替代抗生素的新型绿色添加剂的应用与发展

张世昌，蔡荣斌，任时成，徐德灿

（河南雄峰科技有限公司，河南 郑州　450008）

替代抗生素的新型绿色添加剂的应用与发展

张世昌，蔡荣斌，任时成，徐德灿

（河南雄峰科技有限公司，河南 郑州450008）

自从人类1949年首次发现金霉素对家禽生长具有促进作用以来，抗生素为推动畜牧养殖业的发展起到至关重要的作用。同时，抗生素的滥用、乱用现象也导致各种危害的发生，诸如细菌耐药、药物残留、过敏反应、环境污染和危害食品安全等等，已经引起了政府和社会的高度关注。目前，欧盟大多国家已经全面禁止在饲料中添加抗生素，美国、日本、加拿大等西方发达国家也在陆续制定政策限制抗生素的使用。中国虽是发展中国家，但经过改革开放三十年的高速发展，抗生素在人医、畜牧养殖等领域的使用已经相当普遍，给社会环境、人类健康等造成了许多不良影响，必须付诸行动调整政策、加强管理。因此，发展多功能、多类别且安全、营养、无毒无残留的绿色饲料添加剂替代抗生素成为未来健康养殖和社会发展的必然需求。该文集中对目前市场应用相对成熟和广泛的新型绿色添加剂进行介绍。

1　酸化剂

1.1产品分类及作用机理

目前我国农业部公告2045号《饲料添加剂目录（2013）》规定的酸化剂约12大类，主要包括磷酸等无机酸和乳酸、富马酸、苯甲酸、柠檬酸及盐类等有机酸。目前市面上的酸化剂产品主要分为单一酸和复合酸，其中应用较为广泛、效果较为明显的为复合酸，大多以无机酸磷酸和一种或几种有机酸组合而成。

添加酸化剂可以有效提高机体抗病力，防止疾病发生，促进动物生长发育。其作用机理有以下方面：①为消化道提供酸化环境，激活消化酶活性，延缓胃排空速度，利于营养物质的消化吸收，提高饲料利用率，促进畜禽生长，防止胃肠疾病的发生；②增加饲料适口性，提高仔猪采食量；③降低胃肠道pH值，杀死有害菌或抑制有害菌生长繁殖，促进有益菌生长，提高机体免疫力；④参与机体营养代谢，供给机体营养；⑤可以防菌、防霉、抗氧化，提高饲料质量和稳定性。

1.2注意要点

目前，行业内的酸化剂产品也是多种多样，质量参差不齐。影响酸化剂效果的因素有以下几点：不同酸化剂种类、有效含量、组成结构、猪群结构、生产工艺及生产厂家推荐水平均会对使用效果造成影响；不同日粮组分和蛋白质水平及类型也会影响酸化剂的应用效果；饲料贮存环境和使用方法也会影响酸化剂的应用效果。

2　酶制剂

2.1产品分类及作用机理

酶是一种由活细胞产生的具有生物催化反应能力的蛋白质，在动物体内消化与新陈代谢过程中起着重要的作用。

目前我国农业部公告2045号《饲料添加剂目录（2013）》中规定允许使用到饲料中的酶制剂共13大类，按照功能特点不同可以分为消化性酶和非消化性酶。其中消化性酶主要为淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等，主要功能是补充动物体内内源性消化酶不足、促进饲料中营养物质消化吸收；非消化酶即功能性酶，主要为植酸酶、纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶等，主要功能是降解日粮原料中的抗营养物质或动物自身难以消化的物质，提高饲料利用率。

酶制剂目前作为一类基础研究与生产应用均比较成熟的添加剂，其使用效果已经得到饲料和养殖业的认可，其主要功能表现在以下几个方面：①蛋白酶等为主的营养性消化酶可以很大程度上改善营养物质在机体内的消化吸收，提高动物的生长性能；②植酸酶可以促进磷与其他微量元素的利用效率，减少动物对磷的排放，缓解对环境的污染；③非消化性酶制剂可以有效降解非淀粉多糖类物质，提高营养物质的消化率和能量利用效率；④消除蛋白酶抑制因子、皂角苷、单宁、霉菌毒素等特异性抗营养因子的影响，改善饲料日粮的消化吸收和安全性；⑤酶制剂可以改善动物肠道内环境，调节菌群数量和结构。

2.2存在问题与对策

虽然酶制剂的应用已经非常成熟了，但还有一些需要注意和研究的地方：①目前国内还有许多酶制剂产品为固体发酵，生产的复合酶质量不稳定，发酵水平和酶蛋白的产量也较低；②饲料加工对酶制剂活性影响较大，如何减少该影响是酶制剂生产厂家需要解决的问题；③酶制剂测定方法还不能完全适用于饲用酶制剂的酶活测定；④饲用酶制剂的生物学评价试验方法还不够规范，试验结果缺乏说服力，建立酶、生物特性、动物体三者之间的作用模型才是确定酶的合理配伍、合理用量及潜在营养价值的关键技术与根本途径。

3　微生态制剂

3.1产品分类与作用机理

微生态制剂也称为活菌制剂或益生素，是指利用动物体内正常微生物及其代谢产物或生长促进物质经过特殊加工工艺而制成的一类添加剂。

目前我国农业部公告2045号《饲料添加剂目录（2013）》中规定允许使用到饲料中的微生态制剂共34种，主要包括乳酸杆菌属、芽孢杆菌属、双歧杆菌属、酵母菌等。目前生产上使用的微生态制剂有2种，一种为单一菌属组成的单一型制剂；另一种为多种不同菌属组成的复合菌制剂。一般来讲，后者比前者更能促进畜禽生长及提高饲料利用率。

微生态制剂的特点是效果明显、成本低且绿色环保，其作用机制主要为：①维护动物胃肠道微生物平衡，促进有益菌的生长，抑制有害菌的增殖；②促进动物肠道内消化酶、维生素和有机酸等活性物质的合成，增强消化代谢功能，提高生产性能；③降低肠道内有害物质及血氨浓度，减少粪便对环境的污染；④合成消化酶，降低胃肠pH值，杀死部分有害菌群；⑤可以产生非特异性免疫调节因子，刺激机体免疫系统发育，增强机体免疫力。

一般优良的微生态制剂应具备以下特征：①菌种在分类学上为安全性菌株，无病原性、无毒性且无毒副作用；②不与病原微生物产生杂交种，对机体无害；③体内外繁殖速度快，具有很强的竞争优势；④在低pH值的胃酸、胆汁环境中存活，抗逆性强，肠黏膜附着性能优秀；⑤能产生乳酸和过氧化氢，对有害微生物的抑制能力强；⑥生产、加工及保藏容易、存活率高、稳定性好；⑦具有明确效果，能促进动物生长发育，预防疾病，抑制有害气体释放等。

3.2存在问题

微生态制剂作为一种活菌性制剂，其应用效果受动物种类、饲料组成、加工工艺及使用方法等因素的影响，产品功效的稳定性和有效性还需要深入研究。目前，微生态制剂在以下方面还存在改进和完善的空间：①微生态制剂作用机理的研究还不完善和透彻；②菌株的筛选、培育、发酵等关键技术还有待提升；③菌种针对性不强，菌株的剂量和浓度不够，产品效果达不到真正的预期；④产品效果受饲料加工、贮存和运输等因素影响较大，菌株活性下降；⑤产品活菌不太稳定，在消化道内极易受到胃酸等的影响，使活菌的数量下降，降低对有害菌的抑制作用；⑥微生态制剂缺少针对性，较少考虑作用对象、使用目的和使用环境。

4　植物提取物（中草药制剂）

4.1产品介绍与作用机理

天然植物提取物（中草药）产品概念比较宽泛，含有丰富且复杂的有机成分，多数成分具有抗菌、抑菌、抗氧化、双向调节机体免疫功能等生物活性。目前，该类产品在我国农业部公告2045号《饲料添加剂目录（2013）》规定共115种。

天然植物提取物（中草药）目前在养殖终端已经被广泛应用于预防和治疗畜禽疾病，并取得了良好效果。中草药具有药源丰富、作用广泛、安全低毒且不易产生耐药性、无污染、无残留等优点，应用在饲料中能够提高畜禽生产性能，改善肉蛋品质。中草药对机体的作用方式是多种多样的，其主要功能为：①通过抗菌、抑菌、杀菌和抗病毒物质，增强免疫机能，提高动物抗病力。一些物质含有的多糖类、生物碱类、甙类、挥发油类等有效成分均能够激发动物机体的免疫能力；②通过缓解应激和调节胃肠道pH值，促进动物机体正常新陈代谢，提高养分利用率，改善动物生产性能；③通过一些特殊香味物质，刺激动物食欲，提高采食量和饲料消化利用率，促进生长；④改善畜禽肉、蛋、奶品质和风味；⑤通过具有生物活性的激素、类激素物质，调节机体代谢，促进动物繁殖性能的发挥；⑥减轻动物粪便臭味和畜舍有害气体浓度，改善环境。

4.2存在问题与研究趋势

市场上的中草药添加剂产品质量良莠不齐，存在问题主要有：①中草药配伍和作用机理还不十分清晰，其并非完全无毒副作用，使用不当也会有毒副反应的可能；②复方中草药功效成分复杂，其中某些成分与其他饲料添加剂可能存在拮抗作用，使用前的安全性试验工作相对缺乏；③该类产品大多粗糙，受生产工艺限制，有效活性成分物质含量一般不高；④目前缺乏该类产品的国家或行业标准，质量检测难度较大。

根据目前主要的弊端，若想更好地应用该类添加剂，未来就必须在以下方面进行深入研究：①了解掌握中草药功效机理、各成分间的相互作用、在动物体内的作用机理；②探讨各类中草药的组方配伍方式和有效活性成分的加工提取工艺等；③研发该类产品的适宜类型，确保品质，实现效果明确、成本合算、药源广泛、稳定性好、无毒副作用，便于检测等；④加强该类产品的生产技术及工艺流程化研究，规范生产各环节的操作标准；⑤建立该类产品的质量标准与检测标准，制定明确的产品成分分析理论与质量控制方法。

5　绿色饲料添加剂存在的弊端

绿色饲料添加剂近年来在养殖生产中应用十分迅速，取得了不错的经济效益、社会效益和环境效益。但是，绿色饲料添加剂在应用和生产中还存在诸多问题。

5.1科技水平和生产设备有待提高

目前一些用来替代抗生素的新型添加剂还有许多疑虑需要验证，比如有效成分问题、添加水平问题、正确使用问题等；同时，在现有设备和工艺水平条件下生产的产品能否满足养殖发展的需求也值得我们深思。

5.2缺乏符合我国现状的评判标准

标准缺乏、生产市场无序是我国绿色饲料添加剂面临的又一难题。以中草药为例，我国长期以来的中草药产品生产大多都是从原料开始，不进行阶段质量控制而直接形成制剂，这种生产方式的直接后果就是产品质量不稳定。另外，微生态制剂则由于缺乏产品质量标准而推广应用缓慢，如菌株种类、数量的测定以及有效剂量等都缺乏行业标准。酶制剂方面，大多酶制剂的酶活度量也没有统一标准（酸碱度、温度和底物对酶活性测定结果影响很大），因而具有相同活力的产品，使用效果差异很大。

5.3质量不稳定

绿色饲料添加剂中中草药制剂的成分复杂，往往各成分之间相互影响，同时在中草药采收和使用上，因受不同季节和地区的限制，其有效成分相差很大，因而制成的产品难以进行准确的药效评价和有效的质量控制；微生态制剂对氧气和高温等环境条件的耐受性较差，加工运输机贮存过程中容易发生质变，而且胃酸能使它失活，因此容易出现质量不稳定的现象。

5.4作用时间缓慢

中草药制剂、包被处理的酶制剂等替代抗生素饲料添加剂大都存在作用时间缓慢的问题。中药等植物提取物的特点就是对机体机能起到治本作用，所以其有效成分在发挥作用的时候一般是比较慢的；同时，对于酶制剂、微生态制剂或酸化剂等，为了避免饲料加工过程对其造成功效破坏，往往会采用包被、缓释、微胶囊等工艺处理，这样就相应造成这些生物活性物质在动物机体内的作用时间延长。

6　定位和展望

结合我国目前畜牧养殖行业的发展现状，虽然不能够像欧盟等发达国家那样完全停止使用抗生素，但也必须立马开展相应的准备工作和研究，尽早落实相关的政策法规和加快行业观念意识的转变。可以说，未来抗生素的禁用是个必然趋势，但目前需要我们做的工作还有很多。

由于受我国目前养殖水平及养殖环境的现状限制，市面上这些新型绿色饲料添加剂在替代抗生素方面整体还不成熟，如替代效果不稳定、单个产品功能单一、替代成本较高、性价比低，相关替代技术在饲料企业特别是养殖企业中掌握度不足。

政府主管部门应该加强对行业从业者，特别是饲料企业和养殖企业的教育培训，使从业者从观念上意识到禁用抗生素的重要性和必要性，严格控制抗生素的使用种类、数量和时间，逐渐减少对抗生素的使用和依赖。

由于抗生素替代品均存在一些不足，政府主管部门应该主导并扶持相关科研机构、大专院校及企业加大在抗生素替代品方面的研发投入，加大对相关科研成果的奖励。国家相关部门应该组织力量对这些新型饲料添加剂尽快制定相应的产品标准、检测标准，促进这些产品及相应产业的良性发展。

相关替代抗生素的饲料添加剂生产企业也应当加大科研力度，系统研究产品的适用对象、使用阶段、适宜用量、添加方式及使用效果，提高产品的实用性。

总之，应用新型饲料添加剂，倡导健康环保的养殖理念，不仅关系到畜牧养殖业的健康发展，而且与环境保护、食品安全和社会稳定有紧密关联。所以，禁用抗生素、发展无抗、绿色安全的饲料添加剂是发展绿色养殖的必然。□