в последние годы, с ростом общественного беспокойства о безопасности продуктов животного происхождения, исследования и разработки кормовых добавок, которые являются экологически чистыми, безопасными и эффективными заменителями антибиотиков и противомикробных препаратов, стали основным направлением. пробиотические препараты появились в ответ на этот спрос. в 2002 году европейская ассоциация пищевых и кормовых культур (effca), ведущий европейский орган, определила пробиотики как живые микроорганизмы, которые при приеме внутрь в адекватных количествах приносят хозяину одну или несколько конкретных, научно обоснованных преимуществ для здоровья. микроэкологические препараты относятся к живым бактериальным препаратам, изготовленным из полезных микроорганизмов, естественным образом встречающихся у животных. среди них микроэкологические препараты молочнокислых бактерий (мкб) стали ключевой областью исследований в последние годы. среди различных микробных добавок препараты мкб широко используются и считаются высокоэффективными в качестве кормовых микробных добавок. они являются преобладающими симбиотическими бактериями в пищеварительном тракте многих водных животных, способными формировать нормальную флору. lab также является одним из первых штаммов микроорганизмов в китае, одобренных для прямого использования в качестве кормовых микробных добавок. lab могут колонизировать кишечный тракт водных животных, эффективно регулируя баланс кишечной флоры, секретируя молочную кислоту и вырабатывая различные пищеварительные ферменты, которые помогают перевариванию пищи и метаболизму, способствуя усвоению и использованию питательных веществ. кроме того, они могут конкурировать с патогенными бактериями за питательные вещества и места адгезии, секретировать бактериоцины и подавлять рост вредных бактерий, тем самым улучшая кишечную среду, балансируя желудочно-кишечную микробиоту и улучшая здоровье животных. lab обеспечивает эффективный, безвредный и экологически чистый новый путь для здорового развития кормовой и аквакультурной промышленности.

1. физиологические характеристики молочнокислые бактерии

молочнокислые бактерии относятся к группе грамположительных бактерий, которые не образуют спор и в основном ферментируют углеводы для получения молочной кислоты. их морфологические, метаболические и физиологические характеристики различаются. большинство клеток lab имеют форму палочек или сфер, не образуют спор, неподвижны или слабо подвижны, чувствительны к теплу, но устойчивы к кислоте, способны расти в средах с уровнем ph от 3,0 до 4,5 и имеют строгие требования к питанию, включая потребность в различных аминокислотах, витаминах и пептидах в дополнение к углеводам. в организме животного lab снижает ph посредством биологического антагонизма, предотвращая и подавляя вторжение и колонизацию патогенных бактерий и разрушая вредные вещества, такие как нитрозамины, аммиак, индолы и скатол. обнаруженные в природе lab, которые попадают по крайней мере в 23 рода в бактериальной таксономии, включают lactobacillus, bifidobacterium, carnobacterium, streptococcus, leuconostoc, pediococcus и sporolactobacillus. большинство lab процветают в анаэробных или микроаэробных, кислых средах, богатых минералами и органическими питательными веществами, и широко распространены в ферментированных продуктах (например, силосе, соленьях, йогурте) и пищеварительных трактах животных.

2. механизмы действия молочнокислых бактерий

2.1 антибактериальные механизмы

выживание и колонизация бактерий в кишечнике животных зависят от нескольких факторов, включая желудочную кислоту, желчные соли, пищеварительные ферменты, иммунные реакции, эндогенные микроорганизмы и их продукцию антибиотиков. любое изменение этих факторов может повлиять на выживание бактерий. антибактериальные механизмы lab коренятся в их биохимических свойствах, которые изменяют среду обитания и механизмы роста патогенных бактерий, достигая антибактериального эффекта.

2.1.1 подавление вредных бактерий путем выработки кислоты:
lab ферментируют лактозу в организме, вырабатывая большое количество уксусной и молочной кислот, которые снижают ph окружающей среды, делая кишечную среду кислой. патогенные бактерии в кишечнике предпочитают ph 7,0-7,4 для оптимального роста. кислотная продукция lab и вызванный этим лизис клеток снижают ph кишечника, подавляя колонизацию и рост патогенных бактерий на стенке кишечника, что приводит к снижению их жизнеспособности, старению и смерти, тем самым поддерживая экологический баланс кишечника и нормальную физиологическую функцию.

2.1.2 подавление вредных бактерий путем производства антибактериальных веществ:
помимо органических кислот, lab вырабатывают другие антибактериальные вещества, такие как перекись водорода и бензойная кислота, а также лизоцимы и другие антибактериальные агенты, такие как низин, лактицин и ацидофилин. эти продукты подавляют патогенные бактерии в кишечнике. перекись водорода и бактериоцины подавляют патогены с помощью механизма, известного как адгезионная резистентность. адгезия к слизистой оболочке кишечника является предпосылкой для колонизации патогенными бактериями и возникновения клинических симптомов. между полезными и патогенными микроорганизмами существует конкуренция за места прикрепления на эпителии тонкого кишечника, известная как конкурентное исключение. если полезные штаммы занимают больше этих мест, патогенные бактерии исключаются. lab подавляют патогенные бактерии, конкурируя за пространство, время, места адгезии и питательные вещества, тем самым предотвращая их адгезию к эпителиальным клеткам слизистой оболочки кишечника.

2.2 механизмы питания

lab, когда метаболически активны в организме животного, напрямую снабжают хозяина незаменимыми аминокислотами, витаминами и пищеварительными ферментами (например, амилазой, протеазой, целлюлазой), а также улучшают скорость переваривания и всасывания минералов (например, кальция, фосфора, железа, магния), тем самым улучшая пищевой метаболизм и способствуя росту и производительности. кроме того, кислые продукты метаболизма lab подкисляют кишечную среду, которая является оптимальной для активности различных пищеварительных ферментов (например, амилазы при ph 6,5, глюкоамилазы при ph 4,4), способствуя перевариванию и всасыванию питательных веществ. выработка органических кислот также усиливает перистальтику и секрецию кишечника, дополнительно способствуя перевариванию и всасыванию питательных веществ.

2.3 иммунные механизмы

лаб повышают иммунитет животных двумя способами:

1. они влияют на неспецифические иммунные реакции, усиливая активность моноцитов и макрофагов, стимулируя секрецию активных форм кислорода, ферментов лизоцима и факторов моноцитов.
2. они стимулируют специфические иммунные реакции, такие как повышение уровней iga, igm и igg на слизистых поверхностях и в сыворотке для усиления гуморального иммунитета, способствуя пролиферации т- и в-лимфоцитов для усиления клеточного иммунитета. шиффрин и др. (1994) обнаружили, что lactobacillus johnsonii lj1 и bifidobacterium lactis bb12 усиливают фагоцитарную активность клеток против escherichia coli in vitro. при использовании с сальмонеллой streptococcus thermophilus действует как иммуноадъювант, значительно повышая уровень сывороточного iga. механизмы, посредством которых lab стимулируют иммунную систему, все еще изучаются. оувеханд и др. (1999) предложили возможные пути иммунной стимуляции путем приема пробиотиков (включая lab). антигенные вещества проходят через фолликул-ассоциированный эпителий в лимфатических узлах двумя путями:
3. микробные метаболиты или фрагменты, как и небольшие молекулярные антигены, проходят непосредственно через обычные эпителиальные клетки или через плотные соединения между эпителиальными клетками.
4. микробные клетки доставляются в макрофаги, инкапсулированные в м-клетки, посредством пиноцитоза. после попадания в лимфоидную ткань антигены либо обрабатываются антигенпрезентирующими клетками, либо напрямую передаются лимфоцитам для выработки соответствующих иммунных ответов.

2.4 детоксикация и профилактика продуктов гниения

некоторые бактерии могут нейтрализовать или снизить токсическое воздействие эндотоксинов и других вредных веществ. было обнаружено, что bifidobacterium предотвращает образование аммиака в содержимом кишечника, в то время как bacillus cereus снижает концентрацию аммиака в содержимом кишечника и воротной вене печени, снижая уровень вредных веществ, таких как фенолы и индолы.

3. польза для здоровья и терапевтические эффекты lab у животных

многочисленные испытания кормления и клинические испытания в стране и за рубежом показали различные результаты, как с положительными, так и с отрицательными эффектами, хотя положительные эффекты встречаются чаще. несоответствия могут быть вызваны такими факторами, как вид животного, возраст, среда кормления, качество штамма и условия стресса, но благотворное влияние lab на здоровье животных широко признано.

3.1 улучшение функции желудочно-кишечного тракта и снижение частоты желудочно-кишечных заболеваний

lab доминирует в кишечной флоре. после приема внутрь они ферментируют, производя кислоты, изменяя среду желудочно-кишечного тракта, подавляя рост вредных бактерий и балансируя микробиоту желудочно-кишечного тракта. они также производят адгезины, которые прочно связываются с клетками слизистой оболочки кишечника, колонизируя поверхность слизистой оболочки и формируя физиологический барьер, тем самым восстанавливая устойчивость хозяина, восстанавливая кишечный бактериальный барьер и леча заболевания желудочно-кишечного тракта.

3.2 повышение иммунитета и укрепление здоровья животных

мкб повышают иммунитет животных, стимулируя как неспецифические, так и специфические иммунные реакции, вызывая выработку интерферона, способствуя делению клеток, выработке антител и усиливая клеточный иммунитет, тем самым повышая устойчивость организма к болезням.

3.3 содействие развитию животноводства, повышение эффективности кормления, снижение затрат на кормление и повышение экономической отдачи

молочнокислые бактерии вырабатывают различные питательные вещества в организме животного, такие как витамины, незаменимые аминокислоты и пищеварительные ферменты, улучшая метаболизм питательных веществ и способствуя росту и производительности. молочнокислые бактерии также снижают ph кишечника, создавая кислую среду, благоприятную для активности ферментов, улучшая переваривание и усвоение питательных веществ и снижая затраты на кормление.

4. текущий статус заявки

подводя итог, можно сказать, что lab имеет профилактические, терапевтические, питательные и оздоровительные преимущества. в последние годы недостатки антибиотиков в кормовых добавках стали все более очевидными, что побудило многих исследователей сосредоточиться на преодолении этих недостатков с помощью микроэкологических исследований, что привело к разработке микроэкологических препаратов. препараты lab в настоящее время широко используются в различных областях, включая свиноводство, птицеводство, крупный рогатый скот, овец и аквакультуру.

5. проблемы и перспективы

5.1 выбор штамма

в настоящее время пробиотические препараты для аквакультуры, продаваемые на рынке, в основном включают фотосинтетические бактерии, lactobacillus, bifidobacterium, эм-бактерии, bacillus и их культуры. выбор и определение активности штаммов lab, ключевого компонента пробиотических препаратов, имеют решающее значение для определения их эффективности. квалифицированные штаммы lab должны обладать следующими характеристиками:

1. сильная противопатогенная бактериальная активность, эффективная колонизация и высокая выработка пищеварительных ферментов.
2. способен сохранять высокую жизнеспособность и активность ферментации во время обработки, хранения и транспортировки, с выживаемостью более 90% и стабильностью при хранении.
3. конечный продукт ферментации должен иметь низкий уровень ph, сильное антибактериальное действие и полезный микробный состав, а также обладать определенной способностью к адаптации к окружающей среде (например, устойчивостью к высоким температурам, кислотам и солям).
4. обладают высокой стрессоустойчивостью и устойчивостью к стрессовым факторам, способствуя улучшению условий размножения.

5.2 процесс ферментации и контроль качества

процесс производства и контроль качества препаратов lab требуют пристального внимания для обеспечения стабильности, активности и эффективности. это включает оптимизацию условий ферментации, использование высококачественного сырья и мониторинг конечного продукта для обеспечения постоянного качества.

5.3 способ применения и дозировка

определение подходящей дозировки и метода применения препаратов lab имеет решающее значение для достижения оптимальных результатов. чрезмерное или недостаточное использование может привести к снижению эффективности или негативным побочным эффектам.

5.4 нормативные требования и соображения безопасности

поскольку использование препаратов lab в аквакультуре растет, необходимо установить нормативные рамки для обеспечения безопасности, эффективности и экологической устойчивости. это включает проведение тщательных оценок безопасности, мониторинг долгосрочных эффектов и разработку руководств по надлежащему использованию.

6. заключение

препараты молочнокислых бактерий представляют собой перспективную и экологически чистую альтернативу антибиотикам в аквакультуре. их способность улучшать здоровье животных, усиливать иммунную функцию и способствовать росту делает их важнейшим компонентом устойчивых методов аквакультуры. продолжение исследований и разработок в этой области, вероятно, приведет к еще более эффективным и широко распространенным решениям на основе lab.