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活菌制剂时代 发表评论(0) 编辑词条

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活菌制剂时代 编辑本段回目录

 光辉的抗生素时代之后必将出现一个微生态制剂时代。

  1 微生态制剂的研究和应用概况

  1.1抗菌药物的局限性

  1929年英国的Fleming发现抗生素以来,已经给人类生产和生活带来了巨大变化。本世纪中叶开始抗生素、喹诺酮、喹乙醇等在全世界被广泛用作饲料添加剂。随之各种弊端也日益暴露出来,造成动物正常菌群推失调,产生耐药菌株,大量药物残留,污染环境,对人类健康造成严重威胁。这样一方面要求禁止滥用抗菌药物作为饲料添加剂,西欧、日本、美国等国家已经相继颁布一系列法律,从立法上限制抗生素使用。另一方面要求大力研制抗生素替代品。在本世纪六七十年代人类发现抗生素的种种弊端后,微生态制剂作为理想的替代品,在畜牧业上逐渐受到重视。应用微生物制剂投入少收益大,无抗药性和药物残留,是二十一世纪畜牧养殖业的发展方向之一。有专家预言:光辉的抗生素时代之后必将出现一个微生态制剂时代。

  1.2微生态学与微生态制剂

  微生态学(Microecology)是研究正常微生物与其宿主内环境相互依赖和相互制约的细胞分子水平的生态科学,是正常微生物与其宿主相互关系的一种生命科学,是微生态制剂的理论基础。前联邦德国Voekor Rusch博士(1977)首先提出上微生态学的概念,他在德国赫尔本建立了微生态研究所,从事双歧杆菌、乳杆菌、大肠杆菌等活菌进行生态疗法的研究与应用。现在人们认识到微生态学将遗传工程学一起成为二十一世纪生命科学的重要分支。

  微生态学是生态学由宏观向微观深入研究发展而形成的。宏观生态学研究的对象是大气、土壤、水、动植物等,而微生态学研究的是正常微生物。正常微生物在健康体内和体表有数百种之多,数量比动物体本身的细胞还要多。正常微生物与动物细胞紧密接触,交换着物质、能量和各种生命信息,对动物体产生营养、免疫、生长刺激、生物拮抗等功能,形成动物机体生命活动的必需成分。微生态学认为动物的一切疾病都与微生态失调(Microdysbiosis)有关,引起动物普通病和传染病的各种理化和生物因素同时也会引起微生态失调。例如对仔猪下痢的微生态学研究显示患猪大肠杆菌和肠球菌显著增加,而双歧杆菌和乳酸杆菌等显著减少,就得出下痢是由微生态失调引起的结论。这样把微生态理论应用于动物疾病研究,对疾病控制具有重要意义。

  微生态制剂(Microbial ecologicalagent、Microecdogics)又称为微生态调节剂(Microecolog-

ical Modulator)、益生素(Probiotic)等,是一类根据微生态学原理制成的含有大量对动植物正常有益的活菌制剂及其产物,可调节动植物微生态平衡,提高健康水平。目前微生态制剂主要地具有一定生理作用的活菌制剂,是正常动物菌群的生理性细菌,经过严格选育和驯化,由生物工程和微生态工程制备,能通过动物体胃酸、胆液、胰液、肠液等屏障而存活,最后在消化道定植并繁殖,对动物机体产生某种生理生态作用。

  1.3 微生态制剂的分类

  微生态制剂按其构成分为益生菌(Probiotic)、益生元(Prebiotic)和合生素(Synbiotic)三种。

  1.3.1益生菌:又译作益生素、促生素、生菌素、生菌剂、活菌剂、菌生素、益菌素等。Lilley和Stillwell(1965)最先使用Probiotic这一词汇来描述一种微生物分泌刺激另一种微生物生长的物质。Parker(1974)则说为Probiotic是维持肠道内微生物平衡的微生物或物质,可能含有抗生素成分。到H·Sosaard(1990)才把Probiotic定义为益生菌的现代意义,即一种或多种活微生物及其发酵产物,能在动物肠道内通过自身生长繁殖抑制有害细菌的生长,增强非特异性免疫功能,达到防治疾病、促进生长和提高饲料报酬的目的。

  益生菌是利用人或动物正常生理菌群(Normal Microbiota)的成员,经选育和繁殖后加工制成活菌制剂,应用时又回到原始环境,发挥自然生理作用,改善宿主肠道菌群生态平衡,提高人或动物的健康水平。益生菌种类很多,如乳酸杆菌、蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、双歧杆菌、肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、丁酸梭菌、酵母菌等。

  1.3.2益生元:指选择性促进宿主肠道原有的一种或几种有益细菌(益生菌)生长繁殖的物质,通过有益菌的繁殖增多,抑制有害菌的生长,达到调整肠道菌群、促进机体健康的目的。包括双歧因子(Bifidus Factor)、有机酸及其盐类和某些中草药。其中双歧因子是发现最早的益生元物质,包括多种寡聚糖或称低聚糖,如乳果糖(Lactulose)、蔗糖低聚糖(Oligosucrose)、棉子低聚糖(Oligofaffinose)、异麦芽低聚糖(Oligomaltose)、玉米低聚糖(Cornoligossach-arides)、大豆低聚糖(Soybean Oligosaccharides)等。双歧因子不能为动物消化吸收,只能为双歧杆菌、乳杆菌等肠道益生菌利用和分解,促进有益细菌生长,抑制有害细菌繁殖,调整肠道正常菌群。

  1.3.3合生素:指益生菌和益生元同时并存的制剂,被摄入宿主体内后益生菌在益生原作用下繁殖增多,抗病保健作用加强。我国上市的合生素产品增加,如希尔春多元养生素等。合成素结构合理,效果更加优越,成为微生态制剂开发的主要方向。如在双歧肝菌活菌制剂中加入双歧因子,效果会提高10—100倍。

  1.4 微生态制剂的应用

  微生态根据其应用对象分植物微生态制剂、人和动物微生态制剂等几大类。其中植物微生态制剂只占少部分,如增产菌(中国农业大学)、生多素Cytozyme(美国)等。动物策生态制剂具有天然无毒副作用,安全可靠,多功能,无残留,不污染环境等优点,已得到广泛应用。

  动物微生态制剂可以用常住菌或过路菌研制。常住菌是生理性细菌,对机体抗病抵抗力具有举足轻重的作用,是微生态制剂的菌种的主要来源。常住菌的特点是占位密度高,免疫性低,是专性厌氧的原籍细菌。而过路菌占位密度低,具有免疫原性,是兼性厌氧为主的外籍菌和环境菌。如日本利用EM技术生产的新型复合微生态制剂由芽孢杆菌、乳酸菌、光合细菌、放线菌等5科10属80种有益微生物构成。我国农业部规定可用于生产微生态制剂的细菌有六种,即乳酸杆菌、乳酸链球菌、粪链球菌、芽孢杆菌、双歧杆菌和酵母菌。

  微生态制剂用于饲料的有嗜氧性菌群、厌氧性菌群、乳酸菌和酵母菌,欧美名国和日本已广泛用于配合饲料,形成了微生态制剂产业。这类微生态制剂不是人和动物的致病菌,能与大肠杆菌、沙门氏菌、链球菌、梭状芽孢杆菌等肠道菌共存而不影响自己的活性。细菌本身来源动物自身的肠道内,在低PH值及胆汁内能存活,并可植入肠粘膜,细菌在体内发酵过程能产酸。制剂中的细菌经加工后存活率高,混入饲料后室温下稳定性好。日前在美国准许饲喂的微生态制剂菌种40多个,年使用量8000吨以上,产品如Probiottics公司的Protoxin(水剂、粉剂)。日本年销售量在1000吨以上,产值上亿美元的单位几十家,主要是双歧杆菌类产品,如泰泽药品公司的意拉库脱等。其他产品如英国Europroteins公司的Provita Lac Teal SBLC、德国Chevita公司的Suiferm Special、泰国的Toyacerin、加拿大的Prosuis Paste等。

  在我国,微生态制剂的研究和应用起步较晚,但相对起点高,发展快,目前年销售量也达到1000吨,产品如促菌生(大连医学院)、促康生(南就农业大学)、DM432菌粉(上海松江生物药厂)、增菌素(北京营养源研究所)等。医学上应用的有丽珠肠乐、回春生、金双歧、整肠生、降脂生、抑菌生、培菲康和乳康生等,其中最后两种属多菌联合制品。

  2 目前微生态制剂的研究热点与展望

  微生态制剂在医药卫生、畜禽养殖、农业和环保上受到广泛重视,其生产、应用技术和作用机制有待深入研究。

  2.1微生态制剂的研究热点

  2.1.1菌种选择:目前国外微生态制剂菌种,主要是应用乳酸杆菌、枯草杆菌、链球菌等,其中曾大力研究的乳酸杆菌因在饲料种稳定性差,瑞在动物微生态制剂转向主要研究枯草杆菌。我国目前主要应用芽孢杆菌和乳酸杆菌,菌种选择的研究热点是适合我国人畜的优良菌种的选育,特别是适合各种日粮,直接促进动物生长的益生菌,应用生物工程技术能培育出分泌更多氨基酸和消化酶的益生菌等。

  2.1.2耐酸耐热选育:益生菌不能抵抗盐酸、胆酸等的作用,就无法到达肠道,或能到达肠道但定植时间不长。益生菌在生产和运输中受压受热失活,就会降低应用效果。必须应用基因技术进行定向耐酸耐热选育,研究耐酸耐热的稳定化技术和微胶囊化技术等就成为研究热点。

  2.1.3作用机理:目前只有乳酸杆菌和双歧杆菌的作用机理研究得较为清楚,其他益生菌的作用机理、相关加工工艺和应用技术尚需深入研究。通过对作用机理的研究来筛选菌株,研制最理想的抗生素替代品,以及应用基因工程技术筛选半永久性肠道定居菌株的机理研究,都是热点课题。其他如益生菌存活机理、高密度生长剂理、粘附定植机理、益生作用的微生态学和分子生物学机理等均成为一定的研究热点。

  2.1.4应用技术:益生素复合制剂及与抗生素、肽、酶等的联合应用技术,益生菌与光和菌联合应用技术等,也是微生态制剂研究热点之一。

  2.2 微生态制剂的前景

  2.2.1 微生态制剂前景非常广阔:微生态制剂避免了抗生素长期使用的毒副作用,及耐药性或抗药性,可防治微生态平衡失调。同时促进畜禽生长发育,提高饲料消化、吸收和转化率,增加肉蛋产率,而且产品中没有残留污染,符合绿色食品要求。因此医药、饲料和兽医界都主张大力研制推广益生素以替代抗生素。

  2.2.2 我国微生态制剂发展战略:我国微生态制剂发展要做到起点高、菌种工艺和包装适应性强、应用针对性好,应加强微生态学基础和重点项目的研究,大力进行宣传教育、科学普及和立法管理工作。制剂质量应依靠活菌种类和数量加以控制,目前微胶囊冻干菌粉是优良的制剂形式。我国产品既要与国际接轨,又要质优价廉适合我国国情。总的来说微生态学和微生态制剂尚处于发展的初级阶段,要加强学习和研究,使微生态制剂更好地服务于畜牧养殖业,造福于人类社会。

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标签: 光辉的抗生素时代之后必将出现一个微生态制

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