生物制劑作為飼料添加劑應用的研究進展

鐘燕等

摘要飼料添加劑是現(xiàn)代飼料業(yè)的重要組成部分。抗生素和激素類飼料添加劑的長期使用不僅使許多病原菌產生耐藥性，而且會在畜產品中殘留，嚴重影響動物疾病防治，危害人類健康。生物制劑能夠作為抗生素替代品應用在飼料中，具有無殘留、無耐藥性、不易產生毒副作用等優(yōu)點。對生物制劑作為添加劑應用于飼料中的研究進展進行了綜述。

關鍵詞生物制劑；飼料添加劑；酶制劑；微生態(tài)制劑；中草藥制劑

中圖分類號S816文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）21-07020-03

Research Progress of Biologics Additives Used in Feed

ZHONG Yan， SUO Huayi et al（College of Food Science， Southwest University， Chongqing 400715； Engineering Technology Research Center for Characteristic Food of Chongqing， Chongqing 400715）

AbstractFeed additives are an important part of modern feed industry. Long-term use of antibiotics and hormones feed additives not only can make many pathogens generate drug resistance， but also can remain in animal products， which seriously affected the prevention of animal disease and harmed to human health. Biological agents can be used as alternatives to antibiotics in feed， with no residue， no drug resistance， no easy to produce toxic or side effects and other advantages. This paper reviewed research progress of biologics additives used in feed.

Key wordsBiological agents； Feed additives； Enzymes； Probiotics； Herbal preparations

在過去的幾十年，抗生素作為一種能提高畜產品經濟效益的飼料添加劑，其長期使用造成了動物體內許多病原菌產生了耐藥性，從而增加了治療動物疾病的難度。2006年1月1日歐盟對動物飼料中使用抗生素生長促進劑的禁令生效后，美國、日本及我國也先后出臺了一些法律法規(guī)，用于限制或禁止向飼料中添加抗生素[1]。許多無殘留、無耐藥性、不易產生毒副作用的抗生素替代品被開發(fā)出來，其中生物制劑作為一類主要的新型飼料添加劑越來越受到人們的關注。筆者對飼料用生物制劑的最新研究進展進行了綜述。

1飼料酶制劑

通過添加酶制劑這種安全有效的方式不僅可以消除飼料中的抗營養(yǎng)因子和提高飼料轉化率，還可以減少畜禽排泄物中的氮、磷含量，從而減少環(huán)境污染[2]。飼料酶制劑的功能主要以降解多糖和生物大分子物質為主，酶制劑中使用較多的酶有植酸酶、非淀粉多糖酶、蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等。目前，除植酸酶有單一的產品以外，其他植酸酶皆為復合酶制劑。

1.1植酸酶植酸酶是催化植酸及其鹽類水解為肌醇與磷酸（或磷酸鹽）的一類酶的總稱。除成年禽類以外，所有單胃動物消化道中都缺乏植酸酶。飼料中植酸磷利用率不足30%，這些植酸磷因為不能利用而進入環(huán)境中，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。

植酸酶是飼料酶制劑研究中最為成熟的一種，在飼料中添加植酸酶可以提高動物對植酸磷的利用率，減少飼料中磷的添加量和磷的排泄率，降低飼料成本。Nelson等[3]將植酸酶添加到雞飼料中，首次證實植酸酶可以提高雞對飼料中磷的利用率。宋理平等[4]在寶石鱸中添加植酸酶，發(fā)現(xiàn)植酸酶能增加飼料中磷的保留率，并且增強魚體消化酶活性。此外，也有研究者在仔豬、番鴨、鯽魚、青魚、羅非魚等動物飼料中添加一定量的植酸酶均發(fā)現(xiàn)可提高磷的利用率。

1.2非淀粉多糖酶（NSP酶）非淀粉多糖（NSP）是植物性飼料中的一類主要的抗營養(yǎng)因子，包括β葡聚糖、纖維素、果膠、阿拉伯木聚糖和甘露聚糖等。劉強和馮學琴[5]研究發(fā)現(xiàn)非淀粉多糖會使食糜黏度增大，減緩日糧中各種養(yǎng)分在腸道內的溶出速度，降低腸道吸收率并影響腸道微生物區(qū)系的生長。NSP酶能水解NSP，降低食糜的黏度，限制營養(yǎng)素過度發(fā)酵和病原菌繁殖，有利于其他內源酶發(fā)揮作用，進而加速營養(yǎng)物質的利用。

Ikegami等[6]早期通過大鼠試驗發(fā)現(xiàn)SNSP可以提高內源酶（如脂肪酶、淀粉酶、胰蛋白酶）的活性。植福華[7]報道將NSP酶制劑添加到泌乳前期奶牛的日糧中能夠促進奶牛泌乳和改善乳成分。

1.3蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶對蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的研究都相對較少，這3種酶的主要作用都是幫助消化食物中的營養(yǎng)素，一般都不單獨使用，以復合酶制劑的形式出現(xiàn)的較多。鐘國防等[8]在飼料中添加以淀粉酶、纖維素分解酶、蛋白酶為主的復合酶制劑，顯著提高了暗紋東方鲀的干物質和蛋白質表觀消化率。

一般而言，復合酶制劑的作用比單一酶制劑要好。復合酶制劑中的各種酶之間有些存在協(xié)同作用，會產生更好的效果。復合酶制劑不僅可以顯著提高飼料的消化率和動物的生產性能，而可以間接提高血糖和血蛋白含量。另外，將復合酶制劑與高蛋白日糧配合使用，能明顯提高動物對氮的利用率。

2植物提取物

國內外眾多學者都報道過植物提取物對動物的有益作用。植物提取物不僅可以抑制病原微生物，調控動物腸道的微生態(tài)從而增強免疫能力，還可以增加飼料適口性，改善畜禽產品品質。

2.1中草藥制劑有些中草藥（如大蒜、茴香、花椒、辣椒等）具有特殊的香氣和色澤，能夠通過改變飼料來刺激動物食欲。許多中草藥中的生物活性物質都能調控動物的生長發(fā)育，從而達到增重的效果，有些則能間接改善肉類品質。張慧茹等[9]對中草藥制劑對肉雞品質的影響研究發(fā)現(xiàn)，中草藥添加劑可以降低雞肉的硬度、脆性、彈性、穿刺力，并提高雞肉的黏著性；通過感官評價發(fā)現(xiàn)隨著中草藥添加量的增加，雞湯的品質明顯增加。300多種中草藥具有免疫活性物質，其中對多糖（如人參多糖、靈芝多糖、香菇多糖、茯苓多糖等）的研究最多；200多種中草藥有抑菌殺菌作用，其中大蒜、金銀花、板藍根、野菊花等都具有抗菌抗病毒的作用；還有一些中草藥具有驅蟲和抗霉菌生長的作用，也相應提高了飼料的貯藏品質。另外，有些中草藥還能緩解動物對環(huán)境的應激反應。

我國具有豐富的中草藥資源和傳統(tǒng)中醫(yī)的基礎，在開發(fā)中草藥制劑方面具有一定的優(yōu)勢，中草藥制劑的天然性和多功能性使其具有廣闊的發(fā)展前景。

2.2新型植物提取物由于對抗生素替代品的需求日益增加，植物提取物的天然性和豐富來源使關于新型植物提取物的研究不斷增多，植物提取物的功能也不斷被人類發(fā)現(xiàn)。隨著生物技術的迅速崛起和對藻類研究的不斷深入，藻類不僅在污水處理、生產保健食品上有重要作用，而且被廣泛應用在水產養(yǎng)殖餌料、畜牧飼料添加劑的生產等方面[10]。研究表明，小球藻對提高魚類的抗病能力和魚肉肉質有顯著作用[11]。葡萄籽作為葡萄酒廠的下腳料，將其添加到飼料中可以顯著提高畜禽產品的品質，增強動物免疫能力和抗氧化作用，是一種多功能飼料添加劑，在法國的研究較早[12]。雖然過量的苜蓿皂苷對動物繁殖有一定的影響，但添加適量的苜蓿皂苷能提高單胃動物對氮的利用率，使蛋白質比例增加[13]。另外，紫蘇籽、菊苣殘渣和茶渣提取物等新型飼料添加劑因其對動物生產性能和肉類品質的有利作用近年來都有所研究。

3微生態(tài)制劑

微生態(tài)制劑，又稱為微生態(tài)調節(jié)劑、活菌劑、生菌劑，是指人工繁殖培養(yǎng)獲得的有益活菌或死菌及其代謝產物經過培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥和加工等特殊工藝制成的微生物制劑[14]。目前，作為飼料添加劑應用的微生態(tài)制劑中的微生物主要有乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和光合細菌等。

3.1乳酸菌類微生態(tài)制劑在動物體內發(fā)揮作用的基礎是在動物體內存活，這就需要微生物具有較好的耐胃酸、耐膽鹽特性，乳酸菌就是因為這個性能很好地定植于腸道中。乳酸菌類制劑不僅能產生多種消化酶，而且能降解抗營養(yǎng)因子和多種有害物質，它們都會幫助動物消化吸收，提高飼料轉化率。此外，乳酸菌群還能在繁殖過程中產生多種抑制性物質和對抗性物質都對動物抗菌抑菌有益，如產生乳酸抑制大腸桿菌、產生的細菌素抑制革蘭氏陽性菌等。但是，因為乳酸菌不耐高溫，所以一直沒有很好地解決菌制劑的貯藏問題。

3.2酵母菌類酵母培養(yǎng)物具有豐富的營養(yǎng)物質，對加強消化吸收、促進動物生長有重要作用。酵母菌使有益菌增殖，并限制病原微生物生長，從而起到調整動物腸道微生態(tài)環(huán)境的作用。Moallem等[15]將活酵母添加到奶牛飼料中，使奶牛日平均干物質采食量和日平均產奶量都有所增加，表明酵母可以通過改善奶牛瘤胃微生態(tài)環(huán)境來提高飼料轉化率。酵母菌還可以通過提高免疫因子的濃度和產生生物活性物質來增強動物的免疫功能，防治消化道疾病。

3.3芽孢桿菌類芽孢桿菌由于能在不利條件下產生芽孢而具有非常強的抗逆性，在高溫、高壓條件下也不會失活，這也是微生態(tài)制劑中最易貯藏的菌種之一。邵春榮等[16]將克洛生（一種以枯草芽孢桿菌為活性成分的微生態(tài)制劑）添加到斷奶仔豬的飲水中發(fā)現(xiàn)，克洛生能使斷奶仔豬體重明顯增加，顯著降低料重比，并且有治療腹瀉的作用。芽孢桿菌不僅能夠產生多種酶類、維生素、促生長因子等多種營養(yǎng)物質，還能產生抗菌肽，并在動物腸道創(chuàng)造厭氧環(huán)境，對病原菌起抑制作用。

3.4光合細菌類光合細菌與芽孢桿菌一樣都是非定植菌，具有生物奪氧的功能，但由于動物腸道不能提供它們生存、增殖所需要的營養(yǎng)，而且腸道黏力不足以使其黏附，所以它們大多短時間內就會被排出。光合細菌能利用小分子有機物合成多種酶、大量必需氨基酸、豐富的生物活性物質和天然色素，其中輔酶Q能提高動物免疫力。光合細菌常常被用于水產動物中，不能促進水產動物生長，提高水產幼苗的存活率，而且可以改善水質和色澤。

3.5復合微生態(tài)制劑因為每一種有益微生物都有相應的缺點，所以現(xiàn)在市場上售賣的大多都不是單一菌種微生態(tài)制劑，而以復合微生態(tài)制劑為主。復合微生態(tài)制劑是2種及以上菌株根據一定比例混合制成，同時具有多種菌的優(yōu)勢，更利于動物養(yǎng)殖和疫病防治。芽孢桿菌與乳酸桿菌同時使用，乳酸桿菌可以利用芽孢桿菌創(chuàng)造的厭氧環(huán)境更快地增殖和發(fā)揮作用。

4其他新型生物飼料添加劑

4.1活性肽活性肽是近年來被研究較多的一種新型飼料添加劑，主要研究對活性肽中的抗菌作用和營養(yǎng)作用。抗菌肽具有較強的廣譜抗菌能力，不僅可以同時抑制革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌，而且對寄生蟲有殺滅作用。抗菌肽中應用最廣泛的是乳鐵蛋白，但由于提取難度太大，抗菌肽在應用上面臨著一些問題。

4.2卵黃抗體卵黃抗體能夠通過破壞有害微生物細胞壁或是黏附等方式達到防治動物疫病的效果。Mahdavi等[17]將特異性的卵黃抗體添加雛雞飼料中，發(fā)現(xiàn)0.2%和0.4%的卵黃抗體添加劑有明顯的抗菌作用。大量研究表明卵黃抗體對預防與治療因細菌、病毒引起的疾病是高效可行的，但經濟成本可能會成為限制性因素之一。另外，由于卵黃抗體來自禽類，可能含有禽類的傳染病病原菌，將其應用在養(yǎng)禽業(yè)中具有一定威脅。

4.3腐殖酸類物質腐殖酸類物質是生物的尸體經微生物分解作用以及大自然的一系列化學過程生成的一類有機物。腐殖酸類物質作為動物飼料添加劑應用對動物有許多益處，不僅可以抗菌、抗炎、抗病毒，還可以提高料重比、提高動物免疫力。例如，硝基腐殖酸尿素絡合物就被添加到牛飼料中。

5展望

我國抗生素濫用問題已經非常嚴重，藥物殘留直接影響了我國畜禽產品的出口量，而且由于技術落后，我國一半以上的飼料添加劑都依靠進口，目前亟需對飼料添加劑進行研究，尋找能應用在生產中的新型飼料添加劑。生物制劑作為一種高效、環(huán)保、無毒無害的飼料添加劑，能明顯改善動物的生產性能和畜禽產品質量，而且生物制劑種類多，可以針對性使用，以提高養(yǎng)殖業(yè)的經濟效益。大多數飼料添加劑不僅可以促進生長、提高飼料轉化率、增強動物免疫能力，而且具有毒副作用小、殘留量低、抗菌抗炎抗病毒等功效。因此，開發(fā)生物制劑作為飼料添加劑應用具有非常廣闊的前景。

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