养殖饲料中的微生态制剂与维生素添加剂
2022-12-08肖永清
肖永清
(湖北十堰市新兴畜牧业饲料公司,湖北 十堰 442001)
微生态制剂主要包括光合细菌、芽孢杆菌、EM菌等。微生态制剂能调节机体微生态平衡,起到有病治病、未病防病、无病保健,既能促进动物生长发育,又能提高生产性能,克服了应用抗生素带来的弊端。维生素是一类具有生物活性的低分子有机化合物,存在于动植物机体内,含量极微。它主要以辅酶和催化剂的形式广泛参与动植物机体内代谢的生物化学反应,是维持动物正常生理功能、生长发育和繁殖不可缺少的物质。
1 微生态制剂与维生素添加剂的生物学特点
1.1功用特点 维生素是一类具有生物活性的低分子有机化合物,存在于动植物机体内,含量极微。它主要以辅酶和催化剂的形式广泛参与动植物机体内代谢的生物化学反应,是维持动物正常生理功能、生长发育和繁殖不可缺少的物质。在比较粗放的饲养条件下,畜禽能够采食大量的青饲料,一般不会出现维生素缺乏。但在集约化、高密度的大群饲养方式时,动物采食高能量、高蛋白的配合饲料,常会出现维生素缺乏症,对维生素需要量大大增加,这样仅依靠饲料中获取维生素已不能满足动物的需要,必须补充各种工业化生产的多种维生素添加剂。
微生态制剂是从健康动物体内分离的有益菌,采用有益微生物,经发酵等特殊的科学工艺制成的,是能够促进动物健康的生物制剂或活菌制剂。使用微生态制剂能够维持肠道菌群生态平衡,提高营养利用率、促进动物生长,刺激免疫系统、增强及改善机体免疫力。
1.2性能优势 微生态制剂是一种根据动物微生态学基本原理研制、可用于调节动物机体微生态平衡的生物制品。通过增强机体对肠道内有害微生物的抑制或通过增强非特异性免疫功能来预防疾病、促进动物生长或提高饲料转化率的一类药物或饲料添加剂。它是一种或多种能激发目的菌种繁殖生长,同时抑制别种菌系生长的微生物添加剂。目前大致分为3个类型“益生菌”、“益生元”和“合生素”。
益生菌又称“益生素”,是指投入后通过改善宿主肠道菌群生态平衡而发挥有益作用。益生元是指能够选择性地促进宿主肠道内原有的一种或几种有益细菌生长繁殖的物质。低聚糖、乳果糖、蔗糖低聚糖、棉子低聚糖、异麦芽低聚糖、玉米低聚糖、大豆低聚糖等,这些糖类不被动物消化系统消化吸收,亦不被肠道菌群分解利用,但能为肠道有益菌群如双歧杆菌和乳杆菌利用。合生素是指“益生菌”和“益生元”同时并存的制剂。微生态制剂与其它药物不同,从理论上讲,它优于抗生素,克服了应用抗生素所造成的菌群失调、耐药菌株的增加以及药物的毒副反应,它能起到“已病辅治”、“未病防病”、“无病保健”的重要作用。
根据先入为主的理论,微生态制剂的应用时间要早,通过先入菌的占据性控制,减少或阻碍病原菌的定居;禁止与抗生素、杀菌药、消毒药或具有抗菌作用的中草药同时使用,否则会杀死或抑制其中的活菌,减弱或失去微生态制剂的作用;微生态制剂的预防效果好于治疗,作用发挥较慢,故应长时间连续饲喂,才能达到预期效果。根据目的不同,使用时要有所选择。如治疗腹泻时,最好选用肠道中占优势的菌群制成的微生态制剂,如乳酸杆菌、双岐杆菌。要注意活力和数量,微生态制剂必须含有一定量的活菌,一般要求3亿个左右活菌体,且活力要强。
微生态制剂作为一类新型绿色环保的饲料添加剂,无毒、无害、无残留且无污染,它在饲料中的应用为食品安全开辟了美好的前景。
1.3作用机理 微生态制剂中的有益微生物可竞争性地抑制病原微生物粘附到肠细胞壁上,同病原微生物争夺有限的营养物质和生态位点,并将其驱出定植地点。利用微生态制剂建立机体内正常的微生物,生物拮抗竞争性的排斥体内病原菌。微生态制剂可作为外源抗原或辅剂起机体免疫作用,诱导细胞因子产生,增强动物免疫力是益生菌的重要作用。益生菌,如蜡样芽孢杆菌、酿酒酵母菌等,可活化肠粘膜内的相关淋巴组织,提高免疫识别能力,并诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子,通过淋巴细胞再循环活化全身免疫系统,增强机体体液免疫和细胞免疫功能,防止疾病的发生。当动物机体内部微生态平衡失调时,大肠杆菌比例提高,分解蛋白质产生有毒物质,如氨、胺、细菌毒素等。
微生态制剂可显著降低大肠杆菌、沙门氏菌数量,抑制病原菌,改善机体内部环境,从而恢复微生态平衡。在动物体内芽孢杆菌及曲霉类微生态制剂可以产生具有较强活性利于饲料中蛋白质、脂肪、纤维素和半纤维素分解的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、葡聚糖酶和纤维素酶等;还可以产生植酸酶,促进动物对植酸和植酸盐中磷的吸收利用;产生多种酶类提高饲料利用率,同时,动物消化酶活性的提高,有效地促进了营养物质的消化吸收。酵母菌和霉菌细胞内含有丰富的维生素、氨基酸等营养成分,其中的粗蛋白还可以合成菌体蛋白及B族维生素供机体利用,产生多种营养物质,参与机体新陈代谢。芽孢杆菌等产生的乳酸可以提高动物对钙、磷、铁等的吸收和利用,减少应激反应。微生态制剂可以增加小肠的吸收面积,加速动物机体对糖原的利用,提高多糖的代谢水平,并可促进RNA、DNA及蛋白质的合成,促进动物生理机能成熟。
2 微生态制剂与维生素添加剂剂型介绍
2.1维生素微胶囊 微胶囊是指把固体、液体或气体包埋在一个微小的、密封的囊中,在特定条件下,以可控制的速度释放其中的芯材的技术。由于微胶囊具有保护物质免受环境影响、掩盖不良味道或气味、改变物质的存在状态、质量或体积、降低毒性、控制释放等许多作用。
维生素的最大特点是不稳定、极易变质或失效,将维生素C和E制成微胶囊可以有效克服这个缺点;氯化胆碱具有强大的吸水性,生产饲料时需要单独添加,同时它对维生素有极强的破坏作用,于是生产厂家往往加大维生素的用量,这样就增加了生产成本,把氯化胆碱微胶囊化后,使得饲料中维生素用量在减半的情况下不会出现维生素缺乏现象,且生产性能无差异。在饲料工业上,微胶囊能够改变物质的状态、质量和体积,提高其稳定性、溶解性和流动性。将维生素等对环境敏感的物质微囊化处理,使其与外界隔绝,可以有效的延长其储存时间,降低挥发性,延长香味剂等物质的滞留期。同样,许多微生态制剂在进入动物体内的过程中生物活性损失较大,如将其包被处理,能较好地提高细菌存活率。隔离相互间容易发生反应的组分,使之可共存于同一配方中,提高原料的配伍范围。可以最佳方式释放具有生物活性的物质,使生物活性物质具有更强的靶向性。
2.2酶制剂 酶制剂是指从生物中提取的具有酶特性的一类物质,常用的酶制剂有非淀粉多糖酶(包括纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、半乳糖苷酶和果胶酶)、植酸酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶五类。因家畜自身分泌的酶数量有限,适量加入消化酶可提高对饲料的消化吸收。
酶制剂是一类从动物、植物、微生物中提取具有生物催化能力的蛋白质。具有高效性,专一性,在适宜条件(pH和温度)下具有活性。动、植物和微生物产生的许多酶都能制成酶制剂。植物由于生长地域、季节、气候等的影响,生产酶制剂的产量和质量都不稳定。动物产生的酶主要从屠宰牲畜腺体中提取,来源有限;只有微生物生产的酶,可满足任何规模的需求,产率高、质量稳定。微生物酶制剂既可取代性能相同的动、植物主要酶制剂种类,又能生产出在100℃起催化作用的高温-淀粉酶和在pH 10~12起作用的洗涤剂蛋白酶等品种。
在青贮饲料生产中,酶添加剂可提供青贮饲料中产乳酸的微生物所需要的养分,增加微生物所需要的糖和其他养分的利用率,提高青贮发酵的效果。青贮饲料添加剂主要可分为发酵促进剂、发酵抑制剂及营养性添加剂3类。前两类是控制发酵程度的,既可通过促进乳酸发酵实现(促进剂),也可通过部分或全部抑制微生物的生长(抑制剂)来实现。第三类营养性添加剂,在制作青贮时加到原料中,可改善青贮饲料的营养价值。在实际应用中,要注意选择以产乳酸为主、或不产乙酸和乙醇的同型乳酸菌种,主要有乳杆菌、戊糖片球菌等。一般在高水分条件下青贮不添加乳酸菌,在中低水分以下青贮中,接种乳酸菌可以大大提高乳酸的数量,迅速降低pH值,减少蛋白质降解量,使青贮中的氨态氮的数量明显降低,使青贮效果和质量提高。
2.3活菌制剂 活菌制剂又名生菌剂、微生态制剂,即动物食入后能在消化道中生长、发育或繁殖,并起有益作用的活体微生物饲料添加剂。但在饲料制粒时,一般需要80℃以上的温度对饲料进行调质处理,加之制粒时的压力和摩擦,使活菌制剂中大多数非芽孢杆菌如乳酸菌、酵母菌、放线菌等都难以存活。将微生物制剂微胶囊化后可以有效提高其在饲料中的活性。
益生素添加剂又称活菌制剂或微生物制剂,可以直接饲喂动物并通过调节动物肠道微生态平衡达到预防疾病、促进动物生长和提高饲料利用率。益生素因依据不同有多种分类方法。根据制剂的用途及作用机制分为微生物生长促进剂和微生态治疗剂;依活菌剂的组成分为单一制剂和复合制剂;目前较多使用的分类方法是依据微生物的菌种类型分为乳酸菌制剂、芽孢杆菌制剂、真菌及活酵母类制剂。
目前用于生产益生素的菌种主要有乳酸杆菌属、粪链球菌属、芽孢杆菌属和酵母菌属等。我国批准使用的益生菌有6种:芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。羊偏重于添加真菌、酵母类制剂,并以曲霉菌效果较好。
活菌制剂必须含有一定量的活菌才能达到预期的效果。我国农业农村部对不同种类的微生态制剂规定了其最低活菌含量,芽胞杆菌≥5亿个/g、乳酸杆菌≥1000万个/g、粪链球菌≥200亿个/g、混合制剂不少于50亿~100亿个/g,在应用微生态制剂时一定要注意量效关系,活菌含量是产品质量的关键。市场上的活菌制剂有药用型、助消化促生长型和综合型三类。
药用型主要由正常消化道优势菌群的乳酸菌、双歧杆菌等种、属菌株组成具有很强地调整消化道内环境和微生物区系平衡的作用,故又称之为整肠剂。主要用于预防和治疗消化机能紊乱和消化道感染。此类以保健为主,间接起到促生长,提高饲料利用率作用的活菌制剂通常又称为益生素、促生素、利生素、竞生素等。
助消化促生长型主要由真菌、酵母、芽孢杆菌等具有很强消化能力的种、属菌株组成。在消化道中能产生多种消化酶、丰富的B族维生素、维生素K、未知生长因子和菌体蛋白等。添加于饲料中主要起辅助消化,促进生长的作用;同时也有一定的防治疾病的作用。这类以直接提高饲料利用率,促进动物生长为主,同时防治疾病的活菌制剂通常又称为饲用微生物生长促进剂,如芽孢杆菌制剂促菌生等。
综合型由多种、属菌株配合而成,有的还配有多种消化酶或霉菌、酵母提取物,具有一定的整肠保健、防治疾病的作用,又有较好的辅助消化、促进生长等作用。例如,酪多精含有8种产乳酸菌和三种消化酶及B族维生素、菌体未知生长因子;百饲益含有乳酸菌、糖化菌和酪酸菌;波得新由乳酸杆菌、链球菌、双歧杆菌、米曲霉菌、球拟酵母菌组成等。活菌制剂不可与任何抗菌药品同时使用,饮水中消毒剂也要停用数天,等肠道有益菌群建立起来,其数量多了,饮水中再按规定浓度加消毒剂也无妨。