摘要：抗生素在人和動物疾病治療中發揮著重要作用，然而抗生素的長期使用不僅使病原菌產生耐藥性，更造成畜產品和生態環境中的藥物殘留問題，對人類健康安全造成極大威脅。高效、環保、無毒副作用的綠色飼料添加劑在畜禽養殖業中正在逐步替代抗生素，具有廣闊的應用前景。文章簡要介紹了微生態制劑、寡糖、抗菌肽、酶制劑、中草藥制劑、酸化劑、發酵中藥等幾種常用的飼用抗生素替代品的性質、功效、研究進展及應用現狀，以期為畜牧業養殖中抗生素替代品的研究和應用提供理論基礎。
關鍵詞：飼料添加劑；抗生素替代；應用
自抗生素被發現和使用以來，就在人和動物的疾病防治中發揮著重要作用。獸用抗生素通常包括兩大部分，即注射用抗生素（治療藥）與飼料添加劑用抗生素（又稱動物生長促進劑）。實踐證明，飼用抗生素在促進動物生長、提高飼料報酬、改善動物產品品質等方面作用突出，但同時也引起藥物殘留、細菌耐藥性等負面問題，對動物、人和生態環境造成嚴重危害。基于抗生素的種種缺點，飼用抗生素替代品不斷推陳出新，近年來，一些具有抗病促生長作用的替代抗生素飼料添加劑已開始應用于畜禽養殖業中，并且取得良好的應用效果。這些飼用抗生素替代品主要有微生態制劑、寡糖、抗菌肽、酶制劑、中草藥制劑、酸化劑等。目前公認最有前途的就是微生態制劑產品。
1、微生態制劑
微生態制劑是采用已知的有益微生物經培養、提取、干燥等特殊工藝制成的用于動物的活菌制劑。微生態制劑能參與調節胃腸道內微生態平衡、刺激特異性或非特異性免疫功能，有助于促進動物生長，提高飼料轉化率，增強動物免疫功能，改善體內外生態環境。我國《飼料添加劑品種目錄(2013)》中規定了包括乳酸菌類、芽孢菌類、酵母類等34種可以直接飼喂動物的飼料級微生態菌種，其中乳酸菌類被眾多學者認為是最有前途的飼用抗生素替代品。李金敏等[1]在1~42日齡AA肉雞日糧中添加高活性抑菌型芽孢桿菌和乳酸菌組成的復合微生態制劑后，料肉比顯著低于對照組（P<0.05），與添加復合抗生素組（前期為莫能霉素、阿維拉素加阿散酸，后期為馬杜拉霉素加維吉尼亞霉素）相比無顯著差異，說明微生態制劑能顯著提高肉雞的生長性能，效果與抗生素相當。徐海燕等[2]研究發現肽菌素能顯著降低肉雞的料重比（P<0.05），顯著提高21日齡和42日齡的十二指腸淀粉酶、脂肪酶和空腸淀粉酶活性（P<0.05），同時能顯著促進肉雞腸道內乳酸桿菌的增殖（P<0.05），抑制大腸桿菌的繁殖。
微生態制劑作為綠色飼料添加劑，具有無毒、無殘留、無抗藥性等諸多優點，在肉雞養殖業中得到廣泛青睞。但是，作為活菌類制劑，它在生產應用中存在著一些缺點和問題，如外源性活菌制劑從加工、運輸到進入動物胃腸道內如何保證其活性，如何解決微生態制劑與其他添加劑合理配伍使用的問題，如何篩選高效穩定的益生菌菌株，完善其加工工藝，降低生產成本，提高產品質量等，且微生態制劑的作用重在疾病的預防和后期恢復，并不能像藥物一樣起到快速治療的效果。這些問題也成為微生態制劑大面積推廣應用的瓶頸，但是，隨著科技水平的提高，研究應用的不斷深入，這些問題會逐漸得到改進，使微生態制劑的應用更為廣泛。
2、寡糖
寡糖又稱寡聚糖、低聚糖，通常指糖單原通過糖苷鍵連接形成的直鏈或支鏈，聚合度為2～10的單糖基聚合物。寡糖種類很多, 目前用作飼料添加劑的寡聚糖主要有：果寡糖、半乳寡糖、甘露寡糖、大豆寡糖、異麥芽糖、木糖寡糖等。這些寡糖都屬短鏈分支糖類，不能被單胃動物自身分泌的消化酶分解，但進入消化道后段可被腸道有益微生物消化利用，選擇性地促進雙歧桿菌、乳酸桿菌、鏈球菌等有益菌群的增殖[3]。這些有益菌利用寡糖發酵產生短鏈脂肪酸，降低腸道pH值，抑制外源致病菌和腸內固有腐敗菌的生長, 從而發揮正常腸道菌群在屏障、營養、免疫上的功能，維護、增進動物健康[4]。Yang等[5]研究發現，在肉雞日糧中添加甘露寡糖可提高飼料表觀代謝能和凈能，降低可溶性非淀粉多糖中樹膠醛糖的濃度和腸道黏膜上大腸桿菌的定植。另外，寡糖還可以直接吸附腸道內病原菌，增強動物免疫能力。寡糖因其調節動物微生態平衡的作用與微生態制劑相似，營養界稱其為化學益生素。
與微生態制劑相比，寡糖更穩定，對制粒、膨化、氧化和儲運等惡劣環境條件都具有很高的耐受性，能抵抗胃酸的滅活作用，克服微生態制劑在腸道定植難的缺陷。加上它無毒、無副作用，不被吸收，因此，雖然它目前生產效率低，生產難度大，但其發展應用前景仍十分廣闊。
3、抗菌肽
抗菌肽是生物界中廣泛存在的一類生物活性多肽，具有抗病毒、抗真菌、殺滅寄生蟲和原蟲、抑制或殺傷腫瘤細胞等功能[6]；因其抗菌譜廣、作用時間短、無殘留、體內可降解等優點而被認為是抗生素的理想替代品之一，越來越受到人們的關注，其中易于規模化發酵生產、種類多、結構獨特、功能多樣的微生物源抗菌肽更具優勢。目前，在動物生產中應用的主要是細菌抗菌肽，根據其合成機制分為非核糖體合成的抗菌肽和核糖體合成的抗菌肽，前者由非核糖體多肽合成酶基因編碼合成，統稱為抗菌脂肽，主要有短桿菌肽、多粘菌素、桿菌肽和糖多肽等，產生菌株以枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等益生芽孢桿菌為主，我國于1990 年批準桿菌肽作為飼料添加劑使用；后者合成依賴核糖體，統稱為細菌素，產生菌株以乳酸鏈球菌、植物乳桿菌、戊糖片球菌等益生乳酸菌為主。目前世界上已知的抗菌肽共1700余種，并且新研發的抗菌肽種類日益增多，研究比較深入的是天蠶素、蛙皮素、蜂毒素和防御素等[7]。
研究表明，抗菌肽具有防控動物疫病、增強動物機體免疫水平、提高動物機體抗氧化能力、提高動物生產性能等諸多生物學功能。劉莉如等[8]研究發現在海蘭褐蛋用仔公雞日糧中添加350 mg/kg 天蠶素抗菌肽可降低料肉比，提高免疫器官胸腺、法氏囊和脾臟指數，增加免疫活性細胞數量。抗菌肽熱穩定性好，在 100℃下加熱 10~15min 仍能保持其活性；因此，抗菌肽能夠耐受飼料加工過程中高溫高壓的劇烈條件，在飼料保存過程中持續發揮其功能，保持飼料品質，延長貯存期限。現在生產中存在的問題主要是抗菌肽產品生產成本過高，還存在轉基因安全性等問題。
4、酶制劑
酶是一類由活細胞產生的具有生物催化反應能力的蛋白質，在生物體內廣泛存在，飼用酶制劑是一種以酶為主要功能因子并通過特定生產工藝加工而成的飼料添加劑。飼料中酶的添加可補充動物內源酶種類和功能的不足，增加消化道中酶的濃度，強化消化功能，提高飼料利用率和生長性能；同時可以調節腸道微生態，減少消化道及糞便中養分殘留量，抑制病原菌生長，對消化不良性腹瀉有一定作用，同時也減輕了對環境的污染。酶制劑分為消化酶和降解酶，前者包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶，后者包括纖維素酶、β-葡聚糖酶、麥芽糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶、植酸酶、支鏈淀粉酶、木聚糖酶。目前只有植酸酶有單一酶制劑產品, 其余飼用酶制劑大多是包含兩種或多種酶的復合制劑。趙必遷等[9]研究發現在肉雞飼料中添加非淀粉多糖復合酶制劑，能提高肉雞能量和養分（干物質、粗脂肪）表觀利用率，同時提高前期肉仔雞腸道絨毛高度，降低隱窩深度和肌層厚度。
從目前酶制劑的使用情況和添加效果來看，酶制劑活性低、價格貴，作用效果受多種因素的影響，如酶的種類、產品質量、動物品種、年齡及健康狀況等都會影響其效果；對飼用酶的穩定性、有效性、安全性、不同種類的酶的配合以及對不同個體動物的具體使用方面還有很多的工作要做。
5、中草藥制劑及植物提取物
中草藥作為飼料添加劑在我國早有記載，依據中醫中藥理論，進行科學組方配伍，是我國特有的中醫理論與實踐的產物。一般認為中草藥飼料添加劑的有效成分主要有生物堿、甙類、揮發油、鞣質、糖類、氨基酸、蛋白質、酶、油脂、無機成分及色素等。糖甙類可顯著增強機體的免疫能力；鞣質對綠膿桿菌、大腸桿菌、霍亂桿菌、白喉桿菌等常見細菌均有抑制作用；生物堿能夠增加腸蠕動，使消化液分泌旺盛，食欲增加；有些中草藥本身就含有豐富的蛋白質、維生素和礦物元素, 兼有藥效和營養雙重功能[10]。近年來還發現在中草藥中游離的有機酸也具有生物活性，如蟻酸具有抗炎鎮痛作用，綠原酸具有抗菌效果；植物色素還可以改善畜禽產品(肉、蛋)的色澤等。史東輝等[11]在肉仔雞飼糧中添加中草藥止痢草提取物后，發現可以改善肉仔雞的飼料報酬，降低料肉比，同時提高血清IgG水平，降低肉仔雞球蟲病的發生。目前在雞養殖業上使用較多的中草藥種類有白頭翁、黃芪、黃連、黨參、大黃、炙甘草等，植物提取物的種類主要有皂苷、生物堿、多糖、糖萜素、茶多酚、黃酮、精油等。近幾年來，植物精油在畜牧業生產的應用研究也日漸深入，如丁香油、牛至油、百里香醇、茶樹油、肉桂油、迷迭香精油等，均具有較好的抗菌、消炎、抗氧化效果[12]。
中草藥制劑因其來源廣泛、價格低廉、安全方便、毒副作用小、無殘留、無抗藥性等優點而成為一種理想的飼料添加劑，在普通飼養條件下, 將制劑添加于日糧中, 供動物飼用或飲用, 以期預防動物疾病、加速生長、提高生產性能和改善畜禽產品質量。但是目前對中草藥的藥理作用及作用機制方面的研究還比較薄弱，需要做大量的工作，如長期使用是否有毒副作用，在飼料中是否與其它的營養成分有協同或抵抗效應等；有關專家認為，應完善中草藥制劑的加工工藝，使藥物成分含量穩定，在產品定位上，側重其藥性即防病作用[13]。這些問題尚需進行進一步的探討和研究，這將有利于對中草藥飼料添加劑進行進一步的開發和利用。
6、酸化劑
酸化劑作為一種飼料添加劑，可降低動物胃腸道pH值，調節胃腸道微生物菌群的結構，為動物提供最適消化道環境，已在國內外得到廣泛應用。飼料酸化劑現多以有機酸和無機酸配合使用為主，常見的有機酸包括檸檬酸、延胡索酸、蘋果酸、山梨酸、琥珀酸、乳酸、富馬酸以及甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等。有機酸能夠改善飼料適口性，增加采食量，提高飼料轉化率；有些有機酸如檸檬酸、延胡索酸能夠直接參與機體代謝，促進營養物質的消化吸收，還能夠增強機體免疫機能，緩解應激。賈剛等[14]研究表明，在艾維茵白羽肉雞日糧中添加緩釋復合酸化劑，可以降低雞舍氨濃度，改善環境質量；降低消化道pH值，調節胃腸道微生物菌群結構，同時提高肉雞的免疫力和生長性能。其他酸化劑如丙酸和丙酸鈣是很好的飼料防霉劑, 被廣泛用于飼料保藏, 山梨酸和苯甲酸也是一種很好的飼料防霉劑。但有機酸成本較高，對設備、料槽等容易造成腐蝕。無機酸主要指磷酸和鹽酸，酸性強，成本低。有機酸和無機酸的結合使用能夠克服單一酸化劑的缺陷與不足，增強使用效果，降低成本，提高養殖經濟效益。
7、發酵中藥
微生物發酵中藥突破性地將中藥和微生態益生菌有機結合，具有提高免疫力、促進動物生長等作用，是替代抗生素的理想飼料添加劑。它解決了中藥吸收利用率低、成本高以及微生態制劑作用局限大、穩定性差、效果不突出等問題，同時將兩者的優點集于一身，并起到互相增效的效果。
通過發酵，益生菌產生的纖維素酶、淀粉酶等能夠分解植物細胞壁，促進中藥有效成分的釋放；同時能夠將中藥中的有效成分進行轉化，降低大分子的分子量，提高有效成分的生物利用度，從而成倍的提高中藥的效果。
同時，中藥中的多糖能夠顯著促進益生菌的生長和代謝，提高活菌數和抗菌肽等代謝產物的產生，并對有害菌有一定程度的抑制多用。
億民藥業的沃強（發酵型）經多次動物實驗和臨床試驗表明，其能夠顯著提高機體的特異性和非特異性免疫力，改善機體腸道平衡，促采食促生長效果明顯，能夠在一定程度上代替抗生素的使用，特別是在種雞上使用效果顯著。
8、其他抗生素替代品
隨著科學技術水平的提高及在生產實踐中的日趨應用，許多新型抗生素替代品如抗菌疫苗、卵黃抗體（IgY）、免疫球蛋白、噬菌體及其裂解酶、細菌致病力抑制劑等應運而生，成為各國研究的熱點。目前抗菌疫苗應用廣泛，在一定程度上可以起到預防感染性疾病的作用，但是疫苗的保護力有限，需多次免疫；而且如果疫苗免疫前動物群體已經感染強毒，在這種情況下接種疫苗往往會激發疾病的發生和流行。卵黃抗體能抵抗幼齡動物腸道中胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的消化，在幼畜飼料或添加劑中加入一定量的針對某種特定疾病的卵黃抗體，可使其獲得有效的被動免疫，因而被認為更具商業優勢[15]。
噬菌體依賴宿主細胞進行復制，抗菌作用專一性強，產生的裂解酶如葡糖苷酶、酰胺酶、內肽酶和轉糖基酶可殺死金黃色葡萄球菌，治療革蘭氏陽性菌如糞腸球菌、產氣莢膜梭狀芽胞桿菌和B族鏈球菌的感染[16]。目前，噬菌體及其裂解酶的研究缺乏大規模臨床試驗和國際標準，且制備工序復雜、成本高，阻礙了其普及應用。
隨著人們對食品安全意識的增強，各國也加強了對抗生素的使用監管力度，限用或禁用抗生素是動物營養與飼料行業發展的必然趨勢，未來飼料添加劑的發展方向應該是研制生產無毒、無殘留、無耐藥性、不污染環境的綠色添加劑。但是抗生素替代品的研究是—個漫長的過程，當前只處于摸索階段，各類抗生素替代品在生產應用中存在較大局限性，無法完全取代抗生素的地位。在研究完善新型抗生素替代品的同時，也要從治理養殖環境入手，加強飼養管理，轉變飼養模式，減少外界環境中病原微生物的數量，給動物生長營造良好的環境，從而保證動物的健康生長，減少抗生素的使用，保障食品安全。
參考文獻
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