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饲用抗生素替代困境与对策
中国农业科学院饲料研究所/臧建军
原刊于《新饲料》杂志2006年第11期
饲料添加剂是实现饲料工业化生产和养殖现代化的重要物质前提,没有现代化的饲料添加剂工业,就没有饲料工业的现代化。基于不同的目的,如补充必需养分、增加采食、促进生长、提高饲料转化效率、改善饲料和畜产品质量等,在配合饲料中添加不同种类的饲料添加剂。然而消费者对部分添加剂,特别是对抗生素类生长促进剂使用存在的潜在危害提出了越来越多的质疑。禁用抗生素的呼声日益高涨,安全、有机的食品倍受青睐。因此,探寻有效的、可被消化者接受且环境友好型抗生素替代品成为时下全球饲料工业界极为关心的焦点。
1 饲用抗生素替代的现状
1.1
酶制剂是目前在饲料工业和养殖业中应用较为较多,效果较好的抗生素替代品,它主要通过补充内源酶的不足和消除抗营养因子,提高氧化消化率,促时畜禽生长。快速发展的分子生物学技术及其配套的先进仪器设备大大加速了酶制剂工业的发展。国内酶制剂工业起步较发达国家晚,仅有10几年的发展历程,但发展速度快、技术水平较高,大有引领世界饲用酶制剂工业之趋。到2003年,国产复合饲用酶制剂已超过10000t,仅植酸酶产量就超过400
t;但是我们还必需清醒地认识到国产酶制剂在生产和应用中还存在酶活不高、不耐高温、常温贮存易失活、使用技术粗糙等问题有待解决。国产饲用酶制剂品种主要有:植酸酶、α-淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、糖化酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和果胶酶。
1.2
酸化剂主要是通过降低胃内pH值,提高胃肠道内酶活性,促进肠道有益菌增殖而抑制病原菌生长等功能提高动物生产性能。酸化剂产品具有成本高、适口性差、效果不稳定、腐蚀设备、使用不便等缺点,从而在一定程度限制了其使用。以柠檬酸、富马酸等为主的第一代酸化剂只有在添加量大于2%的情况下才有较稳定的效果,从而增大成本;以正磷酸为主要成分的第二代酸化剂只有酸化作用,但对动物生长无促进作用。随着酸化剂产品的换代和生产工艺的优化和改进,酸化剂产品必将会为业界接受。
1.3
益生菌,又称直接饲喂微生物,它直接为动物提供如乳酸杆菌、芽孢杆菌和双歧杆菌等有益微生素,增加胃肠道内有益微生物数量,从而竞争性地抑制了病原菌在肠道内的定植与增殖,维持胃肠道内菌群平衡,提高氧分消化率和动物生产性能。益生菌制剂多为多种厌氧菌株的混合物,无统一质量标准可依,且其在动物消化道中的适应和定植能力差,结果造成应用效果稳定性差。
1.4 益生元又称化学益生素,主要指果寡糖、甘露寡糖和异麦芽寡糖等由2~10
个糖基通过糖苷键连接而成的非消化性寡糖类产品。与益生菌不同的是,益生元作为胃肠道有益菌的底物,而不能被有害微生物利用,促进了有益微生物的增殖。同时,有些益生元还可以与病原菌特异性的结合,阻止了病原微生物在肠道内的粘附与定植。总的作用机理表现为调节胃肠道内微生态平衡,增强机体免疫力,维持动物机体的健康。在实际生产中寡糖的作用效果受动物种类、添加方式和剂量等因素的影响。
1.5
植物提取物主要分为抗菌类(牛至油、中草药)与免疫增强剂类(糖萜素)产品。牛至油的主要成分为香荆芹酚、百里香酚以及二者的前体物,这两种酚类化合物有较强的抗菌作用,其抗菌活性主要是通过改变H+
和K+ 的渗透性使细胞胞质膜上的酚相互作用, 离子成分的分散导致细胞内关键过程受阻, 从而使细胞成分渗漏, 水分失去平衡,
最终使细菌发生死亡。牛至油与抗生素最大的区别在于它不产生任何抗药性,被认为是较理想的替代品。
1.6
由于中草药中不仅含有生物碱类抗菌物质,而且含有多糖类免疫调节活性物质;同时还可以为动物提供蛋白质、氨基酸、维生素和矿物质等营养物质,加之我国中草药资源丰富,因此,人们对中草药添加剂替代抗生素寄于了厚望。然而由于中草药的作用效果是其中含有的所有复杂成分的综合作用效果。这就要求在准确评定特定中草药添加剂的质量的前提下,才能保证实际使用效果的重现性。而实际生产技术不高,产品多为粗品,从而导致产品质量稳定性差、成本较高。
1.7糖萜素是从油茶籽饼粕和茶籽饼粕中提取的,
是由糖类、三萜皂甙和有机酸组成的天然生物活性物质。其主要功能为调节动物机体神经内分泌和免疫功能,促进蛋白质合成,提高生产性能,清除自由基,增强抗病抗应激能力,改善畜产品品质。
1.8
高铜和高锌日粮确实可以达到防治腹泻和类抗生素促进生长的效果,然而,由此造成的畜产品安全和环境污染问题日益突出。为了避免日粮高浓度微量元素带来的一系列负面影响,生物学效率较高的有机微量元素引起了人们的兴趣。
2 饲用抗生素替代困境与对策
到目前为止,抗生素替代品可谓层出不穷,然而在实际生产中很难完全替代抗生素。究其原因主要有以下几点:
2.1 替代品成本高,效果不理想
成本影响企业的效益,所以饲料生产企业和养殖企业管理者对成本非常敏感。与较便宜的抗生素比较,添加任何一种替代添加剂都会增加成本,这是个较难被接受的变化,生产者本身对选用这些产品产生一定的抵触。因此,如何降低生产成本成为饲料添加剂生产企业关注的问题。成本固然重要,替代品的作用效果更为关键。即使是饲料和养殖企业使用了替代品,可是目前,大多抗生素替代添加剂作用效果不稳定性,影响了使用者的信心。使用效果差的原因之一是产品本身的质量不高,有待进一步通过技术创新加以改进;这一点是每个饲料添加剂生产企业都十分重视的环节,却忽略了对影响产品使用效果的另一方面的研究,即产品的配套使用方法。许多饲料添加剂企业有产品上市之前并没有系统地研究产品的合适使用对象、使用阶段、适宜添加量以及对动物直接的作用效果等,结果降低了产品的实用性。
2.2 替代添加剂配伍不合理
在单一添加剂暂时无法替代抗生素的情况下,生产中利用某几种添加剂在作用机理方面的协同性,探讨在饲料中同时添加几种抗生素替代品,以达到减少使用或完全不添加抗生素的目的;由于目前很少有经过大量的体外试验和动物实验筛选得到最优化的功能性添加剂组合配伍,盲目在饲料中添加多种替代品很难达到预期的效果。加大针对不同日粮类型、不同动物的不同生长发育阶段和不同饲养条件下具有协同作用的功能性添加剂的最佳配比与最适用量的研究力度,对于由少用过度到不用抗生素的日粮精细配方具有重要科学和现实意义;同时对于改善畜产品品质也有深远的影响。
2.3 饲养管理水平低,饲养环境差
抗生素替代品的作用效果与饲养环境关系密切。目前饲用抗生素无法完全被替代的重要原因之一就是没有较好的饲养环境作为保障。在集约化程度越来越高的今天,包括我国在内的发展中国家的养殖业中农户散养方式仍占相当大的比重,整体的饲养管理水平低,饲养环境差,这就造成畜禽养殖业在一定程度上对抗生素的依赖性。通过改善饲养方式和饲养环境是实现无抗生素养殖的重要外部保障,也是动物福利的要求。
3 饲用抗生素替代远景
尽管目前还没有任何其它添加剂可以完全取代饲用抗生素的地位。在饲养水平低、养殖环境较差的发展中国家的养殖业中,抗生素必将继续发挥重要的促生长作用。然而我们也应该正视使用抗生素添加剂所面临的来自各方面的挑战,抗生素类促生长添加剂必将退出历史的舞台。为了保障畜禽养殖业的健康和可持续发展,功能性、绿色饲料添加剂接替抗生素的防病、促生长作用,任重道远。
抗生素替代决非口号,而是现实的、具体的、具有挑战性的课题。挑战与机遇并存,禁用抗生素不仅可以推动推动和保障饲料工业和养殖业的健康发展,而且还给行业的发展模式与方向带来了新的机遇。但机遇只青睐有准备者,在国家
“十一五”
规划明确提出将积极构建以企业为主体、以市场为导向,产学研紧密结合的自主创新体系的大好形势下,相关企业只有加大对抗生素替代研究的投入,形成独特的创新性技术,才有可能、有实力成为引领“后抗生素时代”全球畜牧行业发展的弄潮儿。 |
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