微生態(tài)制劑研究及應(yīng)用進(jìn)展

1、微生態(tài)制劑研究及應(yīng)用進(jìn)展,,目錄,1 微生態(tài)制劑定義2 微生態(tài)制劑的類(lèi)型3 微生態(tài)制劑的作用機(jī)制4 微生態(tài)制劑與其他添加劑的聯(lián)合使用5 微生態(tài)制劑的應(yīng)用現(xiàn)狀6微生態(tài)制劑在應(yīng)用中存在的問(wèn)題7 現(xiàn)代生物技術(shù)在微生態(tài)制劑研發(fā)中的應(yīng)用8 總結(jié)與討論,1 微生態(tài)制劑定義,廣義：微生態(tài)制劑是在微生態(tài)學(xué)理論指導(dǎo)下，調(diào)整微生態(tài)失調(diào)，保持微生態(tài)平衡，提高宿主健康水平的正常菌群及其代謝產(chǎn)物和選擇性促進(jìn)宿主正常菌群生長(zhǎng)的物質(zhì)制劑總稱(chēng)。微生態(tài)制

2、劑按照其主要成分分為3類(lèi)： 益生菌、益生元和合生素。狹義：益生菌,2 微生態(tài)制劑的類(lèi)型,2.1 根據(jù)微生態(tài)制劑的物質(zhì)組成劃分(1)益生菌又稱(chēng)促生素，是一種含有大量有益菌及其代謝產(chǎn)物和生長(zhǎng)促進(jìn)因子的物質(zhì)，具有維持腸道微生物平衡、提高機(jī)體健康水平的活菌制劑。(2)益生元是一種不被宿主消化的食物成分，它能選擇性地刺激腸道內(nèi)一種或多種有益菌的生長(zhǎng)繁殖，抑制某些有害細(xì)菌生長(zhǎng)，從而維持機(jī)體處于健康狀態(tài)。(3

3、)合生元又稱(chēng)全生素，是指生理性細(xì)菌(即益生劑)加促進(jìn)物質(zhì)(即益生元)的合劑。,2 微生態(tài)制劑的類(lèi)型,益生菌,益生元,合生元,2 微生態(tài)制劑的類(lèi)型,2.2 按微生物種類(lèi)劃分(1)乳酸菌類(lèi)微生態(tài)制劑:乳酸菌能分解飼料中的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、合成維生素，能顯著促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。目前應(yīng)用的主要有嗜酸乳桿菌、糞鏈球菌、雙歧乳桿菌等。(2)芽抱桿菌類(lèi)微生態(tài)制劑:芽抱桿菌具有較強(qiáng)的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性。它可消耗腸道內(nèi)的氧，抑制致病菌的生長(zhǎng)

4、，維持腸道正常生態(tài)平衡。在腸道發(fā)芽生長(zhǎng)具有多種有效的酶促效應(yīng)。目前，應(yīng)用的菌種主要有短小芽抱桿菌、枯草芽抱桿菌、蠟樣芽抱桿菌等。,2 微生態(tài)制劑的類(lèi)型,2.2 按微生物種類(lèi)劃分(3)酵母微生態(tài)制劑:菌體富含多種蛋白質(zhì)及維生素，活酵母菌的繁殖，可改善胃腸道生態(tài)結(jié)構(gòu)，維持pH值的穩(wěn)定，抑制有害菌。酵母菌細(xì)胞壁可提高動(dòng)物對(duì)纖維素和礦物質(zhì)的消化、吸收利用;增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫，防治畜禽消化系統(tǒng)疾病。目前應(yīng)用的菌種主要有釀酒酵母和石油酵母等。(

5、4)光合細(xì)菌:光合細(xì)菌的細(xì)胞成分不僅能為動(dòng)物體提供豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且可以產(chǎn)生輔酶Q等生物活性物質(zhì)及類(lèi)胡蘿卜素、番茄紅素等天然色素。另外，光合細(xì)菌能吸收分解水中氨、硫化氫等有害物質(zhì)，改善水質(zhì)。,2 微生態(tài)制劑的類(lèi)型,2.2 按微生物種類(lèi)劃分(5)復(fù)合微生態(tài)制劑:由多種菌復(fù)合配制而成，能適應(yīng)多種條件和宿主，具有促進(jìn)生長(zhǎng)、提高飼料轉(zhuǎn)化率等多種功能。,3 微生態(tài)制劑的作用機(jī)制,3.1 改善胃腸道微生態(tài)環(huán)境3.1.1

6、 優(yōu)勢(shì)種群說(shuō)攝入一定量的有益菌，消化道內(nèi)有益菌群得到了及時(shí)有效的補(bǔ)充，使有益菌在數(shù)量上和作用強(qiáng)度上均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，抑制致病菌群的增殖，從而維持腸道內(nèi)菌群的平衡。3.1.2 拮抗作用在有益菌的生長(zhǎng)代謝過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一些具有拮抗病原微生物活性物質(zhì)抑制病原微生物。另外，有益菌通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，限制有害菌生長(zhǎng)。,3 微生態(tài)制劑的作用機(jī)制,3.1.3 生物奪氧說(shuō)好氧菌特別是芽抱桿菌在繁殖過(guò)程中消耗腸道氧氣，造成局部厭氧環(huán)境，促進(jìn)厭氧正常菌

7、的繁殖，抑制需氧和兼性厭氧病原菌生長(zhǎng)，使失調(diào)菌群恢復(fù)到正常。另外，酵母可以分泌一些消耗腸道氧氣的生長(zhǎng)因子，促進(jìn)腸道有益菌的生長(zhǎng)，維護(hù)菌系平衡。3.1.4 清除腸道有毒物質(zhì)態(tài)調(diào)節(jié)劑通過(guò)補(bǔ)充正常有益的生理寄生菌，使內(nèi)毒素減少。益生菌也可以通過(guò)產(chǎn)生某些酶來(lái)修飾毒素受體，阻斷或減少毒素與腸勃膜受體的結(jié)合，減少腸源性?xún)?nèi)毒素吸收。,3 微生態(tài)制劑的作用機(jī)制,3.2 影響微生物的代謝途徑微生態(tài)制劑中的活菌在代謝過(guò)程中產(chǎn)生一些有益代謝產(chǎn)物，如有

8、機(jī)酸，過(guò)氧化氫、各種酶、維生素等。改善腸道環(huán)境，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率吸收，從而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。3.3 調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體免疫功能微生態(tài)制劑可以提高機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫反應(yīng)，主要表現(xiàn)為激活單核吞噬細(xì)胞，增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞的活力，促進(jìn)T, B淋巴細(xì)胞的增殖、成熟，促進(jìn)細(xì)胞因子和抗體的表達(dá)，從而提高機(jī)體局部或全身的防御功能，發(fā)揮自穩(wěn)調(diào)節(jié)、抗感染、抗腫瘤效應(yīng)。,4 微生態(tài)制劑與其他添加劑的聯(lián)合使用,微生態(tài)制劑和寡糖聯(lián)合使用可提高益生菌在腸道內(nèi)的成活

9、率及穩(wěn)定性，增強(qiáng)微生態(tài)制劑的作用。微生態(tài)制劑和酶制劑聯(lián)合使用，有利于動(dòng)物腸道微生物區(qū)系的建立和維持，還能分泌大量的酶，能夠提高酶制劑的活性。同時(shí)，酶制劑可通過(guò)降解飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為益生菌提供生長(zhǎng)增殖所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。酸化劑和微生態(tài)制劑的聯(lián)合應(yīng)用可以產(chǎn)生一定的協(xié)同效應(yīng)。乳酸菌、芽抱桿菌等益生菌的耐酸特性為其與酸化劑的聯(lián)合使用提供了基礎(chǔ)，因?yàn)槟c道中主要的幾種有害微生物最適生長(zhǎng)環(huán)境的pH值為7左右，而乳酸菌、雙歧桿菌等益生菌適宜的生長(zhǎng)環(huán)境偏

10、酸性。,5.1 寵物食品及獸藥5.2獺兔5.3微生態(tài)制劑在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用5.4改善養(yǎng)殖池塘中生物群落結(jié)構(gòu),5 微生態(tài)制劑的應(yīng)用現(xiàn)狀,6微生態(tài)制劑在應(yīng)用中存在的問(wèn)題,①菌種反復(fù)擴(kuò)培，逐漸失去優(yōu)良特性；②活菌數(shù)量不能保持穩(wěn)定，在加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和使用過(guò)程中易失去活性；③微生態(tài)制劑產(chǎn)品效果不穩(wěn)定，缺少針對(duì)性，對(duì)于作用對(duì)象、使用目的以及使用環(huán)境的考慮并不周全；④可用菌種較少，需要進(jìn)行新菌種的開(kāi)發(fā)，同時(shí)微生態(tài)制劑產(chǎn)品較為單一，復(fù)合菌

11、劑的開(kāi)發(fā)亦成為重點(diǎn)；⑤作用機(jī)理的研究尚不完善，不利于微生態(tài)制劑的研發(fā)和應(yīng)用；⑥微生態(tài)制劑產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步完善，阻礙市場(chǎng)推廣進(jìn)程。,7 現(xiàn)代生物技術(shù)在微生態(tài)制劑研發(fā)中的應(yīng)用,7.1現(xiàn)代生物技術(shù)在菌株的鑒定與分類(lèi)中的應(yīng)用分子遺傳學(xué)鑒定法，主要是對(duì)細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA進(jìn)行分析，包括DNA ( G +C) mol%含量測(cè)定、DNA RNA核酸分子雜交、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)(PCR) ,16S rRNA序列分析、多位點(diǎn)序列分型(Mu

12、lti Locus Sequence TypingMLST)、細(xì)胞脂肪酸測(cè)定法等。7.2 基因工程在微生態(tài)制劑中的應(yīng)用利用基因工程技術(shù)對(duì)己通過(guò)篩選或被證明有一定效果的菌株進(jìn)行改良，可擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，增強(qiáng)作用效果。,7 現(xiàn)代生物技術(shù)在微生態(tài)制劑研發(fā)中的應(yīng)用,7.3 組學(xué)技術(shù)在微生態(tài)制劑中應(yīng)用基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和代謝組學(xué)的方法己廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖及微生態(tài)制劑的研究中。隨著新一代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)宏基因組測(cè)序，可以研究微生態(tài)制劑

13、施用后的環(huán)境中微生物的遺傳多樣性和分子生態(tài)學(xué)信息。7.4 綠色熒光蛋白技術(shù)在微生態(tài)制劑中的應(yīng)用通過(guò)對(duì)益生菌進(jìn)行基因改造，可以區(qū)分內(nèi)源微生物和攝入微生物，通過(guò)利用綠色熒光蛋白技術(shù)(Green Fluores-cent Protein GFP)可以檢測(cè)微生物在腸道內(nèi)的定植率和存活率。,8 總結(jié)與討論,微生態(tài)制劑以其無(wú)毒無(wú)害、促進(jìn)生長(zhǎng)、改善環(huán)境、成本低廉等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖行業(yè)中。但是微生態(tài)制劑在應(yīng)用中仍存在一定問(wèn)題。未來(lái)的主要工作