轉(zhuǎn) 抗生素添加劑的負面效應(yīng)及其主要替代品的研究應(yīng)用前景

yxy3208 · 發(fā)表于 2008-3-28 16:18:33

人類自1940年證實青霉素可以作為有效的化學(xué)治療劑以來，抗菌素的研究、篩選、合成及應(yīng)用發(fā)展迅速，抗生素在飼料中的應(yīng)用創(chuàng)造了養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)的革命，規(guī)模養(yǎng)殖在全面得到了迅速發(fā)展，動物的生產(chǎn)數(shù)量和飼料轉(zhuǎn)化效率得到了大幅度的提高。但是，正如所有工業(yè)文明的成果有它的負面影響一樣，飼料中抗生素的長期、大量濫用也存在著嚴重的負面效應(yīng)：全球產(chǎn)生大量高抗藥性的菌株甚至新的致病菌株；海洋產(chǎn)生赤潮，魚蝦大面積死亡；大量養(yǎng)殖場使用十余年就不得不廢棄；動物產(chǎn)品中大量的抗生素殘留直接影響了人類的生命健康。現(xiàn)在，飼料安全即食品安全的概念在世界范圍內(nèi)已成為共識。很多國家和地區(qū)都發(fā)出禁用抗生素的命令，食品和飼料在美國是同一概念，適用于同一部法律，丹麥政府為了保證食品安全，制定了飼料生產(chǎn)中禁止使用抗生素的規(guī)定；歐盟為了保障食品安全，明令從去年6月開始禁止在飼料中添加4種抗生素。世界衛(wèi)生組織去年6月13日在日內(nèi)瓦召開的有70多名專家參加的會議，提出了限制對牲畜作用抗菌病的新建議，特別要求對治療肉用牲畜疾病時使用各種抗菌素必須要有處方，并且要求立即停止或排除使用抗菌素作為助長劑。
為了飼料工業(yè)和畜牧業(yè)的健康發(fā)展，了為子孫后代的健康，慎用、禁用抗生素，積極開發(fā)安全、無毒、無副作用的替代品是一項緊迫、關(guān)鍵的任務(wù)。在人們不懈的努力下，一些有效克服抗生素添加劑弊端，具有促生長作用的替代品不斷被開發(fā)出來，有代表性的抗生素替代品諸如微生物制劑（益生素）、低聚糖（化學(xué)益生素）、酶制劑、中草藥、糖萜素等。現(xiàn)將抗生素飼料添加劑的弊端和五種主要替代品及其研究應(yīng)用前景做一下簡單的闡述。
一、
抗生素飼料添加劑的負面效應(yīng)
1、長期使用抗生素導(dǎo)致細菌產(chǎn)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(shù)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(chǎn)生多種耐紅性。抗生素濫用導(dǎo)致耐藥菌株增加，而抗生素飼料添加劑長期、大量的不合理使用是其主要原因。1957年，日本最早報道了病原菌抗藥性現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)一些引起產(chǎn)生疾病的宋內(nèi)氏志賀氏菌具有1種以上的抗藥性；到1964年，40%的流行株有4種或多種抗藥性。1972年，在墨西哥有1萬多人被抗氯霉素的傷寒桿菌感染，導(dǎo)致1400多人死亡。美國也報道過具有六重抗藥性的鼠傷寒桿菌引起食物中毒事件。畜牧業(yè)中，大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌等過去并不嚴重或較少發(fā)生的細菌病，現(xiàn)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(guān)系。
2、長期使用抗生素造成畜禽機體免疫力下降
大量抗生素在被攝入機體后，會隨血液循環(huán)分布到淋巴結(jié)、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，畜禽慢性病例增多，一些可以形成終生堅強免疫的疾病頻頻復(fù)發(fā)。抗生素還會導(dǎo)致抗原質(zhì)量降低，直接影響免疫過程，從而對疫苗的接種產(chǎn)生不良影響。
3、長期使用抗生素引起畜禽內(nèi)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的同時會影響機體內(nèi)有益菌群生長，尤其是長期、大量使用，會造成機體內(nèi)菌群失調(diào)，微生態(tài)平衡破壞。潛伏在體內(nèi)的有害菌趁機大量繁殖，而引起內(nèi)源感染。另外，抗生素還會消滅體內(nèi)第三菌，在體內(nèi)一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。二重感染也是由于使用大量抗生素殺滅某種細菌時，破壞微生態(tài)平衡，另外一種或多種內(nèi)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(chǎn)品和環(huán)境中造成殘留
抗生素被吸收到體內(nèi)后的代謝途徑多種多樣，以肝臟代謝為主，經(jīng)膽汁，由糞便排出體外，也會通過泌乳和產(chǎn)蛋過程殘留在乳和蛋中。一些性質(zhì)穩(wěn)定的抗生素被排泄到環(huán)境中，從而造成環(huán)境藥物殘留。大多數(shù)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；這些殘存在藥物，通過畜產(chǎn)品和環(huán)境慢慢蓄積于人體和其它植物中，最終以各種途徑匯集于人體，導(dǎo)致人體產(chǎn)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(chǎn)生毒富害作用。
二、
抗生素飼料添加劑的替代品的研究應(yīng)用前景
1、微生態(tài)制劑（益生素）
微生態(tài)制劑是最早研究出來的天然促生長添加劑。它是動物有益菌經(jīng)工業(yè)化厭氧發(fā)酵生產(chǎn)出的菌劑。這種菌劑加入飼料中，在動物消化道內(nèi)生長，形成優(yōu)勢的有益菌群，提高動物健康水平，促進生長、減少藥物的使用。
其原理是將外源有益菌接種而后增殖，使腸道達到最佳微生態(tài)平衡。常用的活性微生物主要是乳酸菌、糞鏈球菌、芽胞屬桿菌、酵母及其培養(yǎng)物，這些菌類雖都有各特點和不同作用效果，但其促生長機理在本質(zhì)上是一致的。微生態(tài)中有益微生物進入動物機體后，形成優(yōu)勢菌群，與有害菌爭奪氧、附著位點和營養(yǎng)素，競爭性的抑制有害菌的生長，從而調(diào)節(jié)腸道內(nèi)菌群趨于正常化；微生物代謝產(chǎn)生有機酸，降低動物腸道pH值，殺滅潛在的病源菌；產(chǎn)生代謝物抑制腸內(nèi)胺和氨的產(chǎn)生；產(chǎn)生各種消化酶，有利于養(yǎng)分分解；全成B族維生素、氨基酸、未知促生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)；直接刺激腸道免疫細胞而增加局部免疫抗體，增強機體抗病力。
微生態(tài)制劑的研制比較廣泛。國內(nèi)有的是由酵母菌、乳酸桿菌、鏈球菌、芽胞桿菌等菌種復(fù)合而成。 “賜美健”也是一種乳酸鏈球菌制劑。
微生態(tài)制劑的促生長效果因受多種因素影響，而難以獲得穩(wěn)定成績。微生態(tài)制劑目前還存在許多應(yīng)用方面的缺陷，表現(xiàn)為：
（1）活菌制劑多種為厭氧菌，發(fā)酵生產(chǎn)的難度很大；
（2）產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準難以統(tǒng)一；
（3）儲運加工過程中氧氣、高溫等因素均可能使其大量失活；胃酸對它有失活作用；
（4）因所需環(huán)境條件不一致，在動物腸道中定殖力不強。
針對上述缺陷，研究者們又開始把眼光轉(zhuǎn)向了動物腸道固定有的有益菌上。與其添加外源有益菌，不如直接利用腸道固有益菌，使其增殖。而能促使有益菌增殖的一種短鏈分支的糖類物質(zhì)，也稱化學(xué)益生素，便成為專家、學(xué)者們研究的對象。
2、低聚糖（化學(xué)益生素）
低聚糖，又稱寡糖，是由2～10個糖基通過糖苷鍵連接而成的具有直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)的低聚物的總稱。寡糖種類很多，但目前用做飼料添加劑的主要包括：異麥芽糖、異麥芽三糖、異麥芽四糖、潘糖、果寡三糖、果寡四糖、果寡五糖、豐乳寡糖、甘露寡糖、大豆寡糖、龍膽寡糖、木糖寡糖等。寡糖因其調(diào)節(jié)動物微生態(tài)平衡的作用與活菌制劑相似，營養(yǎng)界稱其為化學(xué)益生素。
這些短鏈物質(zhì)在通過動物腸道過程中，既不能被畜禽自身吸收和利用，又不能被腸道大部分有害菌利用，只能唯一被腸道有益菌選擇吸收并促使增殖。因此，只要選擇好特殊的短鏈帶分支為糖類物質(zhì)，就能基本做到腸道有益菌唯一選擇吸收的目的，并通過這種唯一選擇吸收來刺激腸道有益菌的增殖，形成最佳的微生態(tài)區(qū)系，提高動物健康水平。寡糖可選擇性地促進動物腸道中有益菌（主要是雙歧桿菌、真桿菌屬、乳酸桿菌屬）增殖。這些有益菌利用寡糖發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，降低腸道pH值，抑制病原菌在體內(nèi)消耗養(yǎng)分，減少有毒和致癌的代謝物產(chǎn)生，從而維護、增進動物健康。雙歧桿菌能增進吞噬細胞的活性，增強機體的免疫力。寡糖另外還可以結(jié)合病原細胞的外源凝集素，避免病菌在腸道壁上附著，從而截斷了病菌附著——繁殖——致病的感染途徑，并攜帶病原菌排出體外，起到“沖刷”病原菌的作用，維護了動物健康。某些寡糖可以提高機體對藥物和抗原的免疫應(yīng)答能力，增進動物的免疫能力。幼齡動物腸道中有益菌占絕對優(yōu)勢，尤其是雙歧桿菌占總細菌數(shù)的99%，大腸桿菌、球菌只占1%，隨道動物年齡增長，有害菌呈上升趨，而有益菌減少。
與活菌制劑相比，寡糖更穩(wěn)定，對制粒、膨化、氧化和儲運等惡劣環(huán)境條件都具有很高的耐受性，能抵抗胃酸的滅活作用，克服了活菌制劑在腸道定植難的缺陷。加上它無毒、無副作用，不被吸引，因此，雖然它目前生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)難度大，其發(fā)展應(yīng)用前景仍十分廣闊。我國動物營養(yǎng)界90年代才接觸到這類添加劑，但國家非常重視，1998年11月國家科技部專門設(shè)立了一個200萬元的項目，從事該添加劑的專項研究，我國該領(lǐng)域的系統(tǒng)研究、開發(fā)工作才逐漸開展起來。如目前國內(nèi)的珠海溢多利有限公司研制出溢康素。
3、酶制劑
飼用酶制劑是通過特定生產(chǎn)工藝加工而成的包含單一酶或混合酶的工業(yè)產(chǎn)品。目前除植酸酶有單一酶產(chǎn)品外，其余飼用酶制劑大多是包含多種酶的復(fù)合制劑。應(yīng)用較多的有纖維素酶、β—葡聚糖酶、木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、植酸酶等。這些酶中一部分動物自身可以分泌，如淀粉酶和某些蛋白酶；而另一部分動物本身不能分泌，如纖維素酶、β—葡聚糖酶、木聚糖酶不能分泌。添加飼用酶制劑能補充動物內(nèi)源酶的不足，增加動物自身不能合成的酶，從而促進畜禽對養(yǎng)分的消化、吸收，提高飼料利用率，促進生長。酶制劑可以破壞植物細胞壁，通過分解纖維素、半纖維素和果膠等由非淀粉多糖（NSP）構(gòu)成的物質(zhì)，既把這些不可利用的多糖分解成可被消化吸收的小分子糖類，又可以暴露細胞壁保護的淀粉、蛋白等養(yǎng)分，使其養(yǎng)分更充分。酶制劑還可以降低因可溶NSP造成的粘稠食糜的粘度。酶制劑還可以破壞穩(wěn)定的植酸磷結(jié)構(gòu)，提高飼料中磷和其它養(yǎng)分的利用率。
飼用酶制劑是用細菌或真菌發(fā)酵生產(chǎn)的酶。它包括消化酶和非消化酶兩大類，它主要通過降解飼料中各營養(yǎng)組分的分子鏈或改變動物消化道內(nèi)酶系組成，促進消化吸收，從而大幅度提高飼料效率，降低飼料成本，促進動物健康生長。
飼用酶制劑應(yīng)用于畜禽飼養(yǎng)主要功能有四個方面：（1）促進飼料消化吸收，并且有特殊的誘食作用，明顯促進動物食欲和生長；（2）有一定的消淡、防止腹瀉和改善消化系統(tǒng)功能的作用；（3）防止和減緩動物的應(yīng)激反應(yīng)；（4）據(jù)試驗，飼養(yǎng)動物的日增重，飼料效果顯著提高，排泄物中的營養(yǎng)物質(zhì)含量明顯減少。
我國對酶制劑的研究起于80年代，但發(fā)展較快，年產(chǎn)2000t以上的酶制劑廠已有40多家。目前全世界已發(fā)現(xiàn)1700多種酶，生產(chǎn)用酶已達300多種，飼用酶也有20多種。酶制劑的應(yīng)用效果受多種因素的影響。酶制劑作為生物活性物質(zhì)，一般最適溫度在35～40℃之間，最高不能超過50℃，高溫、高溫會使酶失活或活性降低。動物因素（如品種、生理狀態(tài)、健康狀態(tài)等）、環(huán)境條件（如溫度、pH值等）、酶制劑種類等因素對應(yīng)用效果影響的變化規(guī)律還有待進一步研究。酶制劑作為一種新型高效飼料添加劑，以其使用范圍廣，提高飼料效率明顯而成為21世紀飼料工業(yè)發(fā)展的一項重要技術(shù)。
4、中草藥飼料添加劑
中草藥是我國特有的中醫(yī)理論與實踐的產(chǎn)物，是一類兼有營養(yǎng)和藥用雙重作用，具備直接殺滅或抑制細菌和增強免疫能力的功能，且能促進營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的無殘留、無耐藥性的天然藥物。
中草藥添加劑含有生物堿、多糖、甙類、揮發(fā)油、鞣質(zhì)、有機酸等生物活性物質(zhì)，它既可以直接殺菌、抑菌，又可通過大量活性物質(zhì)調(diào)節(jié)機體免疫功能和新陳代謝，提高畜禽健康水平。中草藥在畜牧生產(chǎn)上應(yīng)用，在生長速度、降低飼料消耗方面效果比較顯著。
中草藥作為綠色添加劑，無毒副作用，無藥物殘留等副作用，有得天獨厚的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)，但是，中草藥作為添加劑，存在著人畜爭藥、產(chǎn)品成分不穩(wěn)定、成本較高等弊端，有關(guān)專家認為，應(yīng)在其加工工藝上加以改進，使成分含量穩(wěn)定，在產(chǎn)品定位上，側(cè)重其藥性即防病作用。可以預(yù)見，以糖萜素為基礎(chǔ)添加劑，輔以中草藥，前景將十分廣闊。

希望大家就有關(guān)問題做出討論。這個版面現(xiàn)在有點冷啊～！