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替代抗生素的饲料添加剂应用与存在问题

发布时间:2019-07-08 22:16:59

替代抗生素的饲料添加剂应用与存在问题

近几年来,人们研究开发出了饲用酶制剂、饲用微生物制剂、酸化剂、抗菌肽、寡聚糖、大蒜素、中草药以及有机金属微量元素等抗生素替代品,这些绿色饲料添加剂得到了人们的青睐。

1酶制剂

自1965年在无锡成立第一个酶制剂厂以来,经过30多年的努力,我国酶制剂产品不断增加,质量不断提高,目前已开发出α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、甘露糖酶、植酸酶等上百个产品。目前最常用的酶制剂饲料添加剂分为两大类:一类是以降解多糖和生物大分子物质为主,主要包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶。它的主要功能是破坏植物细胞壁(植物细胞壁由蛋白质、脂肪、多聚糖青键连接成状结构),使细胞内容物充分释放出来。另一类是以降解植酸、β-葡聚糖、果胶等抗营养因子为主,主要包括植酸酶、β-葡聚糖酶、果胶酶。它能降解细胞壁木聚糖和细胞间质的果胶成分,提高饲料的利用率。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它植物蛋白的利用率;脂肪酶促进脂肪的分解利用,植酸酶提高磷和其它矿物元素的消化和吸收。用以30%豆粕与60%玉米配制的肉鸡饲料,甘露聚糖理论值为0.42%,会降低饲料利用率7.5%。使用甘露聚糖酶,饲料转换效率可提高7.7%,成本节约10%。

2饲用微生物制剂

益生菌是可以直接饲喂动物的有益活体微生物制剂(direct-fedmicrobials,DFM)或称为活菌制剂或生菌剂。1989年美国食品药物管理局(FDA)和饲料临控官员协会公布了40种安全有效的微生物菌种。

(1)乳酸菌制剂嗜酸乳杆菌、双歧乳杆菌和粪链球菌。乳酸菌在微需氧或厌氧条件下,pH3.0~4.5酸性条件下仍能够生存。能够分解糖类以产生乳酸,乳酸菌素(Acidoline),能有效抑制大肠杆菌、沙门氏菌的生长,但不耐热,65~75℃下死亡。

芽孢杆菌制剂有地衣杆菌、枯草杆菌、蜡样芽孢杆菌、东洋杆菌等,属于需氧芽孢杆菌,零星存在于动物肠道的微生物群落中。应用时多制成该菌休眠状态的活菌制剂或与乳酸菌混合使用。产品具有较多的优点:耐酸、耐盐、耐高温(100℃)及耐挤压,具有稳定性;能产生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶。

(3)真菌及活酵母类制剂目前常用的制品有两种,米曲霉及酿酒酵母培养物,它们是包括真菌及其培养物的制剂,多用于反刍动物。其主要特点是需氧,喜生长在多糖、偏酸环境中;而其体内富含蛋白质和多种B族维生素,但不耐热。

益生菌主要作用:保持肠道内微生态平衡、益生菌可产生水解酶、发酵酶和呼吸酶、益生菌的抗污染作用、益生菌免疫调节作用。

3酸化剂

酸化剂可分为有机酸和无机酸。有机酸主要有柠檬酸、延胡索酸等;常用的无机酸为磷酸。动物胃为酸性环境,其中的细菌多为产酸菌和耐酸菌,幼年动物分泌胃酸能力较弱,而使外来菌容易存活和繁殖。使用酸化剂可以提高胃液酸性,促进乳酸菌等耐酸菌大量繁殖,使之在胃中保持优势菌的地位,而大肠杆菌等外来菌则不能适应酸性环境,并受到乳酸菌等的“排挤”而不能定植存活,因此可以降低动物病理性腹泻的发生率。酸化剂还能帮助机体调整免疫系统反应,增强动物的抗病力。

有机酸可以改善消化过程(尤其对单胃动物猪应用效果较明显,家禽效果不显着;消化过程中,蛋白质、碳水化合物消化中,需要不断消耗H+,使用有机酸可以降低肠道pH;影响微生物DNA的复制,抑制不良微生物在消化道前端的定植。饲料中添加有机酸和无机酸可作为在不用抗生素的条件下保护动物健康的一种方法。酸化剂直接刺激口腔的味蕾细胞,使唾液分泌增多,促进食欲,提高蛋白质的消化率和蛋白质的沉积,有利于微量元素的吸收,增强抵御疾病的能力。添加有机酸可提高幼龄动物不成熟消化道的酸度,激活一些重要的消化酶,有利于营养物质的消化。酸化日粮可抑制或防止肠道中大肠杆菌或其它有害微生物的寄居和繁殖,预防肠道疾病的发生,还可提高动物抗应激的能力。

4抗菌肽

抗菌肽主要包括杀菌肽(cecropin)、爪蟾抗菌肽(magainin)、防卫肽(defensin)和Tachvplesin四类。抗菌肽不但具有广谱抗菌作用,而且还能作用于少数原核动物及病毒,对人体及其它动物、植物无(或很小的)生理损害作用;细菌对其很难产生抗性作用。因此抗菌肽的机理研究及其商业化生产(如nisin,MBI,Protegrinalalogue等)正成为努力的方向。抗菌肽对细菌细胞膜超微结构的影响,抗菌肽与细菌作用后对染色体DNA的影响,对大肠杆菌作用DNA渗漏,抗菌肽与细菌作用后对染色体DNA的影响。抗菌肽的高效广谱抗菌性已被药物学家、生物学家所重视,在研究了它的一级结构的基础上,采用分子生物学和基因工程技术方法可以生产抗菌的转基因动植物,同时可以通过基因工程的技术方法大量的表达抗菌肽,使之成为新一代肽类抗菌药的来源,显示出广阔的应用前景。

5寡糖

寡糖在动物肠道内不被消化酶所消化,不能被对机体有害的沙门氏菌、大肠杆菌等微生物利用。寡糖被有益菌利用后,使肠道有益菌乳酸杆菌、双歧杆菌等大量增殖;有益菌的大量增殖其产生的乳酸、丁酸、醋酸和丙酸,使肠道pH值降低,从而使不耐酸的有害菌群的繁殖得到抑制。其中双歧杆菌对动物机体有很强的免疫作用。化学益生素主要指一些寡糖和低聚糖类物质。化学益生素最初应用于人类的保健食品中。近年来相继开发出在动物饲料中添加的益生源。目前常用的种类有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。

6大蒜素

大蒜为百合科植物,在我国被用作药物已有悠久历史。国内外近几十的研究证明,其提取液和合成品大蒜素是一种广谱抗菌药,具有防癌、治癌、降压、抗病毒等多种功能,可用作医药、兽药、农药、食品添加剂等。大蒜素(Allitridum)作为一种绿色饲料添加剂,具有广谱抗菌,无抗耐药性,低残留、低成本、强烈的诱食性和调味性等特点,能促进动物生长提高饲料转化率,提高成活率,降低饲养成本。改变肉品的风味与质量,饲料添加2%的大蒜粉,蛋鸡和肉鸡的香味增加。大蒜制品可降低肉仔鸡皮脂和腹脂厚,最高可降19.75%。在奶牛日粮精料中添加大蒜素粉0.1%,结果发现大蒜素能使精料产生浓厚的自然香味,对奶牛产生强烈的诱食作用,使平均每头奶牛日产奶量增加2.28kg,提高幅度11.22%(P\\ 0.05),乳脂率提高4.30%,精料日消耗平均每头下降0.8kg。

7中草药

中草药是天然的动植物或矿物;主要有效成分为多糖、甙类、生物碱;含有丰富的维生素、矿物质、蛋白质;可增强机体抗菌、抗病毒和抗氧化能力;有些中草药可刺激内分泌系统和免疫系统。中草药饲料添加剂不存在抗生素的抗药性;不存在耐药性及药物残留问题;可补充营养,提高动物的生产性能,改进畜产品质量。大量研究表明,中药添加剂对雏鸡白痢、大肠杆菌病、葡萄球菌病、曲霉菌病、禽霍乱等细菌性传染病有防治效果,对鸡传染性喉气管炎、传染性支气管炎、传染性霉形体病、传染性法氏囊病、鸡痘等病毒性传染病也有防治效果。对兔、禽球虫病,牛、猪流行性腹泻等病均有明显治疗效果。

目前投放市场的天然植物及其提取物饲料添加剂大部分为粉剂或散剂,其生产工艺落后,生产设备简陋,加工粗糙简单,品种单一,使用剂量普遍偏大。

8有机金属微量元素

研究表明,蛋白质螯合态的微量元素要比其它类型的微量元素在吸收通道竞争、元素之间竞争和在体内利用率方面高。蛋白质螯合态微量元素的生产过程:水解蛋白源-形成氨基酸和肽的混合物-然后矿物元素的硫酸盐和蛋白水解产物-在适当的条件下发生反应-生成含螯合矿物元素的复合物。有机铬以生物可利用葡萄糖耐受因子的形式维持碳水化合物的代谢,影响胰岛素分泌,可以做为胴体调节剂。日粮添加铬可以降低家禽和猪的脂肪沉积,增加蛋白质沉积。此外,铬还可以缓解动物的应激反应。有机铬产品,是一种特殊筛选的酵母菌种具有将无机铬聚集到体内的能力,经酵母细胞的代谢,无机铬转变为有机铬。无机铬在动物肠道中很难吸收,大约只能利用1%~3%,而有机铬吸收率为10%~20%,酵母中所络合的铬生物利用效率更高。大量研究表明,铬酵母能够促进动物体内葡萄糖的代谢,促进蛋白质的利用,减少脂肪的沉积,提高体内蛋白质的合成。动物试验结果发现,饲料中添加铬酵母(200g/t),可提高动物的免疫能力,缓解外界环境对动物造成的应激,进而提高动物的生长速度,改善胴体品质,减少发病率,降低死亡率。氨基酸螯合铁或蛋白质螯合铁:在妊娠和哺乳母猪日粮中添加蛋白质螯合铁可以提高母猪的繁殖性能,降低死产和乳猪死亡率,仔猪健壮,精神状态好,更容易克服断奶应激。赖氨酸铜:铜通过促进下丘脑分泌促黄体激素释放激素而参与机体的繁殖活动。高铜有促生长作用。9使用抗生素替代饲料添加剂时存在的问题

生产实践中,可以通过使用多种替代物减少抗生素的使用,抗生素替代物应安全、高效、便利、价廉,非抗生素时代应该加强生产管理。

虽然酶制剂主要来源与微生物,但通常使用的不是酶的纯品,制品中的有关成分(包括微生物的某些代谢产物,有的是有害产物)有可能随食物链而影响人的健康。因此需要对酶制剂包括菌种进行安全评价。只有来自曲霉、黑曲霉、根霉、枯草杆菌和地衣形芽孢杆菌等可以直接用作饲用饲料添加剂。若使用含抗生素因子的基因工程菌和具有抗生素抗性的细菌用作微生态制剂的菌种,其结果将会和滥用抗生素一样,给人类造成不可估量的损害。不少研究表明,在动物(尤其是幼畜)日粮中添加寡糖,可以促进动物生长,减少疾病发生,提高饲料利用率,但也有一些实验表明,在日粮中添加寡糖对动物生产性能没有影响,说明寡糖饲料添加剂的添加效果与许多因素有关,如动物养殖环境、动物种类与年龄、日粮中寡糖固有的水平与饲料中寡糖的添加量等。有人认为寡糖过高会增加腹泻率,因此大多数学者建议寡糖用量在1.0%以下。

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