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抗生素替代物在动物饲养中的作用效果及存在问题

作者:佚名来源:内蒙古农牧业信息网时间:2014-05-16 11:04点击:

  抗生素在动物饲养中一度发挥了巨大的作用,抗生素工业的兴起极大促进了畜牧业的发展。特别是在一些发展中国家,由于饲养环境较差抗生素在畜牧业中的应用更加普遍。但是,大量研究结果表明,抗生素的长期及大量应用会造成有害菌种耐药性及畜产品中药物残留。在人食入有抗生素残留的动物产品后,身体健康会受到严重的危害。随着人类生活水平的提高和对健康的重视,禁止抗生素添加剂在畜牧生产中应用的呼声越来越高,开发抗生素替代品的工作更加迫切。

  1 抗生素替代物及作用效果

  1.1 酶制剂

  酶制剂是目前国内外研究较多、技术较成熟、使用效果较好的抗生素替代品。酶制剂在国外发展较快,特别是近几年蛋白质工程、基因工程及其他新技术在此领域的应用更促进了其快速的发展。我国酶制剂工业起步较晚,但发展很快,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一淀粉酶、β一淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、果胶酶、β一葡聚糖酶、甘露糖酶、植酸酶等上百个产品。

  目前,大多研究者认为,酶制剂的作用主要表现在以下几点:1.补充内源酶活性的不足,对于幼龄动物来说存在消化道酶类不足、活性较低等缺点。添加酶制剂可有效的弥补酶不足和活性低带来的不利影响;2.降低或消除饲料中抗营养因子;3.降低消化道食糜粘度,增大肠壁的有效吸收面积,促进营养物质与消化道粘膜的接触及吸收率;4.改变肠道菌群分布等。

  国内外的研究者认为,饲料中添加酶制剂可明显的提高动物的日增重、饲料利用率及降低幼龄动物腹泻率和死亡率等。Selinger(1995)报道,饲用酶制剂可使仔猪腹泻率降低80%。张爱玲等(2001)用含有蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酶和纤维素酶的复合酶制剂以及有木聚糖酶和纤维素酶为主的复合酶制剂按0.1%添加到仔猪的日粮中。试验结果表明:两试验组分别比对照组提高日增重12.9%(P<0.05)和7.55%(P>0.05);腹泻率降低26.85%和11.26%。饲用酶制剂可有效降低食糜粘度,提高饲料利用率。韩正康(1996)报道,酶制剂可使猪肠道食糜粘度降低 50%~ 80%。饲料营养物质利用率提高,可使蛋白质消化率提高 6.21%~20.5%,吸收率提高21%。王宗沛等(2001)在生长猪的大麦型日粮中添加非淀粉多糖酶类。试验结果表明:可明显提高大麦等能量饲料的利用率及在饲料中的添加量。慕跃林等(2001)报道,在产蛋鸡日粮中添加植酸酶,提高了有机磷的利用率,并可完全替代无机磷,且产蛋性能得到改善。酶制剂的添加可起到体内某些激素的作用。俞涛等(1996)报道,在以大麦为主的雏鸡日粮中添加酶制剂可起到促甲状腺激素释放激素(TRH)样生理效应,及促进T3的分泌。刘燕强等(1998)报道,酶制剂有降低血液中胰高血糖素浓度及升高血液中生长激素(GH)和胰岛素样生长因子(IGF-I)的作用。

  1.2益生素

  益生素又称益生菌、活菌制剂、利生菌或微生物制剂。较早的关于益生素的概念为,一种经过培养的,活的微生物,进入动物体内可改善消化道菌群的平衡,并对宿主产生有益作用。现在的观念认为,益生素应是,进入动物消化道内并存活在那里,产生酶类,抑制有害菌的生长,以求得改善宿主的健康。目前,欧盟、美国、日本、巴西等世界上60多个国家已大量生产和应用益生素。美国年使用量达8 000 t,日本在 1 000 t左右,主要用于猪和鸡的饲料添加剂。我国微生态制剂起步于80年代初,但发展很快。并在1992年成立了中国微生态协会,将饲用微生态制剂及应用技术研究列入国家“八五”攻关项目。

  益生素通过和消化道内有害菌竞争营养物质,而抑制有害微生物的生长。Stars (1993)报道,益生素可抑制沙门氏杆菌的生长。K.BH(1992)研究认为,益生素对消化道内环境有明显的改善作用。石宝明等(2000)将益生素添加到仔猪的日粮中,试验表明,仔猪肠道内有益菌大量增殖,体内环境得到明显改善,肠壁的破坏减少,营养物质的利用率提高,腹泻率降低。益生素在动物体内可产生酶类及提高内源酶的活性。已有研究者认为,大多芽孢杆菌可产生蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酪和果胶酶等。Austin等(2000)报道,仔猪饲料中添加益生素可使肠道木聚糖酶、果胶酶、蛋白酶及淀粉酶活性明显提高。益生素抑制有害菌及清除毒素的作用,可妨碍抗原的吸收,增强机体的细胞免疫和体派免疫。同时提高抗体水平和巨噬细胞的活动,增强宿主的免疫功能等。

  大量试验结果表明:猪和鸡的饲料中添加益生素,在不用或少用抗生素的条件下,可起到同样的效果。

  1.3 酸化剂

  早在60年代的英国就将有机酸添加到仔猪饲料中,以减少有害菌和促进仔猪生长。以后相继在欧洲一些国家研究较多,主要是有机酸和无机酸等单一酸上,并取得了一定的效果。但这些单一酸类存在成本高、适口性差、有毒副作用、酸强度无法控制、酸化效果低等缺点。进入90年代,一些复合型酸化剂被研究出来。并表现出较大的优越性,与单一酸化剂相比具有用量小、成本低、酸化效果好、安全、作用范围广等优点。

  酸化剂的具体作用机理目前还不十分清楚。但大多的研究者认为,酸化剂主要是为消化道提供一个酸性环境。消化道维持一定的pH值环境是酶活性发挥、微生物生长繁殖、营养物质消化的必要条件。但对于幼龄动物来说,消化道泌酸系统不完善,其消化道内pH值的维持很大程度上受到外界酸影响。郑德志(1999)报道,在仔猪饲料中添加复合酸化剂可明显降低肠道pH值,并抑制有害微生物的生长。Scipinaic等(1979)报道,添加柠檬酸可使胃、结肠、直肠的大肠杆菌数减少38.1、 62.5、66.7%。曹国文(1992)报道,在仔猪日粮中添加 0.l%柠檬酸,可使大肠杆菌和肠球菌分别减少 10.2%和68.8%,有益微生物乳酸菌和酵母菌分别增加5.1%和29.5%。另外酸化剂可改善饲料利用率和促进动物生长。郑建华等(1994)报道,在仔猪日粮中添加甲酸钙,蛋白质和能量消化率分别提高10.3 %和9.8 %。李德发等(1993)报道,在仔猪饲料中添加柠檬酸,可提高饲料氮的利用率。还有研究者认为,酸化剂可提高机体免疫力,如柠檬酸、延胡索酸等有机酸有促进抗体合成的作用。在抗热应激中酸化剂也能发挥重要作用,大多有机酸可作用于神经中枢,使活动减少;另外,可缓解热应激时动物因二氧化碳呼出过多引起的碱中毒。

  1.4 益生源

  益生源又称化学益生素,主要指一些寡糖和低聚糖类物质。益生源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一葡寡糖、β-葡寡糖、α一乳寡糖、β一乳寡糖、果寡糖、甘露寡糖、木聚糖、阿拉伯聚糖及半乳糖聚糖等。

  寡聚糖本身不是动物体所需的营养物质(反刍动物除外),因此寡聚糖不被动物体消化吸收或少量消化。因此寡聚糖的作用主要表现在消化道环境的改善上。有报道认为,寡聚糖有促进肠道有益微生物的生长繁殖,稳定微生物区系的明显作用。Ammerman等(1998),WaldrouP等(1993)报道,寡糖可减少肠道内沙门氏杆菌和大肠杆菌的作用。在雏鸡的饮

  水中添加甘露寡糖或乳糖可减少沙门氏菌在小肠中的繁殖。张运涛等(1999)在雏鸡饮水中分别添加0.1%和0.5%的酵母多糖,试验结果表明,鸡盲肠中大肠杆菌和沙门氏菌分别降低19.32、19.2 1(P<0.01)和28.60、29.20%(P<O.01)。而且,随着寡糖添加量的增加其降低效果增强。Mirelman(1980)试验报道,甘露聚糖对大肠杆菌的截取率为45 %,产气单胞菌为71.4%,而对沙门氏肠炎杆菌及摩干氏变形杆菌的截取率达 100%。

  益生源对肠道环境的改善,有利于营养物质的消化吸收,促进动物的生长和健康。Farnworth等(1992)报道,在仔猪日粮中添加寡聚糖可明显提高日增重。Alltech(1994)在鸡饲料中添加0.2 %的甘露寡糖,试验结果表明,可改善鸡的日增重和饲料利用率。另有报道称,在妊娠母猪的饲料中添加寡聚糖有提高产仔数和仔猪成活率的作用。

  1.5甜菜碱

  甜菜碱化学名又称三甲基氨基乙内酯。含有三个活性的甲基,在一定条件下可作为甲基供体。特别是当饲料中的甲基被半胱氨酸接受,引起蛋氨酸缺乏时,甜菜碱可作为蛋氨酸的补充物应用。在动物体肝脏中甜菜碱提供的甲基可促进脂肪的代谢,加强S一腺苷甲硫氨酸的作用促进胆碱合成,有预防脂肪肝的作用。有研究者认为,甜菜碱提供甲基的效率是氯化胆碱(50%)的2.3倍,是蛋氨酸的3.8倍,一般1 kg甜菜碱可取代2~3 kg的蛋氨酸。Rumsey( 1998)试验结果表明:虹鳟鱼胆碱需要量的一半可完全用甜菜碱代替。甜菜碱具有诱食作用,能改善饲料适口性、提高动物采食速度、促进营养物质消化吸收。国外资料表明,添加0.5%~1.5%的甜菜碱,对所有的鱼类及虾等甲壳类动物的嗅觉、味觉均有强烈的刺激效果。另外,甜菜碱有调节渗透压的功能。有研究者认为,甜菜碱是渗透压激变的缓冲物质,在干旱、高湿、高盐和高渗环境下,能防止细胞水分流失及盐类的进入。对于幼龄动物、热应激条件下的动物以及水生动物体渗透压的维持有重要作用。

  l.6 中草药制剂

  中草药研究开发主要是在人的医药方面。目前,国内一些研究者把目光转向对动物中草药饲料添加剂研究上。而且,通过动物试验证明,中草药制剂具有促进生长、改善动物健康状况、提高饲料利用率等作用。

  中草药制剂的开发尚处起步阶段,生产技术不完善,所生产的产品多为粗制品,效果不稳定;某些制剂尚存在毒副作用;配伍特性不够明确;加工成本高等缺点。但是,我国中草药资源丰富、取用方便、有较丰富的中草药应用经验等优点。中草药制剂的开发在我国存在很大的潜力。

  2 抗生素替代物存在的问题

  2.l 技术不完善

  在产品的开发、分析、试验等各阶段尚存在不完善性。在酶制剂、益生素的生产中,存在着菌种适应性差、产酶力低、稳定性低、脱毒处理不彻底等;酶活力测定、益生素制剂的活菌数及菌群种类尚没有统一地分析方法标准及产品质量标准,产品质量难以保证。

  2.2 对饲料加工条件适应性低

  酶制剂及益生素等的弱点是热稳定性差,容易失活。无论是在调质、制粒、膨化等热处理或是在常温条件下长期存放都会引起失活。有研究者认为,采用载体吸附结合包埋工艺可使酶制剂耐受75~85 ℃的高温制粒,而且其酶活力可保持在70%以上水平。但这对载体的要求较高,既要保持自身稳定性,又要保证对酶制剂等不产生破坏或破坏较少。目前存在载体吸附能力低、吸附专一性差、对添加剂的破坏大等缺点。

  2.3 对饲料中营养物质消耗大

  有益菌维持自身生长以及在动物体内与有害菌竞争的作用需要消耗营养物质。目前在选择菌种时缺乏对这方面的考虑,而造成饲料中微量成分(可溶性氨基酸、维生素、微量元素以及有益因子等)消耗较大。另外一些载体(如复合酸化剂的载体)也可吸附饲料中营养成分。

  2.4 应用局限性和效果不确定性

  与抗生素相比其应用在幼龄动物、单胃动物的效果较好,对于成年动物或反刍动物效果不够理想或没效果,对于患病动物几乎没有治疗作用。同时受外界环境影响,如干喂、湿喂或其他添加剂混合喂时,作用效果变化较大。

  2.5成本高

  益生素产品在饲料中应用时,添加比例一股为0.l%~0.2%。目前益生素市售价格为12元/kg左右,在饲料中应用时每吨配合料成本约提高12~24元。而,添加普通抗生素每吨配合料成本约提高8元。这样用益生素完全替代抗生素时,每吨配合料增加成本4元以上。

  3 小结

  抗生素替代物的研究开发取得了较好的效果,并表现出很大的潜力。但在产品生产、应用及作用效果上尚存在不足。改善影响目前抗生素替代物的不利因素及研制更加理想的替代物是要做的工作。

责任编辑:喻新霞  

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