“饲料禁抗”时代，这五类替抗添加剂将发挥大作用
来源：养猪信息网 2022-05-18 15:17:54| 查看：
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在20世纪50年代左右，人们发现抗生素可以通过多种方式提高牲畜的平均日增重和饲料效率，饲用促生长抗生素从此开始广泛应用于畜牧生产中。大量研究已经表明，促生长类饲用抗生素的长期使用会产生许多副作用，并且造成多种危害。例如抗生素耐药性是人类卫生系统面临的巨大挑战之一，每年约有70万人死于不受控制的感染；而促生长类饲用抗生素的使用，也会残留抗生素在动物产品中，造成食品质量问题。另外，饲料中的抗生素会随着粪便等进入环境，造成环境污染，在世界范围内，诸多地区的自然环境中已经检测出抗生素的存在，并且种类繁多。而这些副作用，最终又都会影响到人类对于疾病的治疗。 
图1. 抗生素对肠道微生物和病原菌的影响
因此，我国农业农村部于2019年7月10日发布194号公告，要求自2020年7月1日起，停止生产含有促生长类药物饲料添加剂的饲料，中国正式进入了“饲料禁抗”时代。而在促生长类抗生素被禁用后，对于替代抗生素的研究成为关系到生猪养殖绿色发展的重点工作方向。目前已有多种营养策略来替代抗生素的使用，从源头减少饲料对生猪养殖的影响，并且提高饲料的利用率。而随着研究的不断深入，已经发现许多品种具有替代功能，并且在体内外试验中已证明了这些功能的可靠。目前主要的替抗添加剂类型有：植物提取物、益生素、酶制剂、抗菌肽、酸化剂等。
植物提取物
植物中含有多种类型的天然活性成分，按照化学结构分为多酚、多糖、精油等。大量的研究关注多酚在预防各种疾病方面的潜在能力，而多酚对多种微生物的抗菌活性也有大量的研究。例如儿茶素可以抑制几种细菌的体外生长，如霍乱弧菌、变形链球菌、空肠弯曲杆菌、产气荚膜梭菌和大肠杆菌。并且在育肥猪中补充25mg / kg槲皮素增加了绒毛高度和肠道紧密连接蛋白的转录水平。槲皮素增加的肠道完整性可降低血清中内毒素浓度、ROS和MDA以及TNF-α、IL-1β、IL-6和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的mRNA水平。而精油作为抗生素的潜在替代品，其中的酚类、萜类和醛类是主要的抗菌化合物，此外，醇类、醚类和烃类也含有一定的抗菌活性。在精油的抗菌作用具有多个靶点，但细菌细胞壁的生物合成是其主要靶标。精油和阿维霉素显著降低了断奶仔猪肠道中NF-κB、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和派氏结（Peyer's patches）的大小，以及结肠、肠系膜淋巴结和脾脏中的细胞周期蛋白D1的表达。同时，包括肉桂醛和牛至油在内的精油增加了Nrf2的表达和易位，并阻止了NF-κB的活化。这些结果表明，这些精油可以减少炎症，并最终通过Nrf2和NF-κB途径来改善猪的健康和生长性能。多项研究也表明，精油添加也会影响肠道菌群的结构，例如添加香芹酚和百里酚可以缓解断奶导致的仔猪肠道菌群紊乱，增加空肠中乳酸菌的数量并减少了肠球菌属和大肠杆菌的丰度。而饲粮中添加百里酚-肉桂醛与添加抗生素的饲粮相比，均能减少断奶仔猪大肠中大肠杆菌数量，并且都能够增加肠绒毛高度与隐窝深度的比值，表明精油混合物可以作为断奶猪日粮中传统抗生素的替代品。植物多糖是具有复杂分子结构的大分子量聚合物和生物活性大分子。近年来，大量的研究表明了多糖具有广泛的生物活性，并且也可以改变肠道菌群结构，能够恢复腹泻肠道微生物群的组成和多样性，提高挥发性脂肪酸的浓度，进而改善肠道形态，并促进肠道粘膜的修复。此外，植物多糖可能与其对消化酶活性的刺激作用有关，可以增加小肠绒毛高度和上皮细胞的数量，从而促进营养物质的消化和氨基酸的吸收。植物多糖可作为温和的免疫调节剂。例如多糖可作为免疫增强剂，促进B淋巴细胞和T淋巴细胞的增殖，提高血清抗体滴度，降低血液中嗜血细胞与淋巴细胞的比例，缓解大肠杆菌诱导的肠屏障功能障碍，调节肠上皮细胞的细胞因子表达，而避免受到病原菌的攻击。
图2. 黄芪提取物
益生素
益生素主要指是益生元，另外还包括益生菌。益生菌是对宿主有正向作用的食入性微生物。例如，乳酸杆菌能够抑制大肠杆菌的生长，其产生的短链脂肪酸如乳酸和乙酸可以将肠腔pH值降至有害细菌无法耐受的水平。而部分益生菌还可以通过产生H2O2来抑制革兰氏阴性细菌的生长。益生菌还可产生多种其他物质，包括抗氧化剂、抗菌肽、罗伊氏菌素、细菌素和小菌素。这些物质不仅可以减少病原微生物的数量，还能够中和一些由病原菌产生的肠毒素，影响细菌代谢和毒素产生。益生菌也可以直接参与并调节宿主免疫反应，如调节细胞骨架和紧密连接蛋白的磷酸化来增强肠屏障的功能，从而影响肠粘膜细胞间的相互作用。部分可以定植并粘附在胃肠道上皮细胞上，从而阻碍病原菌对肠道的影响。
益生元被定义为不易消化的碳水化合物(NDC)，包括抗消化分泌物水解的低聚糖、抗性淀粉和非淀粉多糖。益生元可以选择性地刺激有益肠道细菌的生长，进而调节肠道微生物群，其作用目的与添加益生菌相似。益生元可以通过多种机制抑制病原体粘附。例如壳寡糖或者低聚半乳糖能有效抑制大肠杆菌粘附在肠上皮细胞表面，而益生元的发酵终产物短链脂肪酸可以抑制粘附素因子或侵袭基因的表达。除此之外，短链脂肪酸阴离子在细胞质中的积累也会改变病原体的渗透平衡，并强烈抑制病原菌的生长。重要的是，益生元也可以直接增加上皮细胞的增殖，并对猪的内分泌和外分泌胰腺分泌物具有刺激作用。
酶制剂
酶是一类由活细胞产生的具有生物催化反应能力的蛋白质，在生物体内广泛存在，而饲料中酶制剂每年为全球饲料市场节省了大约3-50亿美元。在仔猪中，饲喂添加纤维降解酶日粮的仔猪腹泻的频率和严重程度显著降低，并且酶水解产物饲喂的仔猪能够减轻产肠毒素大肠杆菌引起的肠炎，仔猪的肠道更健康，并且即使感染了肠炎也不会影响进食，并且能很快恢复健康。
抗菌肽
抗菌肽是广泛存在的一类生物活性多肽，其结构通过二硫键连接的偶数半胱氨酸残基因此具有高稳定性。此外，它们的氨基酸组成、两亲性、螺旋性、阳离子性和大小使它们能够插入脂质膜中，导致目标微生物死亡。例如大肠菌素能对广泛的大肠杆菌有效。添加大肠菌素使仔猪增重增加了40%，饲料效率降低了7%。抗菌肽P5增加了断奶仔猪的生长性能、表观消化率和肠道健康，作为传统抗生素的替代品，抗菌肽应用前景十分广阔。
酸化剂
酸化剂也被用作抗生素生长促进剂的替代品。如将甲酸、柠檬酸和苯甲酸添加到断奶仔猪日粮中可提高生长速度和饲料转化率。而日粮中添加丁酸钠则降低了断奶仔猪的腹泻评分并改善了生长性能，在妊娠母猪日粮和断奶前猪日粮中添加丁酸钠对肌肉和脂肪组织的氧化基因和生长性能有积极影响。有机酸和无机酸的混合物增加了粪便中的乳杆菌属，并减少了大肠杆菌数量，并且可以改善新断奶仔猪的生长性能。
小结
抗生素的长期不合理使用危及动物健康，破坏生态环境，导致耐药菌的增加，最终威胁人类安全。然而，从日粮中移除抗生素，可能会造成疾病问题的增加，并且导致猪生长性能的降低，目前已有多种添加剂被证明具有替代抗生素的潜力，但是对于这些替抗添加剂的使用仍需要大量的研究。除此之外，企业也应加强自身管理水平，降低生猪在不同阶段因环境问题所带来的疫病风险。总之，饲料禁抗对于饲养企业来说，是机遇也是挑战，在产业转型的关键时期，快速应对市场的变化，合理调整企业战略部署，加强技术投资和管理水平，方能在变革中有巨大的飞跃。
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