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养猪生产中替代抗生素产品的选择与应用

点击数:1186  作者:杜忍让 发布时间:2024-03-16 18:47:44   更新时间:2024-03-18 08:43:57

抗生素在养猪生产中的不合理应用,导致猪肉抗生素残留、超级耐药菌产生等问题日益严重,不但给养猪业带来严重的损失,而且给食品安全和公共卫生造成严重的威胁。为此,保证猪肉食品安全,打造无抗养殖受到国家相关部门高度重视。开发寻找绿色高效饲用抗生素替代品,保障生猪健康、提高产能迫在眉睫,根据相关研究,目前的生产中主要替抗产品包括,抗菌肽、噬菌体制剂、植物提取物、微生态制剂、溶菌酶、有机酸、中草药、酶制剂、微量元素、寡糖等,为了使养猪生产者科学合理利用,现介绍如下:

1、抗菌肽

生物体具有先天免疫系统和后天免疫系统,抗菌肽(AMP)是生物体先天免疫系统的一个组成成分。是一类具有强大抗细菌、真菌、病毒活性的小分子肽的统称,通常由 12~50 个氨基酸残基组成,在自然界中普遍存在。抗菌肽是通过破膜机制造成细菌渗透压稳态失衡,从而达到杀菌效果,这种破膜机制不易产生耐药性。

抗菌肽具有溶解度高、分子量低、不产生耐药性,对真核细胞毒性低,能降低肠道病原体感染风险,促生长和预防疾病效果显著的优点。可以通过基因工程菌株的体外发酵生产,成本低,应用潜力大。不足之处在于具有一定的不稳定性,温度、消化道蛋白酶、盐浓度等因素都会使其失活。同时有些种类的肽可能造成动物细胞膜破损,形成一定的毒性。 

在断奶仔猪基础日粮中添加 0.5%和 1.0%抗菌肽均能够显著改善断奶仔猪的生长性能和免疫功能

2、植物提取物

植物提取物是指以物理、化学和生物学等手段分离、纯化植物原料中某一种或多种有效成分的植物产品,主要包括生物碱、多糖、茶多酚、黄酮类、挥发油等。经过合适途径提取的一些天然植物成分具有天然性、低毒、无抗药性、多功能等特点。在作用机制上主要分为直接抑菌作用和增强免疫机能。具有抗病毒、抗菌、抗应激、提高机体免疫力、促生长等作用。

植物提取物的主要优势在于其丰富而独特的化学多样性,在世界范围内的分布广泛和易于获取,具有各种抗菌作用和临床有效性。其不足是成分复杂,物质基础不明确。单一使用时,很多植物提取物(大蒜素、黄连素、槲皮素等)治疗效果较差,有些提取物还存在毒性、高挥发性、不稳定性、刺激性气味等缺点。

饲粮中添加茶多酚可以提高断奶仔猪的免疫力和抗氧化能力,上调体内不饱和脂肪酸含量,同时增加各种养分消化率,改善仔猪肠道主要微生物菌群组成。

3、微生态制剂

微生态制剂是根据微生态学原理,将一种或多种有益于动物胃肠道微生态平衡的活的微生物制成活菌制剂。微生态制剂可以维持肠道菌群定植,同时维持菌群平衡,促进有益菌增殖,抑制有害菌增殖,从而可以起到维护机体胃肠道的正常功能,从侧面上增强了机体的免疫力和抵抗力。微生态制剂主要包括益生菌、益生元、合生元 3 种。乳酸菌、芽孢杆菌和双歧杆菌是最常见的益生菌类型,我国明确表明允许饲料添加剂使用的益生菌具有 30 多种。益生元是指一些可促进肠道内有益菌群生长或活性的低聚糖。合生元指的是将益生菌和益生元结合使用,起到联合效应。

微生态制剂具有无耐药性、无毒副作用、无残留等优势,在提高动物生长性能和免疫能力的同时,还可以提高饲料转化效率。不足之处在于作为一种活菌制剂,储存条件要求严格,活性受条件影响(酸度、温度和湿度)较大。不同动物群体的消化系统并不相同,所需菌群种类也具有差异。研究发现,在饲料中添加壳寡糖能显著提高断奶仔猪的生长性能和机体健康水平。

4、溶菌酶

溶菌酶是一种能特异性水解细菌胞壁中 N-乙酰胞壁酸与 N-乙酰氨基葡萄糖之间 β-1,4-糖苷键的蛋白酶,可以将高分子量胞壁蛋白水解成低分子量胞肽。这会导致细胞壁穿孔并使细菌细胞膜溶解,进而使细菌裂解死亡。溶菌酶是宿主重要的先天防御因子,大量存在于上皮分泌物和吞噬细胞中,通过抗菌肽活性和肽聚糖水解活性发挥杀菌作用。

溶菌酶具有天然无毒优势,其安全性已被世界动物卫生组织(WHO)、联合国粮农组织(FAO)认可,能有效抗菌,改善动物的免疫水平和生长性能。溶菌酶缺点是提取成本较高,保存、运输条件严格,活性具有条件偏好,其在饲料行业中还未大规模普及。

溶菌酶在畜牧业中得到了广泛应用。在表达人溶菌酶基因的转基因动物(包括鸡、猪、小鼠)中,已被证明具有改善肠道形态和增强免疫的作用。蛋清溶菌酶对仔猪生长性能、肠道形态和免疫均有促进作用。化学合成溶菌酶改善育肥猪的生长性能和小肠形态。

5、有机酸

有机酸是指一些具有酸性的有机化合物,能够降低胃肠道的 pH 值,对大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌和梭菌等起到抑菌杀菌作用,还可以调节肠道菌群结构,促进生长和消化吸收。饲料中较常见有机酸包括酒石酸、富马酸、柠檬酸、苹果酸、苯甲酸、乳酸、醋酸、山梨酸、丁酸、丙酸等,对动物的作用可归结为:一是非解离有机酸的抗菌活性;二是降低食糜的 pH 值,特别是在胃中,帮助蛋白质消化;三是降低胃排空率;四是刺激小肠内酶(胰酶)的排泄和活性。

有机酸因其抗菌活性而在世界范围内得到广泛应用,可导致胃肠道 pH 值降低,有利于喜酸有益菌生长,对于预防消化类疾病有积极作用。问题在于有机酸使肠胃 pH 降低可能会影响动物采食,其有效性可能会受到十二指肠新陈代谢的限制,且有效吸收的含量降低会影响其调节肠道菌群的能力。

研究发现。断奶仔猪饲粮中添加 0.3%的复合有机酸(甲酸、乳酸、柠檬酸和月桂酸)可提高仔猪的生长性能,增强机体抗氧化及免疫能力,维持肠道屏障的稳定性,改善肠道健康。猪饲喂含 2%苯甲酸后,NH3排放量减少 60%~70%,这些恶臭气体的减少可能与胃肠道中病原菌数量减少,有益微生物活性和营养物质消化率增强有关。单宁酸作为天然饲料添加剂,效果显著、安全性高,并且在预防腹泻和改善肠道健康等方面有很高的应用价值。

6、低聚糖

低聚糖也称功能性低聚糖或寡糖,是 2~10 个单糖以糖苷键连接的小聚合物总称。这类糖经口服进入动物机体肠道后,能促进有益菌增殖而抑制有害菌生长。作用机理,一是能够维持肠道微生态的均衡,对于菌群增殖有明显的促进作用,在肠道中不被消化吸收,而被菌群分解发酵,作为肠道双歧杆菌在内的很多益生菌的增殖因子,低聚糖对于肠道微生态的维持功效非常明显。二是有助于血糖水平的维持,低聚糖可以作为很多功能型食品的基料替代部分蔗糖,因而对于胰岛的负担和糖耐量都有明显的抑制作用,所以对于血糖维持有明显的功效。目前已用作饲料添加剂的有:低聚果糖、低聚乳糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、甘露低聚糖、大豆低聚糖等。

低聚糖优势不仅有抗菌效果还具有益生元的效果,且在消化道内具有一定的稳定性,更容易大规模添加于饲料当中。不足之处在于抗菌作用机制和生产工艺还有待深入研究,其高成本需要通过优化生产工艺来扩大应用规模。

在饲料中添加可以提升断奶仔猪的生长性能,同时降低腹泻率和死亡率,改善粪便性状。。

7、酶制剂

酶制剂是指从生物中提取的具有酶特性的一类物,可以分为单一酶制剂和复合酶制剂,单一酶制剂主要包括淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、植酸酶等,复合酶制剂包括谷氨酰胺转氨酶、戊聚糖酶、硬脂酶等,作用机理主要通过分解饲料中植物细胞壁,补充自身消化酶不足,以及消除单宁、大豆苷元、植酸、NSP 和多酚等成分,来有效提高畜禽的饲料转化效率和生产性能。

酶制剂优势是高效专一,无化学污染,可以直接消化饲料或降低饲料中的黏性,增加饲料利用率,同时可产生功能性的低聚糖,改善肠道菌群。其不足表现为:使用时需要加入合适的益生菌,才能发挥最大优势。

仔猪基础饲粮中添加外源性复合酶制剂能够提高断奶仔猪生长性能,降低仔猪腹泻率和饲养成本,提高经济效益。李阳等研究发现了一种新型植酸酶,其酶学性质和应用效果优于普通植酸酶,对饲料中植酸具有很高酶学活性,可降低日粮中磷酸氢钙的用量。

8、中草药

中草药是以传统中医、中兽医为基础,通过科学使用饲喂来促进动物生长发育,增强畜禽免疫力、抗菌抗病毒能力、抗环境应激能力。

中草药作为中国传统医学,其有效性得到长时间的验证,可以作为改善动物免疫力物质长期摄入,不具有残留危险,也不会产生耐药性。不足之处是中草药种类多,作用机制复杂,炮制或处理方法多变,其药效受药材品质的影响较大,需要对药材的质量、生产规范进行严格把控。

姜露等研究表明在基础日粮中添加中草药组方饲料添加剂均能提高育肥猪的免疫性能、抗氧化能力以及促进生长激素合成和分泌。

9、微量元素

微量元素是指构成机体组织的重要营养元素,是大多数代谢酶的组成部分,在体内主要是以蛋白质及氨基酸相结合形式存在,主要作用:一是提高饲料的品质和稳定性,二是具有肠道屏障功能三是可以提高机体抗氧化能力,四是小肽微量元素具备抗菌能力,五是可以改善猪的抗病能力。

微量元素的补充能有效改善畜禽生产性能和免疫力,改善畜禽产品(肉、蛋、奶等)质量,具有特殊优势。不足:微量元素对含量和质量要求较高。无机微量元素的吸收率和利用率并不高,容易吸湿返潮、结块氧化,且含有大量重金属杂质,易造成污染。有机微量元素生产成本高,目前主要在仔畜类和母畜类饲料中添加使用。

养猪生产中替代抗生素是一个综合性的问题,由于可选择利用的替抗产品多种多样、特点不一。猪的品种、不同生长阶段存在差异,替抗产品所体现出的促生长和免疫调节效果均存在一定差异。因此,在实际生产中需要重视替抗方案的制定,对替抗产品做好调研和评估,做到结合实际,遵循“一场一策”的理念,客观分析,科学判断,因地制宜地选择针对性强、获益性高的替抗产品。