謝婉馨，李順祥，馮露雅，秦源，羅小芳*

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，江西南昌 330000；2.湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南永州 425199）

近年來，由于抗生素等飼料添加劑的過度使用而引發(fā)的國(guó)內(nèi)外動(dòng)物性食品安全事件屢見不鮮，綠色、安全、無公害的畜禽產(chǎn)品越來越得到消費(fèi)者的青睞。無抗飼料添加劑隨之興起，飼料添加劑是在飼料生產(chǎn)加工、使用過程中添加少量或微量物質(zhì)，但對(duì)強(qiáng)化基礎(chǔ)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、提高動(dòng)物生產(chǎn)性能、保證動(dòng)物健康、節(jié)省飼料成本和改善畜產(chǎn)品品質(zhì)等方面有明顯的效果，飼料添加劑分類見表1[1]?？股靥砑觿┰诮档土先獗?、加快畜禽生長(zhǎng)及生產(chǎn)養(yǎng)殖方面上有著積極作用。但濫用抗生素會(huì)導(dǎo)致耐藥菌的產(chǎn)生，對(duì)人類健康和公共環(huán)境造成威脅。2006年起，歐盟已全面禁止抗生素進(jìn)入飼料添加劑行列，《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部第194號(hào)》文件指出，2020年7月1日起，除中草藥外，停止生產(chǎn)含有促生長(zhǎng)類藥物飼料添加劑商品飼料。因此，綜述了中草藥添加劑、酶制劑、抗菌肽、酸化劑和低聚糖類等無抗飼料添加劑的研究與應(yīng)用，為尋找新型安全的無抗飼料添加劑提供理論參考，以便推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的綠色發(fā)展。

表1 飼料添加劑分類

1 中草藥飼料添加劑

中藥添加劑歷史久遠(yuǎn)，其結(jié)合了我國(guó)特有的中獸醫(yī)理論及中草藥特性，在飼料中添加一些有益于家畜生長(zhǎng)發(fā)育的成分。根據(jù)中草藥的性能特點(diǎn)，將其分為以下8類，見表2。中草藥有效成分主要有蛋白質(zhì)、多糖、生物堿、甙類、揮發(fā)油、黃酮類與微量元素[2]。中草藥作為飼料添加劑因其綠色環(huán)保、無抗藥性、無毒副作用以及良好的抗菌作用而具有廣闊的應(yīng)用前景，中草藥飼料添加劑對(duì)于家畜的成長(zhǎng)繁殖具有良好的促進(jìn)作用。申學(xué)林等[3]用喂養(yǎng)基礎(chǔ)日糧為對(duì)照組和在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加繁殖中草藥飼料添加劑喂養(yǎng)為實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過4個(gè)多月后，實(shí)驗(yàn)組母豬平均窩產(chǎn)仔數(shù)對(duì)比對(duì)照組提高21.16%（P＜0.05），仔豬平均日增重對(duì)比對(duì)照組提高14.62%（P＜0.05）。王勇生等[4]也發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加中草藥飼料添加劑，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組斷奶仔豬的體重增加了7.79%，可提高仔豬的生產(chǎn)性能，有利于增加仔豬養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。中草藥中添加金銀花等抗微生物劑通過參與蛋白質(zhì)和酶的合成，進(jìn)而提高動(dòng)物的免疫能力。陳義娟等[5]研究表明，在黃羽肉雞基礎(chǔ)日糧中添加復(fù)合中草藥添加劑，在一定程度上可改善肉雞的血液生化指標(biāo)，提高免疫器官指數(shù)，從而增強(qiáng)肉雞機(jī)體的免疫性能，提高黃羽肉雞的存活率。Olagaray等[6]表明，黃岑提取物因含黃酮而具有抗炎、抗氧化作用，可對(duì)抗早期泌乳奶牛的炎癥，對(duì)產(chǎn)后奶牛連續(xù)添加60天黃岑提取物對(duì)提高全脂泌乳量是有效的，可提高奶牛乳腺的健康指數(shù)。中草藥不僅能增加動(dòng)物產(chǎn)品產(chǎn)量，有防病功能，在養(yǎng)殖業(yè)中處理畜禽排泄物也有應(yīng)用[7]，Zhang等[8]發(fā)現(xiàn)豬糞是抗生素抗性基因（ARGs）的重要儲(chǔ)存庫，但厭氧發(fā)酵（AcoD）可能會(huì)降低這些ARGs的豐度。結(jié)果表明，厭氧發(fā)酵中加入中草藥可用于去除豬糞中的一些ARGs和可移動(dòng)遺傳因子（MGEs）。

中草藥作為一種綠色飼料添加劑具有純天然和多功能等特點(diǎn)[9]，與傳統(tǒng)的飼料添加劑相比，其特點(diǎn)在于：（1）副作用小，無耐藥性，家畜對(duì)于其耐受程度表現(xiàn)良好；（2）中藥配方復(fù)雜且多樣，在用于飼料添加劑方面使得添加劑功能多樣性；（3）原料來源廣泛、天然，較于一般飼用添加劑而言，易大規(guī)模推廣，對(duì)于資源利用也能起到一個(gè)很好的推動(dòng)作用。目前，微生物發(fā)酵、中藥添加劑是無抗飼料添加劑的研究重點(diǎn)，但微生物發(fā)酵中藥具有一定的不確定性，需要進(jìn)一步研究微生物與中藥發(fā)生協(xié)同作用的機(jī)理，相應(yīng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法還有待完善，尚不能進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。因此，研究者需要對(duì)中草藥添加劑進(jìn)行更多的特性研究，以期獲得性能更穩(wěn)定、成本更低、更適用飼料添加的中草藥，同時(shí)提高中草藥添加劑的使用效果，為中草藥添加劑在飼料中的使用奠定基礎(chǔ)。

表2 飼料添加劑主要分類

2 酶制劑

酶制劑是一類來源于細(xì)菌、真菌等微生物的具有生物催化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，應(yīng)用于飼料業(yè)時(shí)即是飼用酶制劑[10]。飼用酶制劑是一種新型綠色環(huán)保的飼料添加劑，由特定生產(chǎn)工藝加工而來。飼用酶制劑種類很多，可分為單酶制劑和和復(fù)合酶制劑，一般情況下，飼用酶制劑大多是包含兩種或多種酶的復(fù)合制劑，復(fù)合酶制劑的使用效果也高于單一酶制劑[11]。作為飼料添加劑的酶制劑有20～30種[1]，目前，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的酶制劑有纖維素酶、直鏈淀粉酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶、麥芽糖酶、植酸酶、木聚糖酶和蛋白酶等[12]。飼用酶制劑可提高飼料營(yíng)養(yǎng)成分[13]，抑制病原菌的生長(zhǎng)，保持動(dòng)物機(jī)體健康，減少有毒有害物質(zhì)，促進(jìn)秸稈的降解，減輕對(duì)環(huán)境的污染[14]等。

趙連生等[15]在奶牛的基礎(chǔ)日糧中添加含纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶及中性蛋白酶的復(fù)合酶制劑，發(fā)現(xiàn)復(fù)合酶制劑可促進(jìn)飼料轉(zhuǎn)化率，有利于提高瘤胃發(fā)酵和生產(chǎn)性能。單昊書等[16]研究表明，在羔羊基礎(chǔ)日糧中添加復(fù)合酶制劑，與基礎(chǔ)日糧組相比，可顯著增加血糖、總蛋白、總膽固醇（P＜0.05），促進(jìn)羔羊的生長(zhǎng)，提高羔羊的免疫力。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率也可以反映出動(dòng)物對(duì)飼料的利用率，楊航等[17]利用復(fù)合酶制劑對(duì)草魚生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率和沉積率、血清生化指標(biāo)及腸道組織形態(tài)進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在草魚飼糧中添加復(fù)合酶制劑能顯著提高腸道絨毛高度和絨毛縱截面面積，改善空腸組織形態(tài)結(jié)構(gòu)。此外，草魚的蛋白質(zhì)和磷沉積率以及干物質(zhì)、蛋白質(zhì)和磷消化率也有所增加。這與Alsersy等[18]的結(jié)論中添加復(fù)合酶制劑可提高干物質(zhì)（DM）的消化率相一致。

酶制劑作為綠色無抗飼料添加劑，因具有專一性、高效性、無毒副作用和不產(chǎn)生殘留等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛運(yùn)用于畜牧行業(yè)中，但酶制劑的使用受到多方面因素的影響，如酶的種類、酶的活性、酶制劑的使用方法[11]及畜禽種類和年齡[19]等都是在酶制劑使用過程中需要考慮的因素。酶制劑的存放條件也是應(yīng)用酶制劑時(shí)應(yīng)該注意的一個(gè)問題，酶制劑的存放應(yīng)處于通風(fēng)、干燥和陰涼的環(huán)境中，以免影響酶制劑的活性[11]。因此，飼用酶制劑的正確使用方法以及使用過程中的注意事項(xiàng)還需進(jìn)一步的研究。

3 抗菌肽

抗菌肽是具有抗菌活性的堿性多肽物質(zhì)，因具有抗菌譜廣、無殘留、殺菌速度快等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是抗生素的理想代替物之一。抗菌肽與抗生素的作用機(jī)理不同，因此不易產(chǎn)生耐藥性。除此之外，人們還發(fā)現(xiàn)，某些抗菌肽對(duì)部分病毒、真菌、原蟲和癌細(xì)胞等有殺滅作用，甚至能提高免疫力、加速傷口愈合過程。抗菌肽是由宿主基因編碼的，其抗菌機(jī)制與離子通道的形成有關(guān)，目前一般認(rèn)為，抗菌肽作用于細(xì)胞膜，在膜上形成跨膜的離子通道，破壞了膜的完整性，使細(xì)菌更難產(chǎn)生耐藥性[20]，其作用機(jī)制見圖1。

圖1 抗菌肽常用的作用機(jī)制

研究表明，抗菌肽具有提高動(dòng)物生產(chǎn)性、增強(qiáng)動(dòng)物免疫功能、促進(jìn)機(jī)體的新陳代謝等生物學(xué)功能[21]。丁修良等[22]在肉雞基礎(chǔ)飼糧中添加抗菌肽Sublancin，結(jié)果表明，抗菌肽Sublancin可提高養(yǎng)分利用率，減少腸道有害細(xì)菌數(shù)量，具有代替抗生素添加至肉雞飼糧中的潛在價(jià)值。卜艷玲等[23]研究表明，飼糧中添加500 g/t腸桿菌肽，可明顯提高斷奶仔豬生產(chǎn)性能。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，小型生態(tài)系統(tǒng)生物繁多，抗生素飼料添加劑容易在諸多生物體內(nèi)殘留，不利于生態(tài)環(huán)境循環(huán)，抗菌肽替代抗生素可增強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖生物對(duì)病原體微生物的抵抗力[24]。Dong等[25]研究表明，用抗菌肽喂養(yǎng)鯉魚可以提高生長(zhǎng)性能，提高血清中的抗氧化酶活性，最終會(huì)增加體重（DG）、特定生長(zhǎng)率（SGR），并降低飼料轉(zhuǎn)化效率（FCR）。Su等[26]研究表明，TC26（具有26個(gè)氨基酸）是一種新型的活性抗菌肽，可能在對(duì)抗水產(chǎn)養(yǎng)殖中的病原性感染方面起著至關(guān)重要的作用。

目前，普遍認(rèn)為抗菌肽是通過與細(xì)菌細(xì)胞作用，破壞細(xì)胞膜的通透性以及連續(xù)性來殺菌的[27]。對(duì)于革蘭氏陰性菌，陽離子型的抗菌肽易與其外膜上帶負(fù)電荷的脂多糖相互作用，從而破壞外膜結(jié)構(gòu)以穿越內(nèi)膜；而革蘭氏陽性菌不具有脂多糖，但其表面由于肽聚糖的存在而帶負(fù)電，抗菌肽也能破壞肽聚糖層而穿透質(zhì)膜。當(dāng)前尚無對(duì)抗菌肽作用機(jī)理進(jìn)行完整解釋的理論，但是絕大部分專家學(xué)者都認(rèn)為，質(zhì)膜發(fā)生作用和物理方式是抗菌肽發(fā)揮作用的核心[28]?？咕木哂信c抗生素截然不同的作用機(jī)制，并且誘導(dǎo)產(chǎn)生的選擇性抗性水平相對(duì)較低，一直被認(rèn)為是最具開發(fā)前景和應(yīng)用潛力的抗生素替代物，與現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展中畜禽食品質(zhì)量安全的要求相符?？咕囊蚱浔姸鄡?yōu)勢(shì)成為現(xiàn)階段專家學(xué)者研究的重要課題和方向，已經(jīng)被應(yīng)用于畜牧業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域。

與抗生素相比，抗菌肽不易產(chǎn)生耐藥性，但在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中抗菌肽面臨著許多挑戰(zhàn)：（1）抗菌肽生產(chǎn)和商業(yè)化成本過高，提取工藝復(fù)雜[7]，并且還存在一定的轉(zhuǎn)基因安全問題；（2）抗菌肽不穩(wěn)定，易被蛋白酶水解[29]。這些問題也成為大面積推廣抗菌肽使用的障礙。因此，為了更好地利用抗菌肽，使之廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，還需要不斷的深入研究和探索。

4 低聚糖

低聚糖又稱寡聚糖或寡糖，是指2～10個(gè)單糖通過糖苷鍵連接形成的直鏈或支鏈的小聚合物的總稱，分為普通寡糖和功能性寡糖兩種。目前，動(dòng)物飼料添加劑中所研究的主要為功能性寡糖，如半乳寡糖（GOS）、甘露寡糖（MOS）、低聚果糖（FOS）、大豆寡糖（BOS）、異麥芽寡糖（IOS）和木糖寡糖（XOS）等。這些寡糖都屬于短鏈分支糖類，不能被動(dòng)物分泌的消化酶分解，但當(dāng)其進(jìn)入腸道后，可被腸道中的益生菌利用，有利于益菌群的建立增殖[30]。低聚糖的生物學(xué)功能及作用有以下3個(gè)方面：（1）促進(jìn)機(jī)體腸道內(nèi)有益菌增殖，抑制有害菌的生長(zhǎng)；（2）通過結(jié)合、吸收外源性病源菌而提高動(dòng)物的抗病能力；（3）低聚糖可調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)，主要是通過充當(dāng)免疫刺激的輔助因子發(fā)揮作用。武威等[31]將肉仔雞隨機(jī)分成3組，分別飼喂基礎(chǔ)日糧和添加了甘露聚糖的基礎(chǔ)飼料，結(jié)果表明甘露聚糖能提高肉仔雞免疫力和抗氧化能力，提高了動(dòng)物的健康水平，這與劉媛媛等[32]使用殼寡糖對(duì)斷奶仔豬進(jìn)行的研究結(jié)果一致，即殼寡糖能提高血液超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH px）水平，從而增強(qiáng)動(dòng)物體抗自由基能力。Wei等[33]發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞疫苗中聯(lián)合添加殼聚糖寡糖與黃芪多糖，可有效對(duì)抗水產(chǎn)養(yǎng)殖中的哈維氏弧菌，降低海洋養(yǎng)殖動(dòng)物發(fā)生弧菌病的死亡率。

從目前低聚糖的使用情況來看，低聚糖的生產(chǎn)應(yīng)用也有其缺點(diǎn)：（1）在不同種類、不同年齡畜禽飼料中的最優(yōu)添加量還需要進(jìn)一步的科學(xué)探究，低聚糖作為飼料添加劑加入動(dòng)物日糧中，如果添加量偏低，會(huì)導(dǎo)致增殖效果不明顯，如果添加量偏高，不僅會(huì)引起動(dòng)物腹瀉，還大大提高了動(dòng)物的養(yǎng)殖成本，沒有發(fā)揮其原本的作用；（2）低聚糖的生產(chǎn)難度大，轉(zhuǎn)化率相對(duì)較低[34]，該類無抗飼料添加劑還在研究當(dāng)中，其生產(chǎn)應(yīng)用成本較高[35]。隨著研究的深入和科學(xué)的進(jìn)步，這些問題將得到進(jìn)一步的探討和改善，低聚糖在飼料行業(yè)中廣泛且有效的應(yīng)用空間很大。

5 酸化劑

酸化劑可分為有機(jī)酸化劑、無機(jī)酸化劑和復(fù)合酸化劑3種類型。目前，酸化劑已在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的使用。常見的酸化劑有延胡索酸、檸檬酸、乳酸、甲酸、丙酸和乙酸等。使用酸化劑能提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，增強(qiáng)機(jī)體免疫性能，維持腸道微生態(tài)平衡，提高飼料的利用率等[36]。張玲等[37]在草魚的基礎(chǔ)日糧中添加酸化劑（主要成分為檸檬酸、磷酸、富馬酸等），研究結(jié)果表明，酸化劑可刺激消化酶的分泌，通過增加消化酶的量來提高草魚的生長(zhǎng)性能。鄭建婷等[38]研究表明，在肉兔飼糧中添加檸檬酸，能顯著提高生長(zhǎng)肉兔平均日增重，并降低料重比和腹瀉率。樊愛芳等[39]在蛋雞日糧中添加不同比例的酸化劑，結(jié)果表明，酸化劑能提高蛋雞的產(chǎn)蛋率，降低料蛋比，有利于蛋品質(zhì)的改善。Hamid H等研究發(fā)現(xiàn)，酸化劑可代替抗生素促進(jìn)肉雞生長(zhǎng)性能的提高、降低胃腸道pH值，控制病原菌[40]。酸化劑的作用機(jī)理與其酸性相聯(lián)系[41]，不同酸化劑理化性質(zhì)不同，具體見表3。

飼料中酸化劑的作用效果很大程度上受飼料的系酸力影響，飼料系酸力隨著復(fù)合酸化劑的增加而降低，從而引起仔豬的腹瀉率降低[42]。除此之外，不同酸化劑的理化性質(zhì)有區(qū)別，對(duì)不同微生物的作用效果不同，而且不同動(dòng)物或者同種動(dòng)物的不同生長(zhǎng)階段對(duì)酸化劑的需求也有所差異[43]。因此，將酸化劑運(yùn)用于具體生產(chǎn)實(shí)踐過程中要綜合考慮各種因素對(duì)酸化劑使用效果的影響。單一添加酸化劑的酸化效果與酸化劑跟其他飼料添加劑結(jié)合使用有不同的作用效果，陳歷[44]通過研究表明，抗菌肽與酸化劑同時(shí)聯(lián)用14 d后日重量、采食量、腹瀉率均顯著優(yōu)于單獨(dú)添加抗菌肽組和單獨(dú)添加酸化劑組（P＜0.05）。有研究表明[45]，酸化劑和益生素聯(lián)用，當(dāng)添加量為0.3%時(shí)可顯著降低胸肌滴水損失（P＜0.05），添加量為0.5%時(shí)可顯著提高腿肌率（P＜0.05）并顯著降低胸肌滴水損失和胸肌率（P＜0.05）。吳寧等[46]用中草藥、益生菌、酸化劑聯(lián)合添加替代抗生素后，仔豬生長(zhǎng)性能得到不同程度的改善，特別是腹瀉率有所降低。這說明酸化劑聯(lián)合其他飼料添加劑能夠帶來有益的效果，但是組合的最佳比例和使用條件還需進(jìn)一步研究。

表3 各種有機(jī)酸化劑的理化特性

6 結(jié)語

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量穩(wěn)步發(fā)展，消費(fèi)者生活水平逐步提高，對(duì)動(dòng)物性食品安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)也越來越強(qiáng)，開發(fā)安全、有效、穩(wěn)定、適口性好、對(duì)環(huán)境無危害的無抗飼料添加劑也是我國(guó)畜牧業(yè)的重中之重，中草藥添加劑、酶制劑、抗菌肽、酸化劑、低聚糖等無抗飼料具有無殘留、提高動(dòng)物生產(chǎn)性能、增加機(jī)體免疫力等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣闊的發(fā)展前景。但各類無抗飼料在生產(chǎn)技術(shù)上尚存在一些改進(jìn)之處，部分調(diào)控機(jī)制還需深度解析。隨著畜禽業(yè)無抗養(yǎng)殖的發(fā)展趨勢(shì)，無抗飼料潛力較大。因此，為進(jìn)一步推動(dòng)畜禽產(chǎn)業(yè)無抗養(yǎng)殖的綠色發(fā)展，開發(fā)出安全、無害、穩(wěn)定、高效的無抗飼料是面臨的挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。