養(yǎng)豬生產(chǎn)中應(yīng)用的抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑替代方案（綜述）（續(xù)完）

上期摘要：上一期主要介紹了AGPs替代方案中的卵黃抗體和植物精油的作用等。

關(guān)鍵詞：抗菌肽；粘土礦物；卵黃抗體；精油；桉樹(shù)油-中鏈脂肪酸；稀土元素；基因重組酶

中圖分類號(hào)：S816.73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2014）07-0048-03

5 桉樹(shù)油-中鏈脂肪酸

桉樹(shù)油是從桉樹(shù)葉中提高的，桉樹(shù)屬于桃金娘科（Myrtaceae），能在全球范圍內(nèi)種植。在人上發(fā)現(xiàn)，桉樹(shù)油對(duì)呼吸道致病菌有抗菌作用。桉樹(shù)油還能通過(guò)影響單核細(xì)胞來(lái)源的巨噬細(xì)胞的吞噬能力來(lái)刺激免疫系統(tǒng)。在家禽上的研究表明，日糧中添加桉樹(shù)油改善蛋雞的生產(chǎn)性能，并刺激其免疫功能。

中鏈脂肪酸被認(rèn)為是仔豬日糧中抗生素的一種替換方案。已經(jīng)證明，中鏈脂肪酸對(duì)沙門氏菌和大腸桿菌有抗菌作用。Hong等報(bào)道，用辛酸和己酸混合物飼喂3和4周齡斷奶仔豬，在斷奶后頭兩周內(nèi)可仔豬生產(chǎn)性能和養(yǎng)分消化率。

中鏈脂肪酸的微囊包被是指將中鏈脂肪酸微粉化至極細(xì)的納米級(jí)顆粒，然后再進(jìn)行微囊包被的處理技術(shù)。Han等檢驗(yàn)了一種將桉樹(shù)提取物與辛酸和己酸混合并用棕櫚油進(jìn)行包被的產(chǎn)品與抗生素或氧化鋅進(jìn)行比較（表7）。飼喂桉樹(shù)油-中鏈脂肪酸混合物的豬的生產(chǎn)性能基本上與抗生素和氧化鋅組相當(dāng)?；旌衔锂a(chǎn)品改善生產(chǎn)性能的效果可能與養(yǎng)分消化提高有關(guān)（表8）。生產(chǎn)微囊桉樹(shù)油-中鏈脂肪酸產(chǎn)品的技術(shù)已經(jīng)得到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（Korean Intellectual PropertyOffice）的專利授權(quán)，專利號(hào)為10-2009-0025329。

6 稀土元素

稀土元素包括鈧（scandium）、釔（yttrium）、鑭（lanthanum）及其后的14種鑭系元素（lanthanoids）。將稀土元素作為家畜飼料添加劑在中國(guó)已經(jīng)有數(shù)十年的時(shí)間。在中文文獻(xiàn)中有許多關(guān)于稀土元素促進(jìn)促生產(chǎn)性能的報(bào)道，還有更多的報(bào)道可見(jiàn)Rambeck和Wehr及Redling的綜述。在中文文獻(xiàn)中，稀土元素可改善體增重5 %～23 %，飼料轉(zhuǎn)化率4 %～19 %。

從2000年左右開(kāi)始，才有關(guān)于稀土元素影響豬生產(chǎn)性能的西方文獻(xiàn)發(fā)表，其中一些表明稀土元素顯著改善豬的生產(chǎn)性能，而另一些卻發(fā)現(xiàn)沒(méi)有影響。表9給出了最近的一個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，添加鑭酵母混合物的斷奶仔豬的生產(chǎn)性能與添加抗生素或氧化鋅的相近。

豬日糧中常用的稀土元素添加劑通常主要是鑭、鈰和鐠的混合物。有機(jī)和無(wú)機(jī)稀土元素都可被用作飼料添加劑，但是認(rèn)為有機(jī)稀土元素化合物的效果最好。

稀土元素的促生長(zhǎng)作用有幾種可能機(jī)制。其中一種認(rèn)為稀土元素的促生長(zhǎng)作用可能是影響了動(dòng)物胃腸道中的有害菌。比如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鑭可以結(jié)合到細(xì)菌表面，降低細(xì)菌表面的電荷，延緩電荷遷移。當(dāng)細(xì)菌表面電荷補(bǔ)完全中和，細(xì)菌間就會(huì)產(chǎn)生絮凝作用。另外，鑭系元素對(duì)細(xì)菌的呼吸鏈有很強(qiáng)的抑制作用。

另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，稀土元素促生長(zhǎng)的機(jī)制是通過(guò)改善養(yǎng)分消化利用率，如Han和Thacker的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表10）。認(rèn)為稀土元素可能影響腸道的通透性，從而促進(jìn)不同營(yíng)養(yǎng)素的吸收。促進(jìn)消化液的分泌，增加胃腸道動(dòng)力也被認(rèn)為是稀土元素促進(jìn)養(yǎng)分消化的原因。

稀土元素具有的幾個(gè)特性使其成為有吸引力的抗生素替代方案。通常，口服稀土元素的吸收率很低，超過(guò)95 %的量從動(dòng)物糞便中排出。結(jié)果，肉中存留的稀土元素的量會(huì)很低，研究表明添加稀土元素后肉中的殘留量并不比飼喂普通商品日糧的肉中高。另外，還沒(méi)有研究報(bào)道細(xì)菌對(duì)稀土元素有耐受性。

7 基因重組酶

酶是一類具有生物活性功能的蛋白質(zhì)，可以分解特定的化學(xué)鍵以釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供消化吸收。它們可以促進(jìn)機(jī)體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)在體外進(jìn)程會(huì)非常緩慢，甚至不反應(yīng)。飼料工業(yè)中使用的酶通常是由細(xì)菌（如枯草芽孢桿菌）、真菌（如里氏木霉、黑曲霉）或酵母（如釀酒酵母）生產(chǎn)。

在豬日糧中添加外源酶促生長(zhǎng)已經(jīng)不是一個(gè)新的理念，該領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)可以追述到20世紀(jì)50年代。日糧中添加外源酶最常見(jiàn)的主要原因有降低內(nèi)源酶不能分解的飼料組分（如β-葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶和半乳糖苷酶），消除抗?fàn)I養(yǎng)因子（如植酸酶），以及補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足（如蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶）。本文將重點(diǎn)綜述外源酶對(duì)飼料中難消化組分的降解作用。

谷物、豆類和油料籽實(shí)粕的細(xì)胞壁是由復(fù)雜的碳水化合物構(gòu)成的，通常稱為非淀粉多糖。非淀粉多糖由一個(gè)范圍很廣泛的多聚體組成，包括纖維素、半纖維素、果膠、β-葡聚糖、α-半乳糖苷（棉子糖、水蘇糖和毛蕊糖）和木聚糖。這些非淀粉多糖通過(guò)多種方式降低飼料原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。首先，它們不被哺乳動(dòng)物的消化酶消化，因而稀釋了日糧的能量和營(yíng)養(yǎng)濃度。其次，非淀粉多糖還表現(xiàn)出所謂的“囚籠”效應(yīng)，使正常情況下很容易被消化的淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)被包埋在非淀粉多糖中，使內(nèi)源消化酶不能接觸這些底物。另外，某些非淀粉多糖還可能增加腸道食糜的粘度。有人指出，非淀粉多糖使微生物消耗的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例更大，從而降低了宿主對(duì)養(yǎng)分的利用率。

碳水化合物酶包括所有催化碳水化合物多聚體分子量降低的酶，但是木聚糖酶和β-葡聚糖酶占了全球碳水化合物酶市場(chǎng)80 %以上的份額。其它商品化的碳水化合物酶包括α-淀粉酶、β-甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶和果膠酶。這些碳水化合物在家禽工業(yè)中被廣泛使用，但是在豬日糧中卻往往用得很少。

日糧中添加碳水化合物酶對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響研究結(jié)果并不一致。有的研究報(bào)道添加碳水化合物酶有正面的效果，而另一些研究則報(bào)道對(duì)體增重沒(méi)有改善作用。報(bào)道對(duì)生產(chǎn)性能有正面效果的研究通常都增加了養(yǎng)分的消化率，很可能是外源酶水解或部分水解了非淀粉多糖，抑制了非淀粉多糖的“囚籠”作用，增加了內(nèi)源酶接觸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)率。碳水化合物酶似乎還影響消化道中的微生物組成。非淀粉多糖的水解使大腸和小腸中的糖釋放量增加，從而刺激了乳酸桿菌（會(huì)產(chǎn)生乳酸）的增殖。乳酸比例的增加會(huì)抑制大腸桿菌屬（如致病性大腸桿菌）的增殖，促進(jìn)腸道健康。

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的綜述，很顯然豬對(duì)日糧中添加碳水化合物的反應(yīng)不如在家禽日糧中添加時(shí)那么穩(wěn)定。問(wèn)題是為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況？豬和雞的哪些生理差異是導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生如此差異的原因所在。其中一個(gè)已經(jīng)清楚的差異是腸道pH。就豬而言，飼料在低pH條件下停留的時(shí)間顯著長(zhǎng)于雞。因此，在胃低pH條件下，外源碳水化合物酶部分或全部變性失活，這可能是在豬日糧中添加碳水化合物酶的效應(yīng)低于在家禽中添加的原因。

過(guò)去使用的許多酶產(chǎn)品是不適合豬胃腸道的嚴(yán)酷條件的。豬胃的pH通常在2～3.5。有報(bào)道表明，將10種商品酶產(chǎn)品曝露在體外pH 2.5 或3.5條件下30 min，β-葡聚糖酶和木聚糖酶的活性大幅降低。

基因工程在酶生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用可以開(kāi)發(fā)出特定應(yīng)用目的的酶。近來(lái)，通過(guò)分子定向進(jìn)化技術(shù)（Molecular Directed Evolution）開(kāi)發(fā)出了幾種碳水化合物酶，這些酶在動(dòng)物日糧中具有相當(dāng)大的應(yīng)用潛力。這些酶在很廣的pH范圍內(nèi)都有活性，具有熱穩(wěn)定性，能抵抗胃蛋白酶和胰蛋白酶，在模擬的胃酸條件下也有活性。

與未添加酶的日糧相比，在玉米豆粕型生長(zhǎng)豬日糧中添加一種基因重組β-甘露聚糖酶使體增重增加16.1 %，飼料轉(zhuǎn)化率增加17.7 %（表11）。生長(zhǎng)性能的改善幅度顯著高于以前利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的β-甘露聚糖酶的試驗(yàn)結(jié)果。例如，Pettey等報(bào)道，在生長(zhǎng)育肥豬日糧中添加β-甘露聚糖酶，體增重僅增加3.4 %，飼料轉(zhuǎn)化率改善3.9 %。

添加到飼料中的酶在消化道中像其它蛋白質(zhì)一樣被分解，因此也就不存在殘留問(wèn)題，飼喂酶制劑的豬在屠宰前也沒(méi)有必要設(shè)定休藥期?；诖?，酶的需要量遠(yuǎn)小于底物的量，因此只需要在日糧配方中添加少量的酶即可。

8 其它化合物

還對(duì)許多其它化合物作為養(yǎng)豬生產(chǎn)中抗生長(zhǎng)促進(jìn)劑的替代方案進(jìn)行了檢驗(yàn)。由于數(shù)據(jù)巨大，不可能將它們的效果進(jìn)行太詳細(xì)的描述。

9 結(jié)論

很顯然，已經(jīng)檢測(cè)了許多化合物代替抗生素維持豬健康和生產(chǎn)性能的可能性，并且還有更多的化合物將被檢測(cè)。遺憾的是，絕大多數(shù)化合物的檢測(cè)結(jié)果并不一致，并且很少有效果能與抗生素相當(dāng)。因此，該領(lǐng)域還需要進(jìn)一步的研究，完美替代抗生素的方案目前還不存在。其中比較有前景的包括噴霧豬血漿、酵母培養(yǎng)物、噬菌體、牛初乳、乳鐵蛋白、共軛脂肪酸、殼寡糖和海藻提取物。

10 利益沖突

作者聲名與文中所涉添加劑相關(guān)的個(gè)人或單位組織無(wú)任何利益沖突?！酢?/p>

參考文獻(xiàn)：（略）

原題名：Alternatives to antibiotics as growth promoters for use in swine production： a review（英文）

原作者：Philip A. Thacker