对饲用抗生素的替代品的研究

对饲用抗生素的替代品的研究

自抗生素被批准用作饲料添加剂后，为畜牧业发展起了巨大推动作用，但随着饲用抗生素的普及应用，其副作用也逐渐突出，(1)破坏畜禽的胃肠道微生态平衡，干扰畜禽免疫系统，特别是消化系统、呼吸系统和生殖系统的局部非特异性免疫系统，降低畜禽对疾病的抵抗力，影响畜禽健康，严重威胁畜牧业的可持续发展;(2)在肉、蛋、奶等畜产品中残留，直接威胁人的健康;(3)通过抗生素耐药性的交互遗传和交叉传播，干扰手术后病人和传染病感染人群的治疗，提高治疗用药的剂量，间接威胁人的健康。

由于饲用抗生素的上述问题，早在1992年瑞士就禁止使用饲用抗生素，欧盟1999年1月起通过立法禁止抗生素作促生长剂使用，今后的发展趋势是尽量不使用抗生素。20世纪80年代以来，全世界都在不遗余力地研究开发其替代产品。近年来，饲用抗生素替代品的研究主要有益生素(微生物制剂)、寡糖(化学益生素)、抗菌肽、中草药、糖萜素、酶制剂和酸化剂等。

1.益生素

又称活菌制剂或微生态制剂(主要是肠球菌、乳酸杆菌、双岐杆菌、芽孢杆菌、酵母菌等)，是一种无毒、无副作用、无残留的绿色饲料添加剂。益生素可在消化道内增殖，产生乳酸和乙酸使消化道内pH值下降，并产生溶菌酶、过氧化氢等代谢产物抑制有害细菌在肠黏膜的附着与繁殖，平衡动物消化道内的微生物群。益生素与消化道菌群之间存在生存和繁殖的竞争，限制致病菌群的生存、繁殖以及在消化道内的定居和附着，协助机体消除毒素及代谢产物。益生素可刺激机体免疫系统，提高干扰素和巨噬细胞的活性，促进抗体的产生，提高免疫力和抗病能力。另外，许多益生素具有抑制消化道内氨及其他腐败物质生成的作用。益生素可产生各种消化酶，促进动物对营养物质的消化吸收。

目前国内用量较大的有乳酸杆菌、酵母和枯草芽孢杆菌。产品有单一菌种的剂型，大多数是多种微生物组成的复合剂型。益生素主要用于幼龄动物，现在研制了专门用于养禽业的益生素。用于禽类，可防止腹泻，提高产蛋率和饲料转化率，应用前景广阔。

多数微生物是以活菌体直接饲喂，生产、运输、储存中易失活，尤其是复合型菌剂，有的是厌氧菌，有的是好氧菌，在一起使用能否充分发挥作用还不能确定;有些其它饲料添加剂与之不能同时使用，例如高铜离子对大多数益生菌有抑制活性作用;大多数菌不能通过消化道内的酸性环境，不能到达目的地--肠道;在病原菌占绝对优势(疾病已经爆发或流行)时，益生素不能达到抗生素类药物的使用效果。

2.寡 糖

寡糖是由2—10个糖基通过糖苷键连接而成的具有直链或支链结构的低聚物的总称。寡糖种类很多，目前用作饲料添加剂的寡糖主要有：低聚果糖、半乳聚糖、甘露寡糖、半乳蔗糖、大豆寡糖、低聚异麦芽糖。这些寡糖都属短链分支糖类，因其不能被动物消化，但可以被肠道有益微生物利用，从而促进有益菌群的增殖。寡糖因其调节动物微生态平衡的作用与活菌制剂相似，营养界称其为化学益生素。

寡糖主要是维持体内已建立而且是健康的消化道菌群，选择性促进消化道中有益微生物的优先繁殖。寡糖由于其分子间结合位置及结合类型的特殊性，导致不能被单胃动物自身分泌的消化酶分解，但进入消化道后段可作为营养物质被其中的有益微生物如双歧杆菌、乳酸杆菌、链球菌等消化利用，从而使其大量增殖，形成微生态竞争优势，同时发酵产生的酸性物质降低整个肠道的pH值，直接抑制外源菌和肠内固有腐败菌的生长，从而发挥正常肠道菌群在屏障、营养、免疫上的正常功能。某些寡聚糖还具有提高免疫和抗原免疫应答能力，从而增加动物体液及细胞免疫能力。

寡糖是一类间接提高免疫力的物质，本身没有杀菌作用，只是为有益菌提供养分或者为病原菌提供标靶，只能辅助抗病、防病;同时寡糖类物质易吸潮，不利于储存或均匀添加;成本也比较高。

3.抗菌肽

抗菌肽是生物体内诱导产生的一种具有强抗菌作用的多肽类物质，它广泛存在于多种生物体内，是生物体对外界病原物侵染而产生的一系列免疫反应的产物。其分子量小，性能稳定，具有较强的广谱抗菌能力，对革兰氏阳性菌及阴性菌均有杀伤作用，对原虫、肿瘤也有作用。世界上发现的第一种抗菌肽是天蚕素，1980年由瑞典科学家Boman等用阴沟通杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕蛹产生出有抗菌活性的多肽物质，定名为天蚕素(cecropins)。随后又在其他生物体内陆续发现了多种抗菌肽，如蛙皮素(magainins)、蜂毒素(melittins)、防御素(defensins)等。目前世界上已知的抗菌肽共有1200多种。

抗菌肽有着独特的不同于抗生素的抗菌机理，抗菌肽的作用机制与酶或受体等蛋白因子无关，抗菌肽作用于微生物膜(细胞膜外膜)，主要是作用于膜脂质的基质，通过物理化学机制使膜钓通透性增大，破坏其屏障而达到杀伤细胞的效果。抗菌肽具有“传统抗生素”无法比拟的优越性：不会诱导抗药菌株的产生，有希望成为新一代抗菌剂。抗菌肽的高效广谱抗菌性已被药物学家、生物学家所重视，在研究了它的一级结构的基础上，采用分子生物学和基因工程技术方法可以生产抗菌的转基因动植物，同时可以通过基因工程的技术方法大量的表达抗菌肽，使之成为新一代肽类抗菌药的来源，显示出广阔的应用前景。

由于抗菌肽分子量小，分离提纯困难，天然资源有限。化学合成与基因工程法是主要获得手段，但是在微生物中直接表达抗菌肽基因，可能对宿主产生毒害而不能合成足够量的表达产物。但是随着分子生物学的发展，抗菌肽在饲料行业的前景还是非常看好的。