曾華
(河南省畜牧局,河南 鄭州 450008)
飼用微生態制劑生產中品控要點及應用中存在的問題
曾華
(河南省畜牧局,河南 鄭州450008)
飼用微生態制劑是利用動物體內正常微生物成員及其代謝產物或生長促進物,經培養、發酵、干燥、加工等特殊工藝制成的生物制劑或活菌制劑。它能夠在數量或種類上補充腸道內減少或缺乏的正常微生物,調整或維持腸道內微生態平衡,增強機體免疫功能,促進營養物質的消化吸收,從而達到防病治病、提高飼料轉化率和畜禽生產性能之目的。20世紀70年代美國率先使用微生態制劑,使用效果顯現出抗生素無法比擬的優點;20世紀80年代,微生態制劑開始在世界范圍內普及,并逐漸被世人所認可。
目前,微生態制劑的種類眾多,按照不同的分類方法主要分為乳酸菌類微生態制劑、芽孢桿菌類微生態制劑、酵母菌類微生態制劑、復合微生態制劑、光合細菌類微生態制劑和霉菌類微生態制劑。
優質的微生態制劑應具備如下標準:①制劑應含有一定數量的活微生物,且活菌量至少應達到每克107~1 010個。②菌株應穩定、安全、可靠。③菌株能在腸道中存活、繁殖,且具有抗pH值變化和抗環境變異的能力。④制劑應具有提高生產率和抗病的有益作用。⑤制劑應能長期儲存,在此有效期限內不應低于標示的活菌數。微生態制劑是活菌制劑,技術含量高,生產工藝復雜,產品質量問題屢有出現。主要是活菌含量低,水分含量高,不耐抗生素,對胃酸和高濃度的膽鹽不穩定,使微生態制劑不能充分發揮作用。因此應加強產品質量控制。
1.1篩選優良的菌種和菌株
菌種(株)是維系微生態制劑生命力的關鍵因素,它是微生態制劑的質量保證,是品質控制中最重要的指標。微生態制劑產品應表明所用菌種的所屬、種名和菌號等。目前,用于微生態制劑的菌種有雙歧桿菌、乳酸桿菌、乳酸球菌、腸球菌、鏈球菌、明串珠菌、片球菌和地衣芽孢桿菌等。生產用菌種的篩選應根據生產制品的用途、使用范圍、使用方式、生產過程和生產條件等。必須考慮菌種的4個主要質量特征:①安全性:對人和動物無毒副作用;②有效性:通過動物試驗結果證實其確有效果;③穩定性:菌種具有較穩定的生物學、遺傳學特征,在使用和貯存期間應保持穩定和活菌狀態;④可接受性:適合用于大規模生產,生產工藝和流程簡易化,使用方法和價格應可接受。
菌種的來源歷史應清楚,應經過專門機構鑒定認可后才能用于生產。菌種在投產前必須進行生物學、遺傳學特征的檢驗,以確定其穩定性。檢驗內容包括:形態及培養特性的檢查;糖發酵和生化反應檢查;代謝產物的測定;安全性試驗;必要時應作G+C測定和其他遺傳學特征的鑒定。
在同一菌種的不同菌株間(例如乳酸桿菌有嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌和糞球菌等,它們某一性狀往往有巨大差別),根據預定目的,結合菌株的特異性進行篩選。另外,在實際生產中大多用復合菌株。
1.2確保活菌含量
活菌含量是評定產品質量的另一個關鍵指標,一個合格的微生態制劑中必須含有一定數量的活菌,但保存中的活菌率很不穩定。因此,產品在出廠時應保證有足夠的活菌數。目前微生態制劑的菌種大多是厭氧菌,大多生產中只在培養過程中能保持良好厭氧狀態,若能在培養基的配制,菌種的接種、培養、觀察等一系列操作過程都保證能在嚴格無氧條件下進行,例如采用更為復雜的嚴格厭氧技術,包括亨蓋特的滾管技術和厭氧手套箱技術,這樣產品的活菌量將會提高。也有采用好氧菌、厭氧菌和兼性菌混合培養,也取得了一定的成功,但三者比例要適當。
生產時所用培養基中應提供微生物生長所必需的各種營養成分,必要時還應添加促生長劑,以保證產品中有足夠量的微生物及使微生物在培養、保存和使用時保持良好的活性。
1.3延長保存期
目前常用的微生態制劑大多都是一些較難長期保藏的革蘭氏陽性、無芽孢、不運動的厭氧菌。活菌制劑隨著保存時間的延長,活菌數將逐漸減少,影響菌群成活的有水分、溫度、pH值和抑菌物質等。水分升高則菌群存活率降低,目前市場上許多產品都使用了脫水劑,以延長保存期;溫度的升高將嚴重影響其活性,所以微生態制劑一般要求冷藏;除乳酸菌外,一般最適pH值為中性。抑菌物質能嚴重抑制其活性,所以不能與抑菌物質混存。
在保存期間,活菌極易死亡,Chaitow曾建議,治療用的微生態制劑在有效期內應保證活菌含量不低于每克109個。為了提高微生態制劑的穩定性,國內外都對此進行了深入的探討,試驗結果表明,微生態制劑在室溫下保存36個月對活力無影響。
不同劑型的產品,其保質效果差別極大。一般地說,凍干粉類優于凝膠類或水劑類在凍干粉中,微膠囊類又優于一般膠囊、片劑或粉劑類。所以,從保證活菌含量的角度來考慮,應大力提倡發展微膠囊或膠囊劑型的凍干菌粉。
1.4加強質檢
目前的微生態制劑檢驗標準中一般都包括活菌數測定、雜菌檢查和安全試驗等。活菌數檢測有的采用血細胞計數,在記錄活菌數的同時也記錄了死細胞數。雜菌檢查要求嚴格無菌以防再污染,這給檢測帶來不便。安全試驗有的需要長時間才能檢測出,因此開發出便捷、可靠的質量檢測方法迫在眉睫。另外,目前市售的品種沒有統一的質量檢測標準,同一項目的標示規格單位等不統一,所以應盡快規范微生態制劑的質量標準。
微生態制劑應用廣泛,兼有養生和保護功能,能起到“已病輔治、未病防病、無病保健”的重要作用。目前,對微生態制劑的開發和研究,國外已進入高潮,并且形成強大的產業,每年的收入相當可觀。而我國的微生態制劑發展相對緩慢,較國外有很大差距。導致如此情況有以下幾個原因:①我國微生態制劑起步較晚,許多微生態制劑尚處在開發和試驗當中,沒有投入到批量生產和實際應用當中去,所以市場上成熟的產品種類較少。②目前已確定在我國適宜作微生態制劑的菌種種類太少,尚需開發新的菌種,或利用現有分子生物學等方法改良現有菌種,使之具有新的特性。③微生態制劑的制作和加工工藝手段落后、單一,對微生態制劑生產的后處理階段手段匱乏,很難保證微生態制劑在與飼料混合過程中不被其他有害菌污染,無法保證微生態制劑的安全穩定性。④微生態制劑作用機理的研究還不完善,應更加深入地研究,以指導微生態制劑的研制、生產及使用。⑤菌種經反復擴培,逐漸失去優良特性,同時飼用微生態制劑菌種單一,或由少數幾種菌組成,缺少配伍研究。⑥對于微生態制劑,我國還沒有相關產品標準,導致目前產品結構的混亂。⑦菌種針對性不強,同時菌株的劑量和濃度不夠,產品中必須含有相當數量的活菌數才能達到效果。⑧飼料加工、貯存和運輸中,菌株活性下降。可以考慮采用真空冷凍干燥技術和微膠囊技術等提高菌種活性。⑨產品活菌的不穩定性。活菌進入消化道后,多數不易耐受胃酸和膽酸的作用,很難有足夠的數量到達腸道或定居腸道發揮作用。在與腸道內寄生的微生物競爭中難以獲得優勢地位,不能很好地起到抑制有害菌的作用。⑩微生態制劑應用缺少針對性。較少考慮作用對象、使用目的與使用環境,如反芻動物一般選用真菌類益生素;促進仔豬生長發育、提高日增重和飼料報酬,應選用雙歧桿菌等菌株;用于改善養殖環境的主要是光合細菌和消化細菌;芽孢桿菌微生態制劑在防病促生長方面體現出一定效果。
3.1安全性
在篩選菌種時一定要進行系統的安全性、毒理學試驗,確定無毒副作用并經權威機構鑒定后方可用于生產,避免可能存在的隱患。特別是有些菌株在長期使用后可能因理化及微生物毒素或菌種本身的原因引起突變,產生負面影響,因此,應定期對生產菌進行安全性檢測。
3.2活性
水分、pH值、氧氣、溫度、濕度和加工工藝等因素對微生態制劑活性的影響較大。微生態制劑一般應保存于低溫、干燥且pH值6~7的條件下,在使用中應注意保存條件和期限,同時應保證生產菌株在一定的傳代范圍。如保存方式不當或保存時間過長,其活菌數量不斷減少,使用效果會降低。在飼料的制粒和膨化過程中,高溫、高壓、蒸汽等物理因素對微生物的活性具有損害作用,可造成益生菌孢子的損失,如乳酸桿菌在60℃以上、酵母在70℃以上的制粒過程中生物活性幾乎完全喪失。另外,有時在加工過程中設備問題也會影響產品的質量和飼喂效果,例如,因混合機性能不佳而造成的微生物制劑分布不均,從而使動物采食的活菌數量得不到保障等。
3.3選擇性
動物微生態制劑有很多類型,每一種類型都有較適宜的使用對象,應根據動物種屬、生理階段、環境條件和使用目的的不同,使用時加以選擇。
3.4有效性
影響活菌制劑效果的因素多,應通過動物實驗證實并正確使用,以保證使用效果。□