生物酵素及其替代抗生素的作用机理

2015-02-23连玉武孙梓媛梁会欣王景芳

现代畜牧科技 2015年7期

关键词：酵素菌群机体

连玉武，孙梓媛，梁会欣，王景芳

(1.黑龙江省农牧科技开发有限公司 150025；2.黑龙江省生物科技职业学院 150025)

生物酵素及其替代抗生素的作用机理

连玉武1，孙梓媛1，梁会欣1，王景芳2

(1.黑龙江省农牧科技开发有限公司 150025；2.黑龙江省生物科技职业学院 150025)

酵素自问世至今已逾百年，截至目前，在世界范围内有十七名科学家因此而荣获诺贝尔奖，1997年诺贝尔奖获得者-美国科学家波以尔博士说：“酵素好比细胞的货币，没有酵素就没有生命”，生物酵素突破了生物学上难以实现的多种菌群共生，在生物工程技术领域上表现出颠覆性，生物酵素又综合性地改变了畜禽、农作物传统的生产方式的关键性技术问题，而表现出革命性。

1 生物酵素的概念

生物酵素是筛选多种天然植物、海藻、食用菌、蔬菜等物料，经酵母菌群、乳酸菌、芽孢杆菌、丝状菌群等多种有益微生物菌群，采用现代生物技术进行多级、深度萃取、发酵而成。生物酵素产品中富含多种有益微生物菌群、多种活性酶、多种维生素、氨基酸、植物蛋白、微量元素、促生长因子以及微生物的次生代谢物质等。

生物酵素工程技术是综合性最强的综合性学科，是以微生物学、生态学、分子生物学及营养学等学科的基本原理作指导。经多年大量的科学探索和长时间推广应用工作。此项技术随着不断深化和发展，其应用领域已覆盖了农业、牧业、人体健康、环境保护等人类生产和生活的各个领域。

2 生物酵素中微生物菌群及其作用机理

生物酵素中微生物菌群是由对人类、动植物和环境保护有益微生物组成的，这些菌群通过菌株筛选、活化、驯化、优化组合，构成共生共荣、相互促进、多功能、状态稳定的统一复合体，即生物酵素核心技术。

2.1 乳酸菌群

乳酸菌群按乳酸菌代谢途径有四种类型，常用嗜酸乳杆菌，以摄取光合细菌、酵母菌发酵产生的糖，形成乳酸。乳酸有很强的杀菌力，可减轻人体内毒素的生成，减少肝脏解毒负担，提高Ca、Fe、P利用率，合成维生素K、维生素B，减少胆固醇的吸收。在发酵过程中分泌细菌素，如嗜酸乳菌素、嗜酸杆菌素、乳酸菌素等，维护肠道微生态平衡，有效抑制、杀灭病菌和腐败菌的增殖作用。

乳酸菌能分解木质素、纤维素，合成各种氨基酸、维生素、活性酶等，促进机体新陈代谢和生长发育。

2.2 芽孢杆菌菌群

常用的芽孢杆菌菌群有近十种，以杆菌为主。芽孢杆菌耐受高温，有氧与无氧条件下能存活，在生物体代谢途径和调节机制研究较清楚。芽孢杆菌在生物体内，能迅速消耗环境中游离氧，造成低氧，有利厌氧有益菌生长；能产生乳酸，调节肠道pH值，间接抑制致病菌生长。

芽孢杆菌发酵中，产生细菌素(抗菌肽)，如枯草芽孢杆菌，产生枯草菌素、多黏菌素、短杆菌肽等活性物质，对生物体内致病菌(大肠杆菌、沙门氏菌等)和内源性感染的病菌，有特异抑制和杀灭作用。

芽孢杆菌刺激机体免疫器官，激活T、B淋巴细胞，提高免疫球蛋白和抗体水平，增强免疫细胞核体液免疫功能，提高机体免疫力。菌体自身合成α-淀粉酶、蛋白质酶、脂肪酶、纤维素酶以及维生素B1、维生素B2、维生素B6、烟酸等多种B族维生素，提高动物体内干扰素和巨噬细胞活性。

2.3 酵母菌群

酵母菌群，如产朊假丝酵母，生长速度很快，适宜温度和营养条件下，世代倍增时间不超过3h。

酵母菌群发酵葡萄糖、蔗糖、糖蜜，能同化尿素、铵盐和硝酸盐，抗逆性强，存活率高，能适应不同的生活环境，能在动物肠道中存活，排斥病原菌在肠黏膜表面的吸附、定植。菌体蛋白和B族维生素提供丰富的蛋白质、核酸、多种活性酶，还发酵合成甘露寡糖，促进机体免疫功能，提高免疫力。

2.4 革兰氏阳性放线菌

革兰氏阳性放线菌一类呈丝状生长和以孢子繁殖陆生性较强的原核微生物。70%的抗生素种类是各种放线菌所产生的强抑制病菌。其中一些放线菌产生各种酶类，如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶及维生素B12。对木质素、纤维素、甲壳素有降解作用，作为动、植物吸收的养分。放线菌也促进固氮菌增殖。

3 生物酵素中微生物菌群次生代谢物的作用机理

生物酵素中的微生物菌群，经发酵后，构成复合共生状态，群体数量巨大，发挥强大的团体优势作用，有特殊方式抑制、杀灭致病菌的能力。其一方面进入畜禽机体内强势地占领生存空间，吸取生存物质，抑制、清除致病菌；另一方面，分泌合成多种多样、大剂量的抗菌肽、细菌素等代谢物，可强效杀灭致病菌，而不会培养出耐药性菌株。研究得出，此复合共生菌群是替代抗生素最理想的生物酵素制剂，其作用机理如下。

生物酵素中微生物菌群在发酵过程中迅速增殖，可达到10×108CFU/mL～20×108CFU/mL，进入肠道后，发挥多方面特殊功能。有益微生物菌群，进入肠道后，占领生存空间，优先吸取环境的游离氧和生存物质，致使致病菌生存受抑制，而使厌氧有益微生物能迅速增长，有益微生物菌群在肠道中占绝对优势。

3.1 生物酵素微生物的次生代谢物的作用原理

3.2 有益微生物菌的次生代谢

细菌素是一种高效抗菌活性，对多种有害病菌均有抑制和灭杀功效，这一类次生代谢物，种类很多，专一性很强，而且半衰期比较短，对生态环境不会造成压力，是一种很理想的抗生素替代品。上述细菌素在消化道中易被一些蛋白酶降解，不会造成体内蓄积，不存在残留问题。对机体无副作用，无抗药性、无残留，而且有热稳定性、耐低温、耐酸等特性，是替代抗生素的理想制剂。生物酵素的问世，表明了抗生素的使用已获得革命性转折。

4 生物酵素中有效成分的作用机理

根据畜禽动物不同种类、不同的生长、发育时期的生理生化特点，筛选特定植物体有特殊功效的各种活性物质，经生物技术科学配伍，深度萃取、发酵制备而成。以下是各种不同性质的活性物质对畜禽动物的作用机理予以说明。

4.1 含有杀菌、抑菌、抗病毒作用的活性物质

大量研究显示，高海拔天然植物体内富含强效的抑菌、抗菌、抗病毒活性物质。有些植物体内含有广谱杀菌作用的生化物质，如大蒜素、香里酚、百里酚、硫化丙烯辣素、生物碱、有机酸及次生代谢物质等，这类活性物质通过激活细胞分泌功能，大量释放溶菌酶，水解致病菌细胞壁中的黏多肽，致使细胞裂解死亡。有的活性物质可透入细胞器的核糖体、内质网、高尔基体内阻碍致病菌蛋白质和毒素的合成与分泌，达到抑制致病菌生存，导致死亡。植物体中可发掘多种更有效的活性物质，这些物质是天然、无毒、无副作用、无残留，是作为生物酵素重要成分，也是能替代抗生素作用的重要因素。

4.2 含有激发免疫系统、提高免疫力作用的活性物质

许多植物包括香菇、蘑菇等，藻类及部分中药材中含有香菇多糖、糖苷、多糖体及发酵合成的低聚糖、甘露寡糖和多种维生素等活性物质。据研究，这些活性因子和功能性寡糖不被单胃动物吸收利用，而是进入肠道后段可被有益菌群吸收利用，作为有益菌的增殖因子，促使有益菌群大量繁殖，抑制了有害菌的生长，稳定肠道环境，提高肠黏膜免疫细胞生长、发育，激活T、B淋巴细胞，提高免疫球蛋白和抗体水平。

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功能性增殖因子可与病原菌外源凝集素结合，使病原菌不至于吸附在肠壁上，可携病原菌经肠道排出体外，则防止病原菌在肠道内繁殖。植物功能性物质可当免疫刺激辅助因子，调动畜禽动物免疫力，或通过调节免疫球蛋白量途径，抑制病毒，起到免疫增强剂、促进抗体产生的作用。植物提取物能调节机体内网状内皮系统，增强巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞介素活性，调节CAMP与CGMP含量和补体的生成，从而增强机体非特异性免疫反应，协同增强特异性免疫效果。机体免疫力提高，抗病力增强，畜牧养殖过程不用抗生素和药物。所以，生物酵素不仅可替代抗生素作用，而且做到不用抗生素之后，机体生长、发育会更好。

4.3 含有抗氧化、抗自由基作用的活性物质

自然界中许多天然植物、食用菌类、海洋生物含有丰富的生化活性物质。多酚类、黄酮类、花青素、胡萝卜素、白藜芦醇、维生素、辅酶类，微量元素Se、Ge、Zn、Cr3+等具有很强的抗氧化、抗自由基、延长细胞生命作用，能调节动物机体代谢作用，也能促进机体免疫功能，提高动物繁殖性能，使畜禽动物机体健康生长。动物酵素包含有上述活性物质成分，根据上述活性物质和微生物菌群的作用原理，整个养殖场，全程使用动物酵素，养殖全过程不需要使用抗生素，即实现源头无抗、过程无抗、结果无抗。

4.4 含有提高动物繁殖性能作用的活性物质

许多天然植物提取物含有天然植物激素、助孕素、细胞分裂素、生长调节剂、B族维生素、叶酸、微量元素Se、Zn等多种孕育酵素，能激活种母猪体内生殖系统酶活性，调节机体代谢，促进性腺发育，显著提高促卵泡激素(FSH)和促黄体激素(LH)含量，增加母体排卵数量和受精卵形成数量，提高胚胎早期着床率，保证胚胎的正常发育，因而可显著提高种猪的生产性能。

另一方面，动物酵素中这些活性物质能促进母猪泌乳量增多，提高乳汁品质，满足仔猪生长、发育的营养养分，使仔猪健壮、快速生长。总之，使母体健康，繁殖性能提高，仔猪生长健壮、不发病、少发病或个别猪轻微病、很快康复是生物酵素产品替代抗生素的优势。

4.5 含有促进生长、发育作用的物质成分

动物酵素中含有许多从植物体萃取的丰富营养物质，如植物中有些种类含有17～19种氨基酸，其中含7～8种是机体难获得又要必须的种类，有的植物类含有28种矿质元素(如含微量元素Zn、Fe、Cr、Se、Ge)，有的植物种类会有维生素达9种以上，如维生素C、维生素E、维生素A、B族维生素。还含有丰富的不饱和脂肪酸、亚麻油酸、核糖体、多肽物质、植物蛋白、菌体蛋白、人参皂苷、有机酸、膳食纤维等营养物质。其中一些氨基酸、微量元素和维生素等稀少成分是动物体很难或根本无法从一般饲料中得到的，这些营养是畜禽动物构建机体组织器官的重要养分，均衡畜禽机体营养吸收，提供机体生命活动的正能量，促进机体生长发育，因而增强动物体抗病力和免疫力。

综上所述，生物酵素中所含有的复合共生菌群、有效活性成分以及丰富的、多种多样的营养成分，对畜牧动物整个生长发育过程起着调理、调节、保健、促长、治疗整个生命过程。其对畜禽动物机体起综合作用的机理，充分证明了动物酵素是养殖过程理想的抗生素替代物。