黃梅婷，李瑞麗，林寧曉

（1.福建省糧油科學(xué)技術(shù)研究所，福建 福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)，福建 福州350002；3.福建省輕工業(yè)研究所，福建 福州 350005）

豬的生長(zhǎng)、繁殖水平在抗生素的應(yīng)用下得到了很大程度上的提高，大規(guī)模養(yǎng)豬在抗生素的使用下逐漸演變成現(xiàn)實(shí)，但其引發(fā)藥殘問題和耐藥性問題成為人們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)[1]，故尋找抗生素替代物是解決這一難題的關(guān)鍵問題。抗生素的作用機(jī)制是尋找抗生素替代物的重要依據(jù)，其中代謝效應(yīng)、營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)、疾病控制效應(yīng)三個(gè)方面為主要作用機(jī)制[2]，因此，明確了上述作用機(jī)理后，使抗生素替代物的研究開發(fā)成為可能。

大多數(shù)病原菌都不具有耐酸性，可利用動(dòng)物日糧中有機(jī)酸使胃腸酸化，從而達(dá)到替代抗菌素的目的[3]。具有抗菌和抗病毒的特性的一些藥草提取物也可達(dá)到替代抗菌素的目的，在商業(yè)產(chǎn)品中最常見主要有肉桂、丁香的抗菌和抗病毒提取物等[4]。消化道酶類不足以及酶活性較低等缺點(diǎn)常存在幼齡動(dòng)物身上[5]，而源酶活性的不足則可通過酶制劑補(bǔ)充改善，可以將適量酶制劑添加入飼料中。此外，向飼料中添加益生元活菌也是抗生素替代物的一種重要的途徑[6]。

本文對(duì)抗生素替代物提高豬仔的生長(zhǎng)性能、改善豬仔的腸道微生態(tài)平衡、提高豬仔的免疫力的作用機(jī)理進(jìn)行闡述，并對(duì)抗生素替代物的研究進(jìn)展進(jìn)行敘述，同時(shí)對(duì)于抗生素替代物的發(fā)展方向進(jìn)行評(píng)估。

1 抗生素替代物的概念

1.1 酸化劑

飼料酸化劑是一類無殘留、無抗藥性、無毒害作用的重要添加劑，可作為較為有效的抗生素替代物，其主要作用是為動(dòng)物提供更好的消化道環(huán)境。這一類新型添加劑作用機(jī)理是飼料在消化道中的pH值在飼料酸化劑的作用下得以降低，促進(jìn)消化吸收，目前已經(jīng)在家禽、仔豬、肉牛、奶牛、羊等動(dòng)物的飼料中被廣泛應(yīng)用。

1.2 植生素

植生素是另一種飼料較為有效的抗生素替代物，是植物成分提取物，它具有較強(qiáng)的抗菌活性。將這類物質(zhì)作為添加劑加入豬飼料中具有與傳統(tǒng)抗生素相當(dāng)?shù)目垢锾m氏陽性菌的活性，有研究表明，在豬飼料中添加適量的植生素可以有效地改善腸道菌群，促進(jìn)豬的生長(zhǎng)。

1.3 海藻提取物

海藻提取物包括許多種活性物質(zhì)，其中有多糖類、蛋白質(zhì)、多不飽和脂肪酸、色素、多酚類、微量元素和植物生長(zhǎng)激素等[7]。海藻提取物具有較好的抗炎、抗菌以及促進(jìn)生長(zhǎng)的生物學(xué)功能，因此可以用其開發(fā)一種新型的抗生素替代品。

1.4 抗菌肽

抗菌肽不同于多肽類抗生素，抗菌肽應(yīng)用于飼料中無毒副作用、無殘留，具有廣譜抗細(xì)菌、抗病毒、抗真菌、抗寄生蟲、抗腫瘤和免疫力增強(qiáng)的功能[8]?？咕淖鳛橐环N良好的抗生素替代物在養(yǎng)豬生產(chǎn)中發(fā)揮著較好的作用。張靜等[9]報(bào)道，育肥豬日糧中添加100 mg/kg或200 mg/kg抗菌肽菌絲霉素可有效改善其免疫指標(biāo)、腸道形態(tài)、抗氧化性，顯示良好的抗生素替代潛力。

2 抗生素替代物作用機(jī)制

2.1 酸化劑作用機(jī)理

酸化劑的作用機(jī)理主要有以下幾種方式：

⑴ 殺菌防霉的作用。有機(jī)酸在較低pH環(huán)境下，可以自由擴(kuò)散到細(xì)菌或真菌細(xì)胞中，有機(jī)酸進(jìn)入細(xì)胞后，由于細(xì)胞環(huán)境內(nèi)pH的變化就會(huì)引起弱酸解離，病原微生物感染風(fēng)險(xiǎn)在有機(jī)酸改善消化道酶活性和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率后得到有效地降低。

⑵ 酸性條件有助于乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖，從而使胃腸道中微生物菌群結(jié)構(gòu)在經(jīng)過酸化劑的作用后可以得到調(diào)節(jié)，另一方面可以較好地抑制大腸桿菌和一些有害微生物的生長(zhǎng)。

⑶ 酸化劑的作用下，一些重要的酶得到激活，這些酶通過促進(jìn)機(jī)體內(nèi)代謝和參與消化吸收，使機(jī)體消化吸收更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。分解粗纖維的酶就是其中一種，它使前段腸道內(nèi)部分粗纖維被消化吸收變成可能，機(jī)體粗纖維的消化利用率就在酸化劑的作用下得到了有效提高。

⑷ 利用有機(jī)酸控制病原菌，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的反應(yīng)。為促進(jìn)紅細(xì)胞受體的合成加快可以將檸檬酸添加在仔豬日糧中，使細(xì)胞免疫功能得以進(jìn)一步較好地發(fā)揮，進(jìn)而豬的免疫功能得到增強(qiáng)，同時(shí)緩解機(jī)體的排斥和應(yīng)激情況，大大降低了仔豬腹瀉的發(fā)生率。

2.2 植生素作用機(jī)理

植生素主要具有以下幾種作用[10]：

⑴ 植生素可以提高酶的分泌量；

⑵ 某些微生物存活率可以被植生素直接影響，其中致病菌的存活率可以在植生素作用下降低，使使得宿主微生物負(fù)荷水平最小化。同時(shí)，植生素有助于殺死病原微生物，它們?cè)黾游⑸锬さ臐B透性，允許有機(jī)酸進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，并最終殺死細(xì)菌，這不僅進(jìn)一步減少了微生物負(fù)荷總量，還有助于維持更健康的腸道環(huán)境。

⑶ 植生素還可增強(qiáng)抗氧化活性和免疫系統(tǒng)的刺激作用。

2.3 微生態(tài)制劑的作用機(jī)理

微生態(tài)制劑的作用機(jī)理如下[11]：

⑴ 維持畜禽腸道菌群微生態(tài)的平衡，在畜禽長(zhǎng)期的生長(zhǎng)發(fā)育過程中能夠保持腸道菌群與宿主相對(duì)平衡的關(guān)系。

⑵ 微生態(tài)制劑可以抑制需氧菌和兼性厭氧菌的增殖。在生物機(jī)體奪氧的作用下，腸道中氧氣被微生態(tài)制劑利用消耗，形成厭氧環(huán)境，促進(jìn)乳酸桿菌等優(yōu)勢(shì)厭氧菌群的生長(zhǎng)繁殖，使失調(diào)的菌群恢復(fù)正常。

⑶ 爭(zhēng)性抑制作用。益生菌可以直接棲息于腸道黏液層或是利用自身表面的外源凝集素與黏膜上皮細(xì)胞的糖類物質(zhì)相結(jié)合而定植于腸道，一方面在腸道表面形成了屏障，另一方面爭(zhēng)奪了腸黏膜上皮細(xì)胞上的生態(tài)占位點(diǎn)從而抑制病原微生物的生長(zhǎng)繁殖。

⑷ 生物拮抗作用。微生態(tài)制劑中的有益菌在體內(nèi)代謝可產(chǎn)生酸性物質(zhì)，降低腸道內(nèi)的pH值，殺滅不耐酸的有害菌，激活酸性蛋白酶，甚至合成溶菌酶殺死致病菌。

⑸ 益生菌可產(chǎn)生非特異性免疫調(diào)節(jié)因子，進(jìn)而提高抗體水平和免疫球蛋白濃度及巨噬細(xì)胞活性，從而使機(jī)體免疫能力和抗病性不同程度提升，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。

⑹ 合成酶和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。許多益生菌可以產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶等多種消化酶，可以降解植物糖類及飼料中成分復(fù)雜的碳水化合物和脂類物質(zhì)等，幫助提高飼料轉(zhuǎn)化效率。

2.4 酶制劑作用機(jī)理

酶制劑具有降低腸道食糜黏度、提高養(yǎng)分消化率、減少畜禽后腸道有害微生物的繁殖、改變腸壁膜結(jié)構(gòu)、提高腸道養(yǎng)分吸收等能力[12]。

3 抗生素替代物在豬飼料中應(yīng)用實(shí)例

3.1 粗蛋白在豬飼料中的應(yīng)用

飼料配方設(shè)計(jì)替抗主要指通過調(diào)整日糧配方中原料的添加量（如粗蛋白和粗纖維）來降低腹瀉率的研究[13]。

張?jiān)歧劝l(fā)現(xiàn)在斷奶仔豬飼料中添加18%粗蛋白，豬的腹瀉率顯著低于添加20%粗蛋白日糧組[14]；馮鶴等[15]推薦對(duì)于16 kg仔豬，日糧的粗蛋白水平在原基礎(chǔ)上降低3.8%，有降低仔豬腹瀉率的作用；陳芳等[8]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于20 kg左右仔豬，飼料中粗蛋白含量為16.25%組的腹瀉率顯著低于粗蛋白含量18.33%的組。

3.2 中草藥在豬飼料中的應(yīng)用

季敬余等[16]的實(shí)驗(yàn)證明，飼料中添加0.1%～0.2%量中草藥以替代抗生素，可以獲得與抗生素相似的促進(jìn)生長(zhǎng)的效果。特別是在豬仔、中豬、大豬階段的飼料中分別添加0.2%、0.15%、0.1%量的中草藥飼料，2批實(shí)驗(yàn)豬的生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益都明顯高于抗生素對(duì)照組和其他劑量的中草藥飼料添加組，并且整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間喂養(yǎng)中草藥飼料添加劑的組基本上沒有出現(xiàn)腹瀉情況。

3.3 抗菌肽在豬飼料中的應(yīng)用

大量研究顯示抗菌肽具有良好的抑菌作用。豬源抗菌肽PR-39對(duì)畜禽常見病原菌具有一定抑制作用[17]；表達(dá)豬乳鐵蛋白肽的重組屎腸球菌對(duì)抗感染、抗產(chǎn)腸毒素大腸桿菌具有保護(hù)作用[18]；豬小腸抗菌肽對(duì)鏈球菌、巴氏桿菌、金黃色葡萄球菌等病原菌都具有良好的抑制作用[19]。

4 抗生素替代物的研究進(jìn)展及發(fā)展方向

抗生素替代物大都是純天然植物提取物，不含有任何人工合成的化學(xué)成分，因而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染及毒副作用較少。將抗生素替代物應(yīng)用到畜牧生產(chǎn)中，將一定程度上解決耐藥性和藥物殘留的問題，從而克服抗生素濫用對(duì)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)帶來的危害。

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化時(shí)代的到來，我國(guó)飼料工業(yè)和畜牧業(yè)將面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，要在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中贏得一席之地，抗生素替代物發(fā)揮著不可或缺的作用。中草藥、益生素和復(fù)合酶作為替抗物添加到飼料中，在不同程度上克服了抗生素所具有的缺陷，還提高了豬肉品質(zhì)，因此，抗生素替代物將會(huì)成為具有發(fā)展前景的高科技產(chǎn)品。