微生态制剂研究及应用进展

微生态制剂研究及应用进展目录•1微生态制剂定义•2微生态制剂的类型•3微生态制剂的作用机制•4微生态制剂与其他添加剂的联合使用•5微生态制剂的应用现状•6微生态制剂在应用中存在的问题•7现代生物技术在微生态制剂研发中的应用•8总结与讨论1微生态制剂定义•广义：微生态制剂是在微生态学理论指导下，调整微生态失调，保持微生态平衡，提高宿主健康水平的正常菌群及其代谢产物和选择性促进宿主正常菌群生长的物质制剂总称。•微生态制剂按照其主要成分分为3类：益生菌、益生元和合生素。•狭义：益生菌2微生态制剂的类型•2.1根据微生态制剂的物质组成划分•(1)益生菌又称促生素，是一种含有大量有益菌及其代谢产物和生长促进因子的物质，具有维持肠道微生物平衡、提高机体健康水平的活菌制剂。•(2)益生元是一种不被宿主消化的食物成分，它能选择性地刺激肠道内一种或多种有益菌的生长繁殖，抑制某些有害细菌生长，从而维持机体处于健康状态。•(3)合生元又称全生素，是指生理性细菌(即益生剂)加促进物质(即益生元)的合剂。2微生态制剂的类型益生菌益生元合生元2微生态制剂的类型•2.2按微生物种类划分•(1)乳酸菌类微生态制剂:乳酸菌能分解饲料中的蛋白质、糖类、合成维生素，能显著促进营养物质的消化吸收。目前应用的主要有嗜酸乳杆菌、粪链球菌、双歧乳杆菌等。•(2)芽抱杆菌类微生态制剂:芽抱杆菌具有较强的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性。它可消耗肠道内的氧，抑制致病菌的生长，维持肠道正常生态平衡。在肠道发芽生长具有多种有效的酶促效应。目前，应用的菌种主要有短小芽抱杆菌、枯草芽抱杆菌、蜡样芽抱杆菌等。2微生态制剂的类型•2.2按微生物种类划分•(3)酵母微生态制剂:菌体富含多种蛋白质及维生素，活酵母菌的繁殖，可改善胃肠道生态结构，维持pH值的稳定，抑制有害菌。酵母菌细胞壁可提高动物对纤维素和矿物质的消化、吸收利用;增强动物机体免疫，防治畜禽消化系统疾病。目前应用的菌种主要有酿酒酵母和石油酵母等。•(4)光合细菌:光合细菌的细胞成分不仅能为动物体提供丰富的蛋白质、维生素、矿物质等营养物质，而且可以产生辅酶Q等生物活性物质及类胡萝卜素、番茄红素等天然色素。另外，光合细菌能吸收分解水中氨、硫化氢等有害物质，改善水质。2微生态制剂的类型•2.2按微生物种类划分•(5)复合微生态制剂:由多种菌复合配制而成，能适应多种条件和宿主，具有促进生长、提高饲料转化率等多种功能。3微生态制剂的作用机制•3.1改善胃肠道微生态环境•3.1.1优势种群说•摄入一定量的有益菌，消化道内有益菌群得到了及时有效的补充，使有益菌在数量上和作用强度上均占绝对优势，抑制致病菌群的增殖，从而维持肠道内菌群的平衡。•3.1.2拮抗作用•在有益菌的生长代谢过程中，会产生一些具有拮抗病原微生物活性物质抑制病原微生物。另外，有益菌通过竞争营养物质，限制有害菌生长。3微生态制剂的作用机制•3.1.3生物夺氧说•好氧菌特别是芽抱杆菌在繁殖过程中消耗肠道氧气，造成局部厌氧环境，促进厌氧正常菌的繁殖，抑制需氧和兼性厌氧病原菌生长，使失调菌群恢复到正常。另外，酵母可以分泌一些消耗肠道氧气的生长因子，促进肠道有益菌的生长，维护菌系平衡。•3.1.4清除肠道有毒物质•态调节剂通过补充正常有益的生理寄生菌，使内毒素减少。益生菌也可以通过产生某些酶来修饰毒素受体，阻断或减少毒素与肠勃膜受体的结合，减少肠源性内毒素吸收。3微生态制剂的作用机制•3.2影响微生物的代谢途径•微生态制剂中的活菌在代谢过程中产生一些有益代谢产物，如有机酸，过氧化氢、各种酶、维生素等。改善肠道环境，促进营养物质消化率吸收，从而促进动物生长。•3.3调节动物机体免疫功能•微生态制剂可以提高机体细胞免疫和体液免疫反应，主要表现为激活单核吞噬细胞，增强自然杀伤细胞的活力，促进T,B淋巴细胞的增殖、成熟，促进细胞因子和抗体的表达，从而提高机体局部或全身的防御功能，发挥自稳调节、抗感染、抗肿瘤效应。4微生态制剂与其他添加剂的联合使用•微生态制剂和寡糖联合使用可提高益生菌在肠道内的成活率及稳定性，增强微生态制剂的作用。•微生态制剂和酶制剂联合使用，有利于动物肠道微生物区系的建立和维持，还能分泌大量的酶，能够提高酶制剂的活性。同时，酶制剂可通过降解饲料营养物质，为益生菌提供生长增殖所必需的营养物质。•酸化剂和微生态制剂的联合应用可以产生一定的协同效应。乳酸菌、芽抱杆菌等益生菌的耐酸特性为其与酸化剂的联合使用提供了基础，因为肠道中主要的几种有害微生物最适生长环境的pH值为7左右，而乳酸菌、双歧杆菌等益生菌适宜的生长环境偏酸性。•5.1宠物食品及兽药•5.2獭兔•5.3微生态制剂在奶牛生产中的应用•5.4改善养殖池塘中生物群落结构5微生态制剂的应用现状6微生态制剂在应用中存在的问题•①菌种反复扩培，逐渐失去优良特性；•②活菌数量不能保持稳定，在加工、运输、储藏和使用过程中易失去活性；•③微生态制剂产品效果不稳定，缺少针对性，对于作用对象、使用目的以及使用环境的考虑并不周全；•④可用菌种较少，需要进行新菌种的开发，同时微生态制剂产品较为单一，复合菌剂的开发亦成为重点；•⑤作用机理的研究尚不完善，不利于微生态制剂的研发和应用；•⑥微生态制剂产品的行业标准需要进一步完善，阻碍市场推广进程。7现代生物技术在微生态制剂研发中的应用•7.1现代生物技术在菌株的鉴定与分类中的应用•分子遗传学鉴定法，主要是对细菌染色体或质粒DNA进行分析，包括DNA(G+C)mol%含量测定、DNARNA核酸分子杂交、聚合酶链式反应技术(PCR),16SrRNA序列分析、多位点序列分型(MultiLocusSequenceTypingMLST)、细胞脂肪酸测定法等。•7.2基因工程在微生态制剂中的应用•利用基因工程技术对己通过筛选或被证明有一定效果的菌株进行改良，可扩大其应用范围，增强作用效果。7现代生物技术在微生态制剂研发中的应用•7.3组学技术在微生态制剂中应用•基因组、转录组、蛋白组和代谢组学的方法己广泛应用于水产养殖及微生态制剂的研究中。随着新一代测序技术的发展，通过宏基因组测序，可以研究微生态制剂施用后的环境中微生物的遗传多样性和分子生态学信息。•7.4绿色荧光蛋白技术在微生态制剂中的应用•通过对益生菌进行基因改造，可以区分内源微生物和摄入微生物，通过利用绿色荧光蛋白技术(GreenFluores-centProteinGFP)可以检测微生物在肠道内的定植率和存活率。8总结与讨论•微生态制剂以其无毒无害、促进生长、改善环境、成本低廉等特点被广泛应用于养殖行业中。但是微生态制剂在应用中仍存在一定问题。•未来的主要工作将致力于选育优良菌种，研制混合制剂，优化生产工艺，微生态制剂保存方法，并结合动物自身肠道菌群和环境之间的关系，对微生态制剂进行研发和作用机制的研究。•现代生物技术的迅猛发展，为微生态制剂的深入研究提供了有效手段。相信随着现代生物技术、代谢工程、发酵工程与微生物工程的不断发展，微生态制剂的研究开发将迎来一个新的时代。刘于小雪