如何選擇替抗產(chǎn)品

摘要/Abstract在當(dāng)今畜禽養(yǎng)殖的大好形勢之下，現(xiàn)有飼用添加劑類抗生素替代品限制了養(yǎng)殖經(jīng)濟效益的極大化，綠色高效替抗產(chǎn)品的尋找已然成為整個養(yǎng)殖業(yè)關(guān)注的熱點。本文系統(tǒng)回顧了相關(guān)文獻，對抗菌肽、噬菌體制劑、植物提取物、微生態(tài)制劑、溶菌酶、有機酸、中草藥、酶制劑、微量元素、寡糖10種飼料替抗添加劑的作用機理和使用效果進行綜述，對比其對畜禽生長性能和免疫功能的影響，并且對研究最前沿的飼料替抗添加劑的實踐運用進行了展望，為抗生素代替品在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的合理使用提供參考。研究背景抗生素在畜禽生產(chǎn)中的不合理應(yīng)用，直接導(dǎo)致畜產(chǎn)品抗生素殘留以及超級耐藥菌產(chǎn)生等問題日益嚴重，給養(yǎng)殖業(yè)帶來嚴重的損失，也給公共衛(wèi)生食品安全造成嚴重的威脅。鑒于此，國家相關(guān)部門高度重視動物性食品安全，不斷將養(yǎng)殖業(yè)打造成無抗養(yǎng)殖模式，以確保食品安全。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布第194號公告確規(guī)定2020年12月31日后流通使用的飼料不得含有促生長類抗生素添加劑，這宣示中國飼料端進入無抗時代。尋找綠色高效飼用抗生素替代品來保障畜禽健康、提高養(yǎng)殖產(chǎn)能迫在眉睫，相關(guān)研究也已成為畜牧領(lǐng)域關(guān)注的焦點。其中，抗菌肽、噬菌體制劑、植物提取物、微生態(tài)制劑、溶菌酶、有機酸、中草藥、酶制劑、微量元素、寡糖等作為畜禽養(yǎng)殖飼料替抗添加劑具有廣泛的科學(xué)研究和實踐探索，對畜禽的促生長性能和免疫調(diào)節(jié)發(fā)揮著有利作用。研究內(nèi)容1.替抗產(chǎn)品的選擇策略降本增效是養(yǎng)殖場制定替抗方案的主旨，從飼料行業(yè)發(fā)展和綠色養(yǎng)殖的要求出發(fā)，理想的替抗產(chǎn)品應(yīng)具備以下特征：①自身無毒副作用且無體內(nèi)殘留；②不產(chǎn)生環(huán)境污染和細菌耐藥性；③在飼料和消化道中穩(wěn)定；④對正常菌群無害且能殺滅或抑制致病菌；⑤提高動物免疫力及生產(chǎn)性能；⑥不顯著增加成本。龍頭企業(yè)、養(yǎng)殖集團等大型集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖場，畜禽存欄量大，飼養(yǎng)密度高，易造成流行性疾病的暴發(fā)。這類養(yǎng)殖場主要用于日常保健，在選擇替抗產(chǎn)品時，著重考慮成本因素，推薦在飼料中加入微生態(tài)制劑、抗菌肽等。中等規(guī)模的養(yǎng)殖場，由于畜禽存欄量相對較少，飼養(yǎng)密度相對較低，推薦選擇具有廣泛抗菌作用的植物提取物和專一性強的噬菌體制劑。如常發(fā)大腸桿菌疾病的場，可以選擇使用大腸桿菌型噬菌體。小型養(yǎng)殖場和家庭農(nóng)場式養(yǎng)殖場，一般存欄量少，造成大規(guī)模疾病流行的幾率較低，散養(yǎng)的畜禽養(yǎng)殖戶尤其注重動物產(chǎn)品的品質(zhì)與口感，在動物飼喂和疾病的治療、預(yù)防時，建議選擇微生態(tài)制劑和中草藥。2.

替抗產(chǎn)品的比較①

抗菌肽抗菌肽(antimicrobialpeptide，AMP)是一類具有強大抗細菌、真菌、病毒活性的小分子肽的統(tǒng)稱，通常由12～50個氨基酸殘基組成。AMP通過破膜機制造成細菌滲透壓穩(wěn)態(tài)失衡，從而達到殺菌效果，這種破膜機制不易產(chǎn)生耐藥性。優(yōu)勢：抗菌肽溶解度高、分子量低、不產(chǎn)生耐藥性，且對真核細胞毒性低，能降低腸道病原體感染風(fēng)險，促生長和疾病預(yù)防效果顯著。抗菌肽可以通過基因工程菌株的體外發(fā)酵產(chǎn)生，成本低，應(yīng)用潛力大。不足：抗菌肽具有一定的不穩(wěn)定性，溫度、消化道蛋白酶、鹽濃度等因素都會使其失活。有些種類的肽可能造成動物細胞膜破損，形成一定的毒性，對于改造、修飾抗菌肽還需更多實驗與實踐研究。②

噬菌體制劑噬菌體（bacteriophage，phage）是感染細菌、真菌、藻類、放線菌等微生物的病毒總稱，能侵入并裂解宿主病原體，可視為一種特異性“捕食”細菌的生物。噬菌體必須寄生于活菌體內(nèi)，有顯著的宿主偏好性，這是由噬菌體尾部吸附器官與宿主菌表面受體分子結(jié)構(gòu)的互補性來決定。因此，噬菌體作為飼用替抗添加劑的治療基礎(chǔ)是特異性與宿主細菌結(jié)合，導(dǎo)致細菌細胞快速裂解。優(yōu)勢：噬菌體對細菌具有高度特異性，不會殺死有益共生微生物群，無動物產(chǎn)品殘留，可儲存在干粉制劑中，無需冷鏈保存。噬菌體分布廣泛，綠色環(huán)保，分離生產(chǎn)的成本低、效率高，具有全身分布治療的可能性。不足：噬菌體具有專一性，細菌種類眾多，有些細菌又有很多血清型，使得找到對應(yīng)噬菌體到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應(yīng)用是一個巨大的挑戰(zhàn)。③

植物提取物植物提取物是指以物理、化學(xué)和生物學(xué)等手段分離、純化植物原料中某一種或多種有效成分的植物產(chǎn)品，主要包括生物堿、多糖、茶多酚、黃酮類、揮發(fā)油等。在作用機制上主要分為直接抑菌作用和增強免疫機能，是一種很有前途的抗菌先導(dǎo)化合物來源。優(yōu)勢：植物提取物的主要優(yōu)勢在于其豐富而獨特的化學(xué)多樣性，在世界范圍內(nèi)的分布廣泛和易于獲取，具有各種抗菌作用和臨床有效性。不足：植物提取物成分復(fù)雜，物質(zhì)基礎(chǔ)不明確。單一使用時，很多植物提取物（大蒜素、黃連素、槲皮素等）治療效果較差，有些提取物還存在毒性、高揮發(fā)性、不穩(wěn)定性、刺激性氣味等缺點。④

微生態(tài)制劑微生態(tài)制劑指運用微生態(tài)學(xué)原理通過改善宿主腸道菌群狀態(tài)，利用益生菌或其促生長物質(zhì)制成的制劑，主要包括益生菌、益生元、合生元3種。優(yōu)勢：微生態(tài)制劑具有無耐藥性、無毒副作用、無殘留等優(yōu)勢，在提高動物生長性能和免疫能力的同時，還可以提高飼料轉(zhuǎn)化效率。不足：微生態(tài)制劑作為一種活菌制劑，儲存條件嚴格，活性受條件影響（酸度、溫度和濕度）較大。并且不同動物群體的消化系統(tǒng)并不相同，所需菌群種類也具有差異。⑤

溶菌酶溶菌酶是一種能特異性水解細菌胞壁中N-乙酰胞壁酸與N-乙酰氨基葡萄糖之間β-1,4-糖苷鍵的蛋白酶，可以將高分子質(zhì)量胞壁蛋白水解成低分子量胞肽。這會導(dǎo)致細胞壁穿孔并使細菌細胞膜溶解，進而使細菌裂解死亡。溶菌酶是宿主重要的先天防御因子，大量存在于上皮分泌物和吞噬細胞中，通過抗菌肽活性和肽聚糖水解活性發(fā)揮殺菌作用。優(yōu)勢：溶菌酶具有天然無毒優(yōu)勢，其安全性已被WHO（世界動物衛(wèi)生組織）、FAO（聯(lián)合國糧農(nóng)組織）認可，能有效抗菌，改善動物的免疫水平和生長性能，同時在水產(chǎn)品中具有防腐功能。不足：溶菌酶提取成本較高，保存、運輸條件嚴格，活性具有條件偏好，其在飼料行業(yè)中還未大規(guī)模普及。⑥

有機酸有機酸是酸性有機化合物的統(tǒng)稱，能夠降低胃腸道的pH值，對大腸桿菌、沙門氏菌、葡萄球菌和梭菌等起到抑菌殺菌作用，還可以調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，促進生長和消化吸收。其積極作用可歸因于多種因素：1）非解離有機酸的抗菌活性；2)降低食糜的pH值，特別是在胃中，幫助蛋白質(zhì)消化；3)降低胃排空率；4)刺激小腸內(nèi)酶（胰酶）的排泄和活性。優(yōu)勢：有機酸因其抗菌活性而在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，可導(dǎo)致胃腸道pH值降低，有利于喜酸有益菌生長，對于預(yù)防消化類疾病有積極作用。不足：有機酸使腸胃pH降低可能會影響動物采食，其有效性可能會受到十二指腸新陳代謝的限制，且有效吸收的含量降低會影響其調(diào)節(jié)腸道菌群的能力。⑦

中草藥中草藥是以傳統(tǒng)中醫(yī)、中獸醫(yī)為基礎(chǔ)，通過科學(xué)使用飼喂來促進動物生長發(fā)育，增強畜禽免疫力、抗菌抗病毒能力、抗環(huán)境應(yīng)激能力。優(yōu)勢：中草藥作為中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)，其有效性得到長時間的驗證，可以作為改善動物免疫力物質(zhì)長期攝入，不具有殘留危險，也不會產(chǎn)生耐藥性。不足：中草藥種類多，作用機制復(fù)雜，炮制或處理方法多變，其藥效受藥材品質(zhì)的影響較大，需要對藥材的質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)范進行嚴格把控。⑧

酶制劑酶制劑是具有催化功能的生物制品的統(tǒng)稱，可以分為單一酶制劑和復(fù)合酶制劑，主要通過分解飼料中植物細胞壁，補充自身消化酶不足，以及消除單寧、大豆苷元、植酸、NSP和多酚等成分，來有效提高畜禽的飼料轉(zhuǎn)化效率和生產(chǎn)性能。優(yōu)勢：酶制劑高效專一，無化學(xué)污染，可以直接消化飼料或降低飼料中的黏性，增加飼料利用率，同時可產(chǎn)生功能性的低聚糖，改善腸道菌群。不足：酶制劑使用時需要加入合適的益生菌，才能發(fā)揮最大優(yōu)勢。此外，對于反芻動物使用效果不佳，因瘤胃環(huán)境易使酶制劑失活。⑨

微量元素

微量元素是指在人體中含量低于人體質(zhì)量0.005%～0.01%的化學(xué)元素，分為無機微量元素和有機微量元素，其無法通過生命機體自我產(chǎn)生或合成，主要通過外部攝入，直接或間接參與機體內(nèi)酶和激素的生理作用。優(yōu)勢：微量元素的補充能有效改善畜禽生產(chǎn)性能和免疫力，改善畜禽產(chǎn)品（肉、蛋、奶等）質(zhì)量，具有特殊優(yōu)勢。不足：微量元素對含量和質(zhì)量要求較高。無機微量元素的吸收率和利用率并不高，容易吸濕返潮、結(jié)塊氧化，且含有大量重金屬雜質(zhì)，易造成污染。有機微量元素生產(chǎn)成本高，目前主要在仔畜類和母畜類飼料中添加使用。⑩

寡糖天然低聚糖是一類碳水化合物聚合物，通常由2～10個單糖通過糖苷鍵連接組成。寡糖可以破壞細胞壁生物合成、干擾細菌蛋白翻譯，達到殺菌抑菌功效，還可以促進益生菌生長，調(diào)節(jié)腸道菌群，改善腸道黏膜結(jié)構(gòu)和功能、保護腸道結(jié)構(gòu)的完整性，調(diào)節(jié)免疫力，有助于畜禽的生長發(fā)育。優(yōu)勢：寡糖不僅有抗菌效果還具有益生元的效果，且在消化道內(nèi)具有一定的穩(wěn)定性，更容易大規(guī)模添加于飼料當(dāng)中。不足：寡糖的抗菌作用機制和生產(chǎn)工藝還有待深入研究，其高成本需要通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝來擴大應(yīng)用規(guī)模。3.

總結(jié)與展望畜禽養(yǎng)殖中可選擇利用的替抗產(chǎn)品多種多樣、特點不一。對于不同的畜禽動物之間、同種動物的不同生長階段，替抗產(chǎn)品所體現(xiàn)出的促生長和免疫調(diào)節(jié)效果均存在一定差異。因此，各養(yǎng)殖場在實際生產(chǎn)中需要重視替抗方案的制定，對替抗產(chǎn)品做好調(diào)研和評估，做到結(jié)合實際，遵循“一場一策”的理念，客觀分析，科學(xué)判斷，因地制宜地選擇針對性強、獲益性高的替抗產(chǎn)品。替抗產(chǎn)品的研發(fā)和實踐還面臨諸多問題，其在畜禽養(yǎng)殖中規(guī)模化推廣應(yīng)用之路任重而道遠。如何落實禁抗令這一舉措，深度開發(fā)替抗產(chǎn)品的應(yīng)用價值，這需要國家政府、畜禽養(yǎng)殖企業(yè)、相關(guān)從業(yè)研究人員做好以下幾點：（1）需要利用科學(xué)研究來確定替抗