ความเป็นมาของการใช้โปรไบโอติก
ความเป็นมาของการใช้โปรไบโอติก
รศ.น.สพ. เกรียงศักดิ์ พูนสุข
ความต้องการอาหารและความจำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพผลผลิตปศุสัตว์
ประชากรมนุษย์โลกมีการเพิ่มอย่างรวดเร็วนับจากที่ได้มีการบันทึกจากปี ค.ศ. 1960 ขณะนั้นประมาณการว่าโลกมีประชากรเพียง 3,000 ล้านคน ในปัจจุบันที่เวลาผ่านมาเพียง 50 ปี โลกมีประชากรมากขึ้น 6,500 ล้านคน เช่นเดียวกันในปี ค.ศ. 2050 ก็ประมาณว่าโลกจะมีประชากรมากถึง 9,000 ล้านคน หรือนับจากปี ค.ศ. 1960 เป็นระยะเวลาเพียง 90 ปี หรือในเพียงชั่วอายุของคนเท่านั้น
จำนวนประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความต้องการปัจจัย 4 ในการดำรงชีวิตเพิ่มขึ้น ต้องมีการเสาะแสวงหามาเพื่อให้ทันต่อความต้องการและเพียงพอต่อการบริโภค ซึ่งการได้มามี 2 แบบ คือ แบบแรกได้มาจากการเก็บเกี่ยว หรือเสาะหาจากธรรมชาติ เช่น อาหารทะเล และน้ำมันเชื้อเพลิงจากฟอสซิล ซึ่งเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่ใช้แล้วหมดไป แบบที่สอง มนุษย์สร้างหรือผลิตได้เองจากการเพาะปลูก และเลี้ยงสัตว์ เป็นต้น ไม่ว่ามนุษย์จะเสาะหาจากธรรมชาติหรือมีการเพาะเลี้ยงได้เอง พื้นที่ทำการเพาะปลูก และเลี้ยงสัตว์ก็ต้องมีการบุกเบิก โดยการทำงายผืนป่าธรรมชาติ จึงกล่าวได้ว่าการเพิ่มประชากรโลกเพิ่มขึ้นจะส่งผลกระทบหรือก่อให้เกิดปัญหาในทางวิกฤต ทั้งทางตรงและทางอ้อมอย่างน้อย 3 ประการ คือ
1 วิกฤตการณ์ทางอาหาร (Food Crisis) : เป็นที่ทราบกันดีว่ามนุษย์ต้องการกินอาหารอย่างน้อยเพื่อการยังชีพ แต่ที่สำคัญเพื่อให้ได้พลังงานในการเสริมสร้างการเจริญเติบโต สร้างความแข็งแรงและสร้างภูมิต้านทานโรค เป็นต้น ในปัจจุบันถึงแม้ว่าประชากรมนุษย์โลกมีอยู่ในระหว่าง 6,000-7,000 ล้านคน การขาดแคลนอาหารก็พบได้ในบางประเทศที่กำลังอยู่ในพัฒนา (Developing Countries) และส่วนใหญ่เป็นบางประเทษที่ไม่เสถียรภาพทางการเมือง ส่วนประเทศที่พัฒนาแล้วไม่พบว่าการขาดแคลนอาหารเป็นปัญหาที่สำคัญ ปัญหาของอาหารแปรเปลี่ยนไปเป็นปัญหาจากการที่มนุษย์มีความกังวลห่วงใยสุขภาพจากการกินอาหาร จึงมีความต้องการอาหารที่มีความปลอดภัย (Food Safety) จึงเป้นประเด็นสำคัญและเป็นความต้องการอย่างจริงจังทุกขั้นตอนของกระบวนการ วิธีการผลิตต้องมีความปลอดภัยจนเกิดนิยาม “อาหารปลอดภัยจากฟาร์มสู่โต๊ะอาหาร (Safe form Farm to Table)
ดังนั้นในยุคสมัยนี้เราจึงมุ่งเน้นไปที่กระบวนการวิธีการผลิตในการเพาะปลูก และการเลี้ยงสัตว์เพื่อนำมาบริโภครู้จักกันเป็นการเฉพาะว่า “การเกษตรที่ดี” (GAP, Good Agricultural Practice) โดยกำหนด กฎเกณฑ์วิธีการคู่มือปฏิบัติควบคุมโดยรัฐเป็นระบบมาตรฐาน (ISO, International Organization for Standardization) พร้อมทั้งคู่มือปฏิบัติด้านความปลอดภัย “การวิเคราะห์จุดวิกฤติ” (HACCP, Hazard Analysis and Critical Control Point) สำหรับประเทศที่มีการผลิตสินค้าอาหารเพื่อการส่งออกนั้น จะต้องปฏิบัติตามข้อตกลงว่าด้วยสุขอนามัยและสุขอนามัยพืช (SPS, Sanitary and Phytosanitary)
โดยสรุปแล้วปัจจุบันเรายังไม่ต้องเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนอาหารอย่างรุนแรง ทั้งนี้เนื่องจากโลกยังมีพื้นที่เพียงพอในการบุกเบิกทำไร่เพาะปลูกธัญพืช ทั้งอาหารมนุษย์และสัตว์ การสร้างฟาร์มปศุสัตว์ รวมไปถึงพื้นที่ชายฝั่งทะเล แม่น้ำ ลำคลอง และที่สำคัญคือ มนุษย์รู้จักใช้สมองในการคิดค้นพัฒนา ทำการศึกษา และประสบความสำเร็จในการพัฒนาพันธุกรรม เช่น ไก่และสุกรที่สามารถคัดพันธุ์ที่มีคุณสมบัติเจริญเติบโตได้รวดเร็ว รวมถึงการพัฒนาสูตรอาหารที่มีองค์ประกอบทางโภชนาการที่เหมาะสมกับสัตว์แต่ละชนิด แต่ที่เป็นเรื่องมหัศจรรย์ คือ มนุษย์ค้นพบสารเร่งการเจริญเติบโต (Growth Promotant) สารพวกนี้เมื่อเติมในอาหารปริมาณที่กำหนด ทำให้สัตว์กินอาหารดีขึ้น กินอาหารน้อย อัตราแลกเนื้อดี สรุปสั้นๆ ว่ามีผลทำให้สัตว์แข็งแรงและโตเร็ว
แต่ยังคงมีคำถามว่า ในอีก 40 ปี ข้างหน้า (ค.ศ. 2050) ปัญหาของอาหารขาดแคลนจะเกิดขึ้นหรือไม่ และหากเกิดขึ้นแล้ว จะมีความรุนแรงเพียงใดในหลายๆ ประเทศได้ตระหนักดีกว่า วิกฤตอาหารขาดแคลนอาจเกิดขึ้นได้ จึงได้มีกลุ่มนักวิชาการกลุ่มหนึ่งได้เสนอหลักการมนการดำรงชีพแบบ “กินเพื่ออยู่” ตัวอย่าง เช่น จากการนำขององค์การอาหารและเกษตร (FAO, Food and Agricultural Organization) ของสหประชาชาติได้จัดทำโครงการสัมมนาประชุม ทำการเผยแพร่การนำเอาผลิตผลจากธรรมชาติ การเสาะหาเพิ่มเติมสายพันธุ์อื่นๆ ที่นอกเหนือจากสายพันธุ์อาหารที่มนุษย์คุ้นเคย ทดลองนำมาเป็นอาหารพื้นถิ่น (Indigenous Food) หมายความถึงในยุคที่อาหารขาดแคลนจริงๆ มนุษย์ต้องเรียนรู้หรือต้องรู้จักดำรงชีพ เปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการกินอาหารที่อุดม (Enrich Food) เช่น ในปัจจุบันไปกินอาหารแบบง่ายๆ (Simple Food) เพื่อความอยู่รอด ที่กล่าวมานี้เป็นแนวทางหนึ่งในการเตรียมตัว เพื่อสร้างความมั่นคงทางอาหาร (Food Security) ควบคู่กับการศึกษาวิจัย เพื่อพัฒนาเพิ่มผลผลิตอาหารให้เพียงพอต่อการบริโภคในยุคนั้น
2 วิกฤตด้านสุขศาสตร์ (Health Crisis) การเพิ่มประชากรมนุษย์ส่งผลกระทบหรือก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพดังนี้คือ
2.1 ด้านสุขภาพมนุษย์ (Human Health) มีมากมายหลายอย่างที่ส่งผลกระทบโดยมีความสัมพันธ์หรือเป็นผลมาจากการที่มนุษย์ก่อให้เกิดมลภาวะที่ส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมจากกิจกรรมต่างๆ ในการดำรงชีพมนุษย์ แหล่งอาศัยแออัด การบุกรุกทำลายธรรมชาติ การขับถ่ายสิ่งปฏิกูล การสร้างขยะ ส่งผลต่อการเกิดสภาวะโลกร้อน (Global Warning) ความชุกของโรคที่อุบัติใหม่ (Emerging Disease) เช่น โรคซาร์ (Sars) โรคไข้เวสท์ไนล์ (West Nile) และโรคอีโบล่า (Ebola) เป็นต้น โรคอุบัติซ้ำ (Re-emerging Disease) เช่น โรคไข้หวัดใหญ่ (Influenza) โรควัณโรค (Tuberculosis) การกลับมาระบาดอีกครั้งหนึ่งของโรคอีโบล่า ในกลางปี ค.ศ. 2014 เป็นต้น
2.2 ด้านสุขภาพสัตว์ (Animal Health) ในสัตว์ก็คล้ายกันกับมนุษย์ที่มีทั้งโรคอุบัติใหม่และอุบัติซ้ำ ในการพบโรคนิปาห์ (Nipah) ในหมูระบาดในพื้นที่ตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศมาเลเซีย หรือโรคไข้หวัดนก (Avian Influenza, A) ที่ระบาดในช่วงปลายปี พ.ศ. 2545 ในประเทศไทยเป็นครั้งแรก ก็นับว่าเป็นโรคอุบัติใหม่ได้ นับตั้งแต่ปีพ.ศ. 2517 เป็นต้นมา มีโรคใหม่ๆ เกิดระบาดทำความเสียหายให้กับปศุสัตว์ในประเทศไทยเรามากมายหลายชนิด ทั้งในอุตสาหกรรมการเลี้ยงไก่ และการเลี้ยงสุกร จนมาเป็นโรคที่คุ้นเคย นับว่าเป็นโรคอุบัติซ้ำได้ เช่น โรคกาฬโรคเป็ด (Duck Plague) โรคกัมโบโร่ (Gumboro) โรคเลือดจางในไก่ (Chicken Anemia) ซึ่งเป็นโรคที่พบในสัตว์ปีก ในสุกร นอกจากโรคอหิวาต์สุกร (Swine Fever) ที่พบว่ามีการระบาดควบคู่กับการเลี้ยงสุกรมากกว่า 40 ปี ก็ยังมีโรคที่ทยอยปรากฏต่อๆ มาจนถึงปัจจุบัน ได้แก่ โรคพิษสุนัขบ้าเทียม (Psudorabies, or Aujeskey’s Disease) โรคพีอาร์อาร์เอส (PRRS, Porcine Epidemic Diarrhea) เป็นต้น ยังมีโรคที่เกิดระบาดในฝูงสัตว์ แต่สามารถติดต่อไปยังมนุษย์ได้ เช่น โรคนิป้า โรคไข้หวัดนก สายพันธุ์ H5N1 เป็นตัวอย่างของโรคที่ผันแปรจากโรคอุบัติใหม่เป็นโรคอุบัติซ้ำในสัตว์ แล้วยังผันแปรไปเป็นโรคสัตว์ติดคน (Zoonotic Disease)
3 วิกฤตการณ์ต่อธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม (Natural and Environmental Crisis) เป็นปัญหาหรือวิกฤตที่เห็นได้จากการที่ประชากรโรคเพิ่มขึ้นจากความต้องการอาหารปัจจัยสี่ ต้องการใช้ทรัพยากรธรรมชาติที่เห็นได้จากการที่ป่าฝนถูกทำลาย (Rain Forest Destruction) และเพื่อบุกรุกเป็นที่อยู่อาศัย เป็นพื้นที่ทำกินเพาะปลูกพืชไร่ เลี้ยงสัตว์ เมื่อป่าถูกทำลายสิ่งที่ตามมาในปัจจุบันที่เห็นได้ชัดเจนคือ การเกิดอุทกภัย (Flooding) การเกิดภัยแล้ง (Deserter) การเกิดมลภาวะทางอากาศจากการเผาป่า บรรยากาศเสื่อมโทรม เกิดภาวะโลกร้อน (Global Warning), ที่เสียหายในลักษณะที่ไม่สามารถประเมินมูลค่าได้คือ การสูญพันธ์ของพืชและสัตว์หลายๆ สายพันธุ์อย่างต่อเนื่อง
ผลจากการที่ประชากรโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง Malthus (1798) ได้กล่าวไว้ว่า การเพิ่มประชากรมนุษย์โลกอย่างรวดเร็วกว่าการผลิตอาหาร โดยมีความหมายว่า วันหนึ่งอาหารที่ผลิตออกมาไม่เพียงพอที่จะนำไปเลี้ยงมนุษยชาติ เราจะตกอยู่ในสภาวะของการขาดแคลนหรือวิกฤตการณ์ทางอาหาร (Food Crisis) โดยให้คำอธิบายว่า จำนวนการเพิ่มของประชากรมนุษย์เป็นการเพิ่มแบบเท่าตัว (Geometrical 2, 4, 6, 8,…) แต่ความสามารถในการเพิ่มของอาหารนั้นเป็นไปตามลำดับของตัวเลข (Arithmetical 1, 2, 3, 4,…) ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนจนเกิดการประมาณการว่า เมื่อพลโลกมีมากถึง 6,500-7,000 คนโลกจะเข้าสู่ยุคของวิกฤตการณ์ทางอาหารได้ ดังที่ได้กล่าวมาแล้วคือ ในช่วงปี ค.ศ. 2010-2015 หรือในยุคปัจจุบัน แต่เหตุการณ์ของการขาดแคลนอาหารเกิดขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองต่อเนื่องจนเมื่อสงครามสงบลง คือในราวปี ค.ศ. 1935-1947 นานาประเทศต่างประสบปัญหา หลายประเทศอยู่ในสภาวะสงครามภายในเป็นการประกาศ อิสรภาพแบ่งแยกดินแดน หรือแม้แต่ประเทศที่ไม่มีปัญหาก็ตกกอยู่ในสภาพเดียวกัน กล่าวได้ว่าในยุคนั้นโลกเข้าสู่สภาวะการตกต่ำทางเศรษฐกิจส่งผลทำให้อยู่ในสภาวะของการขาดแคลนอาหารอย่างรุนแรงในหลายๆ ประเทศ กล่าวได้ว่ามนุษยชาติได้เผชิญกับปัญหานี้มาก่อน โดยมีการเกิดสงครามโลกเป็นปัจจัย ในทางตรงกันข้ามยุคปัจจุบันที่มนุษยชาติประสบความสำเร็จอย่างสูงในการเพิ่มผลผลิตในทางการเกษตร (Agricultural Production) ปัจจัยรวมอาจกล่าวได้ว่าประเทศส่วนใหญ่ในโลกอยู่ในสถานภาพที่ไม่เกิดสงคราม จึงมีเวลาในการทุ่มเททรัพยากรทุกสิ่งรวมทั้งทรัพยากรมนุษย์ในการพัฒนาสร้างความเจริญก้าวหน้าให้กับประเทศ ในบทนี้จะกล่าวถึงการพัฒนาในด้านการเกษตร หลายประเทศประสบความสำเร็จอย่างดียิ่ง ทั้งความสามารถ มีศักยภาพสูงในการผลิตจนมากเกินแก่ความต้องการบริโภคภายในประเทศ ครอบคลุมทั้งในด้านพืชไร่ พืชสวน และการปศุสัตว์ จนสามารถนำไปขายเป็นสินค้าส่งออกนำเงินตรามาพัฒนาประเทศได้โดยต่อเนื่อง นับจากที่ Malthus (1798) ได้กล่าวว่า เราไม่สามารถผลิตอาหารได้เพียงพอ จนมาถึง Boserup (1978) ที่กล่าวว่า เราสามารถใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ ในการผลิตอาหารได้เพียงพอเท่าที่ต้องการเป็นเวลา 180 ปี แต่ 25 ปีก่อนหน้านี้ Juks และ Williams(1953) พบว่า เมื่อนำกาก (By Product) จากการหมักเชื้อราสเตรปโตมัยเซส ออรีโอเฟเชียนส์ (Streptomyces aureofaciens) เพื่อผลิตยาปฏิชีวนะเตตราซัยคลีน (Tetracycline) ไปเลี้ยงไก่ พบว่ากลุ่มที่ได้รับอาหารที่มีส่วนผสมของกากเชื้อราจากการหมักมีสุขภาพดี และมีการเจริญเติบโตรวดเร็ว มีอัตราการแลกเนื้อดีกว่ากลุ่มควบคุม จึงนับว่าเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ค้นพบที่สามารถเพิ่มผลผลิตปศุสัตว์ได้
เทคโนโลยีใหม่ในการเพิ่มผลผลิต เพื่อให้สอดคล้องตรงตามความมุ่งหมายตามหัวข้อที่จะเขียนต่อไปในบทความนี้ จึงขอจำกัดอยู่เฉพาะในการพัฒนาการผลิตปศุสัตว์
การพัฒนาพันธุ์ (Breed Development) หรือการคัดเลือกพันธุ์ (Breed Selection)
การพัฒนาอาหาร (Feed Development) มีการวิจัยศึกษาวัตถุดิบ พัฒนาสูตรส่วนผลสมจากอาหารพื้นฐานทั่วไป เป็นอาหารที่อุดม (Enrich) โดยจัดสรรส่วนผสมด้านโภชนาการให้ตรงตามความต้องการของสัตว์ ปรับปรุงวิธีการให้สัตว์กินอย่างเพียงพอต่อเนื่อง จัดทำกลไกให้อาหารและน้ำแบบอัตโนมัติ (Automatic Feeding)
การพัฒนาโรงเรือน (Housing Development) จากโรงเรือนเดิมในประเทศเขตร้อนที่มีเพียงหลังคาผ้าใบกันลม ติดตั้งพัดลม มาเป็นโรงเรือนแบบปิดควบคุมอุณหภูมิความชื้น (Evaporative System) ให้สัตว์เลี้ยงอยู่อย่างสุขสบายอยู่ตลอดเวลา สัมพันธ์กับอัตราการเลี้ยง
พัฒนาการป้องกันโรค (Disease Prevention) มนุษย์ได้มีการศึกษาพัฒนายาต้านจุลชีพ (Antimicrobial Drugs) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดรักษา พัฒนาวัคซีนป้องกันโรคระบาดที่นำความเสียหายตามสภาวะความชุกของโรคในแต่ละพื้นที่การเลี้ยง จัดทำระบบป้องกันโรคทางชีวภาพ (Biosecurity) ที่เคร่งครัด นอกจากการใช้วัคซีนป้องกันโรค เรายังรู้จักการนำเอายาปฏิชีวนะและเคมีบำบัดผสมน้ำหรือผสมอาหารให้สัตว์เลี้ยงกินเป็นระยะๆ โดยเฉพาะในช่วงที่สัตว์เกิดความเครียดจากสิ่งแวดล้อม จากการวัคซีน รวมไปถึงในช่วงของการเปลี่ยนอาหาร ก็เป็นอีกแนวทางหนึ่งในการพัฒนาการป้องกันโรค
การใช้สารเร่งการเจริญเติบโต (Growth Promoter) นอกจากการพัฒนาวิธีการหลายอย่างที่กล่าวมาแล้ว มนุษย์เรายังประสบผลสำเร็จในการเร่งการเจริญเติบโตของสัตว์ โดยการผสมสารเคมีบางชนิดในอาหาร หรือในน้ำให้สัตว์กิน
หลายอย่างที่ได้กล่าวมาประกอบกัน ทำให้เราได้สัตว์ที่เลี้ยงเป็นอาหาร (Food Animal) ที่มีสรีระภาพและกายภาพที่พัฒนาการเจริญเติบโตโดยการใช้สารอาหารถึงจุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด (Efficient in Feed Utilization) อย่างที่ไม่เคยปร่กฏมาก่อน ผลสำเร็จที่เป็นที่ยอมรับและปฏิบัติอย่างได้ผลในการเจริญเติบโตของสัตว์เลี้ยงที่เป็นอาหาร เช่น ไก่และสุกร คือ การใช้สารเร่งการเจริญเติบโต (Growth Promoter)
สารเร่งการเจริญเติบโต (Growth Promoter)
ในความหมายที่ง่ายก็คือ สารที่ผสมลงไปในอาหาร เพื่อเร่งหรือกระตุ้นการกิน ส่งผลให้สัตว์มีสุขภาพดี เจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว (Substance Corporate in Feed Accelerated for improving Health and Growth) ได้แก่
§ ยาปฏิชีวนะ และเคมีบำบัด (Antibiotic and Chemotherapy)
§ สารเร่งสี (Colorance)
§ สารปรุงแต่งรสชาติ (Flavoring Agents)
§ ไวตามิน (Vitamins)
§ กรดอะมิโน (Amino acids) เป็นต้น
แต่ที่ได้ผลดีและเป็นที่นิยมมากที่สุด ตลอดระยะเวลา 60 ปี ตั้งแต่การค้นพบจนถึงปัจจุบันคือ ยาปฏิชีวนะ (Antibiotic)
ประวัติยาปฏิชีวนะ
นับตั้งแต่ Sir Alexander Flaming (1982) ได้ค้นพบยาปฏิชีวนะตัวแรก คือ เพนนิซิลลิน (Penicillin) ต่อมาไม่นานก็มีนักวิชาการสามารถสกัด สังเคราะห์ยาปฏิชีวนะและเคมีบำบัดได้โดยต่อเนื่องอีกมากมายหลายชนิด ทราบกันดีว่า ยาปฏิชีวนะนั้นออกฤทธิ์ในการยับยั้ง ทำลายแบคทีเรีย พวกติดสีแกรมบวก หรือแกรมลบ จัดอยู่ในพวกที่ออกฤทธิ์แคบ (Narrow Spectrum) แต่บางชนิดสามารถยับยั้งหรือทำลายแบคทีเรียทั้งแกรมบวกและแกรมลบ เรียกว่า เป็นพวกออกฤทธิ์วงกว้าง (Broad Spectrum) การค้นพบยาปฏิชีวนะสามารถใช้เร่งการเจริญเติบโตได้นั้น อาจกล่าวว่าเป้นการบังเอิญโดยเริ่มจาก Selmon Wagma (1943) ได้ค้นพบยาปฏิชีวนะสเตรปโตมัยซิน (Streptomycin) จากราที่เพาะได้จากคอไก่ ยานี้มีประสิทธิภาพในการรักษาโรคติดเชื้อได้ดีกว่าเพนนิซิลลิน และยาที่ใช้รักษาโรควัณโรค (Tuberculosis) อย่างได้ผล นอกจากนี้ยังพบว่าออกฤทธิ์ได้ดีเมื่อนำไปรักษาโรคปอดบวม โรคไข้รากสาด (Typhoid fever) โรคบิด ผลการค้นพบนี้ทำให้ Wagma ได้รับรางวัลโนเบิลไพรซ์ในปี ค.ศ. 1952 นอกจากคนแล้วสเตรปโตมัยซินยังถูกนำไปใช้ในการบำบัดรักษาโรคสัตว์อย่างแพร่หลาย เช่น โรควัณโรคในโค (Bovine TB) ปฏิชีวนะไปใช้ในปศุสัตว์ เป็นต้น
การนำเอายาปฏิชีวนะไปใช้ในการเร่งการเจริญเติบโต
Juks และ Williams (1953) ได้ทำการทดลองนำเอากากของเชื้อรา Streptomyces aureofaciens ไปผสมอาหารให้ไก่กิน พบว่ากลุ่มไก่ที่ทำการทดลองมีสุขภาพดี เจริญเติบโตมีน้ำหนักดีกว่ากลุ่มควบคุม เมื่อมีการรายงานออกไป นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมานักวิชาการอาหารสัตว์เริ่มให้ความสนใจ มีการทดลองนำยาปฏิชีวนะและเคมีบำบัดอีกหลายชนิดไปใช้โดยต่อเนื่องถึงปัจจุบัน จนกล่าวได้ว่ายาปฏิชีวนะได้รับความนิยมและได้ถูกผสมในอาหารให้สัตว์กิน ไม่ว่าจะเป็นสัตว์ป่วยหรือสัตว์ปกติ จากการรายงานของ Brock (1955) สรุปผลจากการให้ยาปฏิชีวนะเป็นสารเร่งการเจริญเติบโตในสุกรสามารถประหยัดอาหารได้มากถึง 20% ในการทำน้ำหนักต่อปอนต์ จนถึงกับมีผู้กล่าวว่ามันเป็นปรากฏการณ์ที่มหัศจรรย์เป็นอย่างยิ่งที่มนุษย์เราสามารถคิดค้นวิธีการในการเลี้ยงสัตว์ให้การเจริญเติบโตได้รวดเร็ว สุขภาพแข็งแรง จึงสามารถผลิตได้มาก ทันต่อความต้องการบริโภคจนหลายประเทศสามารถผลิตได้มากจนทำให้เป็นสินค้าส่งออกได้
ในช่วงระยะเวลา 20 ปีก่อนหน้านี้ ยาปฏิชีวนะและเคมีบำบัดได้เปลี่ยนความสำคัญจากการใช้เพื่อการบำบัดรักษา ไปเป็นการใช้เพื่อเป็นสารเร่งการเจริญเติบโต ในช่วงดังกล่าวนี้นักวิชาการทางด้านปศุสัตว์มีความภาคภูมิใจมากที่จะเดินไปแนะนำเกษตรกรให้ใช้ยาผสมอาหารเพื่อเป็นการเร่งการเจริญเติบโต จึงเป็นที่สนใจมากกว่าจะนำมาใช้เป็นยาบำบัดรักษาโรคติดเชื้อ เนื่องจากยาที่นำมาใช้ในวงการเกษตร หรือนำมาใช้ในการเลี้ยงสัตว์นั้นมีปริมาณมาก และมีมูลค่ามากมายมหาศาล ดังนั้น จึงเป็นแรงจูงใจให้ริษัทยาต่างๆ กล้าลงทุนค้นคว้า
ยาปฏิชีวนะที่ผสมในอาหารช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้อาหารได้อย่างไร :
Looft (2012) ได้ทำการศึกษาและสรุปได้ว่ายังไม่มีคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ที่ชัดเจน ตัวอย่าง เช่น การทดลองยา ASP250 (Chlortracycline, Sulfamethazine and Penicillin) พบการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในวันที่ 14 หลังการให้กิน คือ การตรวจพบว่าพวกแบคทีเรียที่ย่อยโปรตีน (Proteolytic Bacteria) เพิ่มจำนวนมากขึ้นคือ 11% และยังพบการเพิ่มจำนวนของ E.coli ในท่อทางเดินอาหาร ในบางการทดลองได้อธิบายว่า ยาปฏิชีวนะในระดับที่ต่ำกว่าขนาดของการรักษาหรือให้เพื่อเป็นสารเร่งการเจริญเติบโตจะไปทำลายหรือลดจำนวนแบคทีเรียในท่อทางเดินอาหาร ทำให้สารอาหารไม่ถูกแบคทีเรียแย่งไปใช้ จึงเหลือมากพอจึงส่งผลให้ผนังลำไส้สามารถดูดซึมสารอาหารได้เพิ่มขึ้น หรือมีการสรุปว่าการที่จุลินทรีย์แบคทีเรียในท่อทางเดินอาหารลดน้อยลง ลำไส้จะลดการบีบรัด จึงทำให้ลำไส้เพิ่มการดูดซึมอาหาร บางคนก็สรุปว่ายาปฏิชีวนะที่ให้ไปจะไปเลือกทำลายเฉพาะแบคทีเรียบางชนิดหรือเฉพาะตัวก่อโรค เหลือพวกที่มีประโยชน์มากกว่า แต่ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับกันมากคือ ยาปฏิชีวนะจะไม่ออกฤทธิ์ในการทำลายหรือลดปริมาณของของแบคทีเรียในท่อทางเดินอาหาร จึงเพิ่มการดูดซึมดังที่ได้กล่าวมาข้างต้น อนึ่งในการเร่งการเจริญเติบโตนั้นมีการอธิบายว่า อาจเกิดจากการที่สัตว์ได้รับยาโดยต่อเนื่อง ยาจะไปบำบัดโรคทั้งที่แสดงอาการและไม่แสดงอาการในตัวสัตว์ จึงทำให้สัตว์มีสุขภาพดี จึงเจริญเติบโตได้รวดเร็ว
3.3 ผลกระทบจากการใช้ยาปฏิชีวนะเป็นสารเร่งการเจริญเติบโต (Effects of Anibiotic use as Growth Promoter)
ในสภาวะปัจจุบันมนุษย์มีความห่วงใยกังวลต่อสุขภาพโดยเฉพาะโรค หรืออันตรายที่ได้มาจากอาหาร “อาหารปลอดภัย” (Food Safety) จึงเป็นคำที่เราได้ยินกันบ่อยในสังคม ความปลอดภัยของอาหาร ครอบคลุมไปถึงกระบวนการผลิตโดยเฉพาะ จึงมีคำอธิบายไว้ว่า “อาหารจะต้องมีความปลอดภัยจากฟาร์มถึงโต๊ะอาหาร” (Safety from farm to Table) แต่บางครั้งหลายคนจะกล่าวเพิ่ม คือ ต้องปลอดภัยจากฟาร์มถึงการรับประทานอาหาร (Safety from farm to Consumption)
ดังนั้นในกระบวนการที่จะต้องเลี้ยงสัตว์เพื่อนำมาเป็นอาหาร หรือเพื่อเป็นสินค้าส่งออก จะต้องมีความปลอดภัยในทุกขั้นตอนของการผลิต โดยหลักการทั่วไปเนื้อสัตว์จะนำมาประกอบเป็นอาหาร กระบวนการการตกแต่งนอกจากจากสะอาดแล้วส ประการสำคัญที่สุด คือ จะต้องปราศจากสารอันตรายตกค้างในเนื้อสัตว์ ควบคู่กับการที่ตรวจไม่พบเชื้อโรคที่สำคัญปนเปื้อน ในกลุ่มเชื้อโรคที่ก่อให้เกิดโรคระบบทางเดินอาหาร โดยเฉพาะเชื้อแบคทีเรียซาลโมเนลล่า (Salmonella spp.)
ยาตกค้างส่งผลเสียอย่างไร (Antimicrobial Drug Residue Adverse Effect)
ยาปฏิชีวนะที่ตกค้างในเนื้อสัตว์จะส่งผลกระทบหลายอย่างต่อสุขภาพมนุษย์และสัตว์ โดยเฉพาะเมื่อเราได้รับหรือกินอย่างต่อเนื่องนานๆ ยาปฏิชีวนะจะก่อให้เกิดผลเสียหรืออันตรายหลายอย่าง เช่น
1 เกิดอาการแพ้ (Allergy) ที่เป็นตัวอย่าง คือ การแพ้ยาในมนุษย์ทุกครั้งก่อนที่แพทย์จะสั่งยาปฏิชีวนะ จะต้องถามคนไข้ว่าเคยแพ้หรือแพ้ยาอะไรหรือไม่ในสถายพยาบาลเกือบทุกแห่ง ในสมุระเบียบประวัติแพ้ยาหรือแพ้ยาชนิดใดบ้าง และสุดท้ายก่อนรับยาเภสัชกรจะถามซ้ำอีกครั้งหนึ่ง มีเหตุผลสำคัญอย่างยิ่งที่บุคลากรทางด้านการแพทย์จะต้องรับรู้ข้อมูล เนื่องจากการแพ้แบบเฉียบพลันขนเป็นอันตรายแก่ชีวิตนั้น มีรายงานเพิ่มขึ้นในคนไข้ที่แพ้ยาเพนนิซิลลิน (PenicillinAnaphylactic Shock) นอกจากนี้ยังพบว่า อันตรายการแพ้ยาเป็นผื่น เป็นตุ่มน้ำที่ผิวหนัง จากการแพ้ยาสเตรปโตมัยซินและยาในกลุ่มซัลโฟนาไมด์ เป็นต้น
2 เป็นสารก่อมะเร็ง (Carcinogenic agent) ตัวอย่าง เช่น การเกิดมะเร็งเม็ดโลหิตขาว (Leukemia) ที่พบว่าคนไข้หลายคนมีประวัติการใช้ยาคลอแรมเฟนิคอล นอกจากนี้ยังมีรายงานว่ายาในกลุ่มไนไตรฟูแรนส์ ก็เป็นสาเหตุของการเกิดมะเร็งได้เช่นเดียวกัน
3 การพิกลพิการและการกลายพันธุ์ (Teratogenic and Mutagenic) ยาปฏิชีวนะและเคมีบำบัดหลายชนิดได้มีการทดลองแล้วว่า เมื่อให้สัตว์ทดลองกินอย่างต่อเนื่องนานๆ สัตว์บางชนิดที่คลอดลูกออกมาจะพบว่า มีจำนวนหนึ่งมีลักษณะพิการและยังพบว่าเกิดการกลายพันธุ์
4 ในน้ำนมที่มียาปฏิชีวนะตกค้าง ไม่สามารถนำมาทำเป็นอาหารหมักได้ (Failure of Starter in manufacturing Food) เช่น การทำนมเปรี้ยว เนยแข็ง การหมักอาหาร เป็นต้น เนื่องจากยาปฏิชีวนะที่ตกค้างจะไปฆ่า หรือทำลายจุลินทรีย์ที่เป็นหัวเชื้อในการหมัก
5 เกิดการต้านยา (Antimicrobial Resistance) ของแบคทีเรียหรือจุลินทรีย์ทั่วไป เป็นที่ทราบกันดีว่ายาปฏิชีวนะที่ใช้เป็นสารเร่งการเจริญเติบโตนั้น จะใช้ในขนาด (Dose) หรือปริมาณที่จ่ำกว่าขนาดในการบำบัดรักษา (Sub-Therapeutic dose) จึงทำให้เชื้อแบลคทีเรียในท่อทางเดินอาหารทั้งชนิดที่เป็นตัวก่อโรค ตัวฉวยโอกาส และตัวปกติทั่วไปไม่ก่อโรค เกิดการสร้างกรรมพันธุ์ต้านยา (Residue gene) ชนิดการต้านยา
3.4 ทางเลือกใหม่ของการใช้สารเร่งการเจริญเติบโตในปศุสัตว์ (Alternative products for promote growth in livestock)
จากระแสความห่วงกังวลต่อสุขภาพส่งผลต่อเนื่องในความเป็นจริงเป็นจังต่อความต้องการอาหารปลอดภัย การผลิตอาหารที่จะต้องปราศจากอันตรายตกค้างและการปนเปื้อนของเชื้อโรคในอาหาร นำไปสู่แนวทางการปฏิบัติในการเลิกหรืองดการใช้ยาปฏิชีวนะ เป็นสารเร่งการเจริญเติบโต รวมไปถึงการใช้ยาปฏิชีวนะและเคมีบำบัดในการรักษาโรคติดเชื้อในพวกสัตว์ที่เลี้ยง เพื่อนำมาเป็นอาหารอย่างสมเหตุสมผล แต่จากปัญหาหลักที่ประชากรพลโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความต้องการปัจจัยสี่เพิ่มโดยเฉพาะเรื่องของความต้องการอาหารเพื่อบริโภค เป็นที่คาดการณ์ว่าความต้องการจะต้องเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ รวดเร็ว สัมพันธ์กับการเพิ่มประชากร ในสภาวะปัจจุบันนื้ที่เรายังสามารถผลิตได้เพียงพอทันต่อความต้องการ โดยที่มีปัจจัยหนึ่งที่มีส่วนสำคัญในการเร่งการผลิตและประหยัดอาหาร คือ ใช้อาหารน้อยแต่ประสิทธิภาพการแลกเนื้อสูง จากการสรุปของ Brock (1955) คำถามที่ตามมาคือ เมื่อเราเลิกใช้ยาปฏิชีวนะและเคมีบำบัดเป็นสารเร่งการเจริญเติบโตแล้ว เราจะใช้อะไร และในการที่จะต้องเลี้ยงสัตว์ให้ได้ผลผลิตเท่าเดิม นับตั้งแต่เราได้ทราบถึงปัญหายาตกค้างในเนื้อสัตว์ ผลกระทบต่อสุขภาพ และปัญหาการดื้อยาของเชื้อจุลินทรีย์ เป็นต้น นักวิชาการหลายกลุ่มได้ตระหนักพร้อมกับเริ่มดำเนินการศึกษาวิจัยโดยอาศัยองค์ความรู้พื้นฐานหลายสาขาประกอบกันทางด้านสรีรวิทยา ชีวเคมี กายวิภาคของระบบท่อทางเดินอาหาร ที่สำคัญ คือ บทบาทและการทำงานของจุลินทรีย์ในท่อทางเดินเป็นหลัก ผลจากการศึกษาพบว่าเราสามารถเพิ่มผลผลิตและเร่งการเจริญเติบโตในปศุสัตว์ได้ โดยอาศัยสิ่งเติมในอาหาร (Feed additive) ที่ให้ผลได้ชัดเจน 3 กลุ่ม ได้แก่
1 กรดอินทรีย์ (Organic acids) ได้กล่าวโดยย่อมาบ้างแล้วว่า จุลินทรีย์ในท่อทางเดินอาหารหลายชนิดมีความสามารถในการสร้างผลตภัณฑ์จากกระบวนการสันดาปหลายชนิด ส่วนใหญ่จะเป็นกรดอินทรีย์ โดยเฉพาะแบคทีเรียที่ผลิตกรดแลคติค หรือ แลบ (LAB, Lactic Acid Bacteria) ที่เป็นหลักคือการสร้างกรดแลคติค ซึ่งเป็นสารหลักในการเกิดพลังงานจากการสันดาปภายในของกล้ามเนื้อ นอกจากนี้ยังรวมไปถึงกรด ไขมันระเหิด (Volatile fatty acid, VFA) หรือในอีกชื่อหนึ่งคือ พวกกรดไขมันสายสั้น (Short chain fatty acid, SCFA) ล้วนแล้วแต่จะมีคุณประโยชน์ในการเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญที่จำเป็นของกล้ามเนื้อ มีการทดลองออกสูตรผลิตออกมาในรูปของสินค้าหลายชนิด พบว่าสามารถกระตุ้นหรือเร่งการเจริญเติบโตได้ดี นอกจากนี้ในบางผลิตภัณฑ์ยังมีรายงานต่อเนื่องไปถึงผลการยับยั้งจุลินทรีย์ตัวก่อโรค และเกือบทุกผลิตภัณฑ์ยังได้อ้างอิงถึงการที่มันไปกระตุ้นการทวีจำนวนของจุลินทรีย์ที่มีคุณประโยชน์ในท่อทางเดินอาหาร โดยเฉพาะพวก LAB กรดอินทรีย์รวมส่วนประกอบ ความเข้มข้น ก็มีแตกต่างกันไปของกรดหรือเกลือของกรดดังต่อไปนี้ กรดแอสคอร์บิก (Ascorbic acid) หรือ วิตามินซี (Vitamin C) กรดซิตริก (Citric acid) กรดอะซิติก (Acetic acid) กรดฟอร์มิก (Formic acid) กรดโพรพิโอนิก (Propionic acid) กรดแลคติก (Lactic acid) และกรดบิวทริก (Butyric acid) เป็นต้น
2 พรีไบโอติก (Prebiotic) เราทราบกันดีว่าอาหารหยาบ สารอาหารทั้งในรูปของโปรตีน และกากส่วนใหญ่เป็นสารโครงสร้างที่มีคาร์โบไฮเดรต จากกระบวนการหมักคาร์โบไฮเดรตในท่อทางเดินอาหาร ผลที่ได้พวก เอส.ซี.เอฟ.เอ (SCFAs) ที่มี่ความสำคัญในการเป็นอาหาร เป็นแหล่งพลังงานของเนื้อเยื่อ มีฤทธิ์หรือคุณสมบัติในกาต่อต้านทำลายทั้งสารพิษและจุลินทรีย์ตัวก่อโรค นักวิชาการจึงได้นำความคิดนี้มาประยุกต์ใช้ผสมอาหารในสัตว์ เรียกชื่อใหม่ว่าเป็น พรีไบโอติก (Prebiotic) ออกทำการทดลองทั้งในห้องทดลองและภาคสนาม สามารถเป็นผลิตเป็นสินค้าแนะนำให้ผสมอาหารเป็นปัจจัยหนึ่งในสารเร่งการเจริญเติบโตในปศุสัตว์ ตัวอย่างที่พบจำหน่ายโดยทั่วไป ได้แก่ ฟรุคโต-โอลิโกแซคคาไรด์ (Fructo-Oligosaccharides) กลูโค-โอลิโกแซคคาไรด์ (Gluco-Oligosaccharides) มอบโต-โอลิโกแซคคาไรด์ (Malto-Oligosaccharides) ไซโล-โอลิโกแซคคาไรด์ (Xylo-Oligosaccharides) แลคทูโลส (Lactulose) แลคทิทอล (Lactitol) อินนูลิน (Inulin) และราฟฟิโนส (Raffinose) เป็นต้น
ต่อมานักวิชาการได้พบว่า การนำเอาพรีไบโอติกไปใช้ผสมอาหารผลที่ได้จากการประมวลสมรรถภาพของสัตว์ทดลองไม่เด่นชัด จากการวิเคราะห์มีความเห็นว่าสารกลุ่มนี้ร่างกายสัตว์จะนำไปใช้ได้ดีจะต้องใช้จุลินทรีย์พวกที่มีศักยภาพในการย่อยสลาย (Hydrolysis) ได้ดี จึงทำการทดลองโดยการนำพรีไบโอติกไปผสมกับจุลินทรีย์กลุ่มที่เลือกใช้เป็นโปรไบโอติก ปรากฏว่าให้ผลตอบสนองการเป็นสารเร่งการเจริญเติบโตได้ดี บางครั้งให้ผลเทียบเท่าหรือดีกว่าใช้ยาปฏิชีวนะบางชนิด จึงได้ตั้งเป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์ใหม่ในชื่อ “ซินไบโอติก” (Synbiotic) ขณะนี้มีการผลิตออกมาสู่ท้องตลาดแนะนำให้เกษตรกรนำไปใช้ในการเลี้ยงปศุสัตว์อย่างแพร่หลาย
3 ไปรไบโอติก (Probiotic) เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้มีการศึกษามานานแล้วในการเป็นตัวทดแทนการใช้ยาปฏิชีวนะเป็นสารเร่งการเจริญเติบโต ในทฤษฎีที่ใช้หลักการที่อ้างอิงในศาสตร์ความรู้เรื่องชนิดและการกระจายตัวของจุลินทรีย์ที่มีคุณประโยชน์ (Beneficial microorganism) ที่พบหรือมีแหล่งอาศัยอยู่ในท่อทางเดินอาหาร โดยบรรลุถึงแนวคิด และวิธีการเพาะขยายจุลินทรีย์เหล่านี้นำไปให้สัตว์กิน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของจุลินทรีย์ปฐมภูมิในท่อทางเดินอาหาร และจุลินทรีย์พวกนี้ส่วนใหญ่จะเพาะแยกและคัดเลือกมาจากมูล (Feces) และกากอาหารในลำไส้ (Intestinal ingesta) ต่อมาส่วนราชการหลายประเทศได้กำหนดชนิด ชื่อและคุณสมบัติของแบคทีเรียที่ยอมรับให้นำมาใช้เป็นโปรไบโอติกได้ โดยจุลินทรีย์ที่มีการยอมรับว่ามีความปลอดภัยโดยสากล (Generally Recognize as safe, GRAS) ตัวอย่าง เช่น Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Bacillus coagulans, Bacillus lentus, Bacillus licheniformis, Bacillus pumilus, Bacillussubtilis, Bacteriodes amylophilus, Bacteriodes capillosus, Bacteriodes ruminocola, Bacteriodes suis, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium thermophilum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus curvatus, Lactobacillus delbruekii, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus euterii, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus acidilacticii, Pediococcus cerevisiae (damnosus), Pediococcus pentosaceus, Propionibacterium fredenreichii, Propionibacterium shermanii, Saccharomyces cerevisiae, Enterococcus cremoris, Enterococcus diacetylactis, Enterococcus faecium, Enterococcus intermedius, Enterococcus lactis, Enterococcus thermophilus (Proposed 1991, Adopted 1993)
3.5 ประวัติของการใช้โปรไบโอติก (Probiotic)
จากภาพวาดโบราณที่เป็นหลักฐานเชื่อว่าชาวสุเมเรียนเมื่อ 2550 ปีก่อนคริสตศักราช ได้เขียนถึงการทำนมหมัก จึงกล่าวได้ว่ามนุษย์รู้จักและนำเอาสิ่งหมักมาใช้เป็นอาหารโดยต่อเนื่องนับพันปี จากโบราณกาลจนถึงปัจจุบันจึงมีคำถามว่า ทำไม จากคำถามนี้จึงเป็นที่คาดเดาได้ไม่ยากว่าน้ำนมเปรี้ยวเป็นอาหารที่มีคุณประโยชน์ มีผลดีต่อสุขภาพ หรืออาจมีผลในการนำมาใช้เป็นยาก็เป็นได้ แต่ผู้ที่สามารถอธิบายถึงคุณประโยชน์ขอวน้ำนมเปรี้ยวคือ แพทย์ชาวรัสเซีย Metchnikoff (1907) จากการสังเกตพบว่านกพิราบและชุมชนชาวบุลกาเรียมีพลานมัยดี และโดยเฉลี่ยมีอายุยืนกว่าชุมชนอื่นๆ เพราะกินนมเปรี้ยวเป็นอาหารหลัก โดยได้แต่งตำราที่เกี่ยวกับการชะลอความแก่เล่มหนึ่งชื่อ “Prolongation of Life” โดยมีคำอธิบายสรุปไว้ว่า “Gut microbial flora of an animals has vital role in the maintenance of animal health” เหตุการณ์ล่วงเลยมาร่วม 50 ปี Bohnhoff และคณะ (1954) ได้พิสูจน์สมมติฐานที่กล่าวว่า จุลินทรีย์ในท่อทางเดินอาหารมีความสำคัญต่อสุขภาพสัตว์จริงหรือไม่ โดยทำการทดลองให้หนูขาวกินยาสเตรปโตมัยซินในระดับความเข้มข้นสูง เพื่อไปทำลายจุลินทรีย์ในท่อทางเดินอาหารแล้วป้อนเชื้อ S. Typhimurium ผลการทดลองพบว่า หนูขาวกลุ่มทดลองที่ได้รับยามีภูมิไวรับต่อเชื้อ S. Typhimurium หรือเกิดการติดเชื้อได้ง่ายกว่ากลุ่มควบคุมมากถึง 100,000 เท่า การทำลายเชื้อจุลินทรีย์ในท่อทางเดินอาหาร แล้วทดลองให้สัตว์ได้รับเชื้อโรคที่ก่อโรคในระบบทางเดินอาหาร ได้รับผลเช่นเดียวกัน (Bohnhoff et al., 1964) จึงพิสูจน์ได้ว่า จุลินทรีย์ในท่องทางเดินอาหารสามารถป้องกันการติดเชื้อในระบบทางเดินอาหารได้ ต่อมา Nurmi’s และ Ratala, 1973 ทำการทดลองนำเอามูลไก่แก่ไปให้ลูกไก่กิน พบว่าสามารถป้องกันการติดเชื้อ E. coli และ Salmonella ได้ เช่นเดียวกับทฤษฎีของ Nurmi’s ได้มีผู้ทดลองซ้ำอีกหลายครั้งหลายคณะฯ จึงได้สรุปและเรียกปรากฏการณ์ในการป้องกันการเกาะติดของเชื้อโรคในระบบทางเดินอาหารได้ว่า “Nurmi’sPhenomena” หรือ “Nurmi’sConcept” ต่อมาได้มีผู้อธิบายและบัญญัติศัพท์ของปรากฏการณ์นี้ใหม่ว่า “Competitive Exclusion” หรือเรียกย่อๆ ว่า C.E. เป็นคำที่ใช้อธิบายและเป็นที่เข้าใจกันอย่างแพร่หลายในกลไก หรือการทำงานของจุลินทรีย์จำเพาะตัว (Authosthonous microbial flora) ที่ตั้งรกราก มีแหล่งอาศัยเกาะติดตามเยื่อบุของอวัยวะท่อ โดยเฉพาะอวัยวะต่างๆ ในท่อทางเดินอาหาร จะกีดกันหรือป้องกันการเกาะติดกับเยื่อบุในอวัยวะท่อของจุลินทรีย์พวกใหม่ที่เข้าไปโดยเฉพาะพวกตัวก่อโรค (Pathogen) ไม่มีพื้นที่เกาะติดกับเยื่อบุเพื่อรับอาหาร แบ่งตัวทวีจำนวนแพร่พันธุ์จนก่อให้เกิดการติดเชื้อกลายเป็นโรคได้ จากประมวลผลการศึกษาในปัจจุบัน พิสูจน์ได้ว่ากระบวนการ C.E. นี้เกิดขึ้นในอวัยวะท่อ (Gut organ) และเกิดขึ้นโดยต่อเนื่องตลอดเวลา ตลอดอายุขัยของมนุษย์และสัตว์ Miles (1933) ได้ทำการทดลองและสรุปเป็นแนวทางในการป้องกันการติดเชื้อในปศุสัตว์ “Manipulation of The microflora of the intestinal tract: natural way to prevent colonization by pathogen” เป็นการเน้นความเชื่อทฤษฎีของ Metchnikoff (1907) โดยความหมายคือ ต้องควบคุมการกำกับให้จุลินทรีย์ในท่อทางเดินอาหารคงอยู่ในสภาพ และมีจำนวนปกติเพียงพอที่จะป้องกันหรือเกิดกระบวนการ C.E. ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงมีผู้แนะนำให้เอาจุลินทรีย์โดยเฉพาะชนิดที่มีคุณประโยชน์ (Beneficial microorganisms) และเป็นพวกที่ยอมรับว่ามีความปลอดภัย (General Recognize As Save, GRAS) มาให้สัตว์กิน เพื่อเป็นการรักษาระดับจำนวนและชนิดของจุลินทรีย์ในท่อทางเดินอาหาร พวกจุลินทรีย์ที่ให้กินเพื่อการเสริมนี้เรียกว่า เป็นผลิตภัณฑ์โปรไบโอติก (Probiotic) ในประเทศไทยได้บัญญัติศัพท์โดยทางกรมปศุสัตว์ว่าเป็น “สารเสริมชีวนะ” แต่นักวิชาการส่วนใหญ่นิยมเรียกทับศัพท์ว่า “โปรไบโอติก” โดยมีเหตุผลประกอบที่ผลิตภัณฑ์นี้เป็นพวกจุลินทรีย์ที่ยังคงมีชีวิตอยู่ สอดคล้องกันกับที่สำนักงานอาหารและยา ประเทศสหรัฐอเมริกา (USDA) ที่เสนอให้เรียกตรงตามชนิดและส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ว่าเป็นจุลินทรีย์ชนิดเติมในอาหาร (Direct Feed Microbial, DFM) จากการที่โปรโบโอติกส่วนใหญาแนะนำว่าให้ใช้เป็นสารผสมล่วงหน้า (Premix) โดยการผสมในอาหารให้สัตว์กินและยังมีประสิทธิภาพในการเร่งการเจริญเติบโตควบคู่กับสัตว์มีสุขภาพดี จึงมีผู้แนะนำว่าให้เรียกว่า “จุลินทรีย์สิ่งเติมในอาหาร” (Microbial Feed Additive)
การทำงานของโบรไบโอติกได้มีผู้ให้คำนิยามอธิบายมากมายหลายคณะฯ ตัวอย่าง เช่น Lilly และ Stillwell, (1965), Sperti (1971), Parker (1974), Atterton และ Robbin, (1978), Fuller (1989) และ FAO(2001) แต่ที่อธิบายได้ละเอียดตรงตามลักษณะคุณสมบัติการทำงานของผลิตภัณฑ์โปรไบโอติกเป็นของ Vanbelle (1990) ที่ได้อธิบายว่า “เป็นแบคทีเรียที่ได้จากท่อทางเดินอาหาร เมื่อให้เข้าสู่ร่างกายโดยการกินในขนาดหรือจำนวนที่เหมาะสม จะยังคุณประโยชน์ให้กับสัตว์ โดยการไปเกาะติดกับผนังท่อทางเดินอาหาร สร้างอาณานิคมเคลือบตามผิวเยื่อบุ ดังนั้นจึงสามารถควบคุมรักษาสภาวะสมดุลเอื้อต่อการขยายแบ่งตัวทวีจำนวนเพิ่มประชากรของจุลินทรีย์พื้นถิ่นในท่อทางเดินอาหารจากวิธีการนี้ จึงเป็นเกราะหรือกลไกป้องกันการเกาะติดของตัวก่อโรค” นอกจากนี้จุลินทรีย์พวกที่เป็นโปรไบโอติกยังมีคุณสมบัติ มีศักยภาพในการสร้างสิ่งที่จำเป็นต่อร่างกายสัตว์ เช่น สร้างไวตามิน ฮอร์โมน สลายแร่ธาตุ แต่ที่สำคัญที่สุดคือ มันมีหน้าที่หลักในการสร้างน้ำย่อย (Microbial enzymes) ในกระบวนการหมักอาหาร (Food fermentation) เป็นการช่วยเพิ่มศักยภาพในการมนุษย์และสัตว์สามารถใช้อาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ได้อธิบายถึงคำนิยามการทำงานของโปรไบโอติกมาโดยละเอียด คำในภาษาอังกฤษ “Probiotic” นั้น ได้มาจากรากศัพท์ภาษกรีก มีความหมายว่า “For Life” (Pro = For, Bio = Life)
