乳酸菌介绍

乳酸菌介绍 乳酸菌的功能?应用及大量增殖生产技术 首先我们来认识一下乳酸菌是什么，以及它有什么特点及功能，这样就使我们能对乳酸菌的市场前景具有很好的认识: 一( 乳酸菌简介 什么是乳酸菌 乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸菌的细菌统称为乳酸菌。乳酸菌存在于动物及植物中，在国外有时被称为植物性乳酸菌和动物性乳酸菌，从分类学来讲没有具体的分类，因为不管是以葡萄糖和乳糖为食的乳酸菌、他们的遗传因子是没有区别的。 乳酸菌是一群相当庞杂的细菌，目前至少可分为18个属，共有200多种, 从形状上来看有乳酸杆菌和乳酸球菌，单个细胞的大小约0.5-10μm。除极少数外，其中绝大部分都是人体内必不可少的且具有重要生理功能的菌群，目前已被国内外生物学家所证实，其广泛存在于人体及动物的肠道以及各种植物中。而肠内乳酸菌与健康长寿有着非常密切的直接关系。 乳酸菌在有氧环境能够生存，但是喜欢在氧气很少的环境生存，是通性嫌气性菌。 目, 乳杆菌目Lactobacillales 中文学名, 乳酸菌 科, 乳杆菌科Lactobacillaceae 界, 细菌界 属, 乳杆 厚壁菌门门, Firmicutes 纲, 芽孢杆菌纲Bacilli 在很久很久以前乳酸菌就和人类有着关联了，奶酪(是奶乳经乳酸菌发酵后的 食品)在大约8000年前在格里斯河流和发拉底河流之间的狭长地区(现在的伊拉克)就被生产了，这就是最早的乳酸菌食品。 在中国历史上和乳酸菌的渊源也很早，东汉末年，中国大约有数百万人死于霍乱病的肆虐传播。公元200-205年，张仲景因而编撰成书具有划时代意义的《伤寒论》，在书中总结了艾蒿草的治疗方法。现代科学的研究表明，起到神奇功效的其实是艾蒿草中富含的乳酸菌。正是乳酸菌控制了瘟疫的蔓延，奇迹般地解救了中华民族。 在现代社会，乳酸菌的应用带来了一场乳酸菌的革命，中国科学院金锋教授的著书《乳酸菌革命》(日本株式会社评言杜2009年出版)中指出，研究表明:乳酸菌在工业、农业、畜牧业、医药及人们的日常生活中有着广泛效用。 二(乳酸菌的作用 乳酸菌对人体及动物(包括水产动物，以下统称动物)的作用: 乳酸菌在动物体内能发挥许多的生理功能。正常情况下在人体和动物的整个消化系统中，都寄生着大量微生物。大量研究资料表明，乳酸菌能促进动物生长，调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡，从而改善胃肠道功能;提高食物消化率和生物效果;降低血清胆固醇，控制内毒素;抑制肠道内腐败菌生长:提高机体免疫力等。改善胃肠道功能，维持肠道菌群平衡， 乳酸菌通过发酵产生的有机酸、特殊酶系、细菌表向成分等物质具有生理功能，可刺激组织发育，对机体的营养状态、生理功能、免疫反应和应激反应等产生作用。 就人体及动物体内所寄生的微生物作用而言，可分为三类: ?(共生性类型，主要是兼性厌氧菌，在生态平衡时，它们的维生素和蛋白质合成、消化吸收、生物拮抗和免疫等功能对宿主有利。 ?(致病性类型，正常情况下数量少，寄生于正常部位，不至于使宿主发病。若失控，则会导致宿主的不良反应。 ?(中间性类型，即同时具有生理和致病两种作用。微生物群的平衡，对机体的健康十分重要，而乳酸菌就能够调节这种微生态平衡，保障宿主正常生理状态。乳酸菌是肠道中的常在菌，畜禽服用乳酸菌后，可以改变肠道内环境，抑制有害菌繁殖，调整胃肠道菌群平衡。 乳酸菌通过粘附素与肠粘膜细胞紧密结合，在肠粘膜表面定植占位，成为生理屏障的主要组成部分，从而达到恢复宿主抵抗力，修复肠道菌群屏障、治愈肠道疾病的作用。如果这个屏障遭遇抗生素或其他因素的破坏，宿主就丧失了对外来菌抵抗力，会使具有耐药性的肠内致病性菌异常增殖而取代优势菌的位置，造成肠道内微生态平衡的失调。 1( 提供营养物质，促进机体生长: 乳酸菌能在动物体内正常发挥代谢活性，就能直接为宿主提供可利用的必需氨基酸和各种维生素(维生素B族和K等)，还可提高矿物元素的生物活性，进而达到为宿主提必需营养物质、增强动物的营养代谢、直接促其生长的作用。 研究表明乳酸菌可以改良水质，提高斑节对虾的存活率、生长速率和健康状况。 试验证明，小麦、稻米等谷物进行乳酸菌发酵后，营养价值大大提高。此外，乳酸菌产生的酸性代谢产物使肠道环境偏酸性，而一般消化酶的最适PH值为偏酸性(淀粉酶6.5、糖化酶4.4)，这样就有利于营养素的消化吸收。有机酸的产生还可加强肠道的蠕动和分泌，也可促进消化吸收养分。 具体作用如下: ?(帮助消化,保持肠道健康: 乳酸菌能帮助消化,调整大、小肠的蠕动,以利肠道正常运作.此外,乳酸也能够帮助钙质吸收. ?(防止腹泻: 外出旅游时,常因水土不服而导致腹泻或呕吐,你可以在外出时服用乳酸菌食品;由于原本肠道内平衡的菌丛生态遭到破坏，而产生的腹泻, 此时服用补充大量的乳酸菌, 保持体内菌丛生态的平衡。 ?(消除便秘: 乳酸菌所分泌的乳酸能增加大、小肠的蠕动,而且作用温和自然,不同于市面上的轻泻剂. ?(制造维生素: 乳酸菌在肠道中可以制造人体所需的维生素,例如维他命K,B2,B6,B12,叶酸等. 2( 改善免疫能力: 乳酸杆菌和双歧杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用，另一方面由于它能在肠道定植，相当于天然自动免疫。它们还能刺激腹膜巨噬细胞、诱导产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及促进细胞免疫等，所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应，提高机体的抗病能力。报道，口服乳酸菌后，对巨璇细胞的ß半乳糖甙酶活性、巨噬细胞的吞噬活性等具有显著的激活和促进作用。当异物侵入机体时，免疫细胞被乳酸菌激活，增强了机体对异物产生抗体的作用。Chndra认为，乳酸菌之所以具有有机体产生抗体的作用，是由于菌体通过淋巴结、粘膜刺激淋巴细胞，接受刺激的淋巴细胞再通过肠系膜淋巴结(MIN)循环到血流中，并分布全身，从而调节机体的免疫应变。 具体作用如下: 预防癌症:乳酸菌在肠胃道中生长,由于有微生物族群的抗拮作用,会使产生致癌物的不良细菌大量减少,进而减少致癌机率. 3(抗菌作用 研究资料表明: 乳酸菌不太具有分解淀粉及蛋白质的能力，但是相反的是以糖为食物的乳酸菌却发挥着抗菌的作用。但是霉菌(麦芽菌等)和酵母等的真菌不受乳酸菌的影响。 乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用。可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症。 其抗菌机制主要表现在以下几个方面: ?( 产生的乳酸等有机酸能显著降低环境pH值和Eh(氧化还原电位)值，使肠内处于弱酸性环境，对于致病菌如痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等有拮抗作用; ?( 产生的过氧化物能够激活牛乳中的“过氧化氢酶-硫氰酸”系统，抑制和杀灭革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性细菌、简单胞菌属、大肠杆菌类和沙门氏菌属等; ?( 产生类似细菌素的细小蛋白质或肽类，如各种乳酸杆菌素和双歧菌素，对葡萄球菌、梭状芽孢杆菌以及沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用。另外，双歧杆菌等还可将结合的胆酸分解为游离的肌酸，后者对细菌的抑制作用比前者更强。 4. 环保及污水处理:(见附件四) 有利于环保造福世人，如中科院金锋教授的著书《乳酸菌革命》中所述。 乳酸菌可以对地下水、下水道的污水进行处理，消除病菌及恶臭;净化河流、池塘、湖泊及各种污水的处理，能净化河流，并能加工生产生活饮水。 4-1. 乳酸菌处理污水:乳酸菌用于污水处理是最快、最环保、最安全，作为人工 气候箱的最好材料。 4-2. 污染河流的治理:根据河流的大小不同，投入乳酸菌的量也不同，消除恶臭的和变成能喝的水为止的时间也会不同的。如果要变成能喝的水为止，必须对河流进行水质试验。大约第二个月时间见效. 4-3. 污染水塘及洼地的治理:由于水塘及洼地的水不流动性，因此会使有害菌大量繁殖，以及成为蚊蝇的滋生地，并产生臭味，因此严重影响着附近居民的健康生活，应用乳酸菌投放后，乳酸菌能够杀死蚊蝇幼虫及虫卵，抑制了有害菌繁殖，从而消除臭味。 4-4. 用于生活垃圾处理:乳酸菌是纯天然的，环保，去除臭味，无任何二次污染物。 4-5. 有效地处理病死的家畜及家禽 现在，在我国每天至少有上百头肉食的猪因为病变死亡。为了处理它们变成一件很棘手的事。用焚烧或者挖掘穴来进行处理，速度跟不上而且产生的二氧芑(又称二恶英)严重污染环境。环境中的二恶英很难自然降解消除，它包括210种化合物。其毒性十分大，是氰化物的l30倍，砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称。国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。 最佳的解决办法是:将死猪的尸体搅碎放入装有乳酸菌的水池中，浸泡三天后，能够制成液体有机肥料使用。因禽流感病死的家禽也可以用同样的方法制成液体有机肥料(而且对人体和生态环境没有任何害处和不良影响。 5. 无公害的天然杀虫剂，用于农业及林业防治病虫害: 作为病原菌和病毒的天敌，乳酸菌还是农作物病虫害最安全的杀虫剂。通过设备生产乳酸菌的PH值为3，酸性强度很强。由于很多导致危害的虫不像人类和动物 具有肺进行呼吸，它们是靠身体的气门进行呼吸，当喷洒乳酸菌后，乳酸菌通过虫体的气门进入其体内，使虫体内脏溶化、腐败致其死亡，达到杀虫目的。在日本已经广泛用于杀死夜盗虫、土螨虫(蜱)、各种叶蜱虫、以大叶草为食的幼虫等等。 用这种乳酸菌进行喷洒可以杀灭农作物的病、虫害，用乳酸菌代替农药，减少成本，增加农民的收入:对养殖业病原菌及病毒的预防，不需再使用抗生素等药物，保证了植物的纯天然性，同时，也减少环境污染及农药的残留危害人们的健康，从而能够实现自然益生菌与人类生命共生的世界。 6. 分解能力强，用于去除污垢: 乳酸菌能分解肮脏顽固的油污垢、残留洗涤剂及重金属。污水经过乳酸菌的处理也可以变成干净的水。乳酸菌在洗涤界也可以使用，沾染污垢的衣服用乳酸菌进行浸泡或者喷洒的后再清洗的话会变得很干净。 7、应用于饮食业、食品加工业(见附件一及附件二) 为了保障了餐馆饮食业的食品卫生，使用在餐馆的厨房里、乳酸菌除了能消除异味以外，还能够避免食物中毒。在食品工厂喷洒，能消灭各种致的病原菌及病毒。 8. 应用于水产养殖及禽(鸡、鸭、鹅、鹌鹑等)、畜(猪、马、牛，羊、貂等)养殖: 在养殖领域，人们越来越提倡生态养殖技术。在病死的鱼、虾等的养殖池里投入适量的乳酸菌，鱼、虾病死率会骤然减少。在鱼、虾、畜，禽养殖的饲料中加入乳酸菌喂养，不但能达到防病、治病，而且提高鱼、虾、禽、畜的肉质量及产量，养殖生产的收益得到很大提高。 由于抗生素、激素类药物在动物养殖上的不合理使用，导致农药残留问对人类健康造成大威胁，由于日韩、美国及欧洲市场对食品的安全要求非常严格，因此严重影响到中国禽肉蛋类的食品出口。美国FDA(1989), FDA是食品和药物管理局(Food and Drug Administration),的40多种微生物中有近30种是乳酸菌。我国农业部在1994年批准使用的微生物品种肯蜡样芽孢杆菌、枯草芽抱杆菌、乳酸杆菌、乳链球菌等，其中大部分为乳酸菌。乳酸菌耐酸，在PH为3.0—4.5时仍可生长，能适应胃肠内的酸性条件，饲喂后能在水产动物体内迅速定植，因此无疑足一种理想的微生物制剂。 乳酸菌在水产及禽畜养殖中的功能打致可分为以下几个方面: 8-1.抑制病原菌，抗病害。 乳酸菌能有效调整水产动物及禽畜肠道的菌群之间的生理平衡，通过提高益生菌的比例，进行营养竞争、附着点位的竞争或杀死分泌抗生素、细菌素等毒素、或抑制病原微生物，降低肠道内腐败菌的异常增殖及致病菌的入侵和定植，从而减少或消除体内毒素的产生，增强抗感染能力，调节机体肠粘膜的免疫活性，提高动物在遭受病害侵袭时的存话率。 保护胃肠道黏膜，预防和治疗腹泄，提高动物的免疫抗病能力，降低疾病感染率和死亡率，特别是对幼畜、雏禽和畜禽处于应激(如更换饲料、断奶、运输、高温、寒冷、疾病等)状态下的应用效果更加显著。 8-2.促进生长，提高免疫力及养殖质量。 乳酸菌能分泌乳酸，产生多种消化酶，可帮助动物的消化吸收，促进生长，得病率充分下降。因此在饲料以及饮水中添加乳酸菌，提高了饲料的营养物质的转化率，使饲养物充分吸收营养，已达到高质量的肉质，并提高产量。饲养物排泄物中 的有害物也随之大量减少，不再发生臭味的污染。 在乳酸菌生猪养殖的成功中，经检测猪肉中的细菌含量，达到千分之一以下，使得生猪肉能够达到像生鱼片一样的生吃级别(请参阅中央七频道?农业“生吃猪肉”的项目专访)。 8-3.净化养殖水体。 向养殖水体投放有益苗(光合细菌、乳酸菌、芽孢杆茼、酵母菌等)及有益酶(蛋白分解酶、纤维素酶、植酸酶等)的复合制剂，促进饵料生物大量繁殖、生长，而且可分解动物残饵、粪便及水中有机质，改良水体环境，抑制水体中有害菌的繁殖生长，调节藻类平衡，控制有害菌藻。 8-4.净化禽畜养殖环境。 在养殖场地喷洒乳酸菌，可以杀灭禽畜粪便及残余饲料的污染细菌，防止病菌污染，同时去除异味，还能防止禽流感在禽、畜及人的传播。也为下一步的乳酸菌禽畜粪便堆肥处理打下了良好的基础。 8-5. 乳酸菌养殖应用技术案例:“无公害养猪技术”的原理简介 现在乳酸菌用于养殖最成功的技术案例就是“无公害养猪技术”，而该新技术解决养猪三大难题关键就是提取培养高纯度的乳酸菌，如上述第8-2项介绍的“生吃猪肉”案例就是“无公害养猪技术”的实际应用范例。 该项技术解决了我国猪养殖药物残留、环境污染、肉质不高等三大问题，同时降低了养殖成本，提高了出栏率，引起广泛的关注。 该项技术(见下述的第三条)的关键是提取并培养高纯度的乳酸菌。以上描述过乳酸菌有植物源和动物源两种，用于制作酸奶的乳酸菌主要是动物源的，而这种添加到猪饲料中的乳酸菌是植物源的，提取自一种植物，纯度比一般的高出100倍以上，且更容易在肠道里繁殖。把这种乳酸菌添加到猪饲料中，让饲料发酵后再给 猪吃，并在猪的饮用水中也加进这种乳酸菌。 上面我们描述过由于抗生素、激素类药物在动物养殖上的不合理使用，主要是导致药物残留问题对人类健康造成大威胁，由于养殖技术未能摆脱对药物的依赖，导致一些技术指标未能达到要求，严重影响到中国禽肉蛋类的食品出口，由于日韩、美国及欧洲市场对食品的安全要求非常严格，美国FDA(1989)的非常严格的规定，因此要通过此规定，“无公害养猪技术”是一个最佳的选择。 猪吃了这种饲料后，提高了免疫力，无需再使用抗生素等药物，也不会得拉稀等病症，这就避免了把药物残留在猪体内。 更为神奇的是，乳酸菌能很好地帮助猪调理肠胃，分解各种毒素，提高了饲料中营养物质的消化利用率，不必使用含有害物质的添加物，猪屎、猪尿几乎没有什么异味，这就大大地减少了对环境的污染;而且用乳酸菌饲料喂养的猪，猪肉品质显著提高，瘦肉率增加，肉色可人，肉味鲜美，现市场价要比普通猪肉高约50,，此外，猪的增重速度提高了约15,，缩短了出栏时间，饲料报酬率也相应提高了14,左右。此项技术使用简单，也适用于小规模养殖。 9. 应用于农业堆肥生产及土地改良 众所周知，农业的根本是土地，土壤的肥沃及贫瘠决定着农业生产的成败，而肥沃的土地由于生产方式的不同，也会使肥沃的土地变成贫瘠的土地，如使用化肥、 人畜肥料直接使用、农药、酸雨、污水污泥、水土流失等等，都会使土地变得贫瘠而不能自然回复，如结块，土地酸碱化等等，而微生物技术是利用自然界原有的生物，进行有机堆肥生产，再施用于土地，从而达到对土地进行改良。 在社会上所产生的生活垃圾、污水污泥中、人类及动物排泄物中加入乳酸菌进行发酵处理、可以制造成无公害的有机肥料，能实现无农药无化肥栽培果菜和农作 物，还可以预防和治疗人们各种相关疾病。 众所周知，生物有机肥料的使用一直是国内外所倡导的。特别用乳酸菌处理生产的生物有机肥料作为农作物的肥料使用，不但减少化肥的公害，同时减少农药使用残留危害人们的健康，只使用该生物有机肥料，农作物、果菜等不仅对人体无害，还能带来很好的收益。 9-1.有机堆肥的原料主要有以下几种来源: 1) 人畜禽排泄物(粪便) 2) 生活垃圾 3) 污水污泥 4) 农作物秸秆及叶片等 5) 农副产品下脚料 6) 食品加工附属品(泡菜液体、酱油醋酿造残留物等等) 9-2.人畜禽粪便的成分、危害及可利用价值 9-2-1. 人畜禽粪便未经处理的危害: 以养猪为例，众所周知，中国的CPI和猪有着紧密的联系，国内外有人有意思的称为Connect Pig Influence意为“密切关注猪的影响”，因此反映出像中国这样的人口大国与猪的联系有多么的紧密，也就根据市场需要进行规模化猪，规模化猪场越建越大越多，但是规模化猪场对环境造成的污染及危害也很大，因为规模化猪场对环境造成污染的污染物主要有三个方面:粪便、污水和恶臭。 1).粪便污染: 据试验资料，每头猪每天大约产生5.5L排泄物(不包括冲洗圈舍的废水)，每年大约排泄9.53kg的氮。一个万头猪场(按中猪计)每年至少向猪场周围排放1.26万吨的粪便，由于猪对饲料中氮的吸收率很低，大量的氮随粪便被排出体外后， 在土壤中累积，超过其单位面积生态环境再循环需求。而且通过雨水的冲刷会造成地下水源和地表水源的污染。而且粪便中含有大量对环境造成严重污染的物质。 2). 污水: 由于我国畜禽养殖企业长期以来片面追求经济效益，环保意识极差，对粪便污水管理落后，致使大量的粪便随冲洗水直接流失，甚至有的将粪便直接排入河流中，严重污染了大江大河的水质。猪场排放的粪尿污水中的生化指标极高，请参考下述表一，其中COD(化学耗氧量)和BOD(生物耗氧量)远远超过国标。高浓度的有机污水排入江河湖泊中，造成水质不断恶化，其中污水中高浓度的氮、磷是造成水体富营养化的重要原因, 使藻类过度生长，从而导致鱼类的大量死亡(Roland等，1993)严重威胁水产业的发展。畜禽粪便污染物不仅污染了地表水，使地表水中的硝酸盐含量超出允许范围(50mg/L)，其有毒、有害成分还易进入到地下水中，严重污染地下水。一旦污染了地下水，极难治理恢复，将造成较持久性的污染。同时养猪场在污染周围环境的同时，也污染了自身的环境，严重地影响了畜牧养殖业的自身可持续发展。 3).恶臭及氨: 粪便的臭味是指粪便中含有的或在贮存过程中释放出来的挥发性成分。由于规模化猪场对粪便没有进行有效处理，相当部分的猪场都散发出非常难闻的气味，严重地污染了周围居民的生活环境。目前已有160种挥发性成分从粪便被中鉴定出来(O, Neill and Philips,1992)。在粪尿中还发现80多种含氮化合物，其中有10种与恶臭味有关。降低粪中氮的排出会降低粪中的挥发性物质，从而减少粪便的臭味。Hobbs等(1996)研究表明，降低日粮中蛋白质水平和理想蛋白质的摄入量，会明显减少粪中多种挥发性成分的含量。另外，粪尿在发酵时会产生氨气、SO2、NO2、胺及氨基酸衍生物等。尽管氨气与粪臭味之间相关不大，但大量研究表明，环境氨 气浓度过高会影响动物生产性能和健康状况，动物采食量和日增重下降，肺炎发生率上升，性成熟推迟。因此人们仍积极采取措施减少氨气的排放量(O,Neill and Philips,1992;Hobbs等,1996 )。 未经过发酵处理，有机质转化较慢，对植物吸收有效成分的效果较差，对粪便中的有害菌类和微生害虫之类不能有效杀除，对庄稼容易造成病害感染或病虫害的发生。 9-2-2.人畜粪便未经处理对农作物的危害 人畜禽的粪便本身作为农家肥料在使用，但是未经有机化堆肥处理就直接用于种植会给种植物带来有害菌的污染，造成严重的生态和食物污染，研究表明病原菌，如大肠杆菌等会导致人畜禽的共患病，危害人类健康。 这是因为城乡生活中排出的有机废弃物最主要的是人粪便。粪便的成分中3/4为水，1/4为固体;固体中30,为死细菌，10,,20,为脂肪，2,,3,为蛋白质，10,,20,为无机盐，30,为未消化的残存食物及消化液中的固体成分如脱落的上皮细胞。粪便的黄色是由胆红色的衍生物粪胆色素和尿胆色素形成的，气味则由细菌作用的产物所致，主要有吲哚、粪臭素、硫醇和硫氢化物。通常人每天约排粪0.5千克;排尿量约为1500毫升，含有肾脏由血浆中清除的各种物质，正常尿液成分为(克/升):钠3、钾0.19、镁0.36、氯4.69、碳酸根0.84、磷酸根5、尿素18、肌酸酐1.96。这些表明粪便有相当的腐蚀性，尤其在酵解后会产生酸、氨等，这就决定了修建厕所宜用陶瓷而不宜用金属。通风和密闭，亦是对厕所的重要要求。厕所是社会特别是城市必不可少的公用设施，人们甚至用其作为衡量生活水平和文明程度的标准之一。厕所是排泄粪便用的，其设备应适应它们的化学成分，同时也具有民族和时代的特征。 根据江苏省农业科学院资源与环境研究所的专家研究，使用猪粪以不同施用方式及不同施用时间条件下,小白菜、萝卜、生菜等蔬菜表面和组织内部以及土壤中大肠菌群数量变化。结果表明，鲜粪作基肥，对小白菜、生菜、萝卜表面和组织内部大肠菌群数量都有不同程度影响，对萝卜位于土壤中的可食部分影响更大;鲜粪施入与蔬菜种植间隔的时间越短，鲜粪对蔬菜的污染越严重;鲜粪作基肥，蔬菜根际和非根际土壤中大肠菌群数量明显提高，但随时间的推移而逐渐下降，但在蔬菜收获时，根际和非根际土壤中大肠菌群数量最大值仍可达到4.4 log CFU/g和3.4 log CFU/g;鲜粪浇灌对蔬菜根际和非根际土壤中大肠菌群的数量影响较大，不同浇灌时间对同一蔬菜影响无明显差异;鲜粪浇灌对小白菜和生菜外部大肠菌群数量影响显著，但对于白菜、小生菜和萝卜内部大肠菌群数量影响不明显，鲜粪浇灌对萝卜外部大肠菌群数量影响不大。 9-2-3.人畜粪便的有效利用 虽然人畜粪便直接使用会带来上述危害，但是其所含有的有效物质(如上9-2-2条所述)对农业的应用价值也很高，废物变宝是合理利用人畜粪便的一条重要的渠道，而其方法就是利用微生物技术进行有机堆肥处理(沼气利用、乳酸菌发酵堆肥等)。 我国畜禽粪便产生量很大，1999年产生总量约为19亿吨。畜禽粪便中带有大量的病原微生物，其中肠出血性大肠杆菌(EHEC)O157?H7为最重要危害，它能产生Vero细胞毒素并引发严重感染，EHEC造成的食物中毒在美国、日本等不少国家都曾暴发。研究表明，粪便经过有机堆肥后，能有效杀死和消除畜禽粪便中的病原微生物。 粪便利用的潜力不可小看，主要用做肥料，农家肥对于土壤质地改良意义重大。曾有段时期在日本流行一种近代主义观点，认为只有化肥好，轻视或贬低人畜粪便的作用，受到了科学界的批判，但是这种观点在现在发生了颠覆性的改变。粪便作为有机原料，还是一个尚待开发的领域。粪便中的蛋白质水解所得的氨基酸不下20种;至于其中的无机盐，仔细检测起来可能包含了地球上的所有元素;尿素、肌酸酐可以直接提取成化工或生化原料;从尿中提取干扰素、生长素，有很大经济价值。虽然，利用这些废渣通常没有必要去深入弄清每种成分，但随着对它们利用层次的提高，加工精度的改善，它们的更有用的成分的研究，将会受到重视。例如在未来的大规模星际载人航行中，对人体排泄物的利用，要求全面分析其成分，这必然是一个有重要意义的课题。 另外根据1989年日本中央畜产会的研究，家畜粪尿中的可利用营养价值很高，该营养如果经过乳酸菌微生物有机堆肥处理后，其营养价值可以得到充分的利用，见如下表一: 表一 9-3. 有机肥料的应用 在种植业生产中，人们通过施肥来提高作物产量，改善产品品质，增加经济效益，维持和提高土壤肥力。众多肥料中，有机肥料是生产绿色食品的理想肥料已经成为人们的共识。 1).有机肥料对提高食品质量有重要作用 首先是提高土壤肥力。土壤肥力指标是绿色食品生产中土壤环境质量标准的重 要组成部分。施用有机肥料是保持和提高土壤肥力的主要途径。有机肥料能够使土壤疏松、肥沃，促进植物的旺盛生长和健壮，抗旱、抗寒、抗倒伏和抗病虫害等抗逆能力增加，达到优质和高产。 其次是能减轻土壤污染。土壤有机质能与重金属元素产生中和或螯合作用，吸附有机污染物，从而减轻对植物食品的危害。 再次是营养作用。有机氮、磷、氨基酸、核酸能明显增加食品的蛋白质、糖、维生素以及芳香物质的含量，增加鲜嫩食品的干物质比重，从而使食品品质、风味、耐贮藏性提高，色泽、外观等明显改善。这种特殊作用是化肥所不能替代的。 应该指出的是，在我国现代高产优质农业中，每年每公顷施用有机肥75000公斤(1亩5000公斤)以上才能满足作物的需求，且对改善品质的作用明显。只有实行有机肥与化肥配合施用，才能取得优质高产的效果。土壤增施有机肥料的途径有，积造农家肥、种植绿肥、秸秆还田。 2).有机肥料需进行无害化处理 综上所述，施用未经无害化处理的有机肥料可能给食品带来的污染会比化肥更严重、更难预防。化学污染是生活垃圾中有害物质含量超标的重要因素。主要有来源于电池、电器、油漆、颜料添加剂中的有机污染物，城市垃圾、人畜粪便等有机废弃物含有大量的病原体，这些病毒在土壤中存活时间较长。据调查，花菜、黄瓜、 扁豆及茄果蔬菜受大肠杆菌污染较重，马铃薯、藕、笋、萝卜、葱、白菜受寄生虫卵污染较重。 绿色食品生产应把住有机肥无害化这一关。首先，要把住有机肥源头，对可能受污染的，尤其是化学污染较重的有机肥禁止使用，经检验合格后再用。经过厌氧的乳酸菌发酵处理时(请见下面所附表二)，嫌气池罐及曝气槽内的氧气稀少，不利于好气性菌的生存，堆肥表面活跃着好气性的细菌，发酵内部温度较高，在堆肥内部乳酸菌在大量增值，温度在30?—55?处理18-25天，大肠菌值降到10-1，蛔虫卵死亡率达到100%，各种蝇蛆、蛹、成虫的死亡率100%，能够达到有机肥无害化的标准。绿色食品生产应禁止“生粪下地”。 开发和应用商品有机肥是有机肥料发展的一个新领域，适应市场经济需求，在产品质量上具有可靠性，可作为绿色食品生产的主要肥料之一。 目前，商品有机肥主要有三大类:?城市垃圾堆肥，主要分布于大城市，以解决城市垃圾污染为目的，实现垃圾肥料商品化，取得较好的综合效益。?活性有机肥料，以畜禽粪和农副产品加工下脚料为主要原料，经加入发酵微生物进行发酵脱水和无害化处理而成，是优质有机肥料。?腐殖酸、氨基酸类特种有机肥料，富含有机营养成分和植物生长调节剂，可制成液体肥料用于叶面喷施。 3).日本利用大量培养乳酸菌的有机肥处理工艺 如下述表二所述，日本古龙巴(Grnba)研究所经过多年的研究开发，开发出了植物源的“乳酸菌大量培养装置”(见如下表三)生产技术，能够快速并大量的进行乳酸菌生产，而且成本低，解决了发酵大量粪便有机堆肥需要大量乳酸菌来源的问题，使得乳酸菌的产业化变得实现，也就解决了大量粪便有机堆肥的微生物来源，使得粪便的有机化堆肥生产速度得到了很大提高，也就解决了上述人畜禽粪便上述的各种危害，真正达到了节能环保，低碳排放的效果，是一个很大的突破。 表二: 10. 应用于农业种植 众所周知，食品安全已经上升到国家战略，三氯氰胺奶粉、苏丹红、染色馒 头、沈阳毒豆芽、双汇瘦肉精、河南南阳毒韭菜事件、甘肃平凉牛奶亚硝酸盐中毒事件、多地曝用牛肉膏让猪肉变牛肉多吃致癌、黑芝麻浸泡成“墨汁”疑染色、青岛福尔马林浸泡小银鱼事件、宜昌毒生姜事件、合肥染色蛋糕事件、北京多家影院爆米花桶被曝或含荧光增白剂存致癌因素、陕西榆林学生奶中毒事件、广东中山查获1325公斤“墨汁粉条”、重庆一公司购26吨三聚氰胺奶粉生产雪糕被查获、广州市场现“染色紫菜” 浸泡多次仍掉色、珍珠奶茶 吃珍珠等于吃塑料等等，因此食品安全已经关系到每一个人的健康问题，而使用农药及杀虫剂的农作物也是危害人们健康的一个重要因素。 根据以上各项所论述的论证，由于乳酸菌的特点及功能，可以看出乳酸菌在养殖，堆肥以及其他行业里的应用，而乳酸菌应用于蔬菜、瓜果等种植上同样能发挥很重要的作用、可以实现真正的无公害有机种植，达到真正的绿色食品，改善食物质量和口感以及营养，使人类能够吃到安全可靠的农作物，维护人类的健康。 现实中我们已经在食用的食品，如酸奶，泡菜，奶酪以及美酒中就含有乳酸菌， 因此蔬菜瓜果作为入口食品，乳酸菌在种植时也起着很好的作用，具体应用如下: 1).对种植前的土壤进行改良，乳酸菌堆肥土壤处理，增加土壤养分，避免化肥使用，防止抗生素污染。 2).按一定比例的乳酸菌加水灌溉，使植物根部更容易吸收养分;驱逐腐败菌，使其无生存空间，防止烂根病。这是乳酸菌的“土壤消毒剂”功能。 3).由于乳酸菌含糖及乳酸，而蚯蚓味觉灵敏，喜甜食和酸味，因此作为土壤 中的蚯蚓可以大量繁殖，而蚯蚓可以使得土壤疏松，使水分和肥料易于进入而提高土壤的肥力，有利于植物的生长。 4).土壤保温功能，由于乳酸菌在土表下厌氧繁殖，含有丰富乳酸菌的土壤比没有乳酸菌的土壤温度高1-2?C，在北方能起着保护着植物根部的功能。 5).土壤保水功能，由于乳酸菌是微生物细菌，其体内细胞之中水分为约70%，有大量乳酸菌时，可保持土壤水分。 6).乳酸菌体含有各种维生素，提供了植物根部的维生素营养。 7).喷洒在植物叶片及枝干上，杀菌及杀虫作用，避免了使用化学杀虫剂，保证无公害食品安全。 8).乳酸菌可以增加光合成菌的作用，而光合成菌可以促进植物的光合成作用，强化植物本体对维他命,及,倍数的形成，因此喷洒乳酸菌植物叶片及枝干上，可以促进植物的光合作用，产生大量叶绿素，保证了植物的繁茂及健康，对绿叶蔬菜特别有效，不易掉叶。 12. 土地改良及沙漠改良 中国虽然国大物博，但是随着人口的增加需要更多的可耕种土地，也就导致过度开垦形成的土地沙化，水土流失，随着工业化进程的加速发展所导致的环境污染，也使得很多可耕种的土地被污染，土地贫瘠化加大，缺有机物、缺微生物、缺水、缺纤维成分、酸碱化等等，因此土地改良、使贫瘠土地可耕种化，以及使荒地变为可耕种地、以增加可耕种地面积，是一个很伟大的工程，将造福中华民族的子子孙孙。 如上面所论述的，根据乳酸菌的有机堆肥及保证和提供土壤有效营养的功能，乳酸菌能够担负起这样的责任，乳酸菌是用于土地改良的很好途径。 其具体作用如下: 1).按照本文第9条的论述，把生活垃圾及人畜禽粪便加入乳酸菌有机化发酵堆肥后，再向沙漠大面积酒播，就能在地表上下生成乳酸菌层。慢慢地形成乳酸菌层的有机土壤，完全达到植树造林的生态环境，能使沙漠能变成绿色的大地，有效防治荒漠化。既解决了人畜禽粪便的污染问题，保护了环境，又能进行土地可耕化转变，一举两得;使用有机堆肥的处理方法，将生产的堆肥施入土地，沙土地及沙漠，堆肥表面活跃着好气性的细菌，在堆肥内部乳酸菌在增值，进行土地营养化，堆肥固化沙土及沙粒，防止水土流失，使其向可耕种化转变。 2).将乳酸菌结合其他纤维性物质结合后加入到土壤中，翻土入地表下，进行自然繁殖。 A(逐渐降低硝酸离子浓度，解决土地酸化问题。 B. 乳酸菌体内细胞之中水分为约70%，有大量乳酸菌时，可保持土壤水分。 C. 乳酸菌含糖及乳酸，蚯蚓喜甜食和酸味，作为土壤中的蚯蚓的营养物使其大量繁殖，而蚯蚓可以使得土壤疏松，使水分和肥料易于进入而提高土壤的肥力，使不毛之地长出植物。 D. 好气性菌生存在土壤表层，嫌气性菌生存在地表下，使得腐败菌无法在地表下生存，保证植物种子在安全的环境下发芽生根、成长，逐渐形成地标植物，进而达到水土不流失。 13. 乳酸菌的其他功能和利用 除上所述的功能以外，乳酸菌还具有各种其他的功能，国内外的专家学者一直在研究乳酸菌的各种功能。 日本信州大学的保井酒子教授研究表明，乳酸菌不仅能抗菌防癌，提高人体免 疫力，而且能抑制过敏症的发病。经研究、人体内?型辅助T细胞Th1和?型辅助T细胞Th2保持平衡的话，就不会引起过敏病发，但是当平衡向?型辅助T细胞Th2倾斜的话，就会导致IgE抗体过剩产生，从而导致过敏发病，但是在加入乳酸菌FG4-4株后，提升了?型辅助T细胞Th1量，抑制了向?型辅助T细胞Th2倾斜，从而抑制IgE抗体过剩产生，不形成过敏病发，同时乳酸菌FG4-4使抗炎症蛋白质活性化，并抑制引起炎症的细胞Th17活性，因而防止过敏发病，该研究结果对大多数过敏症的病人是一个福音，这是乳酸菌的又一个功能发挥。 2011年日本仙台大地震后，福岛核电站的核泄漏，给日本带来了灾难性的影响和危害，并对周边国家以及全世界都带来了核辐射的威胁，日本的饭山一郎教授(研究发明了使用微粒子化装置大量繁殖乳酸菌)近期研究和实验表明，乳酸菌能够分解土壤中的放射线污染物，现在正在进行着规模化的实际实验，对日本灾后重建、短期消除核辐射对土壤的污染、恢复土地功能是一个很重要的发现。 经研究、乳酸菌还有这美容和皮肤去皱纹效果等等功能，因此对乳酸菌的进一步研究可能还会有更多的惊喜，因此在中国科学院金锋教授所著的《乳酸菌革命》一书中的 “革命”很有用可能演变成一场真正的革命。中国在以2020年为目标发展进行环境治理和生态恢复、农林生态安全及现代农业的目标实现中，微生物将起着很重要的作用。 三. 我们的关键技术--乳酸菌大量增殖 建立生态平衡，保护环境，发展生态农业都是与大自然无法分割的，而乳酸菌就来源于大自然。如前所述的，生物源和动物园乳酸菌都存在于大自然中，在生态链中，动物以植物为食，因此植物乳酸菌具有很大的资源，乳酸菌的使用就是将取自于自然界的再回到自然界中，这就是生态循环。 乳酸菌存在于自然界中，是纯天然的，它是微生物，只能靠自身繁殖来增加数量，而在自然地环境下，乳酸菌的自身繁殖量达不到规模化应用的要求，因此乳酸菌能否大量繁殖就成为乳酸菌规模化推广使用的主因，经日本GRNBA研究所经过多年的研究开发，研发出了使用“有机物粒子的微粒化装置”—古龙巴、进行乳酸菌的大量增殖生产，可使乳酸菌在短时间内完成批量生产、日产5-10吨(见如下表三)。 表三. 申请专利号:CN20041 0096683(1 申请专利日:2004(12(03 名称:有机物粒子的微粒化装置 公开(公告)号:CNl669937 公开(公告)日:2005(09(21 优先权:2003(1 2(3 JP2003—404832; 2003(1 2(1 0 JP2003(41 2225 申请(专利权):株式会社御池铁工所 地址:本国广岛县 发明()人:饭山一郎:小林由和 上述整套装置解决了乳酸菌大量生产乳酸菌的问题，使乳酸菌能够实际应用于 各种领域得以实现，经过在中国国内的实际应用生产，已经得到了广大用户的认可，并不断应用于实际生产上。 推广实例(图片): 厕所除臭 农业生产推广实例:芹菜烂根治疗 喷洒乳酸菌之前 芹菜烂根治疗 喷洒乳酸菌之后(一) 芹菜烂根治疗 喷洒乳酸菌之后(二) 养殖业推广实例 :虾池治理 虾池污泥 养殖业推广实例 :古龙巴设备安装生产乳酸菌 农业生产推广实例:猪粪尿肥料的撒发(日本) 完全无臭的猪粪尿肥料的撒发! 农业生产推广实例:猪粪尿肥料的撒发(日本)