生豬無抗養殖替代物研究現狀與前景

黃曉霞，譚樹華

(湖南科技大學生命科學學院，重金屬污染土壤生態修復與安全利用湖南省高校重點實驗室，湖南 湘潭 411201)

抗生素在生豬高密度、規模化養殖模式中發揮了重要作用，抗生素在抑制或殺滅病原微生物、維持腸道微生物平衡、減少仔豬腹瀉和促進生長等方面是一個高效可靠的添加劑。我國是全球抗生素使用大國，2013年全國抗生素消費量約16.2萬噸，其中畜牧和飼料行業消費約占52%，而治療用獸用抗生素僅占16%，其余作為飼料添加劑使用。長期大量使用抗生素，已導致了病原微生物耐藥性的產生和嚴重的藥物殘留，威脅畜禽產品質量和公眾健康。因此，發展無抗養殖越來越成為國內外畜禽養殖業發展的共識，是今后畜牧業發展的必然選擇。原農業部在2015年7月《全國獸藥（抗菌藥）綜合治理五年行動方案》公告中規定在食品動物中停止使用洛美沙星、培氟沙星、氧氟沙星、諾氟沙星，2016年6月刪除了硫酸黏菌素預混劑的促生長用途。2016年7月26日發布了《關于減少在畜禽養殖中使用抗生素的建議》。

在一些抗生素被限制或禁止使用于動物養殖的大背景下，采用抗生素替代物就成為了發展畜牧業的首要任務。嚴格來講，全程無抗化畜牧生產技術，是指養殖各環節無任何抗生素的添加，從生產相關各個環節進行嚴格的質量控制，做到不使用抗生素及其他任何可能導致藥物殘留、環境污染或引起動物產生耐藥性添加劑，從根本保證產品的質量安全，這種無抗生產模式國內目前在生產實際中還很難做到。因此，當前的無抗養殖一般仍包含合理使用抗生素進行保健和治療，但保證畜產品必須無抗生素殘留。目前，采用無抗飼料、抗生素替代添加劑、新型功能添加劑等都取得了不少進展。

1 抗生素替代品的研究

至今，已開發出許多具有替代抗生素作用潛力的新型添加劑，主要有抗菌肽、酶制劑、中草藥添加劑、酸化劑、新型添加劑等產品，已在生豬養殖生產中發揮了重要作用。

1.1 中草藥添加劑

中草藥添加劑在養豬業生產中的作用已得到了廣泛認可，中草藥具有容易吸收，無耐藥性、毒副作用小、不污染環境等獨特優勢。中草藥具有抗菌抗病毒、提高免疫力、抗熱應激、促生長、提高豬肉品質和風味等重要作用。目前，已報道約有400多種中草藥具有抗菌作用，20余種中草藥對多種病毒有抑制作用。如蒲公英、肉桂、甘草、花椒、藿香等常見中藥材對金色葡萄球菌、綠色鏈球菌、大腸桿菌、白色念珠菌等常見細菌、真菌都有很好的抑制作用。金黃色葡萄球菌對黃連、黃芩、五味子、石榴皮、蒲公英、麥冬高度敏感；大腸埃希菌對黃連、五味子、烏梅高度敏感；枯草芽孢桿菌對五味子、石榴皮、烏梅高度敏感；沙門氏菌對黃連、黃芩、五味子高度敏感；銅綠假單胞菌對五味子和烏梅表現高度敏感。李淑紅等(2012)報道烏梅、五倍子、五味子對豬大腸桿菌呈高度敏感。

除了直接的殺菌抗病毒作用外，一些中草藥更具有抗生素所不具備的補充營養、激活免疫力、抗應激和改善肉品質的作用。馬玉芳等（2008）在仔豬基礎日糧中添加由魚腥草、茯苓、黃芩、金銀花等組成的中藥添加劑，有效防止了保育階段的仔豬發生腹瀉，并促進了免疫球蛋白、補體和白介素（IL-2）的生成，提高機體免疫功能。王自然（2006）報道豬在接種豬瘟疫苗的同時服用中草藥添加劑，能顯著增強豬瘟疫苗的免疫效果，促進T淋巴細胞的增殖，增強其免疫力。穆然等（2011）報道薄荷、羌活、魚腥草、貫眾、牛蒡子、陳皮、榧子、甘草和蒲公英等組成的中草藥清涼飲水具有較好的抗熱應激功效，對緩解高溫高濕環境對豬的生產性能的影響有積極作用。石亞忠等（2011）在育肥豬日糧中添加1%的中草藥制劑（含生物堿、多糖、黃酮、陳皮、松葉等），能提高肌肉必需氨基酸和鮮味氨基酸含量，同時有增加豬肉多不飽和脂肪酸含量的趨勢。劉瑜彬等（2018）報道發酵中藥渣可部分替代全價料(含抗生素)應用于小豬到育成豬的養殖過程，在降低抗生素使用量、降低腹瀉率、提高飼料利用率等方面更有優勢，且在育成豬肉質評價方面部分指標更優。

1.2 酸化劑

酸化劑具有抑（殺）有害菌、促進消化、維護腸消化道菌群平衡、增強抵抗力、提高生長性能等重要作用。常用酸化劑包括無機酸化劑和有機酸化劑，無機酸主要有鹽酸、硫酸和磷酸等；有機酸化劑種類多、使用范圍廣，包括檸檬酸、乳酸、延胡索酸、甲酸、乙酸、丙酸、富馬酸、酒石酸、山梨酸等及其鹽類，是飼用酸化劑的主要組成成分。

酸化劑主要發揮了以下作用：一是參與機體主要代謝途徑，提高消化率。如乳酸、檸檬酸、富馬酸、蘋果酸等有機酸是細胞主要代謝途徑的中間產物或底物，可以進入腸道上皮細胞，參與氧化供能，起到營養物質的作用。據報道，早期斷奶仔豬添加檸檬酸和延胡索酸使飼料利用率分別提高了7.2%和6.99%；添加甲酸鈣，斷奶仔豬的蛋白質和能量物質消化率分別提高了10.3%和9.8%；二是抑（殺）有害菌，維持了腸道微生態平衡。消化道中的大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌等有害細菌在pH≤4時基本不生長，而酸性環境是乳酸菌、酵母菌等有益菌的適宜生長環境。因此，酸化劑的添加同時起到了抑（殺）有害菌和促進益生菌生長的雙重作用，保護了胃腸道健康，提高了動物的抗應激能力和免疫水平。張嚴等（2018）報道苯甲酸、檸檬酸、山梨酸、蘋果酸和富馬酸對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有一定的抑制作用。40 mg/mL蘋果酸和磷酸分別對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的具有很好的抑制效果。李楠等（2012）報道山梨酸對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、綠膿桿菌、大腸桿菌和變形桿菌等均具有良好地抑菌效果；三是酸化劑通過降低胃腸道pH，激活胃蛋白酶和胰蛋白酶活性，而添加檸檬酸和磷酸可以提高小腸內胰淀粉酶和粗纖維分解相關酶的活力，提高粗纖維在腸道前段的消化利用率。

目前，酸化劑主要以復合酸化劑或與益生菌、小肽制劑等聯合配置，更提高了使用效果，極大地減少或取代了部分抗生素的使用，而采用緩釋復合酸化劑或微囊酸化劑工藝進一步提高了酸化劑的使用效果，可進一步提高經濟效益，在生豬無抗養殖中已展示出較大潛力。

1.3 酶制劑

飼用酶主要利用酶對飼料營養成分的生物催化作用，包括消化酶和非消化酶，消化酶主要指動物本身胃腸道及消化腺能分泌的各種酶，如淀粉酶、脂肪酶、糖化酶、蛋白酶等，用于補充內源酶分泌的不足；非消化酶主要是指要通過外源添加，包括纖維素酶、半纖維素酶、植酸酶、葡聚糖酶等淀粉類多糖酶和果膠酶等，添加后可以提高對植物細胞壁的消化能力。飼用酶的作用主要基于3個方面：一是提高畜禽消化能力，通過補充內源性消化酶，加強消化能力，提高飼料的消化率和利用率，特別是對某些特殊階段畜禽如仔豬階段添加消化酶，對促進消化和減少腹瀉具有良好作用，如以蛋白酶、脂肪酶為主的復合酶制劑主要作用是補充內源性消化酶不足；二是降解非淀粉多糖中的抗營養因子，提高飼糧的利用率、降低飼養成本、發掘新的飼料原料來源為目的。以甘露聚糖酶、木聚糖酶、果膠酶為主的復合酶，可消除小麥-豆粕、玉米-豆粕等類型日糧的抗營養因子，以β-葡聚糖酶和木聚糖酶為主的復合酶，可以消除大麥、黑麥型日糧的抗營養因子；三是提高畜禽健康養殖、減少環境污染為主。如添加植酸酶可以提高植物性原料磷的消化率和利用率，消除植酸的抗營養作用；葡萄糖氧化酶可抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌的存活，減少有害菌對機體的感染，提高機體免疫力，減少有害病菌進入環境。飼用酶不僅具有抑制腸道內有害微生物繁殖，提高抗病能力，同時能水解抗營養因子，提高飼料的消化利用率、提高代謝水平，取代部分抗生素。Tang等(2016)發現，飼糧中添加葡萄糖氧化酶（GOD）改善了仔豬腸道健康，降低了糞便中沙門氏菌的數量。Han等（2017）報道在仔豬飼料中添加含酸性蛋白酶,α-淀粉酶，木聚糖酶,甘露聚糖酶、葡萄糖氧化酶、酸性纖維素酶和半乳糖苷酶組成的復合酶，可提高飼料轉化效率、表觀消化率和粗灰分、胰腺和十二指腸脂肪酶活性、空腸和回腸黏膜麥芽糖酶和乳糖酶活性、血清和肝臟的谷胱甘肽過氧化物酶活性，降低丙二醛（MDA）含量，可用作抗生素的替代品，用于改善仔豬生產性能和健康狀況。

1.4 抗菌肽

抗菌肽是由12～100個氨基酸殘基組成，N端富含賴氨酸、精氨酸等堿性氨基酸,C端富含丙氨酸、纈氨酸和甘氨酸等疏水性氨基酸，一級結構具有一定的保守性的多肽類物質。抗菌肽種類多、分布廣，迄今在動、植物及原核生物中發現超過2 000種，在豬體內亦發現了12種以上不同的抗菌肽。抗菌肽是生物體天然免疫防御系統的重要組成部分，不僅具有抑制、殺滅多種細菌、真菌、病毒、寄生蟲的生物學功能，而且可以提高動物機體免疫能力，不存在殘留、無任何副作用。抗菌肽具有與抗生素完全不同的抗菌機制，抗生素主要通過抑制細菌細胞壁或DNA的合成而發揮作用，而抗菌肽一方面通過所攜帶正電荷與帶負電荷的微生物細胞膜間產生強烈的靜電引力，使細菌質膜不穩定，抗菌肽會透過這個不穩定區域進入細胞膜的脂質雙分子層中，導致細胞壁結構發生變形，通透性增加，使胞外大量水分內流和胞內大量內容物外流，最后殺傷失去保護的細菌；另一方面抗菌肽與細胞膜內肽、磷脂之間相互作用形成復雜的空間結構，肽與肽之間、肽與細胞膜之間的疏水及親水功能區相互作用，能使兩親性小肽比其他方式更深入細胞膜中心，通過與細胞內物質的作用阻礙靶細胞壁合成其組分，或破壞細胞壁的結構，從而殺死靶細胞。

在養豬生產中，抗菌肽已經在取代或部分取代飼料抗生素、減少對抗生素的依賴、增加豬對各種病原微生物的抵抗能力等方面具有較好效果。麻延峰等(2010)在基礎日糧中添加0.4%抗菌肽防治豬呼吸系統疾病,治愈為88%,與運用青鏈霉素防治方法效果相比,運用抗菌肽療效高、無不良反應。Wu等（2012）比較飼料中添加抗生素（100 mg/kg吉他霉素和硫酸黏菌素800 mg/kg）或抗菌肽AD（400 mg/kg）對口服大腸桿菌斷奶仔豬的影響，發現抗菌肽可以提高仔豬白細胞介素-1β,白細胞介素-6、IgA和IgG水平，并降低了腸道病原菌和腹瀉發生率，是抗生素的潛在替代品。王琴等（2015）報道了抗菌肽有降低仔豬死亡率和腹瀉率，提高生長性能的趨勢，在基礎日糧中添加0.2%的抗菌肽，抗菌肽組死亡率和腹瀉率分別降低了2.47%和1.24%，日增重提高了11.42%，料重比降低了5.06%，但差異不顯著，抗菌肽是替代抗生素藥物的理想選擇。

1.5 新型添加劑

開發新型添加劑用于取代抗生素是實現無抗養殖的另一條途徑，其中多糖、二甲酸鉀、大蒜素、阿魏酸等的研究和使用較多。二甲酸鉀是一種新型飼料添加劑，是歐盟批準的第一種用于替代抗生素促生長劑的非抗生素飼料添加劑產品，對仔豬的促生長和防治下痢有顯著效果。夏東等（2016）報道采用低蛋白氨基酸平衡日糧可以減少仔豬斷奶應激，在此日糧中添加1%二甲酸鉀，前2周乳酸菌含量一般，第5周后，乳酸菌數量增加，可以提高斷奶仔豬的生長速度、飼料利用率，減少腹瀉頻率，抗生素組在第5周時乳酸菌數量下降，抗生素會破壞了菌群原有的結構，而預防添加抗生素會降低胃液中的乳酸菌含量，對預防仔豬腹瀉沒有明顯效果，與不加抗生素和酸化劑組無差異。

低聚木糖是一種消化酶不能消化的功能性低聚糖，可直接進入腸道后段，被雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌所利用，并被酵解為乙酸、丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸使腸道內pH降低，抑制有害菌生長，調節腸道菌群平衡，保護腸道健康，減少疾病的發生，顯著提高動物生產性能。同時，低聚木糖可激活動物細胞和體液免疫功能，國內有廠家已將低聚木糖產品用于無抗健康養殖。

大蒜素和阿魏酸也是兩種使用較多的添加劑，二者對有害微生物均具有較強的抑菌殺菌作用。大蒜素對葡萄球菌、腦膜炎、肺炎雙球菌、鏈球菌、白喉、痢疾、傷寒、副傷寒、大腸桿菌、結核桿菌、霍亂弧菌等都有明顯的抑制或殺滅作用。阿魏酸能抑制宋內氏志賀氏菌、肺炎桿菌、腸桿菌、大腸桿菌、檸檬酸桿菌、綠膿桿菌等致病性細菌繁殖，對胃腸道無刺激作用，在體內不累積，幾乎沒有任何毒性。

2 生物飼料

生物飼料主要有生物發酵及微生物飼料，一些有益微生物可以直接作為飼料添加劑，目前，我國批準了地衣芽孢桿菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、兩歧雙歧桿菌和糞腸球菌等29種微生物品種可直接飼喂。生物發酵飼料是以微生物菌種為發酵劑，將飼料原料轉化為菌體蛋白、B族維生素、生物活性小肽類、氨基酸、有機酸(乳酸、乙酸等)、益生菌和復合酶等發酵產物，該類物質營養更為豐富，適口性和消化性更好，是無抗養殖的首選。飼料中的各種抗營養因子在發酵過程中被有效降解，發酵產物中益生菌及其代謝產物（乳酸、乙酸等），增加了飼料酸度，可抑制或殺滅沙門氏菌、痢疾短螺旋體和大腸桿菌等病原微生物，顯著改善動物的腸道菌群平衡，提高動物自身的免疫能力和抗應激能力，減少疾病的發生，促進生長，因而發揮抗生素替代功能。孫占田等（2013）報道，與抗生素對照組相比，在斷奶仔豬日糧中添加小肽，可一定程度上提高平均日增重和平均日采食量，腹瀉率略有下降。斷奶仔豬日糧中分別單獨添加半胱胺和小肽或二者復合添加可替代抗生素用于斷奶仔豬飼料中，改善仔豬的生產性能，達到促生長的效果，且半胱胺和小肽對平均日增重和平均日采食量存在一定的協同作用。蔡元麗等（2008）在早期斷奶仔豬日糧中添加含肽肝素渣水解物，可顯著提高仔豬免疫器官指數，提高仔豬血液中淋巴細胞的數量，這說明小肽可增進仔豬的免疫功能，增強免疫細胞的免疫活性。

雜交構樹及其發酵產物是近年來大力提倡的另一種生物飼料，一般可替代20%配合飼料。構樹葉粗蛋白含量比苜蓿草粉高出了6.7%，僅次于豆粕。構樹葉經過發酵后粗蛋白質和粗脂肪含量分別增加了35.7%和37%，粗纖維及無氮浸出物含量分別減少15.3%和15.2%，樹葉中含有7種必需氨基酸，總氨基酸含量超過20%，營養價值很高，對提高豬的抗病力和品質均有較好效果。

3 存在的問題與建議

無抗養殖的興起既是養殖業自身發展的需要，更是人們健康意識不斷提高，是人們對無抗產品、綠色食品、有機食品等安全食品存在強烈需求的反映。無抗養殖牽涉面廣，涉及政策、監管、育種、飼料、疫苗、環境、意識等各方面。目前，無抗養殖的生產體系尚不夠完善，沒有形成無抗養殖的標準化流程體系，從抗病力強的豬品系培育、養殖過程監管、豬舍建造、養殖環境、飼料配置、防疫、用藥體系等方面都影響豬的健康養殖水平，養殖場的技術水平參差不齊，加上養殖者的無抗養殖意識差距，抗生素替代產品防控腹瀉、防病治病的效果與抗生素相比仍存在差距，價格相對較高，故實際生產中抗生素仍會發揮重要作用，離完全的無抗養殖仍有一段距離。

堅持無抗養殖方向，是畜牧業發展的必由之路，需要各方面綜合發力。第一，國家層面需要加強對無抗養殖宣傳力度和對禁止違法使用抗生素的監管力度，倒逼企業重視無抗養殖技術、改善養殖環境、控制環境污染和注重產品質量安全。第二，加強營養理論的研究，改進飼料配方和提高養殖技術，減少引發病害的各種因素，提高動物自身免疫力，開發新型抗生素替代添加物，進一步提高使用效果、降低成本。第三，豬肉作為我國消費量最大的肉類，無抗生豬養殖關系到全民健康，更是大勢所趨，養殖場更應提早采用相關無抗養殖技術，優先采用無殘留、無副作用的抗生素替代產品，在各環節堅持無抗標準，企業才能走向可持續發展之路。

參考文獻（略）