替代抗生素添加劑在斷奶仔豬上應(yīng)用效果及機制

胡睿智 賀建華

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院 長沙 410128）

仔豬的斷奶綜合癥會造成仔豬腹瀉，免疫力降低，生長緩慢，嚴重影響其經(jīng)濟效益，傳統(tǒng)依靠抗生素治療會使動物機體產(chǎn)生耐藥性，對環(huán)境也會有巨大的污染。而目前，“全面禁抗”時代馬上將要來臨，對于早期斷奶仔豬的斷奶綜合癥急需新型有效的替代抗生素產(chǎn)品。新型無污染的替抗型添加劑成為研究新熱點。

1 斷奶對仔豬的影響

新生仔豬沒有免疫能力，其免疫能力主要依靠從母乳中吸收免疫球蛋白。仔豬自身免疫能力需要到6周齡才能逐漸完善，此時主要依靠于從母乳中得到的被動免疫。因此早期斷奶會使仔豬免疫力下降。而由母乳傳化為采食固體飼料過程中會使得仔豬腸道形態(tài)受損，主要表現(xiàn)為：腸道絨毛變短，隱窩深度增加，腸道屏障功能損傷，使得仔豬消化能力，腸道免疫力下降。這種轉(zhuǎn)變還引起仔豬胃酸分泌功能減弱，使得胃腸道ph值升高。造成消化道內(nèi)消化酶活性降低。使得腸道更易受到有害微生物侵害，不利于有益菌群的增殖。因此斷奶會造成仔豬生長緩慢，免疫力低下，腹瀉等多種問題。而斷奶日齡越早,仔豬恢復(fù)時間越長。

2 替代抗生素添加劑

酸化劑早在1963年就有乳酸在仔豬中應(yīng)用報道，經(jīng)過50余年的發(fā)展研究，飼料酸化劑從無極酸化劑發(fā)展到有機酸化劑，從單一酸化劑到復(fù)合酸化劑。不同于抗生素會產(chǎn)生耐藥性，會隨糞便排放殘留，有機酸可以被動物機體吸收某些能直接參與體內(nèi)物質(zhì)代謝（檸檬酸、乳酸、富馬酸）還可以作為營養(yǎng)物質(zhì)為動物機體提供能量 （脂肪酸），而有機酸鹽如二甲酸鉀、丁酸鈉、乳酸鈣等均為簡單有機酸衍生物其毒性水平低或無毒性，在仔豬體內(nèi)易分解，是一種環(huán)保型添加劑。

2.1.1 酸化劑作用機理

酸化劑能通過提高日糧系酸力，降低仔豬消化道內(nèi)ph值。酸化劑能通過降低仔豬腸道ph值來提高消化酶活性。而維持較低消化道ph值是維持消化酶活性的一個重要因素。較低的ph值也能促進胃內(nèi)其他多種消化酶活性，提高仔豬消化能力。維持低ph值能減少腸道有害微生物數(shù)量。大多數(shù)有害微生物生產(chǎn)的適宜ph為中性，如大腸桿菌、葡萄球菌和梭狀芽孢桿菌在仔豬腸道中的最適ph值分別為6.0-8.0，在ph值小于4.0時大量失活，而乳酸桿菌等有益菌則適宜在酸性環(huán)境中生長。有機酸可以通過破壞病菌的細胞膜，達到干擾病菌酶的合成，進而影響病菌 DNA的復(fù)制。

日糧中添加酸化劑能增加腸道內(nèi)總揮發(fā)性脂肪酸含量，從而改善仔豬腸道形態(tài)。中鏈脂肪酸則可直接被腸細胞利用，快速氧化供能，從而維持斷奶仔豬的腸道完整性。VFA（乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等），這些有機酸能夠為仔豬提供能量、起到維持動物腸道健康的作用，丁酸能直接被結(jié)腸上皮細胞吸收利用。

2.1.2 酸化劑應(yīng)用作用

單一酸化劑能起到促生長的效果。高萍等在28日齡斷奶仔0日糧豬中添加不同濃度山梨酸進行為期42天實驗，研究結(jié)果表明，0.2%的添加量能顯著提高斷奶仔豬的體重和平均日增重。馮尚連等在21日齡斷奶仔豬日糧中添加不同濃度的乳酸在為期28天實驗，研究結(jié)果表明，乳酸能顯著提高斷奶仔豬的日增重。李丹丹在28日齡斷奶仔豬日糧中添加丁酸鈉進行為期21天的實驗，研究結(jié)果丁酸鈉可以顯著提高斷奶仔豬的平均日增重，采食量。陳佳力等在28日齡斷奶仔豬日糧中添加苯甲酸進行為期42天實驗，研究結(jié)果表明苯甲酸能顯著提高仔豬的體重、日增重、降低料肉比。

而采用多種酸化劑制成的復(fù)合酸化劑能有較好的替代抗生素效果。朱碧泉等采用3種不同成分的復(fù)合酸化劑替代120mg/kg的硫酸抗敵素在28日齡斷奶仔豬上實驗發(fā)現(xiàn)，三種復(fù)合酸化劑與抗生素斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響均無顯著差異，能替代抗生素。韓慶功等采用由左旋乳酸、富馬酸、丙酸、甲酸、檸檬酸構(gòu)成的復(fù)合型酸化劑與硫酸黏桿菌素10mg/kg+恩拉霉素10mg/kg在28日齡斷奶仔豬上實驗，發(fā)現(xiàn)酸化劑組與抗生素組之間日增重，料肉比無顯著差異。

益生菌是指能夠改善宿主微生態(tài)平衡，提高健康水平和狀態(tài)的活菌制劑及代謝產(chǎn)物。目前家畜上常用的益生菌有枯草芽孢桿菌，干酪乳桿菌，嗜酸乳桿菌，植物乳桿菌，糞腸球菌，釀酒酵母，屎腸球菌等。

2.2.1 益生菌作用機理

益生菌可與病原菌競爭利用腸道食糜內(nèi)的營養(yǎng)成分，競爭腸道上皮與黏膜內(nèi)共同的黏附位點，通過占據(jù)黏附位點抑制病原菌的黏附，競爭性排斥病原菌。益生菌能產(chǎn)生的過氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、含錳假性過氧化氫酶以及硫氧還蛋白還原酶、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶等還原酶提高機體抗氧化能力。益生菌還能產(chǎn)生多種消化酶或提高各種消化酶活性，提高仔豬消化力。益生菌還能分泌VFA為腸道提供能量、降低腸道ph值從而抑制病原微生物的增殖。乳酸桿菌可產(chǎn)生細菌素萵苣苦素B、乳酸菌素27和Helveticin J等通過誘導(dǎo)致病菌細胞膜的通透化，使得致病菌的胞內(nèi)物質(zhì)外漏，進而發(fā)揮殺菌作用。酵母能分泌與細胞生長和分化必需的多胺物質(zhì)，分布在腸道黏膜組織里的多胺物質(zhì)能夠提高腸道上皮細胞增殖速率，進而改善腸道黏膜的組織結(jié)構(gòu)。酪酸梭菌上調(diào)度斷奶仔豬腸上皮緊密連接蛋白基因表達，能降低斷奶仔豬腸道通透性，緩解由斷奶應(yīng)激引起的腸道通透性加大，腹瀉率上升，促進仔豬自身腸道修復(fù)。

2.2.2 益生菌替抗效果

益生菌能改善斷奶仔豬的斷奶應(yīng)激增強生長性能?？h怡涵等發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌，干酪乳桿菌對能降低仔豬腹瀉率。李玉鵬等發(fā)現(xiàn)丁酸梭菌能顯著提高斷奶仔豬日增重，降低料肉比。龐敏等發(fā)現(xiàn)酪酸梭菌能降低斷奶仔豬腹瀉率。張董燕等發(fā)現(xiàn)豬源羅伊氏乳酸桿菌能顯著提高斷奶仔豬日增重，降低料肉比。益生菌替代抗生素效果如表1所示。

酶制劑在我國經(jīng)歷30余年的發(fā)展，作為一只飼料添加劑能起到提高飼料利用率，促進動物生長，防止動物疾病產(chǎn)生的作用。應(yīng)用在早期斷奶仔豬的酶制劑主要分為復(fù)合型酶制劑，單一型酶制劑。單一型酶制劑主要包括葡萄糖氧化酶，植酸酶，溶菌酶，脂肪酶，蛋白酶，木聚糖酶，β-甘露聚糖酶，α-半乳糖苷酶，β-葡聚糖等。

2.3.1 酶制劑作用機理

日糧中添加外源酶能消除抗營養(yǎng)因子對于仔豬的影響提高其生產(chǎn)性能。例如植酸酶可以改善斷奶仔豬改善鈣與磷的消化率。角蛋白酶可以提高仔豬飼料轉(zhuǎn)化效率和對氮的利用效率。α-半乳糖苷酶和木聚糖酶可以提高斷奶仔豬粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗纖維消化率。

酶制劑還能促進小腸粘膜形態(tài)完整作用。葡萄糖氧化酶在腸道中耗氧催化葡萄糖生成葡萄糖酸，可以降低腸道ph值，維持腸道厭氧環(huán)境。β一甘露聚糖酶可以降解豆粕中抗營養(yǎng)因子甘露聚糖為甘露寡糖。甘露寡糖可競爭性地與病原菌結(jié)合,使其無法在腸壁上附植，也是雙歧桿菌和乳酸桿菌等有益菌的營養(yǎng)物質(zhì)，能提高腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量,降低腸道大腸桿菌數(shù)量。溶菌酶能破壞肽聚糖支架，從而使細菌細胞在內(nèi)部滲透壓的作用下脹裂而死，溶菌酶能直接水解革蘭氏陽性菌，抑菌效果顯著。在仔豬上應(yīng)用溶菌酶可以顯著降低仔豬的腹瀉率。

酶制劑還可以提高動物機體抗氧化能力，從而提高機體免疫力。β一甘露聚糖酶能降解玉米一豆粕型日糧中的甘露聚糖為甘露寡糖,而甘露寡糖通過促進體內(nèi)雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的生長代謝,而微生物本身的代謝過程中產(chǎn)生抗氧化酶。葡萄糖氧化酶其分子中含有FAD，在氧化還原反應(yīng)中能清除自由基，過氧化氫酶則能與葡萄糖氧化酶組成氧化還原系統(tǒng)。

2.3.2 酶制劑替抗效果

單獨使用某種酶制劑能起到相對應(yīng)效果如：提高養(yǎng)分消化率，降低腹瀉率等，其替代抗生素效果不明顯，生產(chǎn)上大多采用多種酶制成的復(fù)合型酶制劑。柴建民等采用由β-葡聚糖酶、β-木聚糖酶、β-甘露聚糖、蛋白酶組成的復(fù)合酶制劑與40 mg/kg桿菌肽鋅在28日齡斷奶仔豬上實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)酶制劑與抗生素組日增重，料肉比無顯著差異。周韶等采用復(fù)合酶制劑與100mg/kg喹乙醇在28日齡斷奶仔豬上實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)酶制劑降低了料重比，仔豬腹瀉率，提高養(yǎng)分消化率與抗生素組無顯著差異。

表1 益生菌替代抗生素效果

表2 抗菌肽替代抗生素效果

表3 植物提取物替代抗生素效果

抗菌肽最開始被發(fā)現(xiàn)存在昆蟲體內(nèi)，是一種具有抗菌活性的多肽。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)抗菌肽不僅具有抗菌功能，還具有抗真菌，對寄生蟲和原蟲具有殺傷作用。天然抗菌肽可以從植物、動物、昆蟲、微生物中獲得。

2.4.1 抗菌肽作用機理

抗菌肽具有廣譜抗細菌活性。抗菌肽主要通過物理作用穿透細胞膜，破壞細胞膜完整性，引起細胞內(nèi)容物滲出，發(fā)揮抗菌作用。汪以真等研究發(fā)現(xiàn)抗菌肽對沙門氏菌，大腸桿菌的抑菌效果均好于抗生素。盧俊鑫等添加PR39抗菌肽和天蠶素抗菌肽能顯著降低了盲腸、直腸、結(jié)腸中大腸桿菌數(shù)，提高了盲腸雙歧桿菌數(shù)量。

抗菌肽能提高仔豬免疫能力。李金蓮在日糧中添加1000mg/kg抗菌肽顯著提高斷奶仔豬血清中IgA、IgG和IgM含量。鄺哲師等在日糧中添加PR39抗菌肽能顯著提高斷奶仔豬的免疫指數(shù)。袁威等在日糧中添加復(fù)合抗菌肽能顯著提高斷奶仔豬血清中 IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ 和 TNF-α 含量?？咕哪芴岣咦胸i空腸上皮緊密連接蛋白Claudin-1、Occludin和ZO-1的基因相對表達量，增強腸道上皮屏障功能。

2.4.2 抗菌肽替抗效果

雖然抗菌肽種類多，但由于提取困難等因素。在斷奶仔豬上應(yīng)用比較廣泛的是天蠶素抗菌，也有動物源性抗菌肽的應(yīng)用報道，其替代效果如表2所示。

植物提取物是指通過物理化學(xué)方法從天然植物中提取出的具有生物活性的物質(zhì)，其含有多糖，皂苷，多酚，黃酮，植物精油等多種活性成分，具有抗菌抑菌，抗氧化，抗寄生蟲的功效。在動物生產(chǎn)上具有，無殘留，無污染，易吸收，不會產(chǎn)生耐藥性等特點，是一種優(yōu)良的綠色添加劑。

2.5.1 植物提取物作用機理

植物提取物可以通過增強腸上皮細胞防御功能，荀文娟研究發(fā)現(xiàn)姜黃素可以增加緊密連接閉鎖蛋白occludin、閉鎖小帶蛋白ZO-1mRNA表達量，增加腸黏膜屏障完整性；增強細菌細胞膜通透性，破壞細菌細胞結(jié)構(gòu)，抑制細菌肽聚糖的合成使細菌形態(tài)受損來發(fā)揮其抗菌功能。香芹酚和百里香酚能影響腸黏膜的通透性，并加速腸絨毛表面上皮細胞的更新，減少病原菌黏附腸上皮細胞的機會。

植物提取物還能增強動物機體抗氧化能力，其有效成分如黃酮類物質(zhì)、皂苷物質(zhì)、多酚類物質(zhì)、多糖類物質(zhì)均有較強抗氧化性能，多酚類物質(zhì)、多糖類物質(zhì)能通過釋放親合性很強的氫質(zhì)子或通過電子轉(zhuǎn)移直接給出電子與自由基達到清除自由基的作用。

植物提取物能提高動物機體免疫功能。趙玉蓉研究發(fā)現(xiàn)牛膝多糖能顯著促進斷奶仔豬骨髓抗菌肽 PG-1 mRNA表達，通過調(diào)控斷奶仔豬抗菌肽基因表達來促進機體抗菌，免疫能力。許靜波研究發(fā)現(xiàn)黃芪多糖能增強仔豬血液中嗜中性白細胞數(shù)量，增強動物對進入機體內(nèi)細菌，真菌的吞噬功能。荀文娟研究發(fā)現(xiàn)提高斷奶仔豬血清IgG和IgM水平， 下調(diào)炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α和TLR4 mRNA表達，上調(diào)抗炎因子IL-10 mRNA表達，有效刺激仔豬非特異性免 疫，從而增強機體免疫力。

2.5.2 植物提取物替抗效果

植物提取物具有提高斷奶仔豬的生長性能的作用，能替代抗生素在斷奶仔豬上獲得較好的生長性能。其替代抗生素種類劑量如表3所示。

3 小結(jié)

抗生素添加劑具有十分顯著的促生長和減緩仔豬斷奶應(yīng)激的作用，但由于環(huán)境污染，對動物機體產(chǎn)生抗藥性，機體殘留等問題，綠色替抗產(chǎn)品的開發(fā)已成為當(dāng)下熱點。目前主要的替代抗生素產(chǎn)品主要是酸化劑，酶制劑，益生菌制劑，抗菌肽，植物提取物等。機理上主要通過保護腸道，抑制有害菌增殖，提高機體免疫力，來達到與抗生素相同的時候作用。而在應(yīng)用效果上，復(fù)合型的酸化劑，酶制劑，益生菌制劑的替代抗生素效果要好于單一品種添加，但因為組成成分不一，不同產(chǎn)品間替代抗生素效果并不相同。雖然植物提取物和抗菌肽有著良好的替代抗生素功效，但由于植物提取物和抗菌肽生產(chǎn)工藝和成本的問題，尚不能大規(guī)模商業(yè)化使用。今后研究應(yīng)聚焦于提高產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，加強對替抗產(chǎn)品的作用機制研究，設(shè)計更加合理經(jīng)濟的產(chǎn)品。

參考文獻（略）