莫能菌素在牛生產上的應用及其替代品研究進展

黃才斌，陳笑寒，鐘華配，韋科龍，梁 淦，呂冠霖，黃雅鑫

（中國農業科學院廣西水牛研究所 530000）

莫能菌素是一種聚醚類離子載體抗生素，自20世紀70年代初商品化后，廣泛用于畜禽養殖中。1975年美國正式批準莫能菌素作為飼料添加劑應用于肉牛生產，應用于產乳牛則比肉用牛稍晚。莫能菌素普遍認為對防止家禽、羔羊、綿羊、犢牛等家畜的球蟲病效果良好，副作用小，還能提高反芻動物的飼料利用率和生長性能。幾十年的廣泛使用，市場上已有多種含有莫能菌素的添加劑產品，莫能菌素對牛養殖的應用研究已取得一定進展，其對牛的生長性能、泌乳性能、消化性能和疾病預防方面均有相應的研究成果。不可否認，莫能菌素對牛養殖業的發展具有一定的影響力，但其作為抗生素引起的細菌耐藥性問題也不可忽視。自農業農村部發布《全國獸用抗菌藥使用減量化行動方案（2021年～2025年）》之后，減量甚至不使用抗生素飼料添加劑已經成為養殖行業的新任務和新挑戰。但全面的飼料“無抗”不能夠一蹴而就，減量化行動方案中也表明了減量需要階段性地循序漸進。飼料“無抗”后，短期內生產上會面臨諸多疾病的困擾，或者造成生產成績的下降。因此，許多學者開展了莫能菌素替代品的研究，尋求更加綠色安全的飼料添加劑。針對此類新型添加劑在牛替抗養殖方面的實際應用效果，深入挖掘提高牛養殖效率的方法。最終要實現“動物產品無抗”的目標。

1 莫能菌素

莫能菌素（Monensin），商品名稱“瘤胃素”（Rumensin），由鏈霉菌（streptonyces cinnamonesis）產生，分子式為C36H61O11，分子量670，是一種聚醚類離子載體抗生素。莫能菌素純物質是一種白色粉末或白色結晶體，具有輕微特殊氣味，易溶于有機溶劑如氯仿、乙醇等。預混劑為黃褐色顆粒或粉末。莫能菌素在建議用量范圍內無毒，在牛體內代謝迅速[1]。超過使用說明劑量添加則會造成牛只下痢脫水甚至死亡[2]。

2 莫能菌素的作用機理

莫能菌素能夠抑制革蘭氏陽性厭氧菌的活性。目前普遍認為：莫能菌素利用其離子載體性質，攜帶陽離子沿生物膜擴散，通過改變細胞內Na+、K+離子的濃度，破壞離子梯度，影響膜兩側細胞生理機能，從而產生一系列細胞毒性效應。革蘭氏陽性菌對莫能菌素的敏感性與其細菌結構有關。革蘭氏陽性菌的結構與革蘭氏陰性菌有差異，這樣的革蘭氏陽性菌對莫能菌素離子載體敏感。瘤胃中的革蘭氏陰性菌則多數對莫能菌素不敏感。

在瘤胃中，革蘭氏陽性菌包括一些會產生氫氣、氨氣、 乳酸、乙酸和甲烷的細菌；革蘭氏陰性菌產生丙酸和琥珀酸[3]。因此，莫能菌素通過抑制這些革蘭氏陽性菌的活性，減少其對飼料營養物質的降解產生的氨、乳酸、乙酸、甲烷等物質，從而具有提高飼料利用率、促進吸收的作用。

3 莫能菌素在牛生產上的應用

3.1 提高生產性能和飼料利用率

莫能菌素通過影響瘤胃中一些產氨菌、產甲烷菌等的活性，改變瘤胃發酵類型，減少了瘤胃中氨、甲烷氣體的生成與排放，減少瘤胃中飼料蛋白質的降解、脫氨損失，提高瘤胃發酵效率，從而增加了飼料蛋白的利用率。

Gupta等[4]研究表明莫能菌素降低了水牛血液中尿素氮的濃度，證明瘤胃對氮的利用率增加。

白元生等[5]試驗表明，添加300mg/d·頭莫能菌素，能增加牛對粗蛋白的消化率和采食氮，同時糞氮和尿氮、甲烷排放顯著降低，飼料轉化效率提高。

師周戈等[6]研究表明，在日糧中添加200和300mg/d·頭的莫能菌素能夠使牛的平均日增重增加，料重比顯著降低，增重收入、毛收益均顯著升高。

林雪彥等[7]試驗表明，與對照組比較，當莫能菌素添加量為150mg/d·頭、250mg/d·頭時，育肥架子牛日增重分別提高73%、39%。

在鮮奶中添加適量的莫能菌素，能夠提高哺乳期犢牛的平均日增重，提高犢牛的采食量和飼料利用率；同時在鮮奶中添加莫能菌素的實驗組腹瀉率低于對照組，莫能菌素能在一定程度上減少犢牛腹瀉的發生[8]。

一些研究認為莫能菌素可以明顯提高奶牛的產奶量。莫能菌素減少瘤胃中飼料營養物質的降解后，節約下來的氨基酸對乳蛋白的合成也起到較多的作用。另外，由于莫能菌素能使微生物產生的乙酸減少，而乙酸是脂肪合成的前體之一，因此能夠降低乳中脂肪含量。但這些效果易受環境、飼料組成和牛只狀況的影響[9]。

3.2 抗蟲防病

牛球蟲病，是由艾美耳屬的幾種球蟲寄生于牛腸道引起的一種以出血性腸炎、血痢為特征的常見寄生蟲病，多發于犢牛，剛斷乳的牛犢最易感。一些對雞球蟲有效的藥物對犢牛的毒性較大，不適用于牛球蟲病。莫能菌素是市場認可的比較安全、有效的抗牛球蟲藥之一。感染了球蟲的犢牛用莫能菌素拌料飼喂，能改善增重，制止卵囊排出。趙其平等[10]使用地克珠利、拉沙里菌素、莫能菌素三種藥物來防治奶牛球蟲病，其中口服莫能菌素的試驗組每克糞便球蟲卵囊數下降了98.81%，是三種藥物中效果最好的，且停用3～6d后，莫能菌素組的每克糞便球蟲卵囊數仍保持較低水平。

牛弓形蟲病是由弓形蟲原蟲所引起的人、畜共患疾病。病牛輕者發生流產；嚴重者食欲廢絕，中樞神經機能障礙，死前興奮、呼吸困難。莫能菌素鈉對弓形蟲的體內外試驗結果顯示，它能夠顯著抑制弓形蟲速殖子增殖，并且對組織細胞損傷小[11]。

4 “無抗”背景下莫能菌素的替代品研究進展

針對莫能菌素改善瘤胃環境、減少瘤胃中蛋白降解、提高飼料利用率這一功效，在目前抗生素添加劑替代品的研究中，一些農副產品、植物提取物、益生菌、酶制劑等更安全的飼料添加劑，在牛的研究試驗中都能夠達到這一效果。

柏妍等[12]使用牛至精油替代莫能菌素的試驗中，添加牛至精油可以調控犢牛的瘤胃微生物區系，顯著提高胃蛋白酶濃度，提高犢牛免疫力，能夠替代莫能菌素。

Foiklang等[13]在探討葡萄果渣粉、山竹果皮粉和莫能菌素對奶牛的影響時表明，三個試驗組原蟲種群數量較對照組顯著降低，而纖維分解菌數量顯著升高；葡萄果皮粉組的氮保留量、微生物粗蛋白質含量和微生物氮合成效率顯著增高，是三個試驗組中效果最好的。

莫慧誠等[14]對大蒜油和肉桂醛復合物的試驗表明，這種復合物能顯著提高奶牛的產奶量、乳脂率，改善乳品質，降低血液尿素氮，促進奶牛攝入營養物質的消化。

武俊達等[15]在日糧中添加適量刺梨渣發酵料，能提高貴州水牛的日增重，降低重比重，提高機體的免疫力，增加經濟效益。

張勇等[16]使用多種乳酸菌的復合益生菌制劑飼喂初生牛牛，試驗表明該益生菌制劑在一定程度上提高了犢牛的斷奶重和平均日增重，降低腹瀉率。

部分學者認為，外源酶制劑進入消化系統后會失活或被蛋白酶類破壞。但有一些研究結果證實，日糧中添加的酶制劑可吸附在飼料上，從而避免被瘤胃蛋白酶降解，改善瘤胃內發酵環境，促進瘤胃微生物區系優勢菌群的建立[17]；還有一些研究則認為，酶制劑添加到飼料中改善了飼料適口性，提高牛的采食量和消化效率，進而提升生產性能。目前有研究能提高牛生產性能的酶制劑多為纖維素酶、淀粉酶、木聚糖酶、果膠酶、酸性蛋白酶等。

5 “無抗”管理思路

歐盟國家從2006年開始禁止抗生素在飼料中的使用，從他們十多年來的養殖經驗中，我們有許多方面可以借鑒。例如，一些調查發現，隨著環境、營養和管理水平的提高，抗生素對生產性能的提升效果越來越不顯著；同一種動物，管理水平高的養殖場對抗生素的需求較低；管理混亂、密度高的養殖場更依賴于抗生素的添加。因此，除了尋求飼料添加劑替代品外，提高養殖管理水平也不可忽視。

5.1 優化飼料組成結構

牛只的腸胃健康是根本。做好飼料營養的平衡，提高消化率，減少浪費；選擇適合的生物添加劑，維持牛只自身腸道菌群的平衡；充分滿足牛只斷奶、育成、妊娠、產奶、疾病等各個階段的營養需求，確保免疫所需營養；飼料品質良好，無變質，避免突然更換飼料。

5.2 做好防疫

欄舍定期清掃、消殺，保持牛場環境整潔、干燥；新進牛只做好檢疫，牛群按時接種疫苗。病牛及時發現并治療。

5.3 減少應激

細化管理，牛舍養殖人員盡量固定，每日飼喂時觀察牛只食欲和狀態；盡量做到全進全出，如條件限制，則合群時要挑選體型相當的牛只，合理規劃飼養密度，牛只打斗情況嚴重要及時隔離；產房和犢牛舍注意溫度變化。

只有多管齊下，外部做好環境安全，內源保證營養供給，牛只自身免疫增強，確保生產成績穩定，“無抗”養殖才能有序化實現。

6 展望

疾病預防與促進生長都是牛養殖過程中的重要環節。過去幾十年中，莫能菌素在這些環節發揮了重要的作用，但“無抗”養殖已經是大勢所趨，無抗的動物產品是養殖業終要實現的目標。要擺脫對一種抗生素添加劑的依賴，尋找替代品，就需要研究數據對比說明抗生素及其替代品的功效和作用，有了試驗和數據的支撐，才能更好地、有針對性地將更安全的替代品投入生產中。并且，改善提高管理方式也是重要的一環。這些工作都要循序近進地展開，需要整個行業的共同努力。