活菌微生態制劑的營養作用及開發利用

中ke小飯

微生態制劑學是“研究正常有益微生物群與宿主相互作用關系的生命科學分支”(Kangbai，2001)，它作為一門獨立學科產生于20世紀70年代，40多年來，隨著人們對微生態學和中藥學的深入研究，由哈爾濱中科生物工程有限公司將活菌微生態和中藥進行有機結合，創造出符合中國國情的活菌中藥微生態制劑學，隨著此理論在醫學、醫藥、食品加工、飼料生產、畜牧獸醫等實踐中的應用，已顯示出它不僅是一門博大的理論科學，還是一門實際應用科學。

    活菌中藥微生態理論認為：宿主與正常微生物群之間存在一種共生關系，隨著發酵中藥的針對某一病癥的特異性作用，這種關系的實質就變成營養關系，它在動物胃腸道中的表現更為明顯。如馬屬動物的盲結腸，反芻動物的瘤胃，豬、犬、禽等單胃動物腸道微生物群均參與營養過程。它在動物營養中的作用，目前，研究較為清楚的是參與并提供維生素的合成和消耗、蛋白質的合成及氮的代謝、多糖和粗纖維的分解與代謝、脂類的分解與代謝等。現分述如下。

    1、蛋白質合成及氮代謝

    反芻動物的瘤胃(天然發酵罐)中分布著大量蛋白分解菌和纖毛蟲，這些微生物不僅能分解飼料中的蛋白質；又能利用飼料中的氮源合成菌體蛋白，作為動物蛋白的供應源。前者對動物利用飼料蛋白質有不利影響，而后者有利于動物利用飼料中的非蛋白氮。在現代畜牧生產中，使用保護瘤胃蛋白，防止瘤胃微生物分解優質蛋白和使用非蛋白氮源供微生物合成菌體蛋白的方法(如尿素喂牛)，以及微生物復合技術處理秸稈為牛羊提供充裕營養，已經在生產實踐中得到廣泛應用，并取得理想效果。

    非反芻動物的腸道微生物同樣具有雙重作用。①腸道微生物具有分解蛋白質的能力，甚至可以分解所有的含氮化合物。有試驗結果證明，在腸道微生物群的作用下，普通雛雞消化道后部蛋白質與氨基酸的含量明顯低于無菌雛雞；②腸道微生物又具有利用氮源合成氨基酸和蛋白質的能力。在無菌家兔和常規家兔的比較試驗中，無菌家兔盲腸內容物和軟糞中的非蛋白氮約占總氮的30％，而在禁止食糞的常規家兔盲腸內容物中這一比例為66％，軟糞中約為80％，證明細菌在盲腸中合成了蛋白質。還有試驗結果發現，普通雞能利用尿素，而無菌雞則無此能力，這證明細菌尿素酶分解尿素產生的氨可部分被吸收，用于氨基酸的合成。此外，排泄于腸道和泄殖腔中的尿素氨，也可通過腸管逆蠕動，轉移到盲腸，由盲腸微生物分解，進入再循環。若在日糧蛋白質水平較低的情況下(氮臨界平衡)，這種作用對宿主動物有利，因為飼料中的氮可以得到充分的利用。但在日糧供應蛋白質較為充足(正氮平衡)或低質蛋白較多時，飼料中會有較多的含氮物質被腸道微生物分解，形成大量的氨或胺，對動物造成毒害。

    2、多糖和粗纖維的分解和代謝

瘤胃中存在有纖維素、半纖維素分解菌，這類細菌所產生的纖維素酶可分解纖維素和半纖維素。纖毛蟲也能分解纖維素、半纖維素和果膠，分解產物包括葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和果膠酸等。腸道微生物還可分解利用動物不能利用的低聚糖等。據Mc-Bee(1971)等研究認為反芻動物80％以上的纖維素消化都靠瘤胃內的微生物，而在單胃動物的盲腸中微生物可向宿主提供30％左右的因為細菌酶降解多糖而產生的營養物質。可見，胃腸道微生物的存在有利于動物更好地利用碳水化合物，并能提高飼料消化率。

3、脂類分解與代謝

脂肪分解菌在人和動物的消化道中均有發現，這類細菌的存在可能不利于動物吸收飽和脂肪酸和非飽和脂肪酸。試驗結果證明，無菌大鼠比普通大鼠能更好的吸收脂肪酸，無菌雞對脂肪的消化率也高于普通雞。在研究抗生素的試驗結果中發現，在衛生條件惡劣的環境中，在飼料中添加抗生素，可促進脂肪酸的吸收。如果給無菌雞接種魏氏梭菌和糞鏈球菌則產生對高級飽和脂肪酸的吸收不良。還有證據證明，某些腸道細菌具有將膽固醇轉化為糞固醇的作用，這有可能會影響動物的膽固醇代謝。

4、維生素合成和消耗

研究結果表明，反芻動物、兔、馬、豬、禽類等腸道微生物群均可能合成豐富的VB、VK、口一胡蘿h素等。coates等(1 970)的試驗結果證明，采食完全不含B族維生素的日糧時，普通雞盲腸中檢出B族維生素的含量遠高于無菌雞。有人比較了無菌雞和腸道含大腸桿菌雞合成葉酸的能力，結果發現，帶菌雞的體重以及肝臟、肌肉、腦組織中葉酸含量都顯著高于無菌雞。scott等(1982)指出，給雞投喂磺胺或其它藥物時，vK的需要量比正常情況下高10倍。此外，豬、犬和家兔等可通過食糞獲取腸道合成維生素的觀點也早已得到公認。一些學者還發現，大鼠即使不食糞，也可通過腸道細菌獲得足夠的葉酸，并且能夠完全防止明顯的葉酸缺乏癥狀。即使日糧中不添加VK和B族維生素，成年馬也很少發生相應的維生素缺乏癥。另一方面，微生物群對動物腸道合成維生素也有負面影響。Gubler(1991)認為，有些微生物會消耗硫胺素，產生硫胺素酶，增加動物對硫胺素的需要量。Bueril’ostro(：1983)在研究中觀察到乳酸菌接種大幅度地降低了肉雞生物素沉積，增加生物素需要量，若不注意補充，將有可能發生骨短粗癥或滑腱癥。

    綜上所述，腸道有益微生物在動物維生素營養中的某些作用已經肯定。由于腸道有益微生物種群極其龐大和復雜，不同種屬的微生物的營養代謝也千差萬別，因此不能一概而論。深入研究不同動物腸道微生物種屬對動物維生素營養的影響，并通過調控腸道微生態平衡，使動物從腸道微生物群獲取更多的有益于自身生長所需要的維生素，是我們研究和探討的目的之一。

    5、小結與見解

    活菌中藥微生態自誕生之初就在醫藥、畜牧獸醫、飼料工業中發揮了重要作用，并能成功地應用于動物營養學和飼料科學。但是如同生物學與其它學科結合一樣，還存有一些不盡人意之處，需要在今后的深入研究中加以解決。

    5．1活菌微生物蛋白的基本營養特性微生物蛋白的基本營養特性目前雖已清楚，但在生產實際應用時，往往因菌種的選擇或培養基質的不當，而很難達到預期效果。如用固態基質發酵生產的微生物蛋白，可使整個飼料的粗蛋白質含量受基質飼料蛋白質的較大影響。這類飼料的營養特點是促生長因子的損失較少，對種用動物是一種理想的飼料，而不適宜其它動物，尤其是幼小動物。

    5．2活菌微生物蛋白的營養價值不同來源的微生物蛋白其營養價值是不同的，如液態基質發酵生產的微生物蛋白，對豬的消化能值一般在2．8～3．1Mcal／kg，其它主要營養指標的營養值僅次于魚粉，但優于豆粕。我們將盡力探尋提高微生態質量的突破口，也就是人們欲通過基因工程的手段，經過微生物定向選育與改良，以期達到用微生物蛋白代替魚粉的目標。如目前，人們爭相研究的乳酸菌是最具開發潛力的菌種之一。

     5．3活菌中藥微生態制劑的利用問題。活菌中藥微生態制劑除了給動物日糧提供蛋白質能量、維生素以外，還能挖掘出很大的營養潛力，解決一些常規營養和飼料原料不能解決的問題。其中最具研究意義的是發酵產品中存在著大量促生長因子，這些促生長因子，雖然暫時不知其是什么確切的物質，但經試驗結果證明，幼小動物缺乏促生長因子，生長發育明顯受阻，感觀表現較差，皮、羽、毛發育欠佳，粗亂無華。如飼喂青貯飼料的生長豬，其皮毛質量和光滑程度明顯優于同期周齡飼喂青飼料的豬。對于繁殖動物，促生長因子更為重要，若缺乏會引起嚴重的繁殖障礙。這一問題的發現，較全面地解釋了臨床諸疾病發生的復雜原因，但其致病機理尚不清楚，猶待深入進行病理學研究。

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