15章 微生态制剂

理想的微生态制剂标准：
对宿主有益而无毒、无害、安全和无副作用

具有良好的微生态调节和其他保健功能 含一至几种高质量的有效菌株（种） 活菌含量高 稳定，保质期长，保质期内应有一半初始活菌数


存活能力，有较好的抗氧、抗酸和抗胆汁功能
能进行工业化规模生产，价廉
二、微生态制剂的分类
按微生态制剂的主要成分，分为：


3、长痘就喝酸奶

美女们，如果你脸上长了讨厌的小痘痘的话，就喝喝酸奶 吧。 酸奶所富含的高活性无机矿物质微量元素锌及维生素A、 维生素E的某些衍生物等助于体内某些有毒物质的转化和 排泄，减少对痤疮的刺激，缓解痤疮症状，并有助于愈合。
小贴士：喝酸奶前记得要吃点东西垫底，不然会刺激胃部。


4、喝酸奶能防乳腺癌
营养作用：

益生菌（如乳杆菌，双歧杆菌等）能够合成多种 维生素如叶酸、烟酸、VB1、VB2等，促进机体对 蛋白质、钙、铁和维生素D的消化吸收，从而起 到促进畜禽生长和提高生产性能的作用。 苏志勇等(1999)用生态宝(酵母菌、链球菌、乳酸 杆菌、芽孢杆菌复合制剂)饲喂蛋鸡发现：试验组 产蛋率比对照组提高5.7%，产蛋量提高9.1%，饲 料转化率提高10%，而腹泻率下降12.7%。
境的污染。
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益生菌发挥功能的物质基础
1 细胞表面磷壁酸、肽聚糖和表层蛋白（S-蛋白） 的作用:
（1）黏附功能：
黏附于肠上皮细胞，在肠道生长繁殖，并能竞争性地 排除致病菌的黏附作用。
4、增强机体的免疫功能

微生态制剂中的有益菌是良好的免疫激活剂。

大量研究表明乳酸菌可诱导机体产生TNF-a、白
细胞介素等细胞因子，通过淋巴循环活化全身的
免疫防御系统，增强机体抑制癌细胞增殖的能力。

酵母菌细胞壁含有酵母多糖，其主要活性成分为 葡萄朊、甘露聚糖、明角质，研究证明这些酵母 细胞壁成分可提高动物的免疫力，增进健康。

1995年Gibson, G .R等人提出了益生元的概念。 它是一类非消化性物质，能选择性的促进一种或 几种定植于结肠内常住菌的活性或生长繁殖，从 而增进宿主健康。
这类物质最初发现的是双歧因子。大量研究认为， 某些寡糖、多糖、肽类、蛋白质及我国的中草药 等均可作为益生元。现在的研究热点多集中于寡 糖，应用较多的是大豆寡糖、半乳寡糖、低聚果 糖等。
微生态制剂
江西生物科技职业学院动科系 张平
益生菌的发现及“长寿学说”

俄罗斯细菌学家梅契尼科夫（1845-1916，1888年聘为 Pasteur研究所研究员）在20世纪初发现乳酸菌对人健康 的重要性，提出了“酸奶长生不老说”。
喝酸奶的四大绝佳好处：
1、喝酸奶可预防感冒

现在冷空气袭击，流感多发，如果你还没准备好应对流感，那么多喝 点酸奶吧。因为喝酸奶可以帮助抵抗流感病毒哦。 研究人员通过分析3451名参试者的10组数据发现，吃酸奶可以使上 呼吸道感染的几率降低12%。经常喝酸奶的人感冒几率比不经常喝酸 奶的人低得多。 小贴士：早上喝酸奶前，最好先喝一杯白开水。


潘康成等（1999）综述认为，动物口服益生菌后，
调整肠道菌群，使肠道微生态系统处于最佳的平
衡状态，活化肠黏膜内的相关淋巴组织，使SIgA
抗体分泌增强，提高免疫识别力，并诱导T、B淋
巴细胞和巨噬细胞等产生细胞因子，通过淋巴细 胞再循环而活化全身免疫系统，从而增强机体免 疫功能。
5、产生有益代谢产物及抗菌物质

由于生活水平的提高，人们逐渐认识到，抗生素 长期添加于饲料中，可通过食物链对人类的健康 造成危害。由此人类对食品安全性倍加重视。
微生态制剂的研究应用克服了长期使用抗生素给 养殖业造成的种种弊端，对发展绿色饲料添加剂 具有广阔的应用前景，已被农业部列为二十一世 纪重点推广技术项目。这意味着对微生态制剂的 研究、推广，符合我国可持续发展的总体要求。

7、防止产生有害物质,改善机体环境

当机体内微生态平衡失调时, 大肠杆菌比例增高,
分解蛋白质产生氨、胺、细菌毒素等有毒物质。 微生态制剂可显著降低大肠杆菌、沙门氏菌数 量, 抑制病原菌, 减少蛋白质向胺及氨的转化, 使 肠内粪便和血液中氨浓度下降, 从而降低粪便臭
味, 改善舍内空气质量,减少机体应激, 降低对环
微生态多功能剂：由多种、属菌株配合而成, 具有一定整 肠保健、防治疾病作用, 又有较好的辅助消化、促进生长 等作用。


三、微生态制剂的作用机理

益生菌进入动物肠道后，会与其中的正常 菌群会合，显现出共生、栖生、竞争或吞 噬等复杂关系。因此，微生态制剂的作用 机理相当复杂，从微生物作用方式的角度， 有以下几种解释：
微生态制剂的出现

从20世纪70年代开始，微生物学者转向进行微生 态制剂的研究和实际应用。
逐步在理论上探明了常见动物体内（特别是消化 道内）的正常菌群的种类、数量及其功能。 在应用方面，研制成功了多种微生态制剂，并在 生产实践当中进行了较广泛的开发应用，产生了 显著的经济、生态和社会效益。


微生态制剂的出现


2、喝酸奶防辐射

有研究指出，维生素B能够提高人体抵御辐射损伤的能力，作为富含 B族维生素的酸奶正好发挥这种优势。酸奶还具有减轻辐射损伤、抑 制辐射后人的淋巴细胞数目下降的作用。 酸奶中的酪氨酸对于缓解心理压力过大、高度紧张和焦虑而引发的人 体疲惫等有很大的帮助。经过乳酸菌发酵，酸奶中的蛋白质、肽、氨 基酸等颗粒变得微小，游离酪氨酸的含量大大提高，吸收起来也更容 易。午饭时或午饭后喝一杯酸奶，可以让上班族放松心情，在整个下 午都精神抖擞，更有利于提高工作效率。 小贴士：喝酸奶应少量多次，不但效果更好，还能避免食用过多造成 肠胃不适。此外，喝完酸奶一定要记得漱口，否则酸奶中的酸性物质 及乳酸菌会影响到牙齿健康。


内容概要
微生态制剂的概念
微生态制剂的分类
微生态制剂的作用机理
益生菌发挥功能的物质基础
作为益生菌的微生物种类及益生元
益生菌制品生产工艺
如何研发微生态制剂
一、微生态制剂的概念
微生态制剂（Microecologics）、微生态调节剂 （Microecological modulator）、益生菌（Probiotics） 微生态制剂是在微生态学理论指导下，用正常微生物 群成员，经特殊工艺制成的只含有活菌或包含细菌菌体 及其代谢产物的主要用于动物营养保健的活菌制剂。 Fuller将益生素定义为“一种可通过改变肠道菌群平 衡而对动物施加有利影响的活微生物饲料添加剂”，我 国学者将Probiotics译为益生素，其产品称为微生态制 剂。
农用微生态制剂：菌肥和菌类添加剂
微生态制剂的种类
按照用途分类:

微生态治疗剂:主要由乳酸菌、双歧杆菌等种、属菌株组 成, 具有很强地调整消化道内环境和微生物区系平衡的作 用, 主要用于预防和治疗消化机能紊乱和消化道感染。 微生态促生长剂：主要由真菌、酵母、芽孢杆菌等具有 很强消化能力的种属菌株组成, 在消化道中能产生多种消 化酶, 丰富的B 族维生素、维生素K、未知生长因子和菌 体蛋白等, 可起到辅助消化、促进生长的作用。
益生菌（Probiotics）：即狭义的微生态制剂， 含有一种或几种有益菌.
Probiotics= for life
益生元（Prebiotics）：不被宿主消化吸收，却 能选择性地促进体内有益菌的代谢和增殖的化 学物质。 合生元（Synbiotics）：也称合生剂，含益生菌 和益生元两部分组成。
益生元

酸奶和牛奶不同的地方主要是它加了乳酸菌，因此牛奶中的乳糖会被分 解成乳酸，而研究中发现乳酸和钙结合时，最容易被人体吸收，因此酸 奶很适合青春期正在发育的青少年或更年期容易罹患骨质疏松症的妇女 来饮用。此外，它营造了一个肠胃道酸性的环境，也能帮助铁质的吸收。 荷兰国立癌症基金会进行的流行病学调查研究表明，每天饮用酸奶可有 效预防乳腺癌。酸牛奶中高活性乳酸菌和嗜热链球菌的产物，具有干预 人体内肠肝循环的功能。 小贴士：女性为了降低乳腺癌的发病率，请养成每天喝一杯酸牛奶的良 好习惯。

刘克琳等（1997）用芽孢杆菌制剂饲喂雏鸡后发 现试验组的中枢免疫器官发育比对照组快，胸腺 内淋巴细胞密度加大，T细胞数量增加，法氏囊 黏膜形成皱襞数量增加，血中T细胞数量亦较高。

潘康成等（1997，1998）发现地衣芽孢杆菌对家 兔体液免疫功能有促进作用。
Wren（1987）研究表明，乳酸杆菌以某种免疫 调节因子的形式起作用，刺激肠道某种局部型免 疫反应。

某些益生菌还可合成抗生素、有机酸、H202等物
质抑制有害菌的生长，从而起到生物颉颃作用。
例如乳酸乳球菌能合成分泌nisin乳酸链球菌素， 枯草杆菌能合成分泌枯草杆菌素（subtilisin）等
抗菌肽物质。 向贵友等（1995）报道用B01(芽孢杆菌)菌液饲
喂雏鸡后，发现其对雏鸡肠内大肠杆菌和沙门氏 菌有极显著的颉颃作用。
1、优势种群学说
2、微生物夺氧学说
3、生物拮抗作用 4、增强机体的免疫功能 5、产生有益代谢产物及抗菌物质 6、合成酶类及营养物质 7、防止产生有害物质，改善机体环境
1、优势种群说

正常微生物群与动物和环境之间所构成的微生态系统中，
优势种群对整个种群起决定作用。一旦失去了优势种群， 则该微生态平衡失调，原有优势种群发生更替.使用饲用 微生物添加剂的首要目的就在于恢复优势种群。

微生态制剂的出现

特别是20世纪90年代，世界各国，尤其是欧洲、 日本等发达国家纷纷采取官方强硬的措施，对饲 用抗生素的种类、使用方法、剂量和配伍等方面 严加限制。为此，当前可替代抗生素、抗菌药物 而又无毒副作用、无残留的微生态制剂在养殖业 生产中应用越来越普遍。
欧盟已经从2002年起全面禁止在饲料中添加抗生 素产品来促生长。

3、微生物夺氧说

一些需氧的微生物特别是芽孢杆菌能消耗肠道内
氧气，造成局部厌氧环境，有利于厌氧微生物生 长，从而使失调菌群恢复正常。
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当饲用微生物添加剂中某菌种以孢子状态进入畜 禽消化道后迅速生长繁殖，消耗肠内氧气，使局
部氧分子浓度下降，从而恢复肠内微生物之间的
微生态平衡，达到防病治病、促生长之目的。

有益微生物进入肠道后产生乳酸和乙酸、丙酸、
丁酸等挥发性脂肪酸, 降低肠道pH 值, 抑制致病 菌的生长, 激活酸性蛋白酶活性。

乳酸乳球菌产生nisin，枯草杆菌产生枯草杆菌素
（subtilisin）等抗菌肽物质。
6、合成酶类及营养物质
合成酶类：

芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活 性, 这些酶类可补充动物机体消化道内源酶的不 足, 帮助动物机体对营养物质的消化，提高饲料 转化率, 促进动物生长。

合生元

益生素和益生元联合应用，既可发挥益生菌的活 性，又可选择性地提高这些菌的数量，使益生作 用更显著持久。国际上将此类产品定名为合生元， 这是微生态制剂的又一发展方向。
微生态制剂的种类

按其应用对象分为：
人用微生态制剂：保健、疾病预防和治疗。 兽用微生态制剂：畜禽用的微生物饲料添加剂 水产用微生态制剂：水质调节剂、饵料添加剂。
2、生物拮抗作用

有益微生物在体内对病原微生物有生物拮抗作用, 可竞争 性抑制病原微生物粘附到肠粘膜上皮细胞上, 同病原微生 物争夺有限的营养物质和生态位点, 并将其驱除定植地点, 从而不利于病原微生物的生长繁殖。

膜菌群屏障说：动物肠道内正常菌群直接参与机体生物防 御的屏障结构，以影响过路菌或侵袭菌，防止其在肠道内 定植生长。饲喂动物的有益微生物可竞争性地附着到肠细 胞上，形成屏障作用，也就是竞争性颉颃作用。在非有益 微生物区系建立前，给新生家畜接种有益的微生物，有助 于幼畜建立正常的微生物区系，排除或控制潜在的病原体， 即人为的改变肠道微生物区系，也就是优势种群发生更替， 建立新的优势种群。

正常情况下, 动物肠道内需氧菌及兼性厌氧菌只占1%, 而 优势种群为厌氧菌占99%以上, 其中主要是拟杆菌、双歧 杆菌、乳酸杆菌等, 如该优势种群发生更替, 专性厌氧菌显 著减少, 而需氧菌和兼性厌氧菌显著增加, 微生态平衡失调。 当使用饲用微生物添加剂后，拟杆菌、双歧杆菌等专性厌 氧菌逐渐增加恢复正常状态，而大肠杆菌等逐渐降低并保 持原有状态。