活菌微生态制剂的营养作用及开发利用

中ke小饭

微生态制剂学是“研究正常有益微生物群与宿主相互作用关系的生命科学分支”(Kangbai，2001)，它作为一门独立学科产生于20世纪70年代，40多年来，随着人们对微生态学和中药学的深入研究，由哈尔滨中科生物工程有限公司将活菌微生态和中药进行有机结合，创造出符合中国国情的活菌中药微生态制剂学，随着此理论在医学、医药、食品加工、饲料生产、畜牧兽医等实践中的应用，已显示出它不仅是一门博大的理论科学，还是一门实际应用科学。

    活菌中药微生态理论认为：宿主与正常微生物群之间存在一种共生关系，随着发酵中药的针对某一病症的特异性作用，这种关系的实质就变成营养关系，它在动物胃肠道中的表现更为明显。如马属动物的盲结肠，反刍动物的瘤胃，猪、犬、禽等单胃动物肠道微生物群均参与营养过程。它在动物营养中的作用，目前，研究较为清楚的是参与并提供维生素的合成和消耗、蛋白质的合成及氮的代谢、多糖和粗纤维的分解与代谢、脂类的分解与代谢等。现分述如下。

    1、蛋白质合成及氮代谢

    反刍动物的瘤胃(天然发酵罐)中分布着大量蛋白分解菌和纤毛虫，这些微生物不仅能分解饲料中的蛋白质；又能利用饲料中的氮源合成菌体蛋白，作为动物蛋白的供应源。前者对动物利用饲料蛋白质有不利影响，而后者有利于动物利用饲料中的非蛋白氮。在现代畜牧生产中，使用保护瘤胃蛋白，防止瘤胃微生物分解优质蛋白和使用非蛋白氮源供微生物合成菌体蛋白的方法(如尿素喂牛)，以及微生物复合技术处理秸秆为牛羊提供充裕营养，已经在生产实践中得到广泛应用，并取得理想效果。

    非反刍动物的肠道微生物同样具有双重作用。①肠道微生物具有分解蛋白质的能力，甚至可以分解所有的含氮化合物。有试验结果证明，在肠道微生物群的作用下，普通雏鸡消化道后部蛋白质与氨基酸的含量明显低于无菌雏鸡；②肠道微生物又具有利用氮源合成氨基酸和蛋白质的能力。在无菌家兔和常规家兔的比较试验中，无菌家兔盲肠内容物和软粪中的非蛋白氮约占总氮的30％，而在禁止食粪的常规家兔盲肠内容物中这一比例为66％，软粪中约为80％，证明细菌在盲肠中合成了蛋白质。还有试验结果发现，普通鸡能利用尿素，而无菌鸡则无此能力，这证明细菌尿素酶分解尿素产生的氨可部分被吸收，用于氨基酸的合成。此外，排泄于肠道和泄殖腔中的尿素氨，也可通过肠管逆蠕动，转移到盲肠，由盲肠微生物分解，进入再循环。若在日粮蛋白质水平较低的情况下(氮临界平衡)，这种作用对宿主动物有利，因为饲料中的氮可以得到充分的利用。但在日粮供应蛋白质较为充足(正氮平衡)或低质蛋白较多时，饲料中会有较多的含氮物质被肠道微生物分解，形成大量的氨或胺，对动物造成毒害。

    2、多糖和粗纤维的分解和代谢

瘤胃中存在有纤维素、半纤维素分解菌，这类细菌所产生的纤维素酶可分解纤维素和半纤维素。纤毛虫也能分解纤维素、半纤维素和果胶，分解产物包括葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和果胶酸等。肠道微生物还可分解利用动物不能利用的低聚糖等。据Mc-Bee(1971)等研究认为反刍动物80％以上的纤维素消化都靠瘤胃内的微生物，而在单胃动物的盲肠中微生物可向宿主提供30％左右的因为细菌酶降解多糖而产生的营养物质。可见，胃肠道微生物的存在有利于动物更好地利用碳水化合物，并能提高饲料消化率。

3、脂类分解与代谢

脂肪分解菌在人和动物的消化道中均有发现，这类细菌的存在可能不利于动物吸收饱和脂肪酸和非饱和脂肪酸。试验结果证明，无菌大鼠比普通大鼠能更好的吸收脂肪酸，无菌鸡对脂肪的消化率也高于普通鸡。在研究抗生素的试验结果中发现，在卫生条件恶劣的环境中，在饲料中添加抗生素，可促进脂肪酸的吸收。如果给无菌鸡接种魏氏梭菌和粪链球菌则产生对高级饱和脂肪酸的吸收不良。还有证据证明，某些肠道细菌具有将胆固醇转化为粪固醇的作用，这有可能会影响动物的胆固醇代谢。

4、维生素合成和消耗

研究结果表明，反刍动物、兔、马、猪、禽类等肠道微生物群均可能合成丰富的VB、VK、口一胡萝h素等。coates等(1 970)的试验结果证明，采食完全不含B族维生素的日粮时，普通鸡盲肠中检出B族维生素的含量远高于无菌鸡。有人比较了无菌鸡和肠道含大肠杆菌鸡合成叶酸的能力，结果发现，带菌鸡的体重以及肝脏、肌肉、脑组织中叶酸含量都显著高于无菌鸡。scott等(1982)指出，给鸡投喂磺胺或其它药物时，vK的需要量比正常情况下高10倍。此外，猪、犬和家兔等可通过食粪获取肠道合成维生素的观点也早已得到公认。一些学者还发现，大鼠即使不食粪，也可通过肠道细菌获得足够的叶酸，并且能够完全防止明显的叶酸缺乏症状。即使日粮中不添加VK和B族维生素，成年马也很少发生相应的维生素缺乏症。另一方面，微生物群对动物肠道合成维生素也有负面影响。Gubler(1991)认为，有些微生物会消耗硫胺素，产生硫胺素酶，增加动物对硫胺素的需要量。Bueril’ostro(：1983)在研究中观察到乳酸菌接种大幅度地降低了肉鸡生物素沉积，增加生物素需要量，若不注意补充，将有可能发生骨短粗症或滑腱症。

    综上所述，肠道有益微生物在动物维生素营养中的某些作用已经肯定。由于肠道有益微生物种群极其庞大和复杂，不同种属的微生物的营养代谢也千差万别，因此不能一概而论。深入研究不同动物肠道微生物种属对动物维生素营养的影响，并通过调控肠道微生态平衡，使动物从肠道微生物群获取更多的有益于自身生长所需要的维生素，是我们研究和探讨的目的之一。

    5、小结与见解

    活菌中药微生态自诞生之初就在医药、畜牧兽医、饲料工业中发挥了重要作用，并能成功地应用于动物营养学和饲料科学。但是如同生物学与其它学科结合一样，还存有一些不尽人意之处，需要在今后的深入研究中加以解决。

    5．1活菌微生物蛋白的基本营养特性微生物蛋白的基本营养特性目前虽已清楚，但在生产实际应用时，往往因菌种的选择或培养基质的不当，而很难达到预期效果。如用固态基质发酵生产的微生物蛋白，可使整个饲料的粗蛋白质含量受基质饲料蛋白质的较大影响。这类饲料的营养特点是促生长因子的损失较少，对种用动物是一种理想的饲料，而不适宜其它动物，尤其是幼小动物。

    5．2活菌微生物蛋白的营养价值不同来源的微生物蛋白其营养价值是不同的，如液态基质发酵生产的微生物蛋白，对猪的消化能值一般在2．8～3．1Mcal／kg，其它主要营养指标的营养值仅次于鱼粉，但优于豆粕。我们将尽力探寻提高微生态质量的突破口，也就是人们欲通过基因工程的手段，经过微生物定向选育与改良，以期达到用微生物蛋白代替鱼粉的目标。如目前，人们争相研究的乳酸菌是最具开发潜力的菌种之一。

     5．3活菌中药微生态制剂的利用问题。活菌中药微生态制剂除了给动物日粮提供蛋白质能量、维生素以外，还能挖掘出很大的营养潜力，解决一些常规营养和饲料原料不能解决的问题。其中最具研究意义的是发酵产品中存在着大量促生长因子，这些促生长因子，虽然暂时不知其是什么确切的物质，但经试验结果证明，幼小动物缺乏促生长因子，生长发育明显受阻，感观表现较差，皮、羽、毛发育欠佳，粗乱无华。如饲喂青贮饲料的生长猪，其皮毛质量和光滑程度明显优于同期周龄饲喂青饲料的猪。对于繁殖动物，促生长因子更为重要，若缺乏会引起严重的繁殖障碍。这一问题的发现，较全面地解释了临床诸疾病发生的复杂原因，但其致病机理尚不清楚，犹待深入进行病理学研究。

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