第37页,普通认为,乳酸菌类在各种动物各阶段添加均很好;芽孢菌类在生长久添加很好,在幼龄期能够添加;曲霉菌类在幼龄期、水产动物全期无须添加;酵母菌类在生长久无须添加;在水产动物养殖中,以改进水质为目标时,可将微生态制剂或光合细菌直接洒于水中。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第38页,使用时间及使用方法,微生态制剂在动物整个生产过程中都能够使用,但不一样生产阶段其作用效果不尽相同。,在动物幼龄阶段,体内微生态平衡还未完全建立,抵抗疾病能力较弱,此时引入益生菌,可较快地进入体内,占据附着点,效果最正确。如新生反刍动物肠道内有益微生物种群数量增加不但能够促进宿主动物对纤维素消化,而且有利于预防病原微生物侵害肠道。,另外在断奶、运输、饲料更换、天气突变和喂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。所以,把握益生菌应用时机,尽早并长久饲喂,使其益生菌功效得到充分表达。,使用方法一是连续使用,二是阶段性使用,三是在一些阶段一次性使用。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第39页,注意应用条件或环境,保持菌种稳定性或活性,是微生态制剂使用又一主要问题。其影响原因主要有温度、湿度、酸度、机械摩擦和挤压以及室温贮存时间等,制粒温度影响尤为主要。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第40页,温度,不一样菌种对高温耐受力差异较大,芽孢杆菌耐受力最强,100下2min只损失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%。普通制粒温度为8090,对芽孢杆菌影响较小,对乳酸杆菌、酵母菌和粪链球菌等影响较大。,徐海燕()对枯草芽孢杆菌经过100处理15min和30min,活菌数损失率分别为2.1%和4.2%。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第41页,水分,活菌在干燥状态下存活时间长,水分升高则存活率降低。饲料原料如玉米、豆饼含水量多在14%左右,与微生态制剂混合后,对活菌影响很大。就耐水性,孢子型细菌耐受性最好,肠球菌次之,乳酸杆菌最差。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第42页,酸度,除耐酸性芽孢杆菌和乳酸菌外,普通活菌制剂在胃酸作用下大量被杀死,残余少许活菌进入肠道后就极难形成菌群优势。所以,不耐酸活菌制剂其含菌量必须到达相当大浓度才能发挥益生作用。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第43页,重金属离子等,除此以外,饲料保留时间、饲料中矿物质(如重金属离子Cu,2+,、Zn,2+,、Mn,2+,、Fe,2+,等和食盐)、胆碱和不饱和脂肪酸也会影响益生菌活力。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第44页,微生态制剂与抗生素配合应用,因为微生态制剂是活菌制剂,而抗生素含有杀菌作用。所以,普通情况下,在畜禽饲料中不可同时应用。若同时应用时,微生态制剂功效将大大减弱。,但我们仍能够巧妙地利用一些抗生素,如当肠道中存在较多病原体,而微生态制剂又不能取代肠道微生物时,会降低其抵抗力,或使用一些微生态制剂补充特定正常菌时,对过盛种群,可利用窄谱抗生素给予控制。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第45页,对于肠道菌群紊乱或菌群调整不奏效病例,可在用抗生素后用微生态制剂,即先选取针对性较强广谱抗生素如新霉素、卡那霉素、制霉菌素口服杀灭或抑制致病微生物繁殖,控制疾病蔓延,然后再使用微生态制剂。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第46页,对于抗生素和微生态制剂结合使用效果并不能一概而论,二者联合使用时应考虑组成微生态制剂每个菌种对特定抗生素敏感性、动物品种及年纪等影响。只有依据微生态制剂菌种组合及特征以及抗生素种类和作用对象进行合理配合,才能到达预期结果。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第47页,为了提升微生态制剂稳定性和活力,当前国内外采取微囊化技术或包衣技术。将乳酸菌等一些低抗逆性益生菌进行微囊化。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第48页,包被优点在于:,可将菌体与外界不良环境分开,免受微量元素等损害,减轻制粒过程中温度影响。,形成固体微粒,利于在预混料中均匀分布,也有利于储存和运输。,采取肠溶性壁材后,还能预防胃液破坏。,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第49页,谢谢!,微生态制剂作用机理及研究进展山东饲料科技与经济首,第50页,
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