替代抗生素的飼料添加劑應(yīng)用與存在的問題

luyafei414 · 發(fā)表于 2010-10-7 08:49:48

　　替代抗生素的飼料添加劑應(yīng)用與存在的問題
　　近年來，人們研究開發(fā)出了飼用酶制劑、飼用微生物制劑、酸化劑、抗菌肽、寡聚糖、大蒜素、中草藥以及有機(jī)金屬微量元素等抗生素替代品，這些綠色飼料添加劑受到了人們的青睞。
　　酶制劑
　　自1965年在無錫成立第一個酶制劑廠以來，經(jīng)過40多年的努力，我國酶制劑產(chǎn)品不斷增加，質(zhì)量不斷提高，目前已開發(fā)出α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、果膠酶、β-葡聚糖酶、甘露糖酶、植酸酶等上百個產(chǎn)品。目前最常用的酶制劑飼料添加劑分為兩大類：一類是以降解多糖和生物大分子物質(zhì)為主，主要包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶。它的主要功能是破壞植物細(xì)胞壁(植物細(xì)胞壁由蛋白質(zhì)、脂肪、多聚糖青鍵連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))，使細(xì)胞內(nèi)容物充分釋放出來。另一類是以降解植酸、β-葡聚糖、果膠等抗?fàn)I養(yǎng)因子為主，主要包括植酸酶、β-葡聚糖酶、果膠酶。它能降解細(xì)胞壁木聚糖和細(xì)胞間質(zhì)的果膠成分，提高飼料的利用率。碳水化合物酶提高包括非淀粉多糖的消化，蛋白酶提高大豆或其他植物蛋白的利用率;脂肪酶促進(jìn)脂肪的分解利用，植酸酶提高磷和其他礦物元素的消化和吸收。用以30%豆粕與60%玉米配制的肉雞飼料，甘露聚糖理論值為0.42%，會降低飼料利用率7.5%。使用甘露聚糖酶，飼料轉(zhuǎn)換效率可提高7.7%，成本節(jié)約10%。
　　飼用微生物制劑
　　益生菌是可以直接飼喂動物的有益活體微生物制劑(direct-fedmicrobials，DFM)或稱為活菌制劑或生菌劑。1989年美國食品藥物管理局(FDA)和飼料監(jiān)控官員協(xié)會公布了40種安全有效的微生物菌種。
　　乳酸菌制劑嗜酸乳桿菌、雙歧乳桿菌和糞鏈球菌。乳酸菌在微需氧或厭氧條件下，pH3.0～4.5酸性條件下仍能夠生存。能夠分解糖類以產(chǎn)生乳酸，乳酸菌素(Acidoline)能有效抑制大腸桿菌、沙門氏菌的生長，但不耐熱，65℃～75℃下死亡。
　　芽孢桿菌制劑有地衣桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽孢桿菌、東洋桿菌等，屬于需氧芽孢桿菌，零星存在于動物腸道的微生物群落中。應(yīng)用時多制成該菌休眠狀態(tài)的活菌制劑或與乳酸菌混合使用。產(chǎn)品具有較多的優(yōu)點(diǎn)：耐酸、耐鹽、耐高溫(100℃)及耐擠壓，具有穩(wěn)定性;能產(chǎn)生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶。
　　真菌及活酵母類制劑目前常用的制品有兩種，米曲霉及釀酒酵母培養(yǎng)物，它們是包括真菌及其培養(yǎng)物的制劑，多用于反芻動物。其主要特點(diǎn)是需氧，喜生長在多糖、偏酸環(huán)境中;而其體內(nèi)富含蛋白質(zhì)和多種B族維生素，但不耐熱。
　　益生菌主要作用：保持腸道內(nèi)微生態(tài)平衡，益生菌可產(chǎn)生水解酶、發(fā)酵酶和呼吸酶、益生菌的抗污染作用、益生菌免疫調(diào)節(jié)作用。
　　酸化劑
　　酸化劑可分為有機(jī)酸和無機(jī)酸。有機(jī)酸主要有檸檬酸、延胡索酸等;常用的無機(jī)酸為磷酸。動物胃為酸性環(huán)境，其中的細(xì)菌多為產(chǎn)酸菌和耐酸菌，幼年動物分泌胃酸能力較弱，而使外來菌容易存活和繁殖。使用酸化劑可以提高胃液酸性，促進(jìn)乳酸菌等耐酸菌大量繁殖，使之在胃中保持優(yōu)勢菌的地位，而大腸桿菌等外來菌則不能適應(yīng)酸性環(huán)境，并受到乳酸菌等的“排擠”而不能定植存活，因此可以降低動物病理性腹瀉的發(fā)生率。酸化劑還能幫助機(jī)體調(diào)整免疫系統(tǒng)反應(yīng)，增強(qiáng)動物的抗病力。
　　有機(jī)酸可以改善消化過程，尤其對單胃動物豬應(yīng)用效果較明顯，家禽效果不顯著;消化過程中，蛋白質(zhì)、碳水化合物消化中，需要不斷消耗H+，使用有機(jī)酸可以降低腸道pH;影響微生物DNA的復(fù)制，抑制不良微生物在消化道前端的定植。飼料中添加有機(jī)酸和無機(jī)酸可作為在不用抗生素的條件下保護(hù)動物健康的一種方法。酸化劑直接刺激口腔的味蕾細(xì)胞，使唾液分泌增多，促進(jìn)食欲，提高蛋白質(zhì)的消化率和蛋白質(zhì)的沉積，有利于微量元素的吸收，增強(qiáng)抵御疾病的能力。添加有機(jī)酸可提高幼齡動物不成熟消化道的酸度，激活一些重要的消化酶，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化。酸化日糧可抑制或防止腸道中大腸桿菌或其他有害微生物的寄居和繁殖，預(yù)防腸道疾病的發(fā)生，還可提高動物抗應(yīng)激的能力。
　　抗菌肽
　　抗菌肽主要包括殺菌肽(cecropin)、爪蟾抗菌肽(magainin)、防衛(wèi)肽(defensin)和Tachvplesin四類。抗菌肽不但具有廣譜抗菌作用，而且還能作用于少數(shù)原核動物及病毒，對人體及其他動物、植物無(或很小的)生理損害作用;細(xì)菌對其很難產(chǎn)生抗性作用。因此抗菌肽的機(jī)理研究及其商業(yè)化生產(chǎn)(如nisin，MBI，Protegrinalalogue等)正成為努力的方向。抗菌肽對細(xì)菌細(xì)胞膜超微結(jié)構(gòu)的影響，抗菌肽與細(xì)菌作用后對染色體DNA的影響，對大腸桿菌作用DNA滲漏，抗菌肽與細(xì)菌作用后對染色體DNA的影響。抗菌肽的高效廣譜抗菌性已被藥物學(xué)家、生物學(xué)家所重視，在研究了它的一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)方法可以生產(chǎn)抗菌的轉(zhuǎn)基因動植物，同時可以通過基因工程的技術(shù)方法大量地表達(dá)抗菌肽，使之成為新一代肽類抗菌藥的來源，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
　　寡糖
　　寡糖在動物腸道內(nèi)不被消化酶所消化，不能被對機(jī)體有害的沙門氏菌、大腸桿菌等微生物利用。寡糖被有益菌利用后，使腸道有益菌乳酸桿菌、雙歧桿菌等大量增殖;有益菌大量增殖后產(chǎn)生的乳酸、丁酸、醋酸和丙酸，使腸道pH值降低，從而使不耐酸的有害菌群的繁殖受到抑制。其中雙歧桿菌對動物機(jī)體有很強(qiáng)的免疫作用。化學(xué)益生素主要指一些寡糖和低聚糖類物質(zhì)。化學(xué)益生素最初應(yīng)用于人類的保健食品中。近年來相繼開發(fā)出在動物飼料中添加的益生源。目前常用的種類有α-葡寡糖、β-葡寡糖、α-乳寡糖、β-乳寡糖、果寡糖、甘露寡糖、木聚糖、阿拉伯聚糖及半乳糖聚糖等。
　　大蒜素
　　大蒜為百合科植物，在我國被用作藥物已有悠久歷史。國內(nèi)外的研究證明，其提取液和合成品———大蒜素是一種廣譜抗菌藥，具有防癌、治癌、降壓、抗病毒等多種功能，可用作醫(yī)藥、獸藥、農(nóng)藥、食品添加劑等。大蒜素(Allitridum)作為一種綠色飼料添加劑，具有廣譜抗菌、無抗耐藥性、低殘留、低成本、強(qiáng)烈的誘食性和調(diào)味性等特點(diǎn)，能促進(jìn)動物生長，提高飼料轉(zhuǎn)化率，提高成活率，降低飼養(yǎng)成本。改變?nèi)馄返娘L(fēng)味與質(zhì)量，在雞飼料中添加2%的大蒜粉，蛋雞和肉雞的香味增加。大蒜制品可降低肉子雞皮脂和腹脂厚，最高可降19.75%。在奶牛日糧精料中添加大蒜素粉0.1%，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大蒜素能使精料產(chǎn)生濃厚的自然香味，對奶牛產(chǎn)生強(qiáng)烈的誘食作用，使每頭奶牛平均日產(chǎn)奶量增加2.28千克，提高幅度11.22%(P\0.05)，乳脂率提高4.30%，精料日消耗平均每頭下降0.8千克。
　　中草藥
　　中草藥是天然的動植物或礦物;主要有效成分為多糖、甙類、生物堿;含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì);可增強(qiáng)機(jī)體抗菌、抗病毒和抗氧化能力;有些中草藥可刺激內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)。中草藥飼料添加劑不存在抗生素的抗藥性;不存在耐藥性及藥物殘留問題;可補(bǔ)充營養(yǎng)，提高動物的生產(chǎn)性能，改進(jìn)畜產(chǎn)品質(zhì)量。大量研究表明，中藥添加劑對雛雞白痢、大腸桿菌病、葡萄球菌病、曲霉菌病、禽霍亂等細(xì)菌性傳染病有防治效果，對雞傳染性喉氣管炎、傳染性支氣管炎、傳染性霉形體病、傳染性法氏囊病、雞痘等病毒性傳染病也有防治效果。對兔、禽球蟲病，牛、豬流行性腹瀉等病均有明顯治療效果。
　　目前投放市場的天然植物及其提取物飼料添加劑大部分為粉劑或散劑，其生產(chǎn)工藝落后，生產(chǎn)設(shè)備簡陋，加工粗糙簡單，品種單一，使用劑量普遍偏大。
　　有機(jī)金屬微量元素
　　研究表明，蛋白質(zhì)螯合態(tài)的微量元素要比其他類型的微量元素在吸收通道競爭、元素之間競爭和在體內(nèi)利用率方面高。蛋白質(zhì)螯合態(tài)微量元素的生產(chǎn)過程：水解蛋白源-形成氨基酸和肽的混合物-礦物元素的硫酸鹽和蛋白水解產(chǎn)物-在適當(dāng)?shù)臈l件下發(fā)生反應(yīng)-生成含螯合礦物元素的復(fù)合物。有機(jī)鉻以生物可利用葡萄糖耐受因子的形式維持碳水化合物的代謝，影響胰島素分泌，可以作為胴體調(diào)節(jié)劑。日糧添加鉻可以降低家禽和豬的脂肪沉積，增加蛋白質(zhì)沉積。此外，鉻還可以緩解動物的應(yīng)激反應(yīng)。有機(jī)鉻產(chǎn)品是一種特殊篩選的酵母菌種，具有將無機(jī)鉻聚集到體內(nèi)的能力，經(jīng)酵母細(xì)胞的代謝，無機(jī)鉻轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)鉻。無機(jī)鉻在動物腸道中很難吸收，大約只能利用1%～3%，而有機(jī)鉻吸收率為10%～20%，酵母中所絡(luò)合的鉻生物利用效率更高。大量研究表明，鉻酵母能夠促進(jìn)動物體內(nèi)葡萄糖的代謝，促進(jìn)蛋白質(zhì)的利用，減少脂肪的沉積，提高體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。動物試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飼料中添加鉻酵母(200g/t)，可提高動物的免疫能力，緩解外界環(huán)境對動物造成的應(yīng)激，進(jìn)而提高動物的生長速度，改善胴體品質(zhì)，減少發(fā)病率，降低死亡率。氨基酸螯合鐵或蛋白質(zhì)螯合鐵：在妊娠和哺乳母豬日糧中添加蛋白質(zhì)螯合鐵可以提高母豬的繁殖性能，降低死產(chǎn)和乳豬死亡率，子豬健壯，精神狀態(tài)好，更容易克服斷奶應(yīng)激。賴氨酸銅：銅通過促進(jìn)下丘腦分泌促黃體激素釋放激素而參與機(jī)體的繁殖活動。高銅有促生長作用。
　　使用抗生素替代飼料添加劑時存在的問題
　　生產(chǎn)實踐中，可以通過使用多種替代物減少抗生素的使用，抗生素替代物應(yīng)安全、高效、便利、價廉，非抗生素時代應(yīng)該加強(qiáng)生產(chǎn)管理。
　　雖然酶制劑主要來源于微生物，但通常使用的不是酶的純品，制品中的有關(guān)成分(包括微生物的某些代謝產(chǎn)物，有的是有害產(chǎn)物)有可能隨食物鏈而影響人的健康。因此需要對酶制劑包括菌種進(jìn)行安全評價。只有來自曲霉、黑曲霉、根霉、枯草桿菌和地衣形芽孢桿菌等可以直接用作飼用飼料添加劑。若使用含抗生素因子的基因工程菌和具有抗生素抗性的細(xì)菌用作微生態(tài)制劑的菌種，其結(jié)果將會和濫用抗生素一樣，給人類造成不可估量的損害。不少研究表明，在動物(尤其是幼畜)日糧中添加寡糖，可以促進(jìn)動物生長，減少疾病發(fā)生，提高飼料利用率。但也有一些實驗表明，在日糧中添加寡糖對動物生產(chǎn)性能沒有影響，說明寡糖飼料添加劑的添加效果與許多因素有關(guān)，如動物養(yǎng)殖環(huán)境、動物種類與年齡、日糧中寡糖固有的水平與飼料中寡糖的添加量等。有人認(rèn)為寡糖過高會增加腹瀉率，因此大多數(shù)學(xué)者建議寡糖用量在1.0%以下。