一、產品介紹
丁酸梭菌(Clostridium butyricum)屬于芽孢桿菌科,梭菌屬,革蘭氏陽性,有芽孢,孢子卵圓,偏心或次端生??傻挚共涣辑h境。
丁酸梭菌是一種專性厭氧的革蘭氏陽性芽孢桿菌,革蘭氏染色初培養的菌為陽性,菌稍長可變為陰性。在瓊脂平板上形成白色或奶油色的不規則圓形菌落,稍突,直徑為1~3mm。不水解明膠,不消化血清蛋白,能夠發酵葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖等碳水化合物產酸,一個顯著的特征是產生淀粉酶,水解淀粉但不水解纖維素。水解淀粉和糖類的最終代謝產物為丁酸、醋酸和乳酸,還發現有少量的丙酸、甲酸,硝酸鹽還原實驗均為陰性。
市面上,丁酸梭菌主要在飼料行業被廣泛應用,并且有專屬的行業名稱:飼用微生態行業。
二、社會背景
從全球市場來看,抗生素退出飼料添加劑舞臺已經是板上釘釘。早在1986年,瑞典就已經禁止使用促生長抗生素,歐盟在2006年禁止使用促生長抗生素;2014年,美國就提出在3年內逐步禁止促生長抗生素使用;中國農業農村部公告,自2020年7月1日起,飼料生產企業將停止生產含有促生長類藥物飼料添加劑的商品飼料,此舉標志著畜禽飼料“禁抗令”將全面施行。
“禁抗”對養殖端的影響必然會波及上下游市場,對飼料添加劑商品提高門檻,也對新型健康添加劑提供了機遇。當前行業出現的眾多替抗物中,微生態制劑因安全又有效的特點脫穎而出,目前在水產養殖中的應用相當廣泛,例如常見的有乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌等,而丁酸梭菌是這些年才逐漸活躍在人們的視野,相對于其他菌類產品的泛濫與競爭白熱化,起步較晚的丁酸梭菌已經成為新的行業風口。
2010年我國農業部公告第1231號文件批準了丁酸梭菌為新型飼料添加劑。
2014年12月16日,歐盟委員會發布關于批準丁酸梭菌(CBM588)作為新食品原料投放市場的決定,并規定了其使用規格和指標。當其作為新食品原料用于食品補充劑時,最大劑量為1.35X108CFU/天,還需滿足2002/46/EC的相關要求。
三、背景技術
1. 飼料添加劑
丁酸梭菌可以作為飼料添加劑在飼料中應用,在動物腸道內可體現五大生物特性:一是促進動物腸道有益菌群的增殖和發育,抑制腸道內有害菌和腐敗菌的生長、繁殖,糾正腸道菌群紊亂,減少腸毒素的發生;二是在動物腸道內能產生B族維生素、維生素K、淀粉酶等物質,具有保健作用;三是丁酸梭菌的主要代謝產物丁酸是腸道上皮組織細胞的再生和修復主要營養物質;四是厭氧或者兼性厭氧芽孢桿菌,不受胃酸、膽汁酸等影響;五是對多種飼用抗生素有較強的耐受性,可配伍使用。丁酸梭菌作為新飼料添加劑的使用,對于減少當前飼料中抗生素產品的濫用、減少藥物在肉品中的殘留、降低動物細菌的耐藥性和保障動物健康方面有著重要的意義。
2. 臨床醫學
丁酸梭菌增強免疫功能,預防腫瘤發生等醫學方面的功能和對青霉素、氨芐西林、鏈霉素、慶大霉素、妥布霉素、氯霉素等有一定的抗性的特點,丁酸梭菌的臨床應用研究我國目前研究的主要方向。
四、國內市場情況供求關系
1. 養殖業的發展情況
(1)牲畜養殖產業
除了豬的養殖數量在2019年有下降之外,羊和大型牲畜的養殖數量基本保持穩定,根據國家統計局公布的數據,豬的養殖數量在2020年也已恢復到2018年水平。
(2)水產養殖產業
近10年,全國水產品人工養殖總體呈現穩步上升趨勢。(以上數據均來自國家統計局公布數據)
2. 國內丁酸梭菌產業發展情況
調查了解了丁酸梭菌的國內市場情況,目前國內有資歷和技術研發生產丁酸梭菌的企業并不多,其中國內最早從事動物基因工程細胞因子類生物獸藥研發與推廣的高新技術企業大多以丁酸梭菌、枯草芽孢桿菌、糞腸球菌及代謝產物等復合微生態制劑作為高端飼料。目前國內市場的產品規格有10億、20億、100億及發酵液等不同規格。隨著“禁抗令”發布,在畜牧和水產方面的供求關系會更加緊張,目前在水產養殖方面的需求增加比較明顯。
五、相關門檻
產品:基本上行業龍頭企業都是研發生產復合型的飼料產品,自產、自配,想提高產品附加值,需要有飼料復配研發的能力或尋找飼料生產商合作進行產品供應和研發,需要相關技術和渠道
技術:嚴格厭氧、嚴格適宜PH、生產上極難發酵生產等
設備:厭氧工作站等
六、產品及和替代品
飼料用丁酸梭菌具體的使用方案以復合產品為主,針對具體的養殖種類有不同的產品和添加量。
除丁酸梭菌外,國內外在畜禽和水產動物上已報道的可改善動物腸道健康的添加劑 ,還有功能性氨基酸、鋅 、脂肪酸、多糖等。
1. 功能性氨基酸:精氨酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、色氨酸、賴氨酸等氨基酸都能促進腸 道發育,有利于腸道黏膜損傷后的修復;
2. 鋅:飼料中添加氧化鋅能提升抗氧化應激能力抑制腸道細胞凋亡,從而預防腸炎;
3. 脂肪酸:有利于腸炎的防治
4. 多糖:多糖主要是通過提高畜禽的腸道免疫功能來實現對病原菌入侵的抵 抗作用。
丁酸梭菌對比其他類別腸道保護飼料,表現在作用效果上:
1. 腸道定植時間較長:丁酸梭菌在水生動物體內定植的時間長達72小時,可以粘附在腸道中不被腸蠕動沖走,并且參與其與致病菌之間生存與繁殖,限制致病菌群的生存繁殖。
2. 穩定性好:存活時間長,耐高溫、耐胃酸和膽汁,丁酸梭菌可以在室溫下可保存三年以上不失效,在90度高溫下仍可存活10分鐘。
3. 不消耗氧氣:丁酸梭菌為厭氧菌,不會消耗養殖水體中的溶解氧。
4. 較強的耐藥性:可以與某些抗生素同時使用,不干擾其他細菌感染的治療。只對新生霉素、先鋒霉素、萬古霉素和四環素等少數幾種抗生素敏感
丁酸梭菌的綜合特性是優于其他類別產品的,是目前一種安全高效的微生態制劑。丁酸梭菌作為水產微生態制劑的新寵,在水產養殖中具有廣闊的應用前景。
七、市場前景和結論
隨著“禁抗”規定的落地實施,在飼料產業的供應結構上發生改變。飼料產業開始轉向益生菌飼料的開發的推廣,丁酸梭菌飼料產業當屬朝陽期,還有巨大的發展空間和發展潛力;另一方面,近年的豬肉價格高舉不下,刺激國內養殖肉豬規模的反彈,隨著冷鏈頻發新冠輸入的情況。對國外進口肉制品的管控力度加大,為國內原肉供應提供了缺口,反過來推動養殖業的規模。隨著國民收入的提高,越來越多的水產品材料走入內陸人民的餐桌上,根據國家統計局數據,全國養殖水產品的產量十年來保持著穩步的增長態勢,并且會隨著人民收入的提升同步增長直到水產品在國內克服地域性的消費特點,才會出現拐點。
從產品上講,丁酸梭菌的產品特性在家畜和水產的養殖產業中,發揮著重要作用,是抗生素類飼料的高質量替代者。
從2013年農業部把丁酸梭菌納入微生物飼料添加劑范圍,到2015年飼派企業開始批量進入畜牧行業。至今,畜牧行業已基本接受丁酸梭菌,水產行業正在推廣,目前丁酸梭菌市場容量約40億。
綜合來說,丁酸梭菌目前屬于新興益生菌,在飼料添加劑的扮演的角色越來越重要,其性能在飼料方面的匹配度,是其它益生菌難以達到的,是具有市場優勢和巨大市場的前景的,如果可以在生產技術上保證較高的得率,是可以考慮投入生產的。