微生物饲料添加剂的研究应用.ppt

微生物饲料添加剂的应用研究,2016年5月21日，世界卫生组织发表文章呼吁应对全球耐药感染问题，并援引英国Jim O Neill爵士发表的全球抗菌素耐药回顾报告及建议，目前，中国的抗生素用量约占世界的一半，其中48%为人用，其余的主要用于农牧业。 据估计，如不采取有效措施，到2050年，抗生素耐药每年将导致中国100万人早死，累计给中国造成20万亿美元的损失。普遍购买非处方药和过于依赖用抗生素治疗、控制感染和促进牲畜生长，是中国抗生素耐药问题的重要原因。对农业使用抗生素的监管薄弱也进一步助长了滥用问题。,微生物饲料添加剂的应用研究,20 世纪初，英国科学家Fleming 发现了抗生素，从此抗生素对人类的生产和生活产生了深远的影响。随着认识地不断深入，发现长期使用抗生素会破坏动物肠道微生态平衡，致病菌耐药性不断出现，降低机体免疫力，畜产品的药物残留危害消费者健康， 影响养殖业的健康可持续发展。 目前世界大多数国家均已制定相关的法律、法规，限制和禁止抗生素作为饲料添加剂使用。 寻找安全、有效、可以替代抗生素使用的新型添加剂成为添加剂研究与应用的发展趋势。基于畜禽微生态平衡理论推出的微生物饲料添加剂( Direct-fed microbials DFMs) ，是近年来发展安全饲料添加剂、替代抗生素的重要开发方向。,一、微生物饲料添加剂的概念,微生物饲料添加剂也称:直接饲用微生物( Direct-fed microbials，DFMs) 、益生素( Probiotics) 和微生态制剂( Microbialecological agents) 等概念。 一类并非直接起到促生长作用，是通过提高机体非特异性免疫功能，减少肠道感染对生长起间接促进作用， 另一类主要通过活体微生物在肠道内产生酶、维生素、氨基酸及生长刺激因子等直接达到促进生长、提高饲料利用率的目的 对于复合型产品，这两种作用兼而有之，难以严格区分。 依据动物微生态学理论 定义可归纳为: 从自然界分离的有利于维护动物微生态平衡的微生物菌种，经发酵等特殊工艺制成的活菌或者包含活菌及其代谢产物的微生物制，又叫“微生物饲料添加剂”或“直接饲用微生物”。,二、微生物饲料添加剂的类型,根据其作用和功能物质的不同,在实际应用中主要包括以下种类： 1、乳酸菌制剂 乳酸菌能够分解碳水化合物, 并产生乳酸,也是微生物饲料添加剂中最为常见的类型, 具有重要的作用。 它们能够在动物肠道内繁殖并产生多种抑制性化合物, 包括细菌素、类细菌素等, 还可以产生各种对抗性物质, 包括氧化氢和有机酸等等。其中, 它所产生的细菌素对革兰氏阳性菌具有抑制作用。,2、芽抱杆菌制剂,它包括多种多样的类型, 如枯草、地衣、环状、蜡样、东洋芽抱杆菌等等, 这类菌的显著特点是具有很强的抗逆性,能够耐高温高压, 并且贮存方便。芽抱杆菌制剂能够调节肠道菌群平衡, 增强动物的免疫能力,提高动物的生产性能,有利于促进动物营养物质的消化吸收, 还能够产生多肤类抗菌物质,达到抑制病原菌的目的。,3、光合细菌制剂 光合细菌是一种水生微生物,能够利用光能进行生长, 实际运用中主要包括红罗菌科、绿硫菌科、着色菌科。这些微生物具有多方面的显著功能,能够提供丰富的蛋白质、维生素、矿物质、核酸等营养物质, 还能够产生辅酶等生物活性物质,有利于提高动物的免疫能力, 增强水生动物的生产性能。,4、真菌制剂 主要类型包括酿酒酵母、产肮假丝酵母、黑曲霉、白地霉等等。通过利用多种酵母菌的产酶活性和各种促生长因子的共同作用,进而实现提高动物饲料的消化率和利用率的目的,能够促进动物的生长和繁殖。此外,利用曲霉菌产生的酶类和类抗生素物质, 可以改善动物的生长性能,提高动物的免疫能力。,5、其他饲用微生物 除上述微生物外，在反刍动物中，曲霉属的黑曲霉、米曲霉等具有增加瘤胃中细菌总数、提高纤维素酶产量作用。在水产养殖中添加弧菌、假单胞菌等微生物，还有藻类等低等生物都能够抑制病原菌的生长，提高水产动物的成活率。,6、混合菌制剂 混合菌制剂是混合而成的制剂, 由两种或者两种以上的单一菌剂混合而成, 通过不同菌种的混合,能够充分发挥各自的性能,所以, 混合菌制剂的性能更为优越。一般来说,在实际运用中, 将芽抱杆菌和乳酸杆菌联合组成, 或者将乳酸菌属和酵母联合组成,能够达到良好的协调作用,使其在实际运用中更好的发挥作用,提高运用效果。,三、微生物饲料添加剂的作用机理,1、调节补充各种家畜家禽所需营养成分，提高饲料的利用 直接饲用微生物能分泌各种消化酶，如纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等，在发酵过程中就可以把饲料中的纤维素、蛋白质和葡萄糖等营养物质提前分解， 畜禽在进食之后很容易吸收，因此可以提高畜禽对饲料的吸收率和利用率。 此外， 饲用微生物在代谢过程中能合成多种氨基酸、维生素以及其他一些有用的代谢产物，可以作为营养物质被畜禽吸收利用，以补充饲料中维生素的不足。同时在发酵饲料中可以加入大量植物纤维， 微生物能把植物纤维转化成容易吸收的植物蛋白，也能分解出来一部分营养。,2、保持动物肠道内微生态平衡 发酵饲料中有大量的益生菌存在，当畜禽摄入一定量有益微生物后，消化道内有益微生物就会迅速繁殖，在数量上慢慢占据优势。因此，有益微生物一方面以种群优势和竞争肠道定居位置而抑制饲料中的有害菌， 另一方面通过生长代谢造成的厌氧环境以及代谢产生一些抗菌物质、有机酸等降低肠道pH 值，从而抑制或杀灭其他有害菌， 使胃肠道内微生物菌群保持健康的平衡状态，不仅可以减少畜禽消化道疾病的发生，还有利于养分的消化吸收。,3、防止产生有害物质， 保护饲养环境 畜禽在养殖过程中会产生大量恶臭气体，臭味主要是由氨、硫化氢、吲哚、组胺、酚等有害物质造成的，芽胞杆菌等有益菌可产生分解硫化氢、氨的酶类，枯草芽胞杆菌可在大肠中产生氨基氧化酶、氨基转移酶及分解硫化物的酶，将臭源吲哚化合物完全氧化，将硫化物氧化成无臭无毒的物质，因此可以减少氨和硫化物等有害气体的产生，降低粪便臭味，净化养殖环境。此外有益菌群抑制了一些病原微生物在动物肠道内的生长繁殖，因此减少了向环境释放病原的机会，使环境中病原种类减少，从而减少了传染病的蔓延。,4、提高机体免疫力， 产生非特异性免疫调节因子 微生物饲料添加剂可以作为抗原物质在动物摄食后刺激动物产生相应的抗体，提高动物体内的抗体水平，提高巨噬细胞的活性，从而增强机体免疫功能，抵抗侵入体内的致病菌，防止或者减少疾病的发生。,5 、改善畜产品品质 微生物饲料添加剂改善畜产品品质普遍的方式就是调节其中脂肪酸的组成和胆固醇含量。荚膜红细菌可以提高肉仔鸡腿肌和胸肌中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例，降低蛋黄中的胆固醇和甘油三酯的含量，增加其随粪便的排出，并且提高蛋黄中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例。,6、提高种畜、种禽的繁殖能力 微生物饲料添加剂中的有益微生物在动物体内的一系列活动， 其代谢过程中产生的各种酶类和一些未知因子可以刺激畜禽的生殖系统，使其机能更加完善，能提高精子、卵子的数量和质量，从而提高畜禽的受精率、健雏率、成活率，并使其后代更加健康。,7、可减少动物性食品中抗生素及化学合成药物的残留 微生物饲料添加剂是替代含抗生素饲料添加剂的良好产品。微生物饲料添加剂的使用，不仅可降低肉、奶、蛋的抗生素含量及化学合成药物的残留， 还可降低畜禽产品中胆固醇的含量，减少粪便中硫化氢、有机磷等有害物质的含量，减轻畜禽养殖业对环境造成的污染。,1、鸡 杨金玉等研究表明，微生物饲料添加剂能够改善肠道菌群平衡，降低肠道疾病的发生率和死亡率，提高出栏重、降低料肉比，且可减少鸡舍内氨气、硫化氢等有害气体排放量，改善产品品质。 崔西勇表明，蛋鸡日粮中添加微生物饲料添加剂，可提高鸡蛋的哈氏单位，降低鸡蛋的胆固醇含量，并具有改善蛋壳厚度、减少软壳蛋等效果。,四、微生物饲料添加剂在畜牧业中的应用,2、猪,文静，吕利军等研究表明，在仔猪日粮中添加微生物饲料添加剂，可促进仔猪肠道发育，改善肠道健康，降低腹泻率，提高仔猪生长速度和饲料转化率。 李彪，Stamati S研究，在母猪日粮中使用微生物饲料添加剂，可以改善肠道健康，提高母猪免疫力和繁殖性能。 叶丙奎研究，在育肥猪日粮中添加微生物饲料添加剂可提高采食量和饲料转化率，改善健康状况，缩短育肥期，并具有改善品质和减少环境污染的作用。,3、反刍动物 任科润研究表明，微生物饲料添加剂可改善肉羊、肉牛等肉用反刍动物的增重速度，提高胴体净肉率，改善肉质。 周静文研究，对产奶反刍动物，微生物饲料添加剂可以提高产奶量、延长产奶高峰，提高乳脂率、降低奶中体细胞数量、改善乳成分。并对防治乳房炎和繁殖疾病也有一定作用。 张海涛表明，使用微生物饲料添加剂，对犊牛的增重等具有促进作用。,4、水产 李海兵研究，益生菌可在鱼类肠道内定植，促进鱼的生长发育，提高抗病力; 饲用微生物饲料添加剂可降低对虾的发病率，提高成活率与产量。 黄美珍表明，微生物饲料添加剂可作为水产动物的免疫刺激剂和佐剂，促进免疫器官发育，改善体液免疫水平，提高免疫功能。 李卓佳表明，微生物饲料添加剂中的光合细菌、硝化细菌等可消耗水体中的有机物，除去氨氮、硫化氢、亚硝态氮等，是目前应用于改善水产养殖环境的重要有益微生物，在对虾、牙鲆等水产动物养殖中获得良好的应用效果。,五、微生物饲料添加剂存在的问题 尽管微生物饲料添加剂在家禽饲养和饲料工业发展有着巨大的作用,开辟了无毒、无污染、健康的新型道路。然而, 其存在的一些问题仍然不容忽视, 这些问题是多方面,例如,发展缺乏合理规划,科技和资金的投人较少, 企业的生产规模较少,缺乏市场竞争力等等。此外,在微生物饲料添加剂生产和使用过程中也存在着一些问题。,微生物饲料添加剂应用现状与安全问题 微生物饲料添加剂为畜禽饲养提供了一种健康、无毒、无污染的选择。但是要想真正科学使用微生物饲料添加剂，使其达到应有的效果，应用中还要注意一些问题。,存在致病性 正常情况下，微生物对动物有促进生长发育和增强抵抗力的作用，主要是依靠正常微生物区系的平衡。一旦该平衡失调，对于机体来说，微生物就不再是有益菌，很有可能成为导致机体患病的菌株。,可能产生有害物质 微生物的作用随着生存环境和动物生产阶段的改变而改变。有些微生物代谢产物可能作为抗原，刺激机体免疫变化，可能导致动物过敏或者有利于外来的病原侵入机体，感染疾病。,打破正常微生物区系 当向动物饲粮中添加微生物添加剂，这种非自然的增加外源微生物，可能引起微生态系统平衡失调，使体内病原微生物更容易感染机体，菌种过度生长或突然骤减。动物机体抵抗力下降，阻碍生长肥育 。,随着我国养殖行业的快速发展，在