在‘減抗替抗’實(shí)踐中的飼料創(chuàng)新與應(yīng)用研究

畜牧人小李

在‘減抗替抗’實(shí)踐中的飼料創(chuàng)新與應(yīng)用研究

王恬教授

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)

引言

自上個(gè)世紀(jì)40年代末，Moore等發(fā)現(xiàn)抗生素可以有效地預(yù)防畜禽疾病，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料轉(zhuǎn)化率以來，其作為飼料添加劑在全球飼料工業(yè)中得到了大規(guī)模的應(yīng)用。

幾十年來，抗生素作為促進(jìn)生長(zhǎng)飼料添加劑廣泛應(yīng)用于動(dòng)物養(yǎng)殖，對(duì)于提高動(dòng)物生長(zhǎng)水平與效益發(fā)揮了積極作用。抗生素促生長(zhǎng)劑極大促進(jìn)了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，提高了飼料轉(zhuǎn)化率，降低了死亡率，優(yōu)勢(shì)是高繁殖性能的優(yōu)勢(shì)明顯。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998美國(guó)生產(chǎn)抗生素2.5萬噸，其中40%以上用于動(dòng)物養(yǎng)殖生產(chǎn)。

一、抗生素的現(xiàn)狀：我國(guó)是世界第一飼料生產(chǎn)大國(guó)，也是抗生素使用第一大國(guó)，每年飼用抗生素消耗量占全球使用量的30%以上。

1、抗生素作用機(jī)制：抑制腸道菌群數(shù)，防治消化道疾病，使腸壁變薄，降低代謝能消耗。

2、抗生素濫用的后果

耐藥性：耐藥菌株逐年增多，防治效果越來越差，藥物用量越來越大。

對(duì)動(dòng)物健康的負(fù)面影響：導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生免疫力抑制和二重感染。

藥物殘留：影響畜禽產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)食品安全和人類健康產(chǎn)生威脅。

3、近5年來，我國(guó)畜禽產(chǎn)品獸藥殘留抽檢合格率均在99.7%左右。但動(dòng)物源性細(xì)菌耐藥性形勢(shì)嚴(yán)峻，動(dòng)物專用抗菌藥耐藥性逐年增高，嚴(yán)重影響食品安全和人類健康。2018年4月24日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部獸藥局局長(zhǎng)馮忠武表示，未來在新的獸用抗菌藥準(zhǔn)入上推行“四不批一鼓勵(lì)”原則，藥物飼料添加劑將在2020年全部退出。2019年3月13日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜牧獸醫(yī)局發(fā)布《藥物飼料添加劑退出計(jì)劃（征求意見稿）》農(nóng)牧便函〔2019〕236號(hào)。2019年4月3日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)2019年動(dòng)物及動(dòng)物產(chǎn)品獸藥殘留監(jiān)控計(jì)劃》，加強(qiáng)獸藥殘留監(jiān)控，促進(jìn)養(yǎng)殖環(huán)節(jié)科學(xué)安全合理用藥，保障動(dòng)物源性食品安全。

4、抗生素替代品的作用：促進(jìn)生長(zhǎng)，抗菌抑菌，調(diào)節(jié)菌群。

二、健康養(yǎng)殖中的抗生素替代品研究與作用

1、飼用抗生素替代品的研究主要集中在保護(hù)腸道健康，維護(hù)腸道菌群平衡，消滅有害微生物以及提高動(dòng)物生產(chǎn)水平等方面。

2、已知的抗菌肽已超過了700多種，通過生物篩選，分子克隆，基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)搜索，可用于確定可能作為抗生素替代品的抗菌肽。

3、抗菌肽的來源

（1）抗菌肽已能從原核生物到人類中提取的所有生物體中分離獲得。

（2）抗菌肽是宿主疾病防御體系的重要組成，而且是先天免疫的效應(yīng)分子。

（3）目前研究的抗生肽主要有5個(gè)來源：

微生物產(chǎn)生的抗菌肽

昆蟲及其他節(jié)肢動(dòng)物產(chǎn)生的抗生肽

魚類產(chǎn)生的抗生肽

兩棲動(dòng)物產(chǎn)生的抗生肽

哺乳動(dòng)物以及鳥類產(chǎn)生的抗生肽

4、抗生肽的優(yōu)勢(shì)

（1）抗菌肽已被證明對(duì)許多致病菌有抑制或滅殺作用。

（2）抗菌肽有較好地?zé)岱€(wěn)定性，在100℃中加熱10-15min能保持活性。

（3）抗菌肽C端疏水，N端親我會(huì)，具有較好的水溶性。

（4）由于N端富含Lys、Arg等極性氨基酸，并含過剩的正電荷，多數(shù)抗菌肽等電點(diǎn)大于7，表現(xiàn)為較強(qiáng)的陽離子特性，且活性結(jié)構(gòu)為可誘導(dǎo)的兩親極性，對(duì)PH耐受范圍廣。

（5）有些抗菌肽還能抵抗胰蛋白酶和胃蛋白酶的水解。抗菌肽可能不被水解為氨基酸或小肽而可直接被消化系統(tǒng)吸收并保持其結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性。

（6）抗菌肽抑菌圈窄，因此可用作抑制特定的致病菌而不影響其他的菌群。

（7）抗菌肽是蛋白質(zhì)在肉中無殘留的風(fēng)險(xiǎn)，不會(huì)以完整的分子被吸收。

5、抗菌脂肽

（1）枯草芽孢桿菌可產(chǎn)生多種抗菌物質(zhì)，包括抗菌肽、脂肽類物質(zhì)，具有抗菌活性的蛋白酶等，我們多年的研究積累，從枯草芽孢桿菌fmbj與fmbR菌株中產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)中分離了抗菌肽。

（2）脂肽類物質(zhì)包括表面活性素、伊枯草菌素、非核糖體抗菌素bacolysin、磷脂類抗菌素bacilysocin和抗霉枯草菌素mycosubutilin。

（3）脂肽類抗菌物質(zhì)理化性質(zhì)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性好，121℃高溫處理仍可保持較高活性，對(duì)氯仿等有機(jī)溶劑具有較強(qiáng)的耐受性，對(duì)蛋白酶類的處理不敏感，抗紫外照射。

6、抗菌脂肽的體外抗菌實(shí)驗(yàn)

藥敏實(shí)驗(yàn)表明，抗菌脂肽對(duì)革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌和霉菌具有廣譜抑菌作用。

7、抗菌脂肽的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究（豬）

許多研究表明，抗菌肽能夠促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高免疫力及飼料的利用率，在豬的實(shí)驗(yàn)表明：

（1）抗菌肽能夠顯著提高仔豬生長(zhǎng)性能，添加4000u/kg抗菌脂肽可顯著提高仔豬的平均日增重，而2000U/kg抗菌脂肽能取得最佳的飼料報(bào)酬。

（2）抗菌脂肽能顯著降低仔豬斷奶應(yīng)激造成的腹瀉，對(duì)腸道大腸桿菌抑制作用較抗生素強(qiáng)，對(duì)乳酸桿菌的抑制作用較抗菌素弱。

（3）抗菌脂肽能顯著提高血清的T3和胰島素水平，降低T4的水平，能提高機(jī)體對(duì)脂類的轉(zhuǎn)化利用能力和蛋白質(zhì)的沉積能力，具有明顯的降血脂作用。

8、抗菌脂肽的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究（肉雞）

在肉雞飼料中分別添加抗菌脂肽4000U/kg、8000U/kg、12000U/kg的實(shí)驗(yàn)研究表明：

（1）添加4000U/kg抗菌脂肽可顯著增加肉雞的增重、提高腸道消化酶的活性、促進(jìn)脂肪和蛋白質(zhì)的吸收。添加12000U/kg抗菌脂肽能夠獲得最佳的飼料報(bào)酬，同時(shí)顯著提高腸道淀粉酶的活性及脂肪的表現(xiàn)代謝率。

（2）抗菌脂肽能夠在一定程度上促進(jìn)肉雞中樞免疫器官的發(fā)育，提高T3、TSH以及球蛋白水平。

（3）綜合各項(xiàng)指標(biāo)來看，4000U/kg的抗菌脂肽對(duì)改善肉雞的免疫功能效果最佳；日糧中添加4000U/kg和8000U/kg抗菌脂肽均能提高肉雞抗氧化能力，但繼續(xù)增加添加量會(huì)在一定程度上降低肉雞抗氧化能力。

（一）植物提取物

1、植物提取物是指采用適當(dāng)?shù)娜軇┗蛘叻椒ǎ灾参餅樵咸崛』蚣庸さ奈镔|(zhì)，可用于增加動(dòng)物生長(zhǎng)、健康或其他目的。常見的植物提取物包括中草藥、藥用植物或植物性藥物等。植物提取物的主要郵箱成分各具有特殊的生理功能，如生物堿類（咖啡堿），多糖類（黃芪多糖），黃酮類（大豆異黃酮、姜黃素、銀杏提取物），有機(jī)酸類（綠原酸、蘋果酸），揮發(fā)油類（玫瑰精油、大蒜精油），苷類（水楊苷）等。

2、植物精油

（1）精油是芳香的油狀液體，是從植物體中獲得的，通常含有提取所用植物的特定的氣味和味道，含有酚類、萜類、生物堿、植物凝集素、醛、多肽及多炔類，通過有機(jī)溶劑或蒸汽蒸餾從植物中提取出來，目前應(yīng)用的精油有300多種，肉桂醛、香芹酚和百里香酚在養(yǎng)豬生產(chǎn)中應(yīng)用最多。

(2)植物精油作用機(jī)理

精油的表面活性可能與細(xì)菌表面產(chǎn)生的脂溶性變化有關(guān)。

精油的疏水成分使大腸桿菌和沙門氏菌的外膜分解，從而使這些細(xì)菌失活。

引起腸道微生態(tài)變化，有利于產(chǎn)生產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌生長(zhǎng)，從而減少致病菌的數(shù)量。

3、植物甾醇

植物甾醇調(diào)節(jié)脂肪代謝，減小脂肪在皮下、肝臟和心血管中蓄積。

添加25ppm植物甾醇后瘦肉率明顯提高，比對(duì)照組提高了4.0%，皮膚比例顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。

添加150ppm的植物甾醇，、大理石紋比對(duì)照組有顯著的提高。

（二）礦物質(zhì)與稀土元素

1、 在中國(guó)稀土元素作為添加劑被用于促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)已有十幾年了，在2000年以后，西方文獻(xiàn)才有開始報(bào)道稀土元素對(duì)豬生長(zhǎng)性能的影響。

2、稀土元素的作用方式

常用的稀土元素：鑭Lanthanum，鈰Cerium，鐠Praseodymium。

稀土元素可通過影響胃腸道內(nèi)有害菌的生長(zhǎng)從而促進(jìn)生長(zhǎng)。

基于稀土元素酸性的特點(diǎn)，能夠降低消化道內(nèi)的PH值，從而抑制有害菌的生長(zhǎng)。

稀土元素通過影響腸道的滲透性從而提高不同營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

提高消化液的分泌和胃腸道的運(yùn)動(dòng)被提出是飼喂含有稀土元素的飼糧提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化的原因。

鑭可通過與細(xì)菌表面相結(jié)合，從而降低表面電荷，當(dāng)表面電荷完全變?yōu)橹行裕瑒t發(fā)生凝聚反應(yīng)。和鑭結(jié)合后，可強(qiáng)烈抑制細(xì)菌的呼吸。

（三）酸化劑

酸化劑在仔豬中的應(yīng)用

（四）功能性寡糖

1、根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)定，在飼料中可安全使用的功能性多糖和寡糖有:低聚木糖（木聚糖）、低聚殼聚糖、半乳甘露寡糖、果寡糖、甘露寡糖、低聚半乳糖、殼寡糖、β-1、3-D葡聚糖、N,O-羧甲基殼聚糖。

2、適量添加低聚木糖可提高肉雞、仔豬的生產(chǎn)性能，改善肉雞腸道微生物生態(tài)。

三、小結(jié)與展望

1、有越來越多的化合物因其具有替代抗生素的能力而被研究，其作為飼料添加劑具有維持動(dòng)物健康和提高生產(chǎn)性能的作用。

2、在替代抗生素的領(lǐng)域需要更多的研究，特別需要一個(gè)完美的抗生素替代整合的研究尤其需要加強(qiáng)。

聽課筆記由成都大帝漢克生物科技有限公司劉峰、王仁杰、黃明亞、羅璋現(xiàn)場(chǎng)整理，內(nèi)容未經(jīng)報(bào)告者本人審閱，有所疏漏在所難免。

原創(chuàng)： DDC