生猪无抗养殖替代物研究现状与前景

黄晓霞，谭树华

(湖南科技大学生命科学学院，重金属污染土壤生态修复与安全利用湖南省高校重点实验室，湖南 湘潭 411201)

抗生素在生猪高密度、规模化养殖模式中发挥了重要作用，抗生素在抑制或杀灭病原微生物、维持肠道微生物平衡、减少仔猪腹泻和促进生长等方面是一个高效可靠的添加剂。我国是全球抗生素使用大国，2013年全国抗生素消费量约16.2万吨，其中畜牧和饲料行业消费约占52%，而治疗用兽用抗生素仅占16%，其余作为饲料添加剂使用。长期大量使用抗生素，已导致了病原微生物耐药性的产生和严重的药物残留，威胁畜禽产品质量和公众健康。因此，发展无抗养殖越来越成为国内外畜禽养殖业发展的共识，是今后畜牧业发展的必然选择。原农业部在2015年7月《全国兽药（抗菌药）综合治理五年行动方案》公告中规定在食品动物中停止使用洛美沙星、培氟沙星、氧氟沙星、诺氟沙星，2016年6月删除了硫酸黏菌素预混剂的促生长用途。2016年7月26日发布了《关于减少在畜禽养殖中使用抗生素的建议》。

在一些抗生素被限制或禁止使用于动物养殖的大背景下，采用抗生素替代物就成为了发展畜牧业的首要任务。严格来讲，全程无抗化畜牧生产技术，是指养殖各环节无任何抗生素的添加，从生产相关各个环节进行严格的质量控制，做到不使用抗生素及其他任何可能导致药物残留、环境污染或引起动物产生耐药性添加剂，从根本保证产品的质量安全，这种无抗生产模式国内目前在生产实际中还很难做到。因此，当前的无抗养殖一般仍包含合理使用抗生素进行保健和治疗，但保证畜产品必须无抗生素残留。目前，采用无抗饲料、抗生素替代添加剂、新型功能添加剂等都取得了不少进展。

1 抗生素替代品的研究

至今，已开发出许多具有替代抗生素作用潜力的新型添加剂，主要有抗菌肽、酶制剂、中草药添加剂、酸化剂、新型添加剂等产品，已在生猪养殖生产中发挥了重要作用。

1.1 中草药添加剂

中草药添加剂在养猪业生产中的作用已得到了广泛认可，中草药具有容易吸收，无耐药性、毒副作用小、不污染环境等独特优势。中草药具有抗菌抗病毒、提高免疫力、抗热应激、促生长、提高猪肉品质和风味等重要作用。目前，已报道约有400多种中草药具有抗菌作用，20余种中草药对多种病毒有抑制作用。如蒲公英、肉桂、甘草、花椒、藿香等常见中药材对金色葡萄球菌、绿色链球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等常见细菌、真菌都有很好的抑制作用。金黄色葡萄球菌对黄连、黄芩、五味子、石榴皮、蒲公英、麦冬高度敏感；大肠埃希菌对黄连、五味子、乌梅高度敏感；枯草芽孢杆菌对五味子、石榴皮、乌梅高度敏感；沙门氏菌对黄连、黄芩、五味子高度敏感；铜绿假单胞菌对五味子和乌梅表现高度敏感。李淑红等(2012)报道乌梅、五倍子、五味子对猪大肠杆菌呈高度敏感。

除了直接的杀菌抗病毒作用外，一些中草药更具有抗生素所不具备的补充营养、激活免疫力、抗应激和改善肉品质的作用。马玉芳等（2008）在仔猪基础日粮中添加由鱼腥草、茯苓、黄芩、金银花等组成的中药添加剂，有效防止了保育阶段的仔猪发生腹泻，并促进了免疫球蛋白、补体和白介素（IL-2）的生成，提高机体免疫功能。王自然（2006）报道猪在接种猪瘟疫苗的同时服用中草药添加剂，能显著增强猪瘟疫苗的免疫效果，促进T淋巴细胞的增殖，增强其免疫力。穆然等（2011）报道薄荷、羌活、鱼腥草、贯众、牛蒡子、陈皮、榧子、甘草和蒲公英等组成的中草药清凉饮水具有较好的抗热应激功效，对缓解高温高湿环境对猪的生产性能的影响有积极作用。石亚忠等（2011）在育肥猪日粮中添加1%的中草药制剂（含生物碱、多糖、黄酮、陈皮、松叶等），能提高肌肉必需氨基酸和鲜味氨基酸含量，同时有增加猪肉多不饱和脂肪酸含量的趋势。刘瑜彬等（2018）报道发酵中药渣可部分替代全价料(含抗生素)应用于小猪到育成猪的养殖过程，在降低抗生素使用量、降低腹泻率、提高饲料利用率等方面更有优势，且在育成猪肉质评价方面部分指标更优。

1.2 酸化剂

酸化剂具有抑（杀）有害菌、促进消化、维护肠消化道菌群平衡、增强抵抗力、提高生长性能等重要作用。常用酸化剂包括无机酸化剂和有机酸化剂，无机酸主要有盐酸、硫酸和磷酸等；有机酸化剂种类多、使用范围广，包括柠檬酸、乳酸、延胡索酸、甲酸、乙酸、丙酸、富马酸、酒石酸、山梨酸等及其盐类，是饲用酸化剂的主要组成成分。

酸化剂主要发挥了以下作用：一是参与机体主要代谢途径，提高消化率。如乳酸、柠檬酸、富马酸、苹果酸等有机酸是细胞主要代谢途径的中间产物或底物，可以进入肠道上皮细胞，参与氧化供能，起到营养物质的作用。据报道，早期断奶仔猪添加柠檬酸和延胡索酸使饲料利用率分别提高了7.2%和6.99%；添加甲酸钙，断奶仔猪的蛋白质和能量物质消化率分别提高了10.3%和9.8%；二是抑（杀）有害菌，维持了肠道微生态平衡。消化道中的大肠杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌等有害细菌在pH≤4时基本不生长，而酸性环境是乳酸菌、酵母菌等有益菌的适宜生长环境。因此，酸化剂的添加同时起到了抑（杀）有害菌和促进益生菌生长的双重作用，保护了胃肠道健康，提高了动物的抗应激能力和免疫水平。张严等（2018）报道苯甲酸、柠檬酸、山梨酸、苹果酸和富马酸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有一定的抑制作用。40 mg/mL苹果酸和磷酸分别对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的具有很好的抑制效果。李楠等（2012）报道山梨酸对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、绿脓杆菌、大肠杆菌和变形杆菌等均具有良好地抑菌效果；三是酸化剂通过降低胃肠道pH，激活胃蛋白酶和胰蛋白酶活性，而添加柠檬酸和磷酸可以提高小肠内胰淀粉酶和粗纤维分解相关酶的活力，提高粗纤维在肠道前段的消化利用率。

目前，酸化剂主要以复合酸化剂或与益生菌、小肽制剂等联合配置，更提高了使用效果，极大地减少或取代了部分抗生素的使用，而采用缓释复合酸化剂或微囊酸化剂工艺进一步提高了酸化剂的使用效果，可进一步提高经济效益，在生猪无抗养殖中已展示出较大潜力。

1.3 酶制剂

饲用酶主要利用酶对饲料营养成分的生物催化作用，包括消化酶和非消化酶，消化酶主要指动物本身胃肠道及消化腺能分泌的各种酶，如淀粉酶、脂肪酶、糖化酶、蛋白酶等，用于补充内源酶分泌的不足；非消化酶主要是指要通过外源添加，包括纤维素酶、半纤维素酶、植酸酶、葡聚糖酶等淀粉类多糖酶和果胶酶等，添加后可以提高对植物细胞壁的消化能力。饲用酶的作用主要基于3个方面：一是提高畜禽消化能力，通过补充内源性消化酶，加强消化能力，提高饲料的消化率和利用率，特别是对某些特殊阶段畜禽如仔猪阶段添加消化酶，对促进消化和减少腹泻具有良好作用，如以蛋白酶、脂肪酶为主的复合酶制剂主要作用是补充内源性消化酶不足；二是降解非淀粉多糖中的抗营养因子，提高饲粮的利用率、降低饲养成本、发掘新的饲料原料来源为目的。以甘露聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶为主的复合酶，可消除小麦-豆粕、玉米-豆粕等类型日粮的抗营养因子，以β-葡聚糖酶和木聚糖酶为主的复合酶，可以消除大麦、黑麦型日粮的抗营养因子；三是提高畜禽健康养殖、减少环境污染为主。如添加植酸酶可以提高植物性原料磷的消化率和利用率，消除植酸的抗营养作用；葡萄糖氧化酶可抑制大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的存活，减少有害菌对机体的感染，提高机体免疫力，减少有害病菌进入环境。饲用酶不仅具有抑制肠道内有害微生物繁殖，提高抗病能力，同时能水解抗营养因子，提高饲料的消化利用率、提高代谢水平，取代部分抗生素。Tang等(2016)发现，饲粮中添加葡萄糖氧化酶（GOD）改善了仔猪肠道健康，降低了粪便中沙门氏菌的数量。Han等（2017）报道在仔猪饲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、酸性纤维素酶和半乳糖苷酶组成的复合酶，可提高饲料转化效率、表观消化率和粗灰分、胰腺和十二指肠脂肪酶活性、空肠和回肠黏膜麦芽糖酶和乳糖酶活性、血清和肝脏的谷胱甘肽过氧化物酶活性，降低丙二醛（MDA）含量，可用作抗生素的替代品，用于改善仔猪生产性能和健康状况。

1.4 抗菌肽

抗菌肽是由12～100个氨基酸残基组成，N端富含赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸,C端富含丙氨酸、缬氨酸和甘氨酸等疏水性氨基酸，一级结构具有一定的保守性的多肽类物质。抗菌肽种类多、分布广，迄今在动、植物及原核生物中发现超过2 000种，在猪体内亦发现了12种以上不同的抗菌肽。抗菌肽是生物体天然免疫防御系统的重要组成部分，不仅具有抑制、杀灭多种细菌、真菌、病毒、寄生虫的生物学功能，而且可以提高动物机体免疫能力，不存在残留、无任何副作用。抗菌肽具有与抗生素完全不同的抗菌机制，抗生素主要通过抑制细菌细胞壁或DNA的合成而发挥作用，而抗菌肽一方面通过所携带正电荷与带负电荷的微生物细胞膜间产生强烈的静电引力，使细菌质膜不稳定，抗菌肽会透过这个不稳定区域进入细胞膜的脂质双分子层中，导致细胞壁结构发生变形，通透性增加，使胞外大量水分内流和胞内大量内容物外流，最后杀伤失去保护的细菌；另一方面抗菌肽与细胞膜内肽、磷脂之间相互作用形成复杂的空间结构，肽与肽之间、肽与细胞膜之间的疏水及亲水功能区相互作用，能使两亲性小肽比其他方式更深入细胞膜中心，通过与细胞内物质的作用阻碍靶细胞壁合成其组分，或破坏细胞壁的结构，从而杀死靶细胞。

在养猪生产中，抗菌肽已经在取代或部分取代饲料抗生素、减少对抗生素的依赖、增加猪对各种病原微生物的抵抗能力等方面具有较好效果。麻延峰等(2010)在基础日粮中添加0.4%抗菌肽防治猪呼吸系统疾病,治愈为88%,与运用青链霉素防治方法效果相比,运用抗菌肽疗效高、无不良反应。Wu等（2012）比较饲料中添加抗生素（100 mg/kg吉他霉素和硫酸黏菌素800 mg/kg）或抗菌肽AD（400 mg/kg）对口服大肠杆菌断奶仔猪的影响，发现抗菌肽可以提高仔猪白细胞介素-1β,白细胞介素-6、IgA和IgG水平，并降低了肠道病原菌和腹泻发生率，是抗生素的潜在替代品。王琴等（2015）报道了抗菌肽有降低仔猪死亡率和腹泻率，提高生长性能的趋势，在基础日粮中添加0.2%的抗菌肽，抗菌肽组死亡率和腹泻率分别降低了2.47%和1.24%，日增重提高了11.42%，料重比降低了5.06%，但差异不显著，抗菌肽是替代抗生素药物的理想选择。

1.5 新型添加剂

开发新型添加剂用于取代抗生素是实现无抗养殖的另一条途径，其中多糖、二甲酸钾、大蒜素、阿魏酸等的研究和使用较多。二甲酸钾是一种新型饲料添加剂，是欧盟批准的第一种用于替代抗生素促生长剂的非抗生素饲料添加剂产品，对仔猪的促生长和防治下痢有显著效果。夏东等（2016）报道采用低蛋白氨基酸平衡日粮可以减少仔猪断奶应激，在此日粮中添加1%二甲酸钾，前2周乳酸菌含量一般，第5周后，乳酸菌数量增加，可以提高断奶仔猪的生长速度、饲料利用率，减少腹泻频率，抗生素组在第5周时乳酸菌数量下降，抗生素会破坏了菌群原有的结构，而预防添加抗生素会降低胃液中的乳酸菌含量，对预防仔猪腹泻没有明显效果，与不加抗生素和酸化剂组无差异。

低聚木糖是一种消化酶不能消化的功能性低聚糖，可直接进入肠道后段，被双歧杆菌、乳酸菌等有益菌所利用，并被酵解为乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸。短链脂肪酸使肠道内pH降低，抑制有害菌生长，调节肠道菌群平衡，保护肠道健康，减少疾病的发生，显著提高动物生产性能。同时，低聚木糖可激活动物细胞和体液免疫功能，国内有厂家已将低聚木糖产品用于无抗健康养殖。

大蒜素和阿魏酸也是两种使用较多的添加剂，二者对有害微生物均具有较强的抑菌杀菌作用。大蒜素对葡萄球菌、脑膜炎、肺炎双球菌、链球菌、白喉、痢疾、伤寒、副伤寒、大肠杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等都有明显的抑制或杀灭作用。阿魏酸能抑制宋内氏志贺氏菌、肺炎杆菌、肠杆菌、大肠杆菌、柠檬酸杆菌、绿脓杆菌等致病性细菌繁殖，对胃肠道无刺激作用，在体内不累积，几乎没有任何毒性。

2 生物饲料

生物饲料主要有生物发酵及微生物饲料，一些有益微生物可以直接作为饲料添加剂，目前，我国批准了地衣芽孢杆菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、两歧双歧杆菌和粪肠球菌等29种微生物品种可直接饲喂。生物发酵饲料是以微生物菌种为发酵剂，将饲料原料转化为菌体蛋白、B族维生素、生物活性小肽类、氨基酸、有机酸(乳酸、乙酸等)、益生菌和复合酶等发酵产物，该类物质营养更为丰富，适口性和消化性更好，是无抗养殖的首选。饲料中的各种抗营养因子在发酵过程中被有效降解，发酵产物中益生菌及其代谢产物（乳酸、乙酸等），增加了饲料酸度，可抑制或杀灭沙门氏菌、痢疾短螺旋体和大肠杆菌等病原微生物，显著改善动物的肠道菌群平衡，提高动物自身的免疫能力和抗应激能力，减少疾病的发生，促进生长，因而发挥抗生素替代功能。孙占田等（2013）报道，与抗生素对照组相比，在断奶仔猪日粮中添加小肽，可一定程度上提高平均日增重和平均日采食量，腹泻率略有下降。断奶仔猪日粮中分别单独添加半胱胺和小肽或二者复合添加可替代抗生素用于断奶仔猪饲料中，改善仔猪的生产性能，达到促生长的效果，且半胱胺和小肽对平均日增重和平均日采食量存在一定的协同作用。蔡元丽等（2008）在早期断奶仔猪日粮中添加含肽肝素渣水解物，可显著提高仔猪免疫器官指数，提高仔猪血液中淋巴细胞的数量，这说明小肽可增进仔猪的免疫功能，增强免疫细胞的免疫活性。

杂交构树及其发酵产物是近年来大力提倡的另一种生物饲料，一般可替代20%配合饲料。构树叶粗蛋白含量比苜蓿草粉高出了6.7%，仅次于豆粕。构树叶经过发酵后粗蛋白质和粗脂肪含量分别增加了35.7%和37%，粗纤维及无氮浸出物含量分别减少15.3%和15.2%，树叶中含有7种必需氨基酸，总氨基酸含量超过20%，营养价值很高，对提高猪的抗病力和品质均有较好效果。

3 存在的问题与建议

无抗养殖的兴起既是养殖业自身发展的需要，更是人们健康意识不断提高，是人们对无抗产品、绿色食品、有机食品等安全食品存在强烈需求的反映。无抗养殖牵涉面广，涉及政策、监管、育种、饲料、疫苗、环境、意识等各方面。目前，无抗养殖的生产体系尚不够完善，没有形成无抗养殖的标准化流程体系，从抗病力强的猪品系培育、养殖过程监管、猪舍建造、养殖环境、饲料配置、防疫、用药体系等方面都影响猪的健康养殖水平，养殖场的技术水平参差不齐，加上养殖者的无抗养殖意识差距，抗生素替代产品防控腹泻、防病治病的效果与抗生素相比仍存在差距，价格相对较高，故实际生产中抗生素仍会发挥重要作用，离完全的无抗养殖仍有一段距离。

坚持无抗养殖方向，是畜牧业发展的必由之路，需要各方面综合发力。第一，国家层面需要加强对无抗养殖宣传力度和对禁止违法使用抗生素的监管力度，倒逼企业重视无抗养殖技术、改善养殖环境、控制环境污染和注重产品质量安全。第二，加强营养理论的研究，改进饲料配方和提高养殖技术，减少引发病害的各种因素，提高动物自身免疫力，开发新型抗生素替代添加物，进一步提高使用效果、降低成本。第三，猪肉作为我国消费量最大的肉类，无抗生猪养殖关系到全民健康，更是大势所趋，养殖场更应提早采用相关无抗养殖技术，优先采用无残留、无副作用的抗生素替代产品，在各环节坚持无抗标准，企业才能走向可持续发展之路。

参考文献（略）