生物饲料——抗生素替代物在动物饲养中的作用效果及存在问题_吾谷网

抗生素曾经在畜牧业中发挥了巨大的作用。抗生素工业的兴起极大地促进了畜牧业的发展。尤其是在一些发展中国家,由于饲养环境恶劣,抗生素更常用于畜牧业。然而,大量研究结果表明,抗生素的长期大规模应用将导致有害菌株的耐药性和畜产品中的药物残留。人们食用含有抗生素残留的动物产品后,他们的健康将受到严重威胁。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业生产中应用的呼声越来越高,抗生素替代品的开发更加迫切。

1抗生素替代品及其作用

1.1酶制剂

酶制剂是国内外研究较多、技术成熟、应用效果好的抗生素替代品。酶制剂在国外发展迅速,特别是近年来蛋白质工程、基因工程等新技术在该领域的应用促进了酶制剂的快速发展。中国酶制剂工业起步较晚,但发展迅速。自1965年无锡第一家酶制剂厂成立以来,经过30多年的努力,中国酶制剂产品的质量不断提高。到目前为止,已开发出α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶和植酸酶等数百种产品。

目前,大多数研究者认为酶制剂的作用主要表现在以下几点:1 .补充内源性酶活性的不足,而对幼小动物来说,则存在消化道酶的不足、活性低等问题。酶制剂的加入可以有效弥补酶不足和活性低造成的不良影响。2.减少或消除饲料中的抗营养因素;3.降低消化道食糜的粘度,增加肠壁的有效吸收面积,促进营养物质与消化道粘膜的接触和吸收率;4.改变肠道菌群的分布等。

国内外研究人员认为,在饲料中添加酶制剂可以明显提高动物的日增重、饲料利用率,降低幼畜腹泻率和死亡率。塞林格(1995)报告说,饲用酶制剂可降低仔猪腹泻率80%。张爱玲等人(2001)以0.1%的比例向仔猪日粮中添加了含有蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酶和纤维素酶的复合酶制剂和主要含有木聚糖酶和纤维素酶的复合酶制剂。试验结果表明,与对照组相比,两组的日增重分别提高了12.9% (p <0.05)和7.55% (p > 0.05)。腹泻率分别下降了26.85%和11.26%。饲料酶制剂能有效降低乳糜粘度,提高饲料利用率。韩康正(1996)报道酶制剂可以降低猪肠道乳糜的粘度50% ~ 80%。饲料养分利用率提高,蛋白质消化率提高6.21% ~ 20.5%,吸收率提高21%。王宗培等人(2001年)在生长猪的大麦日粮中添加了非淀粉多糖酶。试验结果表明,大麦等能源饲料的利用率和大麦等能源饲料的添加量均有显着提高。Muyuelin等人(2001年)报告说,在蛋鸡日粮中添加植酸酶提高了有机磷的利用率,可以完全替代无机磷,提高了产蛋性能。酶制剂的添加可以起到体内某些激素的作用。俞涛等人(1996)报道,在以大麦为主的雏鸡日常饮食中添加酶制剂,可以起到促甲状腺激素释放激素(TRH)样的生理作用,促进T3分泌。刘颜强等人(1998年)报告说,酶制剂可以降低血液中胰高血糖素的浓度,增加血液中的生长激素和胰岛素样生长因子(IGF-)。

1.2益生元

益生元也称为益生菌、活菌制剂、益生菌或微生物制剂。益生元的早期概念是培养的活微生物可以改善消化道菌群的平衡,并在进入动物体内时对宿主产生有益的影响。目前的概念是益生元应该进入动物的消化道并在那里生活以产生酶

益生菌通过与消化道中的有害细菌竞争营养来抑制有害微生物的生长。Stars (1993)报道益生菌可以抑制沙门氏菌的生长。贝克休斯(1992)的研究表明益生菌能明显改善消化道环境。石保明等人(2000)在仔猪日粮中添加益生菌。实验表明,仔猪肠道有益菌大量繁殖,内部环境明显改善,肠壁破坏减少,养分利用率提高,腹泻率降低。益生菌可以产生酶,提高动物体内内源酶的活性。一些研究人员认为,大多数芽孢杆菌能产生蛋白酶、淀粉酶、木聚糖奶酪、果胶酶等。Austin等人(2000年)报告称,在仔猪饲料中添加益生菌可以显着提高肠道木聚糖酶、果胶酶、蛋白酶和淀粉酶的活性。益生菌抑制有害细菌,消除毒素,毒素会阻碍抗原吸收,增强细胞免疫和机体免疫。同时,提高了抗体水平和巨噬细胞活性,增强了宿主的免疫功能。

大量试验结果表明,在猪饲料和鸡饲料中添加益生菌,无论使用或不使用抗生素,都能达到相同的效果。

1.3酸化剂

有机酸早在20世纪60年代英国就被添加到仔猪饲料中,以减少有害细菌并促进仔猪生长。此后,一些欧洲国家开展了更多的研究,主要是有机酸和无机酸等单一酸,并取得了一些成果。然而,这些单一酸具有成本高、适口性差、毒副作用、酸强度不可控、酸化效果低等缺点。20世纪90年代,开发了一些复合酸化剂。与单一酸化剂相比,本发明具有用量小、成本低、酸化效果好、安全、作用范围广等优点。“酸化剂”的具体作用机理尚不十分清楚。然而,大多数研究者认为酸化剂主要为消化道提供酸性环境。消化道保持一定的酸碱度环境是酶活性、微生物生长和繁殖以及营养消化的必要条件。然而,对于幼小动物来说,消化道酸分泌系统并不完善,消化道内酸碱度的维持在很大程度上受外界酸的影响。郑德智(1999年)报告称,在仔猪饲料中添加复合酸化剂可以显着降低肠道酸碱度,抑制有害微生物的生长。Scipinaic等人(1979年)报告说,添加柠檬酸可以将胃、结肠和直肠中大肠杆菌的数量减少38.1%、62.5%和66.7%。曹国文(1992)报告称,在仔猪日粮中添加0.1% %柠檬酸可分别减少大肠杆菌和肠球菌10.2%和68.8%,并分别增加有益微生物乳酸菌和酵母5.1%和29.5%。此外,酸化剂可以提高饲料利用率,促进动物生长。郑建华等人(1994年)报告说,在仔猪日粮中添加甲酸钙后,蛋白质和能量消化率分别提高了10.3%和9.8%。李德发等人(1993年)报告说,在仔猪饲料中添加柠檬酸可以提高饲料氮的利用率。其他研究人员认为酸化剂可以提高人体免疫力。有机酸如柠檬酸和富马酸可以促进抗体合成。酸化剂也可以在抗热应激中发挥重要作用。大多数有机酸可以作用于神经中枢来降低活性。此外,它还能缓解动物在热应激时过量呼出二氧化碳引起的碱中毒。

1.4有益来源

有益来源也称为化学益生元,主要指一些低聚糖和低聚糖物质。有益的来源最初用于人类健康食品。近年来,添加到动物饲料中的有益资源相继开发出来。目前常用的类型有α-寡糖、β-寡糖、α-半乳糖寡糖、β-半乳糖寡糖、低聚果糖、甘露寡糖、木聚糖、阿拉伯糖、半乳糖寡糖等。

低聚糖本身不是动物(反刍动物除外)所需的营养,所以低聚糖不会被被动物体消化吸收或少量消化。因此,低聚糖的作用主要表现在消化道环境的改善上。有报道称低聚糖对胎膜早破有明显影响

向水中添加甘露寡糖或乳糖可以减少沙门氏菌在小肠中的增殖。张云涛等人(1999年)向鸡肉饮用水中添加了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下降了19.32、19.21 (P <0.01)和28.60、29.20(P <0.01)。此外,降低效果随寡糖添加量的增加而增加。米雷尔曼(1980)试验报告,甘露聚糖对大肠杆菌的截留率为45%,气单胞菌为71.4%,对沙门氏菌肠炎和变形杆菌的截留率为100%。

有益来源对肠道环境的改善有利于营养物质的消化和吸收,促进动物的生长和健康。法恩沃斯等人(1992年)报告说,在仔猪日粮中添加低聚糖可以显着增加日增重。Alltech(1994)在鸡饲料中添加了0.2%甘露寡糖。试验结果表明,可以提高鸡的日增重和饲料利用率。还据报道,在怀孕母猪的饲料中添加寡糖可以提高仔猪的产仔数和成活率。

1.5甜菜碱

甜菜碱化学名称也称为三甲基氨基乙基内酯。它含有三个活性甲基,在一定条件下可用作甲基供体。特别是,当饲料中的甲基被半胱氨酸接收时,甜菜碱可用作蛋氨酸的补充,导致蛋氨酸缺乏。甜菜碱在动物肝脏中提供的甲基可以促进脂肪代谢,增强腺苷甲硫氨酸效应,促进胆碱合成,预防脂肪肝。一些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,蛋氨酸的3.8倍。一般来说,1公斤甜菜碱可以代替2 ~ 3公斤蛋氨酸。拉姆斯(1998)的测试结果表明,虹鳟鱼胆碱需求的一半可以完全被甜菜碱替代。甜菜碱具有引诱作用,可改善饲料适口性,提高动物饲料摄入速度,促进营养物质的消化和吸收。国外数据显示,添加0.5% ~ 1.5%甜菜碱对鱼、虾等所有甲壳类动物的嗅觉和味觉都有很强的刺激作用。此外,甜菜碱具有调节渗透压的作用。一些研究人员认为甜菜碱是渗透压变化的缓冲物质,在干旱、高湿度、高盐和高渗环境下可以防止细胞失水和盐进入。它在维持幼小动物、热应激动物和水生动物的渗透压方面发挥重要作用。

l.6中草药制剂

中草药的研发主要是在人类医学领域。目前,国内一些研究者已经将注意力转向动物中草药饲料添加剂的研究。动物实验证明,该中草药制剂具有促进生长、改善动物健康、提高饲料利用率等功能。

中草药制剂的发展还处于初级阶段,生产工艺不完善,生产的产品大多是效果不稳定的粗品。有些制剂仍然有毒副作用。兼容性特征不够清楚;加工成本高的缺点。然而,中国中草药资源丰富,使用方便,在中草药的应用方面有丰富的经验。中草药制剂在中国发展潜力巨大。

2抗生素替代品的问题

2.l不完全技术

产品开发、分析、测试和其他阶段不完全。酶制剂和益生菌生产中存在菌种适应性差、酶产量低、稳定性差、脱毒治疗不彻底等问题。益生菌制剂的酶活性测定、活菌数和菌群类型没有统一的分析方法标准和产品质量标准,产品质量难以保证。

2.2对饲料加工条件的适应性低

酶制剂和益生菌的弱点是热稳定性差,容易失活。失活可由热处理引起,如回火、造粒、膨化或在室温下长期储存。一些研究人员认为,采用载体吸附结合包埋工艺,酶制剂可以耐受75 ~ 85℃的高温造粒,酶活性可以保持在70%以上。然而,这需要更高水平的载体,不仅需要维持它

与抗生素相比,它对幼小动物和单胃动物的效果更好,对成年动物或反刍动物的效果不太理想或没有效果,对患病动物几乎没有治疗效果。同时,受外界环境的影响,如干饲料、湿饲料或其他添加剂的混合饲料,效果变化很大。

2.5高成本

益生元产品以0.1% ~ 0.2%的比例添加到饲料中。目前益生元的商业价格约为12元/公斤,应用于饲料中,每吨复合材料的成本增加约12-24元。然而,每吨批次添加普通抗生素的成本增加了约8元。这样,当益生菌被用来完全替代抗生素时,每吨批次的成本增加了4元以上。

3摘要

抗生素替代品的研究和开发取得了良好的成果,显示出巨大的潜力。然而,在产品的生产、应用和效果方面仍然存在不足。有必要改善目前影响抗生素替代品的不利因素,开发更理想的替代品。