近年來,中國多數畜產品國內市場趨于飽和,開拓國際市場發展外向型畜牧業是農業增效、農民增收的一條重要途徑。但是,中國加入世貿組織后,畜產品出口卻屢屢受阻,據青島海關統計,2002年1季度,被退運的凍雞產品為505.4噸,比2001年同期增長了9.2倍,主要原因是發達國家的綠色壁壘限制了我國畜產品的出口。因此,認真研究綠色壁壘內涵,采取措施突破“壁壘”,無疑將是我國畜產品國際貿易面臨的主要任務。
綠色壁壘又稱環境壁壘,它是指在國際貿易領域,一些國家憑借科技優勢,以保護環境和人類健康為目的,通過立法或制訂嚴格的強制性技術法規,對國外商品進行準入限制的貿易壁壘。綠色壁壘起因于全球日益嚴重的生態災難。在初期,綠色壁壘的形成主要是處于保護生態環境和人類安全的需要,同時,消費者環境意識的提高和全球綠色消費運動的興起也促進了綠色壁壘的發展。
一、綠色壁壘對畜禽產品出口的影響
綠色壁壘中的檢驗標準普遍提高,檢驗指標范圍擴大。如俄羅斯對凍肉類的衛生要求更加嚴格,農藥殘留的限量和數量增加,原僅為10種,有殘留限量4種,現增加為59種,有殘留限量的24種,35種農藥殘留不得檢出,新增農藥殘留檢測49種;原有的生物毒素檢測、抗生素檢測、重金屬檢測種類限量未變;激素類藥物增加了雌二醇和睪丸甾酮;新增檢測亞硝基胺;另外增加微生物指標,檢測細菌總數、大腸菌群、沙門氏菌等。除了上述衛生要求外,對動物的健康要求,凍肉的加工質量和貯藏時間,包裝材料及相關標識等也作了明確的規定,而歐盟的要求則更加嚴格。2002年年初歐盟停止從我國進口雞肉、兔肉和凍蝦等產品,原因是從這些產品中檢出有殘留抗生素。含量是200mg/kg氯霉素,而這個檢測數據在國內是無法測出的。
由于綠色壁壘的限制,從1994年以來,我國牛肉、豬肉幾乎不能出口美國,歐盟也完全禁止中國的牛肉及凍雞肉的進入。
二、畜禽產品中的藥物殘留問題
隨著現代集約化和規模化養殖業的發展,畜禽及水產動物感染各種疾病的危險性大大增加。為了預防動物疾病,促進動物生長發育和提高飼料利用率,大量抗生素等藥物被用作飼料添加劑。伴隨著長期、大量的使用抗生素類添加劑,其負面效應也日益明顯地暴露出來。主要是長期使用抗生素所引起的耐藥菌株問題、內源性感染問題等始終困擾著養殖者,耐藥菌株潛在的對人類健康的影響和藥殘問題則更為社會所關注。抗生素飼料添加劑的主要弊端:
1.導致細菌產生抗藥性
雖然耐藥性因子的傳遞頻率只有10-6%,但由于細菌數量大、繁殖快,在這一頻率下,仍造成抗藥菌株的擴散、蔓延,而且可以使一種細胞產生多種耐藥性,導致耐藥菌株增加。我國作為發展中國家,科學知識普及率低,各項制度尚不健全,片面追求高效、廣譜抗生素’百病皆治’的效用和片面追求效益而大量添加抗生素等錯誤做法,導致我國病原菌抗藥性問題越來越嚴重,改革開放近幾十年來尤為明顯,各種病原菌均有不同程度的抗藥性。在中、東部經濟發達、抗生素應用頻繁地區,志賀氏菌幾乎100%具有抗藥性,對四環素類抗生素尤為明顯。畜牧業中,大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌等過去并不嚴重或較少發生的細菌病,現已上升為家禽的主要傳染病,這與長期濫用抗生素有直接關系。
2.長期使用抗生素造成畜禽機體免疫力下降
大量抗生素在其被攝入機體后,會隨血液循環分布到淋巴結、腎、肝、脾、胸腺、肺和骨骼等各組織器官,動物機體的免疫能力就被逐漸削弱。抗生素還會導致抗原質量降低,直接影響免疫過程,從而對疫苗的接種產生不良影響。
3.長期使用抗生素引起畜禽內源性感染和二重感染
抗生素雖都有自己的抗菌譜,但基本都難以避免在作用于病原菌同時會影響機體內有益菌群生長,尤其是長期、大量使用,會造成機體內菌群失調,微生態平衡破壞。潛伏在體內的有害菌趁機大量繁殖,而引起內源感染。另外一種情況,抗生素會消滅體內敏感菌,在體內某些微生物附著點上造成大量空位,為外界耐藥病菌乘虛而入提供機會,從而造成外源感染。二重感染也是由于施用大量抗生素殺滅某種細菌時,破壞微生態平衡,另外一種或多種內源或外源病菌隨即再次感染機體造成的。
4.長期使用抗生素在畜產品和中造成殘留
抗生素被吸收到體內后,分布到幾乎全身各器官,但大多數抗生素都難以透過機體的幾個’天然屏障’,如血腦屏障、血睪屏障等。抗生素在內臟器官尤其是肝臟內分布較多,而在肌肉和脂肪中分布較少。抗生素的代謝途徑多種多樣,但大多數以肝臟代謝為主,經膽汁,由糞便排出體外;也會通過泌乳和產蛋過程殘留在乳和蛋中。一些性質穩定的抗生素被排泄到環境中后仍能穩定存在很長一段時間,從而造成環境中的藥物殘留。這些殘存的藥物,通過畜產品和環境慢慢蓄積于人體和其它植物體中,最終以各種途徑匯集于人體,導致人體產生大量耐藥菌株,失去對某些疾病的抵抗力,或因大量蓄積而對機體產生毒害作用。
三、動物微生態制劑的作用機理
鑒于上述原因,美國和西歐一些國家相繼禁用或限用抗生素作為飼料添加劑,美國從20世紀70年代開始使用飼用微生物代替抗生素,日本、西歐一些發達國家也相繼開發研制新型的抗生素替代品,使微生態制劑得到較快的發展。我國動物微生態制劑的研究起步較晚,但發展很快,目前國內已有一批科研單位和生產廠家研制生產出飼用微生態產品,如農業部規劃設計研究院最近研究開發的微生態制劑,含有農業部允許使用的芽孢桿菌和乳酸桿菌,每毫升達到20億以上,在山西太原的實際應用中表現出顯著的作用和效果。
動物微生態制劑的主要作用機理有如下方面:
1.促進動物生長發育
1.1產生多種消化酶
如芽孢桿菌進入腸道后產生大量的胞外酶,如蛋白酶、淀粉酶、半纖維素酶等,促進消化吸收,乳酸桿菌含有產生有機酸和合成多糖的酶;雙歧桿菌具有多種糖苷酶,能充分利用雙歧因子;酵母中含有大量的酶,如蔗糖酶、麥芽糖酶、酸性磷酸酶、半乳糖酶,有些可釋放出來,有些則在酵母溶解后釋放出來,參與糖類的新陳代謝。光合細菌添加劑,鯉魚腸道中的蛋白酶和淀粉酶活力增高,水產能量提高。此外,絲狀真菌中的木酶、曲酶也能產生各種消化酶,如蛋白酶、淀粉酶、半纖維素酶等。
1.2提供動物機體所需營養物質
雙歧桿菌在腸內發酵可產生丙氨酸、纈氨酸、天冬氨酸和蘇氨酸等,還可產生維生素。據報道,豬、雞血漿中賴氨酸、尿中賴氨酸和機體中賴氨酸的20%來源于腸道中的有益微生物的合成。光合細菌菌體營養豐富,蛋白質含量達60%-65%,還有維生素B、泛酸、葉酸等,用后能提高飼料效率、抗病能力及產蛋率。
1.3在動物胃腸道形成微酸性環境
飼料級微生物菌產生的酸性物質,可以激活內源酶活性,維持腸道內pH值,有利于營養物質的消化吸收,如維生素D等。
2.維持消化道的有效菌數
2.1參與營養的競爭
營養的競爭發生在小腸上皮細胞,添加益生菌后,益生菌群占優勢,搶先吸收利用小腸上皮細胞內的營養物質進行生存和繁殖,抑制有害細菌在消化道的增殖。
2.2生物奪氧
需氧芽孢桿菌能在宿主腸道內迅速地定植并生長繁殖,消耗氧氣又稱生物奪氧,降低局部的氧化還原電勢,扶植和促進正常菌群厭氧菌的生長繁殖。酵母則通過分泌一些生長因子并消耗對腸道有益菌的生長,維護了菌系平衡。
2.3產生抑制有害菌生長的物質
2.3.1產生酸性物質有實驗證明,乳酸菌和雙歧桿菌在腸道內產生的醋酸和乳酸,降低腸道pH值,可抑制大腸桿菌及梭菌類的生長,抑菌率高達80%以上。乳酸是腸道微生物活性的首要調控物質,在小腸內進一步代謝生成乙酸,腸道內的環境被酸化,抑制對酸敏感的病原,當環境pH值下降時,以分子形式存在的強有機酸(甲酸、乙酸)的濃度上升,通過細胞膜擴散進入細胞,表現更高的抑菌能力。
2.32產生細菌素細菌素是一類選擇性作用于細菌靶細胞的抗菌物質,它們大多屬多肽類且具水溶性。乳酸菌的幾乎每一菌株,都能產生細菌素。乳酸乳球菌及梭狀芽孢桿菌的生長。嗜酸乳桿菌產生的細菌素能抑制大腸桿菌DNA的合成。從枯草芽孢桿菌中提取的枯草菌素能抑制真菌。雙歧桿菌對腸道腐生菌起抑制作用。
2.3.3產生過氧化氫嗜酸乳桿菌、乳酸乳桿菌等在動物體內可產生過氧化氫,激活動物大腸內的過氧化物酶-硫氰酸鹽反應系統,在此系統中,過氧化物酶與過氧化氫結合,然后將硫氰酸鹽氧化成氧化性中間物,抑制葡萄球菌等致病菌的生長繁殖。
2.3.4產酶或誘導酶的產生雙歧桿菌和某些乳桿菌產生胞外糖苷酶,可降解腸粘膜上皮細胞的復雜多糖,由于這些糖是致病菌和細菌毒素的潛在受體,通過酶的作用,可以組織毒素對上皮細胞的粘附和入侵。
3.調節免疫系統
微生態制劑可保護腸壁,與病原菌競爭附著并進入腸上皮細胞,加強了細胞間隙,刺激巨噬細胞,有效地抑制感染。乳酸桿菌可借助于此系統進行粘附;兩種乳酸成分參與了乳酸菌的粘附,一種成分是抗蛋白酶(與菌體表面吸附有關),另一種是熱穩定且對蛋白酶敏感的胞外蛋白,部分乳酸桿菌借助于此系統進行粘附。雙歧桿菌的粘附則是借助于細胞表面或雙歧桿菌培養物上清液中類蛋白促粘附因子,通過細絲狀的成分特異性地粘附于腸道粘膜表面上,誘導抗體產生。
4.防腹瀉作用機制
細菌性毒素與腸細胞結合,導致腸細胞分泌功能亢進,大量液體從細胞邊緣溢出,腸絨毛頂端細胞吸收功能降低,從而造成水分和電解質被大量積蓄在腸管內,引起臨床上的水樣腹瀉和迅速脫水癥狀。乳酸桿菌在通往腸道時形成保護性屏障,釋放一些化合物,抑制病原菌,加強特異性免疫和非特性免疫,另一種機制是對小腸粘膜的營養效應,減少有毒胺類或腸毒素的產生。消化道微生物的代謝活動可產生有害的胺類、氨,具有毒性和刺激作用,并可以增加小腸蠕動速度,這是造成仔豬斷奶后腹瀉的原因之一。嗜酸乳桿菌不僅可以減少大腸內的含氨量,并且還可以分解病原菌產生的毒素,使其失活,從而減輕腹瀉癥狀。也有人認為干酪乳桿菌產生一些表面活性劑抑制病原菌的粘附與繁殖,從而減少了有毒胺類或腸毒素的產生。
5.減少膽固醇的機制
5.1與膽鹽反應
膽汁酸、去氧膽汁酸經常結合甘氨酸或牛磺形成甘氨膽酸或牛磺膽酸,被乳酸桿菌中的細菌酶、膽鹽水解酶所解離。解離的膽酸有殺菌作用,粘附到細菌纖絲上形成共沉淀被排出體外,最終會導致產生更多膽酸,從而降低膽固醇。
5.2益生細菌直接吸收膽固醇
在膽汁存在的條件下,膽固醇降解顯著。此外,益生細菌抑制腸內分子團的形成,促進膽固醇與膽酸及短鏈脂肪酸的發酵作用,對膽固醇代謝也起重要作用。研究表明糞腸球菌、屎鏈球菌及其提取物也具有降低血清膽固醇和甘油三脂的作用。
6.凈化環境作用機制
枯草芽孢桿菌可在大腸中產生氨基氧化酶、氨基轉移酶及分解硫化物的酶,可將臭源吲哚化合物完全氧化,將硫化物氧化成無臭、無毒物質,從而降低血液及糞便中有害氣體的濃度,也減少了向外界排放的量,改善了飼養環境。嗜氨菌能消化腸道游離的氨(胺)及吲哚等有害物質,抑制大腸桿菌的活動,排出的糞中含有的活菌體,可消化剩余的氨。用放線菌微生物作除糞臭劑,除臭率達66%。禽糞經處理后成分基本不受影響。乳酸桿菌可明顯降低多胺水平。
四、動物微生態制劑的應用效果
由農業部規劃設計研究院研究開發的動物微生態制劑??麥科隆1、2號產品應用在豬各生長時期的飼養試驗表明,可使日增重提高,生長速度加快,肉料比下降,大幅提高增重率(8%~11.6%)從而降低飼養成本,提高經濟效益。長期施用可明顯減輕豬舍內由于糞便引起的惡臭,夏天蒼蠅數量大大減少,在糞便堆放期間添加劑中的有益菌群依然能夠存活并發揮除臭功能,從而使養殖場的環境衛生大大改善。對商品肉、蛋雞的飼養試驗表明,可大幅降低死亡率,尤其是育雛和育成期間的死亡率明顯降低,總死亡率比對照組平均降低40%以上,用微生態制劑的雞舍內,有害氣體氨氣、硫化氫等的含量大幅度減輕,基本消除了糞便的惡臭,對改善雞舍的環境條件有極為明顯的效果,使舍內蒼蠅少,雞群發育整齊,精神飽滿。在飼喂過程中,用藥大幅減少,(基本或完全停用抗生素)雞體健壯,免疫功能增強,對常見病、多發病、如由大腸桿菌和沙門氏桿菌引起的腸炎和白痢有奇特的防治效果。實踐證明,微生態制劑完全可以代替抗生素的使用。
五、結論
肉蛋奶是當代人類生活的不可缺少的營養物質。發達資本主義國家飼養業總產值在農業中所占的比例都在50%以上,我國目前只有32%左右。大力發展飼養業在各國都占有重要地位。我國人多地少,發展飼養業更有極大的經濟和社會意義。隨著經濟和科技的發展,人們對動物食品的需求不僅在數量上,而且在質量上都提出了更高的要求,特別是對藥物殘留提出更加嚴格的限制。日本、美國都制訂了有關法規,歐共體計劃在幾年內要逐步淘汰和禁止使用抗生素添加劑。我國農業部也修訂了相關的飼料級抗生素的使用規定。
隨著全球工業化和科學技術的高速發展,給人類文明和生活享受帶來了空前豐富和高質量,但同時造成的環境污染也給人類健康帶來不可忽視的惡果和威脅,人們對生活質量和健康的重視,對反樸歸真的留戀和向往,要求更多的綠色食品供應市場,微生態制劑是純生物產品,不含任何化學合成成份,因此不產生環境污染和毒副作用。微生態制劑在飼料添加劑中的推廣和應用無疑會給人類帶來福音,可以促使我國畜產品提升產品質量的檔次,對突破畜禽產品的綠色壁壘,促進畜禽產品的出口創匯具有非常重要的意義。