常用飼用抗生素替代物研究進展

■姚蒙蒙 李仲玄 王曉冰 張日俊

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)飼料生物技術(shù)實驗室動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京 100193)

畜牧生產(chǎn)大量使用抗生素，造成耐藥菌株出現(xiàn)，據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計，全球每年約有70萬人死于“超級細菌”等耐藥菌感染，23萬新生兒因此夭折，如不采取有效措施，到2050 年死亡人數(shù)可能超千萬。所以研發(fā)安全、高效的新型抗生素替代物用于畜牧生產(chǎn)是大勢所趨。目前常用的飼用抗生素替代物有益生菌、抗菌肽、植物提取物、酸化劑、寡糖、酶制劑、溶菌酶、噬菌體等。

1 益生菌

1989 年Fuller 把益生菌定義為能夠促進腸內(nèi)菌群生態(tài)平衡，對宿主起有益作用的活微生物制劑。李軍訓(xùn)等[1]將益生菌分為乳酸菌類益生菌和非乳酸菌類益生菌，并總結(jié)了益生菌具有血脂、血壓、血糖、免疫調(diào)節(jié)和抗過敏的作用。目前常用的益生菌菌種有雙歧桿菌、乳酸桿菌和一些鏈球菌[2]。姚軼穎[3]研究發(fā)現(xiàn)在日糧中添加主要成分是納豆芽孢桿菌、乳酸菌、光合菌、酵母菌的益生菌添加劑，能夠有效降低豬腹瀉率，提高保育豬平均日增重。呼紅梅等[4]試驗表明在杜長大商品豬飼糧中添加益生菌不僅可提高試驗豬的日增重，顯著提高肌肉的持水能力，提升豬肉品質(zhì)，還能降低飼料成本。Zhang 等[5]在育肥豬基礎(chǔ)日糧中添加1.0×109cfu/kg 的屎腸球菌使育肥豬回腸和糞便中的乳酸桿菌數(shù)量顯著增加，大腸桿菌數(shù)量顯著降低。秦康樂等[6]研究表明復(fù)合益生菌能夠顯著提高肉仔雞的生長性能，降低飼料成本，降低死亡率，同時對生長期肉仔雞的小腸形態(tài)有一定影響。李秋粉[7]研究表明飼糧中添加嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌和糞腸球菌組成的復(fù)合益生菌能夠緩解肉雞熱應(yīng)激21 d 損傷,降低血清內(nèi)毒素和促炎細胞因子水平，修復(fù)腸道屏障。陳曉帥等[8]試驗表明添加復(fù)合益生菌改善了乳鴿的生長性能、屠宰性能、免疫器官指數(shù)和血清生化指標(biāo)。

2 抗菌肽

抗菌肽是具有強抗菌作用的多肽類物質(zhì)，抗菌肽具有抗菌譜廣、免疫功能、促生長、不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點在畜牧生產(chǎn)中有著廣闊的應(yīng)用前景[9-10]。穆洋[11]以不同天蠶素類抗菌肽制劑為試驗材料，對AA 肉仔雞的血清生化指標(biāo)、腸道微生物、免疫及抗氧化指標(biāo)進行測定，結(jié)果表明抗菌肽均能提高日增重，降低料重比，提高屠宰性能并降低腹脂率，提高腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量，降低大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量，還能提高AA 肉雞免疫器官指數(shù)，增強免疫，不同程度地降低血清MDA 含量，提高血清中CAT 的濃度，增強抗氧化能力。劉紅健等[12]在母豬預(yù)產(chǎn)期前30 d 在飼料中添加0.3%抗菌肽，降低了仔豬死胎率、木乃伊胎率，提高了初生成活率、初生平均頭重、窩平均存活數(shù)、斷奶成活率、斷奶平均頭重、平均凈增重。

3 植物提取物

目前，植物抗氧化研究大多集中在中草藥、香辛料、蔬菜、水果、植物飲品和谷物，植物提取物的抗氧化活性成分主要有多酚類、維生素類、生物堿類、皂苷類、多糖類、多肽類等[13]。植物提取物飼料添加劑具有促生長，抗氧化[14]、抗菌、抗病毒，改善腸道健康[15]的生物學(xué)活性[16]。例如植物提取物可提高反芻動物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，提高生產(chǎn)性能，并能減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生[17]。呂明其等[18]研究表明飼糧中添加兩組植物提取物復(fù)合物提高了血清中免疫球蛋白IgM、補體C3、C4 以及細胞因子IL-2、IL-6、IFN-γ的含量,表明其能夠改善斷奶仔豬應(yīng)激產(chǎn)生的免疫機能下降，有效提高免疫力。Wang 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在母豬整個繁殖周期添加植物提取物大茴香粉可顯著提高母豬泌乳期的泌乳量及仔豬日增重和斷奶均重。

4 酸化劑

酸化劑分為有機、無機、復(fù)合酸化劑，具有提高日糧的酸度值和酶的活性，促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收等作用[20]。研究發(fā)現(xiàn)在蛋雞日糧中添加酸化劑能夠提高蛋雞的生產(chǎn)性能，提高蛋品質(zhì)[21-22]。彭燕等[23]在母豬飼料中添加不同水平酸化劑能夠提高母豬的采食量，促進仔豬生長。張婧婧等[24]比較了微囊型酸化劑和吸附型酸化劑，試驗發(fā)現(xiàn)均能改善母豬的生產(chǎn)性能和腸道菌群結(jié)構(gòu)，但是微囊型酸化劑影響更明顯。有機酸能夠降低豬沙門氏菌感染率，減少沙門氏菌在豬群中的傳播，栗敏等[25]試驗結(jié)果顯示, 日糧中添加1 250 mg/kg 代謝有機酸可促進生長育肥豬體內(nèi)蛋白質(zhì)沉積，進而提高其生長性能。

5 寡糖

寡糖又稱低聚糖，為兩個或兩個以上(一般指2～10 個)單糖以糖苷鍵相連形成的具有直鏈或支鏈的低糖類的總稱，有耐高溫、穩(wěn)定、無毒等理化性質(zhì)[26]。目前用于食品、飼料添加劑主要是功能性寡糖,包括大豆寡糖、果寡糖、低聚木糖、殼寡糖、甘露寡糖和半乳寡糖等。具有改善消化道微生物菌群結(jié)構(gòu)，提高機體免疫力，促進消化道發(fā)育，增強動物消化吸收能力[27-28]。例如Yang 等[29]以斷奶仔豬為研究對象，研究了飼糧中添加400 mg/kg 或600 mg/kg 的殼聚糖能夠促進仔豬生長，改善腸道屏障功能，增加雙歧桿菌和乳酸菌的數(shù)量，降低斷奶仔豬盲腸中的金黃色葡萄球菌。柒啟恩等[30]研究表明了圍產(chǎn)期母豬飼糧中添加殼聚糖能夠改善母豬腸道健康,一定程度上提高產(chǎn)活仔數(shù),顯著增強母豬及初生仔豬的免疫功能。Hasunuma 等[31]研究發(fā)現(xiàn),在荷斯坦?fàn)倥Ｈ占Z中飼喂纖維低聚寡糖可顯著提高犢牛的日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率。在家禽上也有很好的應(yīng)用效果，白潔等[32]以愛拔益加(AA)雄性肉雞為研究對象，添加100 mg/kg 殼寡糖(COS)能夠提高肉雞的抗氧化性能和雞肉品質(zhì)。武威等[33]以肉仔雞為研究對象，發(fā)現(xiàn)在日糧中添加甘露寡糖能夠提高肉雞的免疫力和抗氧化力。

6 酶制劑

飼用酶制劑品種很多，可分為單酶制劑和復(fù)合酶制劑兩類。單酶制劑又可分為消化酶(淀粉酶、蛋白酶等)和非消化酶(纖維素酶、果膠酶等)兩大類[34]。酶制劑提高營養(yǎng)消化具有提高動物生產(chǎn)性能和減排環(huán)保雙重價值，促進腸道健康[35]，周傳鳳等[36]研究發(fā)現(xiàn)在肉雞小麥-雜粕型飼糧中添加1 500～2 500 mg/kg由木聚糖酶、纖維素酶、β-葡聚糖酶、植酸酶組成的復(fù)合酶制劑肉雞生產(chǎn)性能效果最好。雖然木聚糖酶在豬日糧中的應(yīng)用效果普遍沒有在家禽日糧中效果顯著，但是對豬的生長性能、消化系統(tǒng)、養(yǎng)分利用都有積極作用[37]。

7 溶菌酶

溶菌酶是一種糖苷水解酶, 因其具有溶菌作用,故命名為溶菌酶。溶菌酶是生物組織中廣泛存在的一種無毒的小分子堿性蛋白酶,主要催化細菌骨架物質(zhì)——肽聚糖的降解，導(dǎo)致細菌裂解死亡[38]。溶菌酶具有抑菌、抗炎、抗氧化、抗病毒、提高機體免疫力的作用[39-42]。在畜禽上應(yīng)用可以提高生長性能，降低生產(chǎn)成本[43]。吳漢東[44]研究表明飼料中添加溶菌酶能顯著提高生長育肥豬的生產(chǎn)性能、胴體品質(zhì)及肉質(zhì)特性。Nyachoti等[45]使用大腸桿菌埃希氏菌的致病性血清型菌株K88對斷奶仔豬進行攻毒，并口服溶菌酶溶液，發(fā)現(xiàn)腸道生長狀況良好，腸黏膜上炎性因子減少，表明溶菌酶具有抗炎調(diào)節(jié)腸道健康的作用。楊榮芳[46]研究添加溶菌酶對蛋雞產(chǎn)蛋性能和蛋品質(zhì)的影響,篩選出蛋雞日糧添加溶菌酶的最佳劑量為15 mg/kg，此時平均蛋重、產(chǎn)蛋率與對照組相比顯著提高，料蛋比顯著降低。表明日糧中添加溶菌酶可以改善蛋雞生產(chǎn)性能。

8 噬菌體

噬菌體是感染細菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒，侵入細菌細胞內(nèi)并產(chǎn)生酶破壞細胞壁從而裂解細菌[47]。因此噬菌體具有殺菌，感染并裂解細菌的功能，與抗生素相比，噬菌體制劑具有特異性強、自我增殖快、研發(fā)時間短等優(yōu)點，而且研究認(rèn)為噬菌體不會感染人體細胞，它們作抗菌劑使用不會產(chǎn)生明顯的副作用和毒理作用，也不會破壞機體的正常菌群、引發(fā)嚴(yán)重的內(nèi)毒素血癥[48]。所以在人類醫(yī)學(xué)和動物疾病防治、水產(chǎn)養(yǎng)殖有重要作用[49]。盧國民等[50]將大腸桿菌噬菌體通過飲水給肉雞服用，收集糞便,測定糞便中大腸菌群、細菌總數(shù)，結(jié)果表明，大腸桿菌噬菌體可引起肉雞腸道中大腸桿菌菌群數(shù)和細菌總數(shù)的顯著減少。用噬菌體治療對蝦發(fā)光病效果顯著優(yōu)于抗生素。例如，Karunasagar 等[51]研究表明注射兩種噬菌體的對蝦存活率均高于80%，而注射氧四環(huán)素和卡那霉素的對蝦存活率為68%和65%；Vinod 等[52]研究發(fā)現(xiàn)17 d 后噬菌體治療組對蝦平均存活率高達86%,高于抗生素治療組40%的存活率。

9 展望

開發(fā)綠色安全高效的抗生素替代物一直是研究人員的熱點，因為這是一件關(guān)乎于人類健康和環(huán)境控制的大事，所以尋找合適的飼用抗生素替代物具有深遠的意義，應(yīng)用前景非常廣闊。