李艷芳,劉 凡
(1.河南廣電計(jì)量檢測(cè)有限公司,河南 鄭州 450001;2.河南省動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所)
近幾年來,食品安全問題受到全社會(huì)的高度關(guān)注,迫使人們對(duì)食品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)更加關(guān)注。而飼料產(chǎn)業(yè)作為畜禽產(chǎn)品的上游產(chǎn)業(yè),一直都是質(zhì)量安全監(jiān)控的重要對(duì)象,尤其是添加劑的使用??股匾蚱錃埩魡栴}、抗藥性問題,近些年來一直被詬病,同時(shí),尋找抗生素替代品的呼聲也越來越強(qiáng)烈。筆者對(duì)目前常用的一些抗生素替代品做一簡(jiǎn)單介紹,希望對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有指導(dǎo)意義。
中草藥中除含有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素、礦物質(zhì)、微量元素等營(yíng)養(yǎng)成分外,還含有多種活性成分,如生物堿、苷類、香豆素、木質(zhì)素、黃酮、強(qiáng)心苷、皂苷及萜類等。中草藥作為飼料添加劑在動(dòng)物生產(chǎn)中能夠發(fā)揮重要作用。
1.1.1 營(yíng)養(yǎng)作用
如上所述,中草藥中除含有六大營(yíng)養(yǎng)素植物,還具有多種活性成分,能夠?yàn)閯?dòng)物機(jī)體提供大量的營(yíng)養(yǎng)成分,促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育,提供產(chǎn)品質(zhì)量。
1.1.2 增強(qiáng)免疫作用
刺五加、黃芪、甜瓜蒂、黨參、淫羊藿、當(dāng)歸、穿心蓮等中草藥中的多糖、有機(jī)酸、生物堿、皂苷等有效成分能夠提高動(dòng)物機(jī)體的特異性和非特異性免疫功能,提高動(dòng)物的抗病能力,同時(shí)還能避免西藥類免疫預(yù)防劑對(duì)動(dòng)物機(jī)體的副作用等弊端[1]。
1.1.3 抗應(yīng)激作用
某些中草藥能夠有效提高機(jī)體的防御能力,同時(shí)緩解環(huán)境惡性刺激(熱、寒、驚嚇和疲勞等)。
1.1.4 抗菌作用
多種中草藥中含有抑菌因子,能夠減少有害微生物在動(dòng)物體內(nèi)的生長(zhǎng)繁殖,有效調(diào)節(jié)腸道菌群生長(zhǎng),保護(hù)動(dòng)物的生命健康。其作用機(jī)理與抗生素不同,更安全,更可靠。
1.1.5 維生素樣作用
雖然某些中草藥中不含維生素,但仍然能夠發(fā)揮某種維生素的功效,這是因?yàn)橹胁菟幹械亩喾N有效成分具有類維生素作用,具有VA的作用;當(dāng)歸、川芎具有VE的作用[2]。
近年來,中草藥飼料添加劑在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用的報(bào)道較多,這里僅舉幾例。孫曉萍等在奶牛日糧中添加中草藥飼料添加劑,結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)奶量提高12.67%~17.26%,乳脂率提高了5.2%~7.0%,并且其口感也有較大改善[3]。張先勤等(2002)通過試驗(yàn)也證實(shí),中草藥飼料添加劑能明顯改善生長(zhǎng)肥育豬的胴體品質(zhì)及肉質(zhì),能夠明顯提高瘦肉率,降低脂肪率,增加眼肌面積,使肉品風(fēng)味大大改善[4]。
目前中草藥飼料添加劑在使用過程中主要存在以下問題:原因是中草藥藥效成分復(fù)雜,藥效易受原料產(chǎn)地和收獲季節(jié)等因素的影響。因其添加量較大(5%~20%)。與西藥相比,其使用效果及安全性缺乏科學(xué)性。
微生態(tài)制劑是指在微生態(tài)理論指導(dǎo)下,利用對(duì)宿主有益的活的正常微生物或正常微生物促生長(zhǎng)物質(zhì),經(jīng)培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥等特殊工藝制成的用于動(dòng)物的生物制劑或活菌制劑。我國(guó)農(nóng)業(yè)部(1999)公布的微生態(tài)添加劑使用菌種有12個(gè):包括干酪乳桿菌、嗜酸性乳桿菌、乳鏈球菌、糞鏈球菌、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌等。
微生態(tài)制劑進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后能夠促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)繁殖,形成優(yōu)勢(shì)菌群,維護(hù)腸道內(nèi)微生態(tài)平衡。另外,微生態(tài)制劑可通過細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激宿主免疫細(xì)胞,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,能夠提高抗體免疫力和巨噬細(xì)胞的活性,從而增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗病力。有關(guān)試驗(yàn)報(bào)道,給無菌仔豬口服嗜酸乳桿菌可引起白細(xì)胞和血清總蛋白(主要是球蛋白)濃度的提高,從而提高其免疫力。通過用益生菌制劑對(duì)母豬和仔豬進(jìn)行飼喂試驗(yàn)來研究其對(duì)免疫系統(tǒng)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)益生菌能夠增強(qiáng)腸道上皮細(xì)胞的功能及活性,表明益生菌能增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。有些有益菌的代謝產(chǎn)物中具有多種消化酶,可以與動(dòng)物本身的酶發(fā)揮協(xié)同作用,有效降解飼料組分,提高動(dòng)物對(duì)飼料的利用率。趙京楊等[5]報(bào)道,使用含乳酸桿菌、酵母菌、芽孢桿菌和白地霉菌等活菌的液態(tài)益生素飼喂仔豬,添加組日增重比對(duì)照組提高11.42%,腹瀉率降低37.52%,同時(shí)血清中超氧化物歧化酶的活性與對(duì)照組相比增加35%。易力等研究發(fā)現(xiàn),用不同的微生態(tài)制劑飼喂仔雞均能促進(jìn)免疫器官的生長(zhǎng)發(fā)育,提高免疫器官指數(shù),降低料肉比[6]。
當(dāng)前微生態(tài)制劑的使用所面臨的主要問題有:生產(chǎn)工藝復(fù)雜,發(fā)酵生產(chǎn)難度大且易受加工儲(chǔ)藏中的高溫、氧氣等因素的影響;某些抗生素的使用會(huì)降低其活力;菌源雜,其產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一。
將生物體內(nèi)產(chǎn)生的酶經(jīng)過特定加工生產(chǎn)的產(chǎn)品就是酶制劑,細(xì)菌和真菌等微生物是各種酶制劑的主要來源。酶主要分為單一酶制劑和復(fù)合酶制劑兩大類,后者較多。其中較為常用的有纖維素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、蛋白酶、淀粉酶、果膠酶和植酸酶等。在飼料中添加酶制劑可以補(bǔ)充動(dòng)物本身酶制劑的不足,能夠加速底物的分解,消除抗?fàn)I養(yǎng)因子,從而促進(jìn)畜禽對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素吸收利用。另外某些酶還具有較強(qiáng)的殺菌作用,如:溶菌酶可消滅進(jìn)入體內(nèi)的某些病原體,促進(jìn)胃腸道菌群的穩(wěn)態(tài),提高抗病能力。如今酶制劑已廣泛應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)。有關(guān)試驗(yàn)報(bào)道,β-葡聚糖酶可使肉仔雞的采食量、養(yǎng)分消化率、體增重和飼料轉(zhuǎn)化率等生產(chǎn)指標(biāo)相應(yīng)提高。植酸酶不僅能夠分解植酸,還能消除植酸與蛋白質(zhì)以及2價(jià)金屬離子的螯合作用,提高蛋白質(zhì)和部分微量元素尤其是磷的利用率。有關(guān)研究表明,在小麥為基礎(chǔ)日糧的飼料中添加木聚糖酶可使蛋雞平均產(chǎn)蛋率提高6.17%,平均蛋重提高5.24%,料蛋比降低11.3%。在豬飼料中添加復(fù)合酶制劑能顯著提高能量、干物質(zhì)、蛋白質(zhì)和粗纖維的消化率,從而提高生長(zhǎng)豬的日增重和降低料肉比。
試驗(yàn)證明:添加酶制劑可以提高動(dòng)物生產(chǎn)性能,但由于其易失活的特點(diǎn),給生產(chǎn)工藝帶來很大的困難。另外,其應(yīng)用效果受產(chǎn)品質(zhì)量、動(dòng)物因素(品種和健康狀況等)和環(huán)境條件等多種因素的影響,對(duì)其評(píng)價(jià)效果較難統(tǒng)一。
酸化劑能夠在動(dòng)物胃腸道等消化系統(tǒng)中發(fā)揮抑菌、調(diào)節(jié)作用從而改善動(dòng)物的機(jī)體性能。目前常用的飼料酸化劑主要分為3類:①有機(jī)酸:檸檬酸、乳酸、延胡索酸、甲酸、乙酸、丙酸等及其鹽類。此外還有蘋果酸、琥珀酸、山梨酸等。有機(jī)酸風(fēng)味良好,具有較好的適口性,但成本較高。②無機(jī)酸化劑:硫酸、鹽酸和磷酸,其酸性較強(qiáng),成本低。③復(fù)合酸化劑:該酸化劑是指將無機(jī)酸和有機(jī)酸按一定比例配合而成的試劑。其緩沖效果良好,能迅速調(diào)節(jié)pH,可提高飼料利用率,減少動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)性腹瀉。因其成本介于兩者之間,效果較好,目前使用較多。
飼用酸化劑進(jìn)入動(dòng)物機(jī)體后主要發(fā)揮兩方面的作用。一方面,部分酸化劑具有抑菌、排毒作用。這類酸化劑進(jìn)入機(jī)體后能夠抑制殺滅有害病原菌,促進(jìn)有益菌的增殖,調(diào)節(jié)胃腸道,從而促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。某些酸化劑還可減少腸道微生物有害代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生,如:氨氣和多胺類物質(zhì)釋放,從而改善消化道的內(nèi)環(huán)境。另一方面,有些酸化劑還能直接參與機(jī)體代謝,如:延胡索酸和檸檬酸能夠參與體內(nèi)的三羧酸循環(huán)反應(yīng),生成乳酸,并通過糖異生作用釋放能量。還可以與Ca、Fe、Zn和Mg礦物元素發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)等,促進(jìn)其在體內(nèi)的吸收和利用。同時(shí),酸性環(huán)境也有利于VA和VD的吸收,增強(qiáng)免疫機(jī)能,緩解應(yīng)激。
有關(guān)專家在研究酸化劑對(duì)感染雞沙門(氏)菌雛雞作用時(shí)發(fā)現(xiàn),酸化劑可以有效防止沙門氏菌對(duì)雞的心、肝、肺、脾、腎等的損傷,并可有效防止腸內(nèi)出現(xiàn)退行性炎癥變化。早期斷奶會(huì)對(duì)仔豬造成很大的傷害,極易造成胃腸道微生態(tài)失衡,引起胃腸道生理功能紊亂。有關(guān)試驗(yàn)報(bào)道,仔豬斷奶后2d,回腸中乳酸桿菌數(shù)量急劇減少,幾乎為零,而大腸桿菌數(shù)量顯著增加,并與回腸內(nèi)容物的pH增加呈正相關(guān)。添加酸化劑不僅可以提高仔豬免疫力、降低腹瀉率,還能增加仔豬日增重、提高飼料利用率。目前關(guān)于無機(jī)酸化劑的應(yīng)用報(bào)道比較少,研究表明磷酸相對(duì)于硫酸和鹽酸具有較好的效果[7]。
酸化劑使用存在的問題:酸化劑添加劑已被其他堿性物質(zhì)中和,失去酸化效果;酸化劑在胃中釋放,會(huì)降低pH,影響消化酶的活性。
1.5.1 抗菌肽
抗菌肽是生物體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生的一種具有強(qiáng)抗菌作用的多肽類物質(zhì),是生物體為保護(hù)自我,抵抗外界病原菌侵染而發(fā)生的一系列免疫反應(yīng)的產(chǎn)物。其相對(duì)分子質(zhì)量小,性能穩(wěn)定。大量研究表明抗菌肽具有較強(qiáng)的廣譜抗菌能力,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌及陰性菌均有殺傷作用。研究發(fā)現(xiàn)抗菌肽分子構(gòu)型中有一個(gè)共同的特征:兩親性,作用機(jī)理不同于抗生素,主要通過改變細(xì)胞膜的通透性破壞其屏障,從而達(dá)到抗菌作用??咕木哂袀鹘y(tǒng)抗生素?zé)o法比擬的優(yōu)越性,研究表明抗菌肽可促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),提高動(dòng)物抗病能力,不容易產(chǎn)生耐藥性。用抗菌肽制劑替代抗生素應(yīng)用在斷奶仔豬日糧中發(fā)現(xiàn),對(duì)仔豬腹瀉有較好的治療效果,且對(duì)仔豬增重?zé)o不良影響?;蚬こ碳夹g(shù)的發(fā)展,使得抗菌肽成為新一代肽類抗菌藥的來源,顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。
1.5.2 卵黃抗體
卵黃抗體是通過高免母禽得到的不同質(zhì)量濃度、活性和功能的禽蛋中免疫球蛋白的總稱,主要是IgY,而IgA、IgD和IgM含量極少。研究表明卵黃抗體具有產(chǎn)量高、性能穩(wěn)定、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。其使用功效已在畜牧業(yè)中得到了證實(shí):在動(dòng)物日糧中添加卵黃抗體,有利于提高動(dòng)物的免疫機(jī)能,維護(hù)動(dòng)物的生命健康,改善動(dòng)物的生產(chǎn)性能。
1.5.3 寡糖及多糖
寡糖由于其本身結(jié)構(gòu)的特殊性,能夠進(jìn)入消化道后段而不被單胃動(dòng)物自身分泌的消化酶所分解,從而作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被雙歧桿菌、乳酸桿菌和鏈球菌等有益菌吸收利用,而不被大腸桿菌和沙門氏菌等致病菌利用,選擇性促進(jìn)有益菌的優(yōu)先繁殖,形成優(yōu)勢(shì)菌群,維護(hù)腸道微生態(tài)平衡。同時(shí)寡糖發(fā)酵產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會(huì)降低整個(gè)腸道的pH,能夠抑制外源致病菌和腸內(nèi)固有腐敗菌的生長(zhǎng),從而發(fā)揮正常腸道菌群在屏障、營(yíng)養(yǎng)和免疫上的功能。
多糖是生物體內(nèi)普遍存在的一類生物大分子,目前多項(xiàng)研究表明具有廣泛的生理功能。多糖進(jìn)入機(jī)體后可促進(jìn)、干擾素、多種細(xì)胞因子、白細(xì)胞介素等的生成,另外還能激活巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、自然殺傷(NK)細(xì)胞和補(bǔ)體系統(tǒng);通過與淋巴細(xì)胞表面cR3結(jié)合而發(fā)揮作用,影響細(xì)胞內(nèi)Ca2+、cAMP、cGMP、NO和PGE2等第二信使的表達(dá),并可促進(jìn)細(xì)胞因子基因的表達(dá)。迄今為止,已開發(fā)出黃芪多糖、酵母多糖等多種飼料添加劑,在增強(qiáng)畜禽機(jī)體免疫、抵抗疾病、提高生產(chǎn)性能方面取得了顯著的效果。
除了上述提到的幾種常用的替代品外,目前正在研究的還有糖萜素、噬菌體、植物黃酮、溶菌酶和病毒源裂解素等。這些物質(zhì)也被認(rèn)為具有很大的潛力,尤其是病毒源裂解素被認(rèn)為是未來最有前途的抗生素替代品。
抗生素替代品的發(fā)展已成為不可阻擋的趨勢(shì),但其發(fā)展的過程并非一帆風(fēng)順。目前現(xiàn)有的飼用抗生素替代品仍然存在許多不足,尤其是單純使用一種替代品的效果與使用抗生素的效果還有相當(dāng)差距。今后除了要開發(fā)新的抗生素替代品以外,還要不斷完善生產(chǎn)工藝,研究幾種替代品的聯(lián)合使用,以求獲得理想的效果。
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