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饲用抗生素及其替代品研究进展

爱畜牧2015-10-21 10:44:00

【导读】饲用抗生素的使用曾被认为是20世纪畜牧业生产中最伟大的生物技术，自从1946年首次报道了链霉素可刺激雏鸡生长，1950年美国食品与药物管理局（FDA）首次批准抗生素用作饲料添加剂后，抗生素在大量地用作治疗和预防细菌性疾病的同时，还作...

饲用抗生素的使用曾被认为是20世纪畜牧业生产中最伟大的生物技术，自从1946年首次报道了链霉素可刺激雏鸡生长，1950年美国食品与药物管理局（FDA）首次批准抗生素用作饲料添加剂后，抗生素在大量地用作治疗和预防细菌性疾病的同时，还作为饲料添加剂被大范围的推广和应用，对控制畜禽感染性疾病、保障现代养殖业的健康发展发挥了极其重要的作用，但随着抗生素越用越多、越用越滥，其种种弊端也逐渐被人们所认识。尤其是近年来，由饲料安全问题引发的事件此起彼伏，引起全世界越来越多人的关注，抗生素在饲料中的添加也受到越来越多科学家和畜牧工作者的反对。
　　1、抗生素作为饲料添加剂的促生长机理
　　尽管在世界范围内，对饲用抗生素已经进行了大量研究，然而至今对其促进生长的原因尚没有明确的研究结论。目前人们普遍承认的假说有以下一些内容：
　　1.1　节约营养
　　抗生素能抑制或杀灭动物消化道内的有害微生物，节约被病原微生物消耗的重要营养成分，如维生素、蛋白质、氨基酸、微量元素以及未知因子等。所节约的这些营养物质供动物自身利用，从而加速动物生长。
　　1.2　防治疾病
　　抗生素对动物消化道内的某些致病菌有抑制或杀灭作用，使畜禽抗病力间接增强，有预防和治疗传染性疾病的作用。使动物生理生化过程保持平衡，降低了发病率，从而达到保证健康和顺利生长的目的。
　　1.3　促进营养物质的吸收
　　某些抗生素可使动物的肠壁明显变薄，增加了膜的通透性，从而有利于肠壁对营养物质的渗透和吸收，提高饲料的利用率。
　　1.4　延长消化吸收时间
　　如用土霉素发酵残渣饲喂仔猪（2～3月龄），可使试验猪排粪量减少且粪便中的含水量降低，食物在肠道中的滞留时间延长，动物有更充分的时间进行精细的消化，更多的营养成分被吸收利用。
　　1.5　增加食欲和采食
　　某些抗生素可刺激脑下垂体，使其分泌促生长激素，从而促进动物的生长发育，提高增重率。
　　2、抗生素作为饲料添加剂的负面效应
　　2.1　耐药菌株的产生
　　长期给动物饲喂抗生素，细菌为了生存，自发突变形成了抗药性。1957年在日本首次发现细菌抗药性病例，引起痢疾暴发的一些宋内氏志贺氏菌株有一种以上的抗药性。到了1964年，40%的流行株有四重或多重的抗药性。1972年在墨西哥有一万多人被抗氯霉素的伤寒杆菌感染，导致1400人死亡。美国也报道具有抗6种抗生素的鼠伤寒杆菌引起食物中毒事件。
　　在我国，病原菌抗药性问题越来越严重，在临床和流行病学调查中发现，各种病原菌均有不同程度的抗药性。在中部或东部抗生素应用频繁的地方，志贺氏菌几乎100%具有抗药性，对四环素类的抗药性尤为明显。大肠杆菌病、葡萄球菌病、沙门氏菌病等，过去并不严重或较少发生的细菌病，现已上升为畜禽的主要传染病，这与长期滥用抗生素密切相关。
　　2.2　长期使用抗生素造成畜禽机体免疫力下降大量抗生素在其被摄入机体后，会随血液分布到淋巴结、肾、肝、脾、胸腺、肺和骨骼等各组织器官，动物机体的免疫能力就被逐渐削弱，人和动物慢性病例增多，一些可以形成终生坚强免疫的疾病频频复发。抗生素还会导致抗原质量降低，直接影响免疫过程，从而对疫苗的接种产生不良影响。
　　2.3　长期使用抗生素引起畜禽内源性感染和二重感染抗生素根据作用机理不同，虽然各自有自己的抗菌谱，但基本都难以避免在作用于病原菌同时会影响机体内有益菌群生长，尤其是长期、大量使用，会造成机体内菌群失调，微生态平衡破坏。潜伏在体内的有害菌趁机大量繁殖，而引起内源感染。另外一种情况是抗生素会消灭体内敏感菌，在体内一些微生物附着点上造成大量空位，为外界耐药病菌乘虚而入提供机会，从而造成外源感染。同样，二重感染也是由于施用大量抗生素杀灭某种细菌时，破坏微生态平衡，另外一种或多种内源或外源病菌随即再次感染机体造成的。
　　2.4　长期使用抗生素影响动物的生产性能
　　由于抗生素的长期使用，造成其在体内的残留，动物会处于一种抗生素亚中毒状态，生产性能会有所下降。研究表明，哺乳母猪在停用抗生素后泌乳量增加，蛋鸡在停用抗生素后也会出现产蛋高峰期延长的现象。
　　2.5　长期使用抗生素在畜产品和环境中造成残留抗生素在被吸收到体内后，分布到几乎全身各器官，在内脏器官尤其是肝脏内分布较多，而在肌肉和脂肪中分布较少。抗生素的代谢途径多种多样，但大多数以肝脏代谢为主，经胆汁，由粪便排出体外；也会通过泌乳和产蛋过程残留在乳和蛋中。一些性质稳定的抗生素被排泄到环境中后仍能稳定存在很长一段时间，从而造成环境中的药物残留。这些残存的药物，通过畜产品和环境慢慢蓄积于人体和其他动植物体内，最终以各种途径汇集于人体，导致人体产生大量耐药菌株，失去对某些疾病的抵抗力，或因大量蓄积而对机体产生毒害作用。
　　3、抗生素作为饲料添加剂的应用现状
　　3.1　新型的、不易引起副作用的抗生素药物在不断地推出一方面，由于抗生素作为饲料添加剂对动物生长刺激作用显著，并由此给饲养者带来了显著的利润，所以很多饲养者都坚持使用抗生素作为饲料添加剂，为了迎合这种需求，科研工作者不断地研究开发出新型的，不容易引起副作用的抗生素。但由于抗生素自身作用机理所带来的不可克服的缺点，可供科学家选择的余地几乎没有。
　　3.2　无法克服抗生素本身所具有的缺点，目前正在使用的抗生素被大量禁止由于抗生素本身所具有无法克服的弊端，很多国家和饲养者都反对抗生素作为生长促进剂。美国近几年来几乎冻结了对所有新型抗生素的审批。1981年世界卫生组织成立抗生素慎用联盟，越来越多的国家采取立法手段禁止滥用抗生素。阿伏霉素（Avoparcin）和其他的糖肽glycopeptides产品已于1999年起从澳大利亚市场消失。1998年底，欧盟禁止杆菌肽锌、螺旋霉素、维吉尼亚霉素和泰乐菌素在畜禽饲料中作为生长促进剂，瑞典、丹麦现已禁止在饲料中使用抗生素作为生长促进剂，大多数欧盟国家目前都使用无抗生素饲料。
　　4、饲用抗生素替代品应用现状
　　基于抗生素的种种缺点，饲用抗生素替代品不断的推陈出新，概括起来，目前市场上的饲用抗生素替代品有如下5种：①有机酸；②酶制剂；③低聚糖类；④中草药类；⑤微生态制剂。在这5种替代品中，目前公认最有前途的就是微生态制剂产品。
　　4.1　有机酸
　　由于畜禽胃肠道内乳酸杆菌等有益菌适宜在酸性环境中繁殖，而病原菌生长的适宜pH大多呈中性或偏碱性，因此酸化剂可以通过降低胃肠道 pH值，从而抑制有害微生物繁殖，同时促进有益菌的增值。研究表明，乳酸、柠檬酸或冰醋酸等有机酸可以起到促进动物食欲、促进日增重和提高饲料转化率等功效。但使用有机酸给生产带来的问题必须考虑，如对设备、料槽等造成的腐蚀等，而且目前使用的有机酸添加剂大都成本较高。
　　4.2　酶制剂
　　酶制剂在饲料工业中的应用已经有几十年，饲用酶制剂主要功能为：补充动物（尤其是幼小动物）体内消化酶分泌量和功能的不足。酶的添加可增加消化道中酶浓度，提高日粮的消化率，可强化幼龄动物的消化功能。有消除或降低非水溶性多糖等抗营养因子的副作用，同时使营养物质易于被消化吸收。但从目前酶制剂的使用情况来看，对饲用酶的稳定性、有效性、安全性、不同种类的酶的配合以及对不同个体动物的具体使用方面还有很多的工作要做。
　　4.3　寡糖
　　寡糖又称寡聚糖、低聚糖，通常指糖单原通过糖苷键连接形成的直链或支链，聚合度为2～10的单糖基聚合物。一般具有低热、稳定、安全、无毒等良好的理化性能。目前饲料中常用的寡糖有果寡糖、甘露寡糖等。寡糖具有促进机体肠道有益菌的生长繁殖，直接吸附病原菌，增强机体免疫力，改进动物健康状况等功效。但目前来说，寡糖的作用机理、与其他营养素和天然寡聚糖的拮抗和协调关系、不同寡糖的组合对饲养效果的影响和动物种类、年龄、生理状态对寡糖作用的影响以及成本的控制都不同程度地影响了低聚糖的使用。
　　4.4　中草药
　　中草药作为饲料添加剂早有记载，但研究则从20世纪80年代开始。实践证明，中草药作为饲料添加剂具有促进食欲、增强抵抗力、防病治病等优点。据有关部门不完全统计，兽用中药和中药添加剂已有50多种。但大部分中草药都作用较慢，所需剂量较大，而且某些中草药类似抗生素，对体内有益菌及病原菌均有杀灭作用，另外适口性以及价格问题是中草药在饲料中应用需要解决的主要问题。
　　4.5　微生态制剂
　　微生态制剂是采用已知有益的微生物经培养、提取、干燥等特殊工艺制成的用于动物的活菌制剂。微生态制剂有助于扶持体内益生菌生长，拮抗致病菌繁殖，促进饲料消化吸收，提供营养，增强动物免疫功能，改善体内外生态环境。微生态制剂主要使用菌种有三类，乳酸菌类、芽孢菌类和真菌类，其中乳酸菌类被众多学者认为是最有前途的饲用抗生素替代品。但目前在我国用户对微生态制剂普遍存在信心不足的现象。究其原因，主要是前几年低质低效产品太多，目前市场上流通的产品也大都存在不耐热、易灭活、生物活性低的缺点，而且大部分乳酸菌都存在对不良环境抗性差的特点，所以开发高稳定性乳酸菌制剂是微生态制剂必然发展方向。
　　4.6　空气和环境净化相结合
　　由于抗生素不仅可以预防消化道类疾病，还有预防呼吸道等其他类型疾病的作用，所以其预防疾病的作用要大于以上几种替代品，再加上近年来我国养猪业中各类疫病都有上升的趋势，所以目前养殖者普遍对替代饲用抗生素都持有怀疑态度。在欧盟国家，在停止使用抗生素作为饲料添加剂后，由于增加了防治疫病的投入，养猪的生产成本提高8%～15%，饲料成本提高9.5～12.5美元/吨。美国类似的禁令将耗资12亿～25亿美元/年（NRCCommittee）。
　　针对目前畜牧业中呼吸道疾病流行的现状，许多学者提出了综合治理养殖环境和使用替代品并行的方法来替代饲用抗生素，空气电净化是近年来应用于畜牧业的一项新技术，目前在美国已将该项技术推广应用于禽蛋孵化器中，对孵化器中病原微生物数量的控制及空气的净化有明显的效果，我国目前也有一些将空气电净化设备用于猪舍的报道。此外，俄罗斯有报道将抗菌涂料涂在猪舍内及围栏上，由此环境中的有害微生物大大减少，将环境治理和使用促生长替代品相结合将是未来替代抗生素的重要方向。
　　5、小结
　　随着经济的发展，生活水平的提高，人们的健康意识在不断增强，再加上疯牛病、5号病及其他一些动物疑难病症的出现，2003年非典和2004年初的禽流感事件的发生，让人们比以往任何时候都更加渴望绿色、环保和健康养殖，消费者对绿色健康食品的需求日趋热衷。再加上WTO的加入，进出口贸易的日益扩大，寻找对动物与人类有益无害的抗生素替代品已成为必然的趋势。随着微生态制剂、中草药制剂、寡糖等抗生素替代品的进一步推广，空气电净化技术和抗菌材料等新技术的应用，再加上饲养者观念的更新，饲养管理的改进，将抗生素作为饲料添加剂的时代即将过去。

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