田冬冬,刘志强,张 颖,肖淑华(湖南九鼎科技有限公司技术中心,长沙 410000)
中草药添加剂在养猪生产中的应用研究
田冬冬,刘志强,张颖,肖淑华
(湖南九鼎科技有限公司技术中心,长沙410000)
摘要:随着抗生素在畜禽生产中大量应用,常会造成病原菌耐药性增强、机体免疫力降低、畜产品的残留等问题,直接威胁着人类健康和安全。因此,寻求无公害、无残留的抗生素替代品的绿色饲料添加剂迫在眉睫。近年来,中草药添加剂替代抗生素成为当今研究的热点。文章结合断奶仔猪的生理特点,就中草药添加剂的作用及其在养猪生产中的应用进行综述。
关键词:绿色饲料添加剂;抗生素替代品;中草药添加剂;猪生产
在畜禽生产中,大量抗生素和化学合成药物等因其可预防动物疾病、促进动物生长、提高饲料转化效率等作用而被广泛应用于畜禽生产中,但在其为养殖者带来经济效益的同时,也会产生严重的负面效应——病原微生物耐药性增加和药物残留性引起的食品安全问题,从而给利用这些药物进行预防和治疗的某些疾病带来了困难。目前,越来越多的国家在畜牧生产中严格限制了抗生素、化学合成药物的使用,有些甚至已经被禁用[ 1 ]。因而,寻求抗生素类饲料添加剂替代品的研究已引起了研究者的广泛高度重视。中草药多数以天然植物为原料,容易吸收利用,且毒副作用小,无耐药性,不污染环境,在养猪业中的应用研究受到广泛重视。本文结合断奶仔猪的生理特点,对中草药饲料添加剂的作用及其在养猪生产中的应用作以综述,使得人们将研究关注的焦点集中在寻找替代抗生素的中草药添加剂或减少抗生素用量上。
1.1消化系统形态结构改变
早期断奶仔猪从采食易消化的母乳转变成采食含大量谷物原料的颗粒饲料,在日粮干物质的机械磨损作用下,仔猪消化系统小肠细胞的形态结构发生显著变化,小肠绒毛快速变短,断奶后1周内小肠绒毛由高密度指状变成平舌状,绒毛萎缩,隐窝加深,导致消化吸收面积减小,营养物质不能被有效吸收,而肠道内含有丰富的营养物质、适宜的温度和温和的酸碱度,为病原菌提供了良好的繁殖条件,病原菌生长产生大量毒素,对动物产生毒性,促使仔猪腹泻加剧。
1.2消化酶分泌减少,活性降低
哺乳仔猪消化酶系统尚不完善,且在出生几周内变化较快。乳糖酶及消化母乳中糖类有关酶的活性在出生后2~3周达到高峰,后又很快下降。凝乳酶在仔猪出生时活性较高,1~2周达到高峰,之后随日龄增加而逐渐下降,其他蛋白酶活性均很低。淀粉酶及消化淀粉和碳水化合物有关酶的活性在仔猪出生时很低,随后逐渐上升。哺乳仔猪肠腺、胰腺发育比较完全,能分泌消化母乳的多种消化酶,其中胰蛋白酶、胰脂肪酶和肠液中的乳糖酶含量很高,可较好地消化母乳中的脂肪和蛋白质,但对饲料中的植物性蛋白质较难适应。断奶后肠道形态变化会使绒毛刷状缘酶活性降低,消化吸收能力降低,从而导致肠道营养物质消化和吸收不良。
1.3胃酸分泌量减少,消化道酸度下降
仔猪胃内酸度主要来自乳酸、挥发性脂肪酸(VFA)和盐酸。哺乳期时,母乳中乳糖发酵产生乳酸,在维持胃内酸度上起主要作用,VFA次之,盐酸分泌较少。断奶后乳糖消失,乳酸生成下降,VFA增加,盐酸分泌仍然较少,从而导致胃内总酸度降低;饲料中的一些蛋白质和无机阳离子会结合胃酸,也会降低胃内酸度。胃内酸度降低会导致断奶仔猪胃内高pH环境,为大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌等病原菌的增殖提供了有利条件;胃酸分泌不足会引起胃排空加快,一些未消化吸收的营养物质到达直肠被微生物利用,产生甲烷、硫化氨、尸胺等有害物质,刺激肠道蠕动加快,使得肠道内渗透压升高,从而导致仔猪小肠消化不良、腹泻和生长缓慢等现象。
1.4免疫力弱,抵抗力下降
由于胎盘屏障作用,胎儿时期仔猪不能通过血液从母体吸收免疫球蛋白等大分子物质,故新生仔猪不具备先天性免疫能力。新生仔猪主要是通过母乳获得免疫球蛋白进而获得免疫力。仔猪10日龄以后自身才开始产生免疫抗体,形成主动免疫。随着日龄增加从母体所获得的抗体量逐渐下降,至6周龄后主要靠自身合成抗体。2~6周龄为被动免疫向主动免疫的过渡期,在此期间断奶会使仔猪体内循环抗体降低,细胞免疫受到抑制,抵抗力下降。此外,由于断奶应激对仔猪的影响,仔猪对疾病的抵抗力下降,易发生腹泻等疾病。
1.5消化道微生物系统失衡
仔猪刚出生时,其消化道内是无菌的,出生后2 h内即可在粪便中检测出大肠杆菌和链球菌等微生物。从出生到自然断奶的过程中,消化道各个部位逐渐被各种细菌占据,并未达到应有的平衡。正常情况下,微生物区系会随外界环境和日粮的变化而发生一定生理范围内的波动,但如果超过正常范围就会失衡。有研究者对28日龄断奶前后仔猪的消化道微生物区系进行了研究,结果发现,断奶后仔猪消化道内容物中乳酸杆菌和挥发性脂肪酸浓度显著下降(P<0.05),大肠杆菌总数及溶血性大肠杆菌百分含量显著上升(P<0.05),仔猪断奶时,胃肠道pH升高,使乳酸杆菌数量减少,大肠杆菌数量增加,微生物区系平衡遭到破坏。
中草药饲料添加剂是以我国天然中草药物性、物味、物间关系的传统理论为主导,辅以饲料和饲料工业等学科理论和加工技术而制成的纯天然饲料添加剂,有与食物同源、同体、同用的特点,既含有营养物质,又能防病治病,毒副作用小,无耐药性和残留,是一种应用前景广阔的绿色优质新型饲料添加剂[ 2-4 ]。其含有许多营养物质和生物活性成分,既可直接杀菌抑菌,又可调节机体的免疫功能,从而达到防病和提高动物的生长性能的目的,因而其具有营养和药物的双重作用[ 5 ]。此外,其在动物体内残留低乃至不残留,且动物对其一般不产生抗药性[ 6 ]。
2.1补充营养成分,提高消化率,改善饲料品质
中草药含有蛋白质、氨基酸、脂肪、糖、维生素、矿物质等营养成分,从而能起到一定的营养作用[ 7 ]。许多中草药具有特殊香味,能改善某些饲料的不良味道,从而改善饲料的适口性,同时增加消化液的分泌,减少畜舍臭味,改善生长环境,促进动物健康生长发育[ 8 ]。聂磊等研究表明,中草药制剂能提高肥育猪粗蛋白质、Ca、P等营养物质表观消化率,促进猪的生长发育[ 9 ]。张晓菊等在长金猪饲粮中分别添加中草药制剂和金霉素0.5%,两组粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪的表观消化率比对照组均有显著提高(P<0.05),表明中草药制剂和金霉素有助于饲料营养成分在猪体内的消化吸收[10]。李文刚等在断奶仔猪日粮中分别添加复方中草药Ⅰ和Ⅱ1%饲喂28 d,结果可极显著提高磷的消化率(P<0.01);中草药Ⅰ组极显著提高粗纤维消化率(P<0.01),显著提高钙消化率(P<0.05),中草药Ⅱ组极显著提高粗蛋白质、粗纤维和钙消化率(P< 0.01),显著提高粗脂肪的消化率(P<0.05)[11]。一些中草药含有特殊的生物活性物质,可防止饲料酸败,还可起到抗氧化作用[12]。
2.2改善动物肠道健康,可替代部分抗生素
大量研究表明,中草药添加剂能改善肠道组织形态结构,提高消化酶活性,促进动物机体对营养物质的消化吸收,保证肠道健康。张利娟等研究发现,蛋鸡日粮中添加中草药添加剂可显著提高蛋鸡肠道酶活力(P<0.05),改善肠道微生物区系平衡[13]。赵兴鑫等研究报道,中草药益生元可促进肉鸡肠道微生态平衡,改善肠道形态结构,改善肠道隐窝深度和十二指肠和空肠的绒毛高度与隐窝深度比值[14]。Fang等研究报道,刺五加提取物能够调节肠道菌群结构,维持肠道正常形态结构,降低断奶应激时的腹泻率[15]。孙红瑜等研究表明,复方中草药添加剂可改善雏鸡由于细菌感染引起的十二指肠内组织结构异常的状态[16]。大量动物试验表明,中草药添加剂在动物生产过程中可以起抗生素的作用,甚至综合功能优于抗生素。谢红兵等在断奶仔猪日粮中添加复方中草药,结果表明,与抗生素组相比,中草药组的日增重分别提高14.29%和14.31%,料重比分别提高8.40%和8.41%,腹泻发生率分别降低61.8%和69.7%,成活率提高7.2%[17]。章华其等研究表明,在仔猪日粮中添加中草药制剂和金霉素,中草药组和金霉素组对生长肥育猪生产性能的影响差异不显著(P> 0.05),中草药组有增加的趋势[18]。张世昌研究表明,试验A组(基础日粮+0.125%复方中草药提取物)和试验B组(基础日粮+0.25%复方中草药提取物)的料肉比均显著低于对照组(基础日粮+金霉素75 mg·kg-1+硫酸粘杆菌素20 mg·kg-1,P<0.05);试验B组在预防仔猪腹泻方面效果最佳,其腹泻率最低,显著低于对照组(P<0.05);试验A组与对照组相比,两组间腹泻率差异不显著(P>0.05),但试验A组的腹泻率有下降趋势。养分消化率方面,与对照组相比,试验A组和试验B组均对干物质、粗灰分、粗蛋白质和磷的消化率有极显著提高(P< 0.01),但随着复方中草药提取物添加量的增加消化率却略有下降;对粗脂肪和钙的消化率差异显著(P<0.05);各组间中性洗涤纤维的消化率差异不显著(P>0.05)[19]。张海棠等报道,中草药组与抗生素组相比,对育肥猪生长性能影响差异不显著(P> 0.05),中草药组有增加的趋势[20]。姜卫星等研究表明,中草药组与抗生素对照组相比,能改善育肥猪的免疫功能[21]。
2.3改善动物产品的产量和质量
许多中草药饲料添加剂具有促进动物生长发育、提高畜产品产量、增加繁殖率、提高动物生长繁殖的性能,其某些成分可以在动物产品中沉积,进而改善畜产品质量[22-23]。有研究者报道,以炒小茴香和茯苓为主的中草药组成的肉鸡风味型饲料添加剂,可以显著改善白羽鸡的风味特征(P< 0.05),提高鸡肉中的26种风味成分,特别是十八醛、乙基异丙醚、戊烷和二甲基烷含量以及棕榈乙酯、月桂酸等物质的含量,而且该中草药制剂中的小茴香、陈皮等物质含有的挥发性成分与肉鸡鸡肉风味的改善也存在一定的联系。有研究报道,用侧柏籽、黄精、首乌等组成复合中草药饲料添加剂饲喂AA肉鸡,可提高肉中蛋白质含量,改善脂肪酸组成,提高氨基酸及矿物质水平,使肉质和汤味口感鲜、香、甜。
2.4增强免疫和抗菌驱虫
许多中草药饲料添加剂具有增强免疫功能的作用,尤其是补益类中草药能增强机体的特异性免疫和非特异性免疫功能,增强机体对病原体的抗病力[26]。谢红兵等在断奶仔猪基础日粮中添加精制中草药制剂,结果表明,与对照组相比,处理组中总蛋白、白蛋白、球蛋白、免疫球蛋白(IgG、IgM、IgA)、补体(C3、C4)和血清中IL-2、γ-IFN含量均有显著提高(P<0.05);T淋巴细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+)数量均无显著变化(P>0.05),但T淋巴细胞阳性率(CD4+/CD8+)值变化极显著(P< 0.01)[27]。何正义等研究表明,中草药添加剂能显著提高育肥猪血清中的免疫球蛋白(IgG、IgM、IgA)的水平(P<0.05),且1%中草药添加组与2%中草药添加组差异显著(P<0.05)[28]。刘玉芹等、王艳华等、陈艳新等研究表明,肉鸡日粮中添加中草药制剂能提高肉鸡的生长性能,增强其免疫功能[29-31]。一些中草药饲料添加剂具有抗菌驱虫的作用,尤其是清热解毒类中草药,能有效抑制和杀灭细菌、病毒、寄生虫等病原菌,保护机体免受病原微生物的侵害,防止传染性疾病的发生[ 8 ]。Akhtar等研究发现,芦荟可刺激机体的免疫应答,并且可作为预防鸡球虫病的有效药物[32]。
有研究表明,中草药添加剂用于动物生产中可显著提高畜禽的生产性能。张世昌在断奶仔猪日粮中添加适量的复方中草药添加剂,可显著降低料肉比和仔猪腹泻率(P<0.05),能改善仔猪的生长性能,对蛋白质、脂肪等营养物质表观消化率有很大的改善;同时在一定程度上能显著提高消化酶活性(P<0.05),调节肠道微生物平衡,改善肠道内环境[19]。赵红梅研究表明,在断奶仔猪日粮中添加超微粉中草药,挥发性脂肪酸的含量增高,pH下降;添加超微粉中草药的3个处理组大肠杆菌浓度均低于添加抗生素组,但各组间差异不显著(P>0.05),而在盲肠、结肠中乳酸杆菌含量显著高于抗生素组(P<0.05),其中以添加超微粉中草药0.5%效果最佳,降低仔猪肠道pH,有效促进了乳酸杆菌增殖,抑制了大肠杆菌的增殖,说明中草药有助于维持仔猪肠道健康,可平衡胃肠道正常菌群,减少腹泻发生率[33]。Yan等研究表明,在断奶仔猪日粮中添加中草药提取物,可提高断奶仔猪对营养物质的消化率,改善粪便菌群结构[34]。Wang等研究表明,在断奶仔猪日粮中添加竹醋,可提高断奶仔猪生长性能,但与抗生素组相比,差异不显著(P>0.05)[35]。卢福庄等研究表明,中草药添加剂可提高猪生长速度及饲料转化率,增强抗应激能力和抗病能力[36]。彭晓青等研究表明,复合中草药制剂可显著改善高温条件下猪的生产性能[37]。Song等研究表明,添加中草药添加剂可显著降低高温应激对猪生长性能和肠道消化率的影响(P<0.05),提高生产性能[38]。张鑫等研究表明,中草药添加剂能提高仔猪的生长性能[39]。Yan等研究表明,鱼腥草、蒲公英提取物对生长肥育猪生长性能、养分消化率和肉质均有一定的改善作用[40]。Kong等研究表明,刺五加提取物可提高断奶仔猪回肠氨基酸表观消化率,促进断奶仔猪的生长[41]。
中草药在应用方面存在一些问题:结构不清晰,且作用机理也尚不清楚,但是通过大量的试验证明,中草药在猪生产过程中具有良好的应用效果,而且药物残留少,产生耐药性的几率低;中草药来源于天然的药材,如果大范围的使用,可能会造成资源紧张,中草药的有效成分存在于整个植株中,要发挥中草药的功效需要对中草药进行处理,使有效成分能充分发挥功效。
目前,虽然我国尚未禁止抗生素的使用,但是从国家政策法规看,越来越多的抗生素被禁止作为添加剂使用。目前,有大量的数据表明,中草药提取物作为饲料添加剂具有良好的应用效果。欧盟在全面禁止抗生素使用后,植物提取的精油、多糖等产品使用较多。因此,中草药在未来的饲料行业发展中具有广阔的前景。
随着人类对食品的安全性和环境保护日益重视,开发安全性高的饲料添加剂,替代原有的抗生素及化学制剂将是发展的必然趋势。充分发挥我国中草药理论完善和实践经验丰富的优势,及时开发出品质稳定、效果显著、使用方便、高度安全的中草药饲料添加剂势在必行。
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Application Research on Chinese Herbal Medicine Additive in Pig Production
TIAN Dongdong, LIU Zhiqiang, ZHANG Ying, XIAO Shuhua
(Technology Center, Hunan Jiuding Technology Co., Ltd., Changsha 410000, China)
Abstract:With the wide application of antibiotics in livestock and poultry production, it often results in en⁃hanced resistance to pathogens, reduced immunity, over amount of residues in animal products and other issues. The above problems will be a direct threat to human health and safety. Therefore, it is necessary to look for green an⁃imal feed additive of pollution-free, no residual substituting for antibiotic. In recent years, Chinese herbal medicine instead of antibiotic has become research hotspots. This paper was based on physiological characteristics of weaning piglets, the role of Chinese herbal medicine and application in production of piglets were reviewed.
Key words:green feed additive; substitutes for antibiotic; Chinese herbal medicine additive; pig production
作者简介:田冬冬(1985-),男,河南孟州人,硕士,主要从事仔猪营养的研究。
收稿日期:2015-02-06
中图分类号:S828.5
文献标志码:A
文章编号:1001-0084(2015)04-0023-05