微生物饲料添加剂——陈红坤

微生物饲料添加剂河南省恒隆态生物技术研究所主讲：陈红坤目录一现代养殖业存在的问题二ＭＦＡ的定义及应用现状三ＭＦＡ作用机制四ＭＦＡ的研究成果与特点五ＭＦＡ市场前景的调查分析六ＭＦＡ的发展方向七ＭＦＡ应用中存在的问题八ＭＦＡ的问题解决方案一养殖业造成的污染问题(一)水体的污染(二)空气的污染(三)病菌的传播(四)食品的安全一水体的污染高浓度畜禽养殖污水N、P含量高，而且畜禽废弃物污水中有毒、有害成分导致水体严重富营养化，可使地下水溶解氧含量减少，水体中有毒成分增多，严重时使水体发黑、变臭，造成持久性的有机污染，使原有水体丧失使用功能，极难治理、恢复。二空气的污染畜禽养殖过程会产生大量的恶臭气体，其中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有毒有害成分，污染养殖场及周围空气，同时有的畜禽养殖场离文教区、居民生活区较近，由于恶臭污染问题，导致养殖场与周围群众关系十分紧张。三病菌的传播畜禽废弃物中的污染物中含有大量的病原微生物、寄生虫卵以及孳生的蚊蝇，会使环境中病原种类增多，病原菌和寄生虫大量繁殖，造成人、畜传染病的蔓延，尤其是人畜共患病时，会导致疫情发生，给人畜带来灾难性危害。四食品的安全滥用抗生素的危害，导致大量的抗生素残留在动物体内。抗生素本身又毒副作用：（1）多粘菌素用作全身性治疗时，易对肾脏产生毒害作用。（2）四环素与氨基糖甙类抗生素有时能诱发神经肌肉的阻断效应并且会造成肝脏的损害。（3）四环素与钙离子作用可能导致低血压与心脏输出力减弱。滥用抗生素的危害抗生素可以产生耐药性：微生物本身也是一个生命，就像我们人体一样有外面的东西侵入会自卫、防御、反击，最后的结果就是耐药。如果我们滥用抗生素，环境中存在的这些致病微生物都是耐药的，那人体生病感染的都是耐药菌，很难有有效的药物治疗，最后受到损害的是我们人类自己。抗生素造成动物倡导菌群失调。抗生素的作用就是杀菌，不管是病菌还是对人体有用的益生菌。抗生素在杀灭致病菌的同时，也杀灭了益生菌，结果造成人体正常菌群失调，而人体正常菌群失调则又引发了很多疾病，如造成肠道菌紊乱，引起腹泻，导致人体的消化、营养吸收的一系列不良反应。“瘦肉精”到底是一种怎样的东西“瘦肉精”化学名为克伦特罗（clenbuterol）是一种高选择性的兴奋剂——β兴奋剂。β兴奋剂属于肾上腺素的类激素，它掺入猪饲料，猪吃后生长速度加快，瘦肉率明显提高，脂肪含量降低，所以养猪户称其为“瘦肉精”。猪吃了含有兴奋剂的混合饲料后，的确能提高瘦肉的比例，但对猪的内脏影响比较大，兴奋剂的残留也比较高。如果人食用了猪肉中残留的β兴奋剂后，会产生心跳过快，心慌，不由自主的颤抖、双脚站不住，心悸胸闷，四肢肌肉颤动，头晕乏力等神经中枢中毒后失控的现象，甚至导致死亡。目前，在西方国家已基本禁止使用。二ＭＦＡ的定义及应用现状发展绿色无公害饲料添加剂是21世纪饲料工业的重要研究方向，饲微生物制剂是实现这一目的的主要途径。随着动物微生态学研究的不断深入，以有益微生物菌群研制开发的饲用微生物添加剂，作为一类新型无公害饲料资源已被广泛应用。由于它具有生物学活性，能很好的参与动物胃肠道微生物菌群的生态平衡，促进动物的营养消化吸收和生长发育，提高饲料转化率，改善动物的生产性能，增强幼畜抗病力以及具有改善饲养环境和减少环境污染的独特作用，因此引起越来越多饲料生产企业和养殖业的高度重视，也成为国内外饲料行业研究开发的热点。ＭＦＡ的应用现状如何？饲料微生物添加剂，是在动物微生态学理论指导下发展较快的一类新型饲料添加剂，是生物技术在动物营养学方面的具体运用。微生物饲料添加剂是最近20多年来为替代抗生素而开发的一类具有防治消化道疾病、降低幼龄动物死亡率、提高饲料效率、促进动物生长等作用的安全性饲料添加剂。国际上微生物饲料添加剂的研究和应用开始于２０世纪７０年代初，１９８９年美国食品与药物管理局（ＦＤＡ）和美国饲料公定协会（ＡＡＦＣＯ）公布了４３种可“直接饲喂且一般认为是安全的微生物”，促进了该方面研究的发展。据ＥＥＣ报告，人们对这些微生物添加剂的兴趣日益增加，还预言它将被广泛应用于养猪、养鸡、养牛及水产动物生产中。目前，国外很多生物技术公司已经研制出猪用、禽用、牛用、宠物用等多种微生物添加剂。在我国８０年代后期才开始重视微生物添加剂的研究与开发应用，时间很短，但现在国内生产微生物添加剂的企业已有百十家，发展前景比较可观。什么是微生物添加剂？微生物添加剂（ＭｉｃｒｏｂｉａｌＦｅｅｄＡｄｄｉｔｉｖｅｓ，简称ＭＦＡ）是近年来发现的一类新型饲料添加剂。它是对包括益生素（ｐｒｏｂｉｏｔｉｃｓ）、微生态制剂在内的有益微生物制剂的一种广义和通俗的解释，又名活菌剂、生菌剂、促生素、利生素等。它的核心含义是指摄入动物体内参与肠道内微生物平衡的，具有直接通过增强动物对胃肠内有害微生物群落的抑制作用或通过增强非特异性免疫功能来预防疾病，间接起到促进动物生长和提高饲料转化率的活性微生物培养物。三ＭＦＡ作用机制（一）维持微生态平衡（二）营养作用（三）免疫作用（四）促进毒素排泄益生菌的作用机理益生菌肠道屏障，抑制致病菌，排出毒素（一）维持微生态平衡动物在正常情况下，胃肠道中的正常菌群维持稳定的生态环境，当畜禽处于应激状态（断奶、运输、换料、改变饲养环境等），体内的菌群会处于暂时的紊乱状态，这时很容易给病原菌造成可趁之机，ＭＦＡ的有益菌可以及时补充，维持微生态平衡。进入机体内的病原菌要引起机体致病，它必须先与一定的组织和细胞粘附并增殖，而正常微生物群占据致病菌的靶上皮细胞或产生一个对致病菌不利的环境，从而保持菌种正常的动态平衡。（二）营养作用正常微生物影响机体物质代谢及营养转化合成，除参与蛋白质、碳水化合物、脂肪代谢及维生素合成外，还参与胆汁代谢及激素转化过程，如双歧杆菌、乳酸杆菌等产生，造成酸性环境，促进维生素Ｄ、钙及二价铁的吸收。另外，微生物还可产生消化酶，将饲料中难以消化物质（如粗纤维）分解成易被动物吸收利用的小分子物质，提高饲料的转化率。Ｗｏｎｌｉ研究发现，给生长猪饲喂乳酸菌和酵母培养物，56d内试验组比对照组增重4.8Kg，饲料转化率提高9.6%。研究发现，芽孢杆菌对仔猪生长的促进作用与泰乐霉素相似，单独使用芽孢杆菌产品或与其它添加剂配合使用，均可明显提高家畜增重。生长早期的仔畜由于胃酸分泌不足，胃中ｐＨ值高，抑制了胃蛋白酶的活性，而芽孢杆菌有利于改善胃内环境，降低ｐＨ值，激活胃蛋白酶，还可产生较强的酶来降解饲料中复杂的碳水化合物。（三）免疫作用ＭＦＡ中微生物的免疫作用表现在两个方面﹕一方面是促进宿主免疫器官的发育成熟，幼畜出生后，免疫器官还未完全成熟，使其早些接触良性微生物，可促使免疫器官的发育﹔另一方面是作为宿主终生相伴的抗原库，刺激免疫系统产生免疫应答，使宿主对病原微生物保持一定程度的免疫力。良性微生物的长期寄居，与宿主达成一种共生关系，可促使机体产生能抵抗同类病原菌的抗体。ＭＦＡ中的微生物产生的代谢产物可抑制其它肠道病原菌的生长，如乳酸菌产生的乳酸可抑制其它大肠杆菌、沙门氏菌的生长，减少肠道疾病的发病率。四ＭＦＡ的研究成果与特点主要成果通过大量菌种筛选工作，建立了多种有益微生物菌种库﹔物化产品，即高科技微生态活菌制剂，剂型包括粉型和液剂﹔生产配套技术﹔利用营养缓释技术生产的微生物活性保护剂﹔生产高科技生物饲料（绿色饲料）的配套技术和添加剂。06年以大北农为主持单位，联合中国农业大学饲料所，北京市农科院畜牧所等多家在京机构，我们成立了北市微生态制剂学员研究所，针对微生态制剂在应用领域的问题进行了联合攻关，通过联合发挥了各自的优势，使多方的资源得到了共享，缩短了研发周期，提高了技术水平，取得的计划中的多项科研成果，完成了20多种菌种的性能、研究，完成了11个菌种的安全性研究，开发出了微生态菌种有21种，已在20多个养殖点进行应用，其中北京有50多家，共实现销售一千五百万元。主要特点高效微生物饲料添加剂是一种采用营养缓释技术、生物发酵技术和特殊生产工艺，把一些富产消化酶的芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌类等多种有益微生物复合而成的新型高科技微生物饲料添加剂，可广泛用于畜禽养殖和饲料生产及控制环境。目前的营养学已从孤立的动物研究转向“动物－环境”系统研究，这对于饲料有更高的要求。首先，不但要求饲料的营养成分符合标准，饲养效果好，还要求其对周围环境不至于造成污染。ＭＦＡ中的微生物代谢产物可以将臭源———吲哚化合物完全氧化，将硫化物氧化成无臭、无毒物质。其次，可以改善畜产品肉质风味。反刍动物的肉质具有特殊的香味，是因为其体脂肪中支链脂肪酸和奇数碳原子脂肪或异构脂肪酸的含量高，这与其瘤胃中微生物的作用有很大关系，高精料饲养容易使皮下脂肪变软。目前市场上畜禽产品风味欠佳，我们可以利用MFA养殖，经过微生物的作用，使动物健康生长，产品质量得到改善。益生菌的生产工艺原菌种活化→菌种扩大培养→液体或固体发酵→后加工→成品检验→包装→菌种的筛选生产ＭＦＡ的工艺流程是﹕原菌种活化→菌种扩大培养→液体或固体发酵→后加工→成品检验→包装，它包括发酵工程、浓缩工程和后处理工程。ＭＦＡ中的微生物大多是活的微生物，在应用过程中难免存在一些问题，如对菌种筛选。我们知道能够耐受饲料运输、包装、制粒等加工过程的菌种很少，但通过诱变育种、多种筛选、微胶囊技术，可基本上解决了这一大难题。发酵过程所需原料资源广，且价格低廉。五ＭＦＡ市场前景的调查分析2006年我国饲料加工能力超过2亿吨，如果饲料中微生物添加剂的添加量以千分之一计算，则需用20万吨。据国家有关部门统计，2004年我国微生物添加剂的产量约3500吨，与需求相差约60倍，远远跟不上饲料工业发展的需要。因此，投资微生物添加剂行业，以满足畜牧业发展的需求，促进我国绿色养殖业的发展，具有重要的经济意义和社会意义。六ＭＦＡ的发展方向活菌是关键微生物添加剂的核心是活的微生物活菌的种类及其数量是微生态制剂的灵魂，过分强调死菌等的作用是不恰当的，甚至是有害的。为了保证添加剂的使用效果，必须要让微生物是活体，而且要又一定的菌浓度。如芽孢杆菌类的微生物添加剂每克至少含10亿个以上活菌；而且能在畜禽肠道存活，适应肠道复杂的环境条件并能进行新陈代谢活动。扶助内源性有益菌与其从外界补入数量不大，不能粘附、增殖的非原籍菌，不如创造条件去促进数量有限的内源性有益菌迅速生长繁殖，以有效调整微生态平衡。研究适于推广的制剂提倡优先发展胶囊型冻干菌粉形式的制剂，并逐渐取代水剂形式的商品，有重点地革新现有生产工艺，加速产品的升级换代。七ＭＦＡ应用中存在的问题主要是用添加剂发酵饲料时的发酵条件控制问题不良的发酵饲喂系统含有大量的杂菌;原料中不含有适于发酵的菌或含量太低不足以抑制有害菌;原料质量差异导致发酵失败(例如来自发酵工艺的饲料工业副产品会带来不相关的杂菌不良的发酵氧气过多导致异体发酵物产生乙酸而不是乳酸(乙酸适口性差);温度过低导致酵母大量繁殖;发酵设施长时间使用破旧损坏。八ＭＦＡ的问题解决方案发酵液体饲料的发酵控制发酵控制应当有益于动物的健康和生长性能的发挥。通常干饲料的pH接近7，这正是病原微生物生长繁殖的最佳pH条件。发酵彻底就意味着在饲料中乳酸菌的浓度最大，从而可使最终pH达到3.8～4.0。而当pH小于5时，消化蛋白的酶的活性才最大。发酵可使饲料的pH降到4或更低，提高饲料的消化率。HM乳酸菌发酵控制HM乳酸菌是一种产酸性很强的特异乳酸菌。发酵控制条件是：培养温度：37至40度培养时间：12至24小时水分调节：65%左右氧气控制：厌氧发酵谢谢观看