一、前言

 

　　幾十年來，畜牧產業的發展，已由農民副業生產轉變成大規模的集約式經營模式，因而畜禽飼養密度增加。由於平衡日糧的供應，使畜禽生長速度加快，致增加其生理之負荷，因此，在大量且密集之生產方式下，家畜禽的健康受到緊迫與疾病的威脅也加大。過去，使用飼料添加物以維持家畜禽之健康與促進生長，相當的流行；其中又以抗生素、酵素及化學藥品較為普遍。雖然，對這些飼料添加物的管理，均有嚴格的法令限制，但一般的消費者仍心存疑慮，總擔心該等飼料添加物會被濫用。況且，抗生素與化學藥物使用於家畜禽飼料中，也有抗藥性的問題存在，因此，尋求其他的飼料添加物來取代抗生素與化學藥品，於焉有發展的空間，特別是一些自然的微生物或酵素之利用。目前，微生物在畜禽腸道的功能，被研究得相當多，使用促生素(probiotics)在家畜禽飼料就相當的具有潛力。

二、什麼是促生素(probiotics)

 

　　促生素(probiotics)是由希臘字中的pro(for；供應)和biotics（生物素）的組合，與抗生素有相反的意義，促生素可促進腸胃道內有益菌的生長，並不抑制或殺死微生物，故也有人將其翻譯成益生素。現在，非常流行的牛奶製品－優酪乳，就是一個典型的例子，這是食品中的一種促生素的應用。雖然，我們已經明白促生素的意思，但也應該對促生素的定義，有所了解。英國的Fuller在1989年就提出建議，認為促生素是「經由改善腸道菌叢平衡而能影響動物本身的一種活菌添加物 」，Robbins則是將促生素定義為「所有可以協助腸道菌叢生長，而抑制病原菌生長的物質。」。這種廣義的定義，涵蓋較廣，可包括：活菌、死菌、酵母菌、真菌、乳酸菌及一些發酵產物。1994年Cole指出，促生素應該定義為：「任何具有促生作用（對腸道菌叢平衡有助益的作用）的物質，就是一種促生素。」。

三、促生素的作用機制

 

　　在家畜禽的腸道中，充滿了各種不同的微生物，從出生後，就有乳酸桿菌(Lactobacillis)、鏈球菌(Streptococci)、腸道菌(Enterobacteria)和大腸菌(Coliform) 等數百種不同種類的細菌存在，這些微生物存在腸道內，含有共生(symbiotic)和競爭(competitive)的作用。利用促生素來控制腸道疾病的觀念，事實上是源於發酵乳，1907年Eli Matchikoff提出一種看法，飲用發酵乳可能是巴爾幹半島居民比較長壽的主因，他認為乳酸菌可以減少腸道中的病原菌，使得人體健康獲得確保。現在，許多的科學報告，均已證實促生素確實可以減少病原菌，使動物較為健康。但為什麼促生素可以使動物健康，而抑制病原菌生長，有幾種原因被提出來討論：

 

　　(一) 競爭排除(competitive exclusion)

　　從字面意思來看，是指兩種具有競爭的微生物，不能長期的存在一個生態環境。1973年Nurmi利用剛孵出的小雞，口服成雞的腸道物質，使得小雞不會感染沙門氏桿菌，由此競爭排除的方法遂被應用到飼料，這種觀念簡而言之，也就是有益的微生物佔據了腸道的某些特定部位，使得病原菌無法在腸道中生長繁殖，這種作用被稱為競爭排除。但深入去檢討，其中又涉及細菌的拮抗、干擾、妨礙或營養分存在與否等因素，目前對整個機制並未完全清楚。

 

　　(二) 有機酸的生成

　　在小雞的試驗中，於競爭排除下，除了病原菌不會產生外，有些乳酸或揮發性的脂肪酸也會抑制某一類的病原菌產生，這種抑制作用有可能是酸鹼值的作用，當pH值降低到4.5以下時，會產生抑制病原菌的作用。腸道的環境是鹼性，但由於乳酸或揮發性脂肪酸的產生，會改變細菌生長環境，造成抑制的作用。

 

　　(三) 代謝產物的減少

　　許多細菌在代謝中，會產生含氮化合物，例如胺類和氨，這些產物會造成腸道的蠕動增加，提高下痢的可能，某些乳酸菌可以中和或抑制胺類的產生，減少這些代謝產物的傷害，如果有膽鹽存在的狀況下，更有抑制病原菌生長的效果。

 

　　(四) 抗生物質的產生

　　促生素中，例如乳酸桿菌和鏈球桿菌都會產生抗生物質，這些物質大多是小分子的蛋白質，許多的試驗結果，均指出像lactolin及bacteriocin，均有抑制細菌的作用，但大多數的結果都是在體外(in vitro)完成的，在腸道內(in vivo)的情形，則仍不十分清楚。

 

　　(五) 過氧化氫的生成

　　某些微生物在腸道會產生過氧化氫，過氧化氫可抑制多種細菌的生長，特別是革蘭氏陰性菌，其作用係由於腸內的一種酶和過氧化氫會結合，形成中間產物，這種中間產物才是真正抑制微生物生長之物質。

 

　　綜上所述，可以瞭解促生素的一些作用機制，也是促生素使用在家畜禽飼料中，預防疾病及增進家畜禽健康的理論基礎。

四、促生素於家畜禽飼料的應用

 

　　已經有相當多的促生素被應用於動物飼料中，包括酵母菌、酵素、乳酸菌、枯草菌、鏈球菌和有機酸等。該等產品中效果比較顯著，研究較有成果的是乳酸桿菌、鏈球菌及酵母菌；對於該等微生物型的促生素，於供作飼料添加物使用時，有一些基本原則必須把握：

 

　　(一) 促生素必須符合國家飼料添加物的標準，在美國，需符合"DFM"(直接餵飼微生物類)或列在"GRAS"(一般認為安全之添加物類)；在我國，過去飼料添加物也包括抗生素及化學藥品，但在行政院農業委員會動植物防疫檢疫局成立後，含藥物添加物則回歸「動物用藥品管理法」予以規範管理。目前，飼料添加物包括：1.乳酸菌類2.酵素類3.飼料保存劑類4.碘化酪蛋白。

 

　　(二) 添加促生素於飼料中，對動物不會產生任何不適或毒性反應，另促生素也要有能力通過消化道的酵素反應，並能到達腸道；當然這些促生物質亦必須具有使腸道產生有益環境或本身能產生有益菌叢之特性。

 

　　(三) 促生素進入腸道後，必須具備抑制病原菌的功效或對動物本身有促進生長之效果。促生素作為飼料添加物，可以製備成粒狀、膠囊狀、糊狀或粉狀，但在飼料混合中必須均勻分佈。

五、促生素的功能

 

　　不同的促生素應用於不同的家畜禽，會有不同的效果與功能，基本上，促生素應用於家畜禽飼料之功能包括下列幾項：

 

　　(一) 減少家畜禽的腸道疾病

　　(二) 降低病原菌的感染與致病性

　　(三) 增進家畜禽的飼料效率

　　(四) 促進動物的生長速率

　　(五) 刺激家畜禽的免疫功能

　　(六) 增加飼料的嗜口性

　　(七) 產生更多的營養分

　　(八) 減少家畜禽糞便臭味的產生

　　(九) 降低蛋中膽固醇的含量

 

　　促生素的主要作用，是透過建立腸道有利的環境，使腸道有益菌叢佔優勢，因此，對於幼年畜禽的效果，比成年畜禽效果明顯。同時，不同促生素在不同動物體內的反應也不盡相同，因此，必須選擇適當的促生素，才能有明顯的效果。

 

六、結論

 

　　抗生素及化學藥品使用於家畜禽飼料上，雖然可以改善動物健康，提高其生長與飼料效率，預防疾病的發生，但是，抗藥性的產生與藥物殘留的問題，始終是一大困擾；多數的細菌族群中，會產生某些突變品種，會對抗生素產生拮抗作用，突變品種一旦產生後，細菌本身也會利用各種方法得到這些突變基因，無論機制如何，只要細菌有了抗藥性，抗生素就對這類的細菌無效。而抗生素或化學藥品會殘留在家畜禽體內及組織中，飼養家畜禽農民，如果能遵守使用規範和停藥期，藥物殘留就能控制在科學上容許的範圍內，但不幸的是使用過量或不遵守停藥期的情事屢見不鮮，因此，許多國家均在屠宰階段，嚴格抽驗，以防止濫用。近幾年來，歐美國家逐漸的體會到使用過多的抗生素與化學藥品，會導致人類對一些細菌性感染的疾病，陷入無藥可治的窘境，可能一種平凡的細菌感染，會發展成無法控制的局面，因此，開始對抗生素的使用予以嚴格規範，歐洲聯盟(Europe Union)已經將可使用於家畜禽飼料中之抗生素種類，減少到四種，預定在公元2006年將完全停止使用抗生素。因此，促生素是源於自然的微生物或產物，雖然在制菌或預防疾病的功能，可能比不上抗生素和化學藥品，但它不會在動物體內殘留，也沒有抗藥性的問題，必然是未來飼料工業用來取代抗生素與化學藥品添加物的一項替代產品。隨著生物科技時代的來臨，有一些促生素：如植酸酶(phytase)、酵素、酵母菌、乳酸桿菌、寡糖類、真菌等，是目前商業上應用於飼料添加物的例子。在可以預見的未來，促生素將大量應用於家畜禽飼料，其時亦即為飼料添加物另一個重要里程碑的開始。