Cand ida utilis Rhodop seudomonas sphaeroides
除上述菌种以外, 许多新的生产菌种正在开发 中, 但选用生产菌种的基本原则是菌体本身不产生 有毒有害物质、不会破坏环境固有的生态平衡、菌体 本身具有很好的生长代谢活力, 能有效地降解大分 子和抗营养因子、合成小肽和有机酸等小分子物质 和能保护和加强动物微生物区系的正平衡.
营养价值, 另一方面对原有原料可通过微生物的发 酵进行脱毒, 如棉仔饼等均可通过微生物发酵进行 脱毒. 本文旨在概述微生物发酵饲料发展现状.
1 微生物发酵饲料的生产菌种
近年来, 微生物制品在饲养业和养殖业的应用 发展迅速, 与微生物饲料的生产有关的有益微生物, 主要有细菌、酵母菌、担子菌及部分单细胞藻类微生 物等. 美国已批准 40多种微生物用于饲料微生物添 加剂生产, 我国农业部于 1999年公布允许使用饲料 级微生物添加剂和酶制剂的微生物菌种名单 [ 2] .
5 微生物发酵饲料的展望
微生物种类众多, 资源丰富, 开发潜力巨大, 同 时发酵原料来源广泛, 特别是可以利用农产品废弃 物, 如各种农作物秸秆、糠、木屑、蔗渣、薯渣、甜菜渣 及药渣等, 通过微生物发酵, 内能把大量的基质转化 为有用产品, 可以减少环境污染, 同时又变废为宝, 得到产品价格低廉, 易于生产推广.
Bacillus subtilis
纳豆芽孢杆菌 嗜酸乳杆菌 乳链球菌 啤酒酵母
产朊假丝酵母 沼泽红假单孢菌
B acillu s na tto Lactobacillus acidophilus S trep tococcus agalactiae Saccharomy ces cer evisiae
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4. 4 微生物发酵饲料使用的安全性问题 正常微生物区系平衡打破后, 有益菌微生物在特 定情况下有可能变为病原微生物 [ 18] , 如乳酸杆菌[ 19] 引起的临床感染. 耐药性微生物携带并转移抗生素抗 性基因, 产生耐药因子的可能性, 如 M orelli[ 20] 等在不 同类的乳酸杆菌中发现了肠球菌的 pAM b1质粒. 微 生物转基因过程中的某些不确定因素导致目的基因 不能实现定向转移, 从而带来宿主范围改变、非病原 性转变成病原性菌株、毒性改变等负面影响. 因此, 微 生物发酵饲料使用应充分考虑到动物安全, 使用者安 全, 消费者安全和环境安全这几方面因素, 严格的科 学试验证明无害后才能广泛的推广应用.
摘 要: 微生物发酵饲料在养殖业中发展十分迅速, 前景十分广阔. 本文综述了微生物发酵饲料 生产菌种、微生物发酵饲料种类及作用机理, 阐述了微生物发酵饲料目前存在问题和发展前景.
关键词: 微生物发酵饲料; 免疫力; 发酵
中图分类号: S816 6 文献标识码: A 文章编号: 1009- 7902( 2009) 03- 0068- 04
2 微生物发酵饲料种类
2. 1 固态发酵饲料 固态发酵饲料是利用各种有益微生物的发酵作 用, 把粗饲料加工成营养成分高、适口性好的饲料, 以增加适口性和提高养分利用率或解毒脱毒. 发酵
收稿日期: 2008- 11- 30
修改日期: 2009- 05- 30
基金项目: 江苏省教育厅高校科研成果产业化推进项目 ( JH 07- 017)
黑曲霉 A sp erg illus niger
植酸酶
木霉 T richoderma reesei
葡萄糖氧化酶
菌 种:
枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis
腐质霉 H um icola insolens
缓慢芽孢杆菌
黑曲霉 A sp erg illus niger、 米曲霉 A sp erg illus ory zae 青霉 P enicillium g laucum
为了生产质优价廉的发酵饲料, 还需要研发一 些规模较大, 自动化程度较高的固体发酵设备, 不断 发掘新的微生物饲料菌种和改良现有的菌种, 特别 是纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等酶类对发酵饲料很重 要, 因此筛选此类重要酶制剂的菌种是微生物发酵 饲料的重点.
表 1 饲料级微生物添加剂菌种 (农业部 )
ห้องสมุดไป่ตู้
菌种
系统名称
菌种
系统名称
干酪乳杆菌 植物乳杆菌 粪链球菌 屎链球菌 乳酸片球菌 枯草芽孢杆菌
Lactobacillus casei Lactobacillu s p lantarum
Strep tococcus faecalis S trep toco ccus faecium P ed iococcus acidilactici
非特异免疫调节因子, 通过细菌本身或细胞壁成分 刺激并激活宿主免疫细胞, 促进吞噬细胞活力或作 为佐剂发挥作用. 有益微生物还可以发挥特异性免 疫功能, 增强动物体 内 B 细胞 产生抗体的能力. 直 接饲用微生物通过促使机体发生体液免疫和细胞免 疫, 提高畜禽抗体水平, 增强免疫功能, 及时杀灭侵 入机体内的致病菌, 从而防止疾病的发生. 实验发现 乳酸杆菌能够增强机体的免疫能力 [ 16] , 一些益生菌 能够影响人体免疫系统的应答能力, 其影响能力随 菌体的不同而变化 [ 17] .
微生物有霉菌、酵母菌及细菌的一些类群, 常见的固 态发酵饲料包括青贮、微贮、粗饲料等纤维素酶解饲 料与担子菌发酵、畜禽粪与动物下脚料发酵、饼粕类 发酵脱毒饲料以及固态发酵菌体蛋白饲料.
2. 2 单细胞蛋白和菌体蛋白饲料 单细胞微生物的蛋白提取物, 利用微生物在液 态基质中大量生长繁殖的菌体以生产单细胞蛋白, 如常见的酵母饲料、细菌饲料、藻体饲料等, 菌体蛋 白包括食用菌菌丝体、光合细菌、微型藻饲料等. 单 细胞蛋白和菌体蛋白由于蛋白质含量丰富, 而且还 含有维生素和微量元素, 因此是一种具有较高营养 价值的微生物饲料. 单细胞蛋白和菌体蛋白饲料原 料来源广泛, 如淀粉、废酒糟水等均可作原料, 同时 生产过程易控制, 因此可工业化生产. 2. 3 氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等代 谢产物 利用现代化的微生物工程, 发酵积累微生物有 用的中间代谢产物或特殊代谢产物, 以此生产饲用 氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等. 细菌、霉菌发 酵生产的淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶, 这些酶可以提 高生物体内反应的速度, 促进饲料养分的吸收. 微生 物生产畜禽的限制性氨基酸赖氨酸, 饲料中添加赖 氨酸可提高猪禽的增重. 2. 4 微生态制剂和益生素 微生态制剂和益生素直接用于畜禽饲料中, 参 与维持动物肠内微生态平衡, 具有直接通过增强动 物对肠内有害微生物的抑制作用, 或者通过增强非 特异性免疫功能来预防疾病, 而间接起到促进动物 生长作用和提高饲料转化率 [ 3 ] . 微生态制剂和益生 素在目前应用较多, 常见的如 保得 微生肠道调理 剂 [ 4] , SEM 科隆粉 [ 5] .
菌 种:
酶制剂
黑曲霉 A sp erg illus niger, 枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis
地衣芽孢杆菌 Bacillus Licheniform is, 黑曲霉 A sp erg illus niger
嗜酸乳杆菌
Lactobacillus acidop hilus
麦芽糖酶 木聚糖酶 B - 菊聚糖酶
作者简介: 张金玉 ( 1963 ), 男, 江苏海安人, 海安县孙庄镇畜牧兽医站兽医师.
通讯作者: 张李阳 ( 1961 ), 女, 江苏泰州人, 南京晓庄学院生命科学系教授, Em a i:l cnhuogm@ 163. com
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酶制剂 蛋白酶
淀粉酶 支链淀粉酶
果胶酶 脂肪酶, 纤维素酶
表 2 饲料级酶制剂及菌种 (农业部 )
3 微生物发酵饲料作用机理
微生物发酵饲料的作用主要体现在两个方面,
一是利用廉价的农业和轻工副产物生产高质量的饲 料蛋白原料 [ 6 ] , 二是获得高活性 的有益微生物. 这 些微生物制品的应用, 一方面可以提高饲料的转化 率, 促进畜禽生长; 另一方面可以调节动物的微生态 平衡, 提高动物的健康水平. 还有一些活菌剂可以用 于治疗动物疾病, 例如治疗由于大肠杆菌引起的腹 泻, 可以用对大肠杆菌有抑制作用的芽孢杆菌活菌 制剂进行治疗. 在畜禽养殖中推广应用微生物发酵 饲料, 可以减少抗 菌素的使用, 有利于生产 安全食 品, 提高产品出口的竞争力.
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3. 3 具有营养作用, 促进动物生长 直接饲用微生物饲料中的有益菌在肠道内代谢 可产生多种有助于动物营养消化的有益因子, 从而 促进畜禽的生长发育和增重. 如芽孢杆菌能分泌多 种消化酶 ( 蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等 ) 促进营养物 质的消化与吸收 [ 13, 14] ; 酵母菌所产生的氨基酸、维 生素 ( K、C、B1、B2、泛酸、烟酸、生物素、肌醇和叶酸 等 ) , 酵母菌还可以促进植酸酶的产生, 提高单胃动 物对磷的利用率 [ 15] . 3. 4 提高机体免疫功能 微生物发酵饲料中的有益微生物可以作为一种
2009年 5月 第 3期
南京晓庄学院学报 JOURNA L O F NAN JING X IAO ZHUANG UN IV ERS ITY
M ay. 2009 N o. 3
微生物发酵饲料发展现状及展望
张金玉 1, 霍光明 2, 张李阳2
( 1. 海安县孙庄镇畜牧兽医站; 2. 南京 晓庄学院 生命科学系, 江苏 南京 210017)
3. 1 补充有益菌, 调节动物的微生态平衡 健康畜禽肠道内生长着各种 各样的微生物群 落, 各种微生物群落之间相互依存、相互制约, 构成 畜禽肠道内微生态系统的平衡, 建立一个正常且平 衡良好的肠道微生物区系对抵御病原性微生物感染 具有十分重要的意义. 由于微生物之间存在着相互 作用, 某一生态系统中现存的微生物会阻止新的有 机体在这一部位的入侵, 有益菌通过竞争性抑制作 用阻止有害微生物在肠粘膜附着与繁殖 [ 7] . 因此对 那些菌群形成迟缓或有障碍的幼小动物服用微生物 饲料有着十分重要的意义. 乳酸杆菌等可抑制埃希 氏大肠杆菌和沙门氏寒菌等其它致病菌附着到肠细 胞上, 与病原菌发生竞争性拮抗作用, 将其驱出定植 地点 [ 8, 9] . 3. 2 产生有益代谢物, 抑制和杀死有害菌 许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素, 如乳酸 链球菌素等, 这些多肽类物质能抑制对革兰氏阳性 细菌有抑制作用 [ 10] . 有些乳酸菌如嗜酸乳杆菌和保 加利亚乳杆菌, 可以产生少量的过氧化氢, 过氧化氢 可以抑制许多细菌的生长, 尤其是革兰氏阴性病原 菌. 另外有些有益微生物可以产生酶类, 如双歧杆菌 和乳酸杆菌产生的胞外糖苷酶可以阻止细菌毒素在 上皮细胞的黏附和侵入 [ 11, 12 ] .