乳酸菌益生作用
乳酸菌主要作用機理有以下幾點:(1)提供營養物質,如賴氨酸和蛋氨酸等必須氨基酸、各種維生素,并可提高礦物元素的生物學活性;(2)產生有機酸、乳酸菌素等抗微生物活性物質,改善微生態環境,清理腸道有毒物質;(3)通過影響機體非特異性免疫應答、刺激活性氧及溶酶體酶等分泌來調節機體免疫系統功能等。
在眾多飼用微生物添加劑中, 乳酸菌制劑是應用最為廣泛、效果較好的一類。美國FDA(1989年)規定允許飼喂的微生物有40余種,有近30種是乳酸菌。我國2013年農業部批準使用的微生物品種有34種,其中乳酸菌為23種。
乳酸菌制劑應用之兩面分析
乳酸菌是陸生動物及多種水產動物消化道固有菌,研究人員通過微生物分離、鑒定技術,可從不同動物腸道及生長環境分離出具有益生功能的菌株,通過發酵工藝的研究,形成乳酸菌單一或復合制劑。
乳酸菌最大的特點是不產生休眠芽孢并產生大量有機酸,萬事有兩面,不產生芽孢可使乳酸菌在應用過程中無需考慮萌發率的問題,繁殖迅速,但也使其在耐壓、耐溫及保存過程中失去優勢;此外產生有機酸可以有效降低腸道和環境pH、控制有害菌過度繁殖,同時也需要認識到,過多乳酸產生也會反饋抑制其自身的繁殖甚至存活。
發酵工藝突破
所謂人不能因噎廢食,乳酸菌的益生功能是毋庸置疑的,從理論和實踐中都證明了這一點, 無疑是抗生素替代路上的理想選擇,為解決以上兩個矛盾點,廣大微生態制劑研發、生產及應用實踐人員在不斷摸索中積累了很多經驗。
關于如何改善發酵過程中因產酸反饋抑制造成菌量太低的問題,發酵中可通過不同的工藝調節環境的緩沖體系,使pH緩慢降低,消除在乳酸菌發酵過程中乳酸等有機酸的抑制,菌量可比改善前提高5~8倍,保證了菌體的增加及代謝產物的豐富。
辯證地看待乳酸菌制劑的菌量
但是如何解決保存中死亡的問題,避免在保存中菌量從百億CFU/ml降低1~3個數量級到千萬~億CFU/ml,有很多研究加入了包被、冷凍干燥的工藝,研究和實踐表明即使這樣也需要低溫保存才能保證其存活。這些發酵后處理的工藝的改進其實早有突破,且這樣的工藝在我們人用乳酸菌發酵劑中非常常見,但為什么沒有廣泛應用在我們水產養殖行業,主要因成本和實用性問題,誰會把人用成本用在畜禽、水產上,而且我們也做不到在應用之前一直是低溫保存,客戶群體不同,承受的成本當然兩樣。
那么問題來了,為什么我們沒有低溫保存、也沒有包被、冷凍干燥,卻有著像比嘉照夫發明的EM菌這樣的名牌商品?而且眾所周知,EM原露有調水穩水、降低水體pH、調理腸道類等功效。其實,對乳酸菌的作用機理國內外一直有兩種對立的觀點,其一是認為是活菌起作用,其二是認為是代謝產物起作用。當然還有一種觀點認為兩者都不可少,作者個人支持菌加代謝產物是最好。
多少菌是最好呢,其實研究人員在做應用試驗是就考慮到乳酸菌的衰亡問題,添加量試驗就是在乳酸菌菌量平穩到其正常水平為依據添加的,即推薦用量中不管是投喂15ml/kg飼料還是水體潑灑4畝?米/瓶已考慮入衰亡的因素,是保守的添加量(以上數據為舉例)。進一步得講,優良的乳酸菌制劑,首先得保證在發酵中菌量盡量高,比如我們常說的八十億、一百億CFU/ml,收獲盡量多的菌體和產物,其次就是菌加入環境中繁殖是很快的,一變二的時間只需十幾~二十幾分鐘,即使是已衰亡到千萬級別,接觸到適宜環境是仍然可以再次快速繁殖起來的。這就是為什么EM原露的使用方法是用紅糖進行富集,其實就是把EM原露當做源,紅糖當做基質。放大到水體,道理是相同的,乳酸菌制劑是源,水體的有機物為基質,以小球撬動大球,不斷擴大乳酸菌對水和腸道生態的調控。
乳酸菌制劑的應用安全性
對于從環境分離的不管是乳酸菌還是芽孢菌進行篩選時,首要工作就是安全性能評估,包括體內和體外的致病性試驗,體外通過血涂板等方式確定其是否溶血,初步排除掉溶血菌株;小批量發酵后對動物進行超劑量浸泡;進一步的還需要進行超劑量投喂或腹腔、肌肉注射試驗。確定其安全性以后才能進一步進行凈水等效果驗證。
在水產養殖中乳酸菌制劑主要起到的作用是調理養殖動物腸道,降低水體pH,是在嚴格的臨床試驗的基礎上選擇有繁殖潛力、產乳酸豐富的菌株(部分菌株需驗證抑菌效果)通過深度發酵形成的制劑,一般3~4.5左右,所以檢測乳酸菌的一個重要指標就是pH值得測定。
由于乳酸菌的衰亡比較快,尤其是到后期,菌量不應該做為乳酸菌的產品檢測指標,只能作為輔助指標進行檢測。目前市面的乳酸菌產品只能保證出罐(即發酵完成分離出發酵罐體)的菌含量。所以目前市場銷售的乳酸菌產品標注含量基本上以出罐含量為準。