“飼料禁抗”時代,這五類替抗添加劑將發揮大作用

供稿:豬豬俠

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    20世紀50年代左右,人們發現抗生素可以通過多種方式提高牲畜的平均日增重和飼料效率,飼用促生長抗生素從此開始廣泛應用于畜牧生產中。大量研究已經表明,促生長類飼用抗生素的長期使用會產生許多副作用,并且造成多種危害。例如抗生素耐藥性是人類衛生系統面臨的巨大挑戰之一,每年約有70萬人死于不受控制的感染;而促生長類飼用抗生素的使用,也會殘留抗生素在動物產品中,造成食品質量問題。另外,飼料中的抗生素會隨著糞便等進入環境,造成環境污染,在世界范圍內,諸多地區的自然環境中已經檢測出抗生素的存在,并且種類繁多。而這些副作用,最終又都會影響到人類對于疾病的治療。

     

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    1. 抗生素對腸道微生物和病原菌的影響

     

     

     

    因此,我國農業農村部于2019710日發布194號公告,要求自202071日起,停止生產含有促生長類藥物飼料添加劑的飼料,中國正式進入了“飼料禁抗”時代。而在促生長類抗生素被禁用后,對于替代抗生素的研究成為關系到生豬養殖綠色發展的重點工作方向。目前已有多種營養策略來替代抗生素的使用,從源頭減少飼料對生豬養殖的影響,并且提高飼料的利用率。而隨著研究的不斷深入,已經發現許多品種具有替代功能,并且在體內外試驗中已證明了這些功能的可靠。目前主要的替抗添加劑類型有:植物提取物、益生素、酶制劑、抗菌肽、酸化劑等。

     

     

     

    植物提取物

     

     

     

    植物中含有多種類型的天然活性成分,按照化學結構分為多酚、多糖、精油等。大量的研究關注多酚在預防各種疾病方面的潛在能力,而多酚對多種微生物的抗菌活性也有大量的研究。例如兒茶素可以抑制幾種細菌的體外生長,如霍亂弧菌、變形鏈球菌、空腸彎曲桿菌、產氣莢膜梭菌和大腸桿菌。并且在育肥豬中補充25mg / kg槲皮素增加了絨毛高度和腸道緊密連接蛋白的轉錄水平。槲皮素增加的腸道完整性可降低血清中內毒素濃度、ROSMDA以及TNF-α、IL-1β、IL-6和單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)mRNA水平。而精油作為抗生素的潛在替代品,其中的酚類、萜類和醛類是主要的抗菌化合物,此外,醇類、醚類和烴類也含有一定的抗菌活性。在精油的抗菌作用具有多個靶點,但細菌細胞壁的生物合成是其主要靶標。精油和阿維霉素顯著降低了斷奶仔豬腸道中NF-κB、腫瘤壞死因子α(TNF-α)和派氏結(Peyer's patches)的大小,以及結腸、腸系膜淋巴結和脾臟中的細胞周期蛋白D1的表達。同時,包括肉桂醛和牛至油在內的精油增加了Nrf2的表達和易位,并阻止了NF-κB的活化。這些結果表明,這些精油可以減少炎癥,并最終通過Nrf2NF-κB途徑來改善豬的健康和生長性能。多項研究也表明,精油添加也會影響腸道菌群的結構,例如添加香芹酚和百里酚可以緩解斷奶導致的仔豬腸道菌群紊亂,增加空腸中乳酸菌的數量并減少了腸球菌屬和大腸桿菌的豐度。而飼糧中添加百里酚-肉桂醛與添加抗生素的飼糧相比,均能減少斷奶仔豬大腸中大腸桿菌數量,并且都能夠增加腸絨毛高度與隱窩深度的比值,表明精油混合物可以作為斷奶豬日糧中傳統抗生素的替代品。植物多糖是具有復雜分子結構的大分子量聚合物和生物活性大分子。近年來,大量的研究表明了多糖具有廣泛的生物活性,并且也可以改變腸道菌群結構,能夠恢復腹瀉腸道微生物群的組成和多樣性,提高揮發性脂肪酸的濃度,進而改善腸道形態,并促進腸道粘膜的修復。此外,植物多糖可能與其對消化酶活性的刺激作用有關,可以增加小腸絨毛高度和上皮細胞的數量,從而促進營養物質的消化和氨基酸的吸收。植物多糖可作為溫和的免疫調節劑。例如多糖可作為免疫增強劑,促進B淋巴細胞和T淋巴細胞的增殖,提高血清抗體滴度,降低血液中嗜血細胞與淋巴細胞的比例,緩解大腸桿菌誘導的腸屏障功能障礙,調節腸上皮細胞的細胞因子表達,而避免受到病原菌的攻擊。

     

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    2. 黃芪提取物

     

     

     

    益生素

     

     

     

    益生素主要指是益生元,另外還包括益生菌。益生菌是對宿主有正向作用的食入性微生物。例如,乳酸桿菌能夠抑制大腸桿菌的生長,其產生的短鏈脂肪酸如乳酸和乙酸可以將腸腔pH值降至有害細菌無法耐受的水平。而部分益生菌還可以通過產生H2O2來抑制革蘭氏陰性細菌的生長。益生菌還可產生多種其他物質,包括抗氧化劑、抗菌肽、羅伊氏菌素、細菌素和小菌素。這些物質不僅可以減少病原微生物的數量,還能夠中和一些由病原菌產生的腸毒素,影響細菌代謝和毒素產生。益生菌也可以直接參與并調節宿主免疫反應,如調節細胞骨架和緊密連接蛋白的磷酸化來增強腸屏障的功能,從而影響腸粘膜細胞間的相互作用。部分可以定植并粘附在胃腸道上皮細胞上,從而阻礙病原菌對腸道的影響。

     

     

     

    益生元被定義為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。益生元可以選擇性地刺激有益腸道細菌的生長,進而調節腸道微生物群,其作用目的與添加益生菌相似。益生元可以通過多種機制抑制病原體粘附。例如殼寡糖或者低聚半乳糖能有效抑制大腸桿菌粘附在腸上皮細胞表面,而益生元的發酵終產物短鏈脂肪酸可以抑制粘附素因子或侵襲基因的表達。除此之外,短鏈脂肪酸陰離子在細胞質中的積累也會改變病原體的滲透平衡,并強烈抑制病原菌的生長。重要的是,益生元也可以直接增加上皮細胞的增殖,并對豬的內分泌和外分泌胰腺分泌物具有刺激作用。

     

     

     

    酶制劑

     

     

     

    酶是一類由活細胞產生的具有生物催化反應能力的蛋白質,在生物體內廣泛存在,而飼料中酶制劑每年為全球飼料市場節省了大約3-50億美元。在仔豬中,飼喂添加纖維降解酶日糧的仔豬腹瀉的頻率和嚴重程度顯著降低,并且酶水解產物飼喂的仔豬能夠減輕產腸毒素大腸桿菌引起的腸炎,仔豬的腸道更健康,并且即使感染了腸炎也不會影響進食,并且能很快恢復健康。

     

     

     

    抗菌肽

     

     

     

    抗菌肽是廣泛存在的一類生物活性多肽,其結構通過二硫鍵連接的偶數半胱氨酸殘基因此具有高穩定性。此外,它們的氨基酸組成、兩親性、螺旋性、陽離子性和大小使它們能夠插入脂質膜中,導致目標微生物死亡。例如大腸菌素能對廣泛的大腸桿菌有效。添加大腸菌素使仔豬增重增加了40%,飼料效率降低了7%??咕?/span>P5增加了斷奶仔豬的生長性能、表觀消化率和腸道健康,作為傳統抗生素的替代品,抗菌肽應用前景十分廣闊。

     

     

     

    酸化劑

     

     

     

    酸化劑也被用作抗生素生長促進劑的替代品。如將甲酸、檸檬酸和苯甲酸添加到斷奶仔豬日糧中可提高生長速度和飼料轉化率。而日糧中添加丁酸鈉則降低了斷奶仔豬的腹瀉評分并改善了生長性能,在妊娠母豬日糧和斷奶前豬日糧中添加丁酸鈉對肌肉和脂肪組織的氧化基因和生長性能有積極影響。有機酸和無機酸的混合物增加了糞便中的乳桿菌屬,并減少了大腸桿菌數量,并且可以改善新斷奶仔豬的生長性能。

     

     

     

    小結

     

     

     

    抗生素的長期不合理使用危及動物健康,破壞生態環境,導致耐藥菌的增加,最終威脅人類安全。然而,從日糧中移除抗生素,可能會造成疾病問題的增加,并且導致豬生長性能的降低,目前已有多種添加劑被證明具有替代抗生素的潛力,但是對于這些替抗添加劑的使用仍需要大量的研究。除此之外,企業也應加強自身管理水平,降低生豬在不同階段因環境問題所帶來的疫病風險??傊?,飼料禁抗對于飼養企業來說,是機遇也是挑戰,在產業轉型的關鍵時期,快速應對市場的變化,合理調整企業戰略部署,加強技術投資和管理水平,方能在變革中有巨大的飛躍。


    (審核編輯: 豬豬俠)

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