“禁抗”背景下的幾種綠色飼料添加劑

任津瑩，陳 鵬

（北京英惠爾生物技術有限公司，北京 100081）

抗生素飼料添加劑促進了畜牧業的飛速發展，但抗生素的濫用也導致了細菌耐藥性增強、動物免疫力下降、藥物殘留、食品安全等一系列問題的出現。對此，國家出臺了系列政策引導抗生素逐步退出飼料添加劑市場。自2020 年7 月1 日起，禁止飼料生產企業生產含有抗生素類藥物飼料添加劑（中藥類除外）的商品飼料[1-2]。飼料行業進入無抗時代，綠色生態健康養殖成為主流趨勢，綠色、無抗、無殘留的新型飼料添加劑（如微生態制劑、酸化劑、植物提取物、酶制劑等）也成為行業研究的熱點。

1 微生態制劑

微生態制劑亦名活菌劑、飼用微生物添加劑等，我國在1988年全國微生態學會上提出“微生態制劑”這一概念[3]。微生態制劑是根據微生態理論研制的含有有益活菌及其代謝產物的生物制劑，通過維持腸道內微生態平衡而發揮作用[4]。

1.1 微生態制劑的常用菌種

植物乳桿菌、屎腸球菌、糞腸球菌等乳酸菌，能夠在動物腸道厭氧環境中很好地生長繁殖，抑殺有害菌[5]；凝結芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等，抗逆性強，具有良好的產酶能力和廣譜抑菌能力[6]；釀酒酵母、啤酒酵母和產阮假絲酵母等酵母菌，來源廣、價格低、營養豐富[7]；紅羅菌科和綠硫菌科的光合細菌，自身細胞營養豐富，也可產生輔酶Q等生物活性物質[8]。

1.2 微生態制劑的作用機理

1.2.1 維持腸道微生態平衡

動物腸道內存在多種微生物種群，它們相互依存制約，共同維系著腸道微生態系統的動態平衡。其中優勢種群對于整個微生態系統起到確定性作用，一旦失去優勢種群，微生態失衡，病原菌大量繁殖，直接影響動物健康。此時人為添加一些有益菌，可增強有益菌的種群優勢[9]，抑制有害菌生長，及時恢復動物腸道菌群結構。當動物飼喂微生態制劑時，有益菌到達腸道，迅速繁殖消耗大量氧氣，形成局部厭氧環境[10]，可抑制好氧有害菌的生長。同時這些有益菌會代謝產生有機酸、過氧化氫等具有頡頏病原微生物的活性物質，還可以與病原菌競爭營養物質，從而抑制病原菌生長，恢復和保持動物腸道內微生物種群平衡，進而達到防病促生長的效果[11]。

1.2.2 調節消化代謝

微生態制劑中的活菌在動物體內可分泌消化酶（蛋白酶、淀粉酶等），分解飼料中的營養成分，提高飼料利用率。有益菌產有機酸所營造的酸性環境，既可以激活胃蛋白酶，促進蛋白質的消化吸收[12]，也可以促進動物對鈣、鎂等礦物元素的吸收。有益菌還可以在代謝過程中合成維生素[13]、氨基酸等營養物質，加強動物營養代謝，促進動物生長。

1.2.3 提高動物機體免疫力

部分活菌可以產生非特異性免疫調節因子，刺激動物產生干擾素，提高巨噬細胞活性[14]，促進淋巴細胞增殖和成熟，提高動物體內抗體水平，增強動物機體免疫功能[15]，抵抗病原菌的入侵，減少或防止疾病發生。

1.2.4 防止有害物質產生

動物腸道內的大腸桿菌大量繁殖，會將蛋白質腐敗分解，產生氨、吲哚、硫化氫等有害物質，污染環境[16]。微生態制劑中的有益菌分泌的酶類可以分解氨、硫化氫，氧化吲哚化合物，減少這類有害氣體的產生，降低動物糞便的臭味，改善養殖環境。有益菌還可以抑制動物腸道內病原菌的生長繁殖，從而減少向外界釋放病原的機會，減少傳染病的蔓延；隨動物糞便排出的部分有益菌仍然可以繼續分解糞便，抑制有害菌生長，降低病害發生率。

1.3 微生態制劑應用中存在的問題

微生態制劑是活菌產品，在加工、運輸和保存過程中易失活，使用該添類加劑的關鍵是要保證這些微生物混入飼料后能夠保持較高的活性并定殖在動物腸道中；同一種微生態制劑對不同動物會有不同的效果，需根據具體情況有針對性地選擇；微生態制劑在動物生長的整個過程中都可以使用，但是不同生長期會有不同效果，把握最佳的微生態制劑應用期也尤為重要；微生態制劑的使用效果不僅和有益菌的種類有關，還與其數量也密切相關，有益菌數量不足，無法達到菌群優勢、種群平衡，而有益菌數量過多又會造成不必要的浪費，所以掌握微生態制劑的準確用量也很重要。另外，微生態制劑的作用原理不夠詳盡，仍有待進一步研究。

2 酸化劑

酸化劑是飼料工業產品中較為常見的飼料添加劑，能夠改善動物胃腸道環境，特別是在幼齡動物飼料中添加，可以達到止瀉促健康的目的[17]。

2.1 常見的酸化劑

磷酸、硫酸和鹽酸等無機酸化劑[18]，成本較低，但負面影響較多；檸檬酸、延胡索酸、乳酸、山梨酸等有機酸化劑[19]，效果較好，但成本較高；由幾種有機酸和無機酸復合而成的復合酸化劑[20]，既能保證酸化劑的作用效果，又降低了成本，是目前酸化劑的發展趨勢。

2.2 酸化劑的作用機理

2.2.1 改善腸道菌群結構

許多有益菌喜歡偏酸的環境，酸化劑在胃腸道中可降低pH，促進乳酸菌等有益菌的繁殖[21-22]，通過阻斷黏附位點或產生乳酸等代謝物來抑制病原菌的定植和增殖；有機酸進入細菌內部，通過解離出的氫離子或酸根離子導致細菌代謝紊亂[23]；還可破壞細菌細胞膜、影響細菌DNA 復制，從而達到抑菌的目的，使動物胃腸道更健康。

2.2.2 促進營養物質消化吸收

酸化劑可以提高飼料酸度，使動物胃腸道pH降低，使胃蛋白酶、胰蛋白酶活性增強，提高營養物質吸收率[24]；也可直接作為動物的能量物質，如檸檬酸和延胡索酸是三羧酸循環的中間產物，有利于防止糖異生和脂肪分解作用造成的組織分解；酸化劑中的酸根離子可與鈣、鎂、鋅等礦物元素形成動物易吸收的螯合物，減少礦物質排放、降低環境污染；酸化劑還可以改善植酸酶活性，促進動物機體更好地吸收磷元素[25]。

2.2.3 提高機體抗應激能力

延胡索酸形成能量的途徑比葡萄糖短，在應激狀態下可用于腺苷三磷酸（ATP）的緊急合成，提高機體抵抗力[26]，緩解應激，減少機體組織分解。酸化劑還可以促進維生素、礦物質的吸收，增強動物自身免疫力。

2.2.4 改善日糧適口性

低劑量的酸化劑可以掩蓋某些不良氣味，提高日糧適口性[27]；還可以刺激味蕾，促進動物分泌更多的消化液，提高飼料消化率和采食量。

2.3 酸化劑應用中存在的問題

不同酸化劑所含的有效成分不同，造成其使用效果差異較大；而同一酸化劑使用劑量不同，作用效果也不同，用量過高會對設備和動物腸胃腐蝕性增加，用量過低達不到動物腸胃所需酸度，飼養效果不明顯。其次，日糧原料不同和配比不同，系酸能力會不同，將直接影響酸化劑的使用效果；不同生長階段的動物機體消化器官的狀態不同，對酸化劑的需求也不相同，酸化劑的添加時期需精準把控；最后，飼養環境（如溫度、濕度等）也會對酸化劑的效果產生一定影響。

3 植物提取物

天然植物提取物飼料添加劑是以一種或多種天然植物全株或部分為原料，經物理提取或生物發酵法加工，具有營養、促生長、提高飼料利用率和改善動物產品品質等功效的飼料添加劑[28]。

3.1 常見的植物提取物

植物多酚[29]、精油[30-31]、多糖[32]、色素[33]、生物堿[34]等是飼料中起主要作用的植物成分，普遍具有抗氧化、抗菌、抗病毒的作用效果。

3.2 植物提取物的作用機理

3.2.1 增加動物采食量

植物提取物不僅可以增加飼料中的營養元素和有效活性成分，還可以改善飼料風味，提高飼料適口性，增加動物采食量[35]。還有一些植物提取物可促進動物腸道蠕動、提高消化酶活力、調控動物營養物質代謝，提高營養物質吸收率，間接促使動物采食量增加[36]。

3.2.2 抗菌抗病毒作用

植物提取物可直接作用于細菌的細胞膜，破壞其完整性，導致細胞通透性增加，胞內離子和重要內容物外泄，植物提取物最終導致細菌死亡[28]；也可以通過激發調動機體內的抗菌因子，如干擾素、溶菌素等降低細菌毒力水平、消除細菌對動物組織細胞的破壞、促進康復、增強非特異性免疫功能等途徑間接抑殺病原菌。植物提取物還可以降低腸道環境pH，抑制有害菌，改善腸道菌群結構[37]，促進腸道健康。

3.2.3 提高動物自身抗氧化功能

植物提取物是動物外源性抗氧化劑的主要來源之一，其抗氧化的作用機理主要有：直接清除和抑制動物體內的自由基、中斷氧化過程中的鏈式反應；抑制氧化酶活性，使其不能催化氧化反應的進行；螯合鈍化過渡金屬離子等[38]。

3.2.4 增強動物機體免疫功能

植物提取物可通過增加動物體內的各項免疫調節因子來提高動物的免疫功能[39]；還可以保護動物肝臟，修復胃腸黏膜結構，促進動物健康生長，降低動物患病率。

3.3 植物提取物應用中存在的問題

盡管我國天然植物豐富，但是植物品種、種植地、收獲時間等的不同均會導致植物提取物活性成分差異大，使最終產品質量不穩定；植物提取物組分復雜，起作用的主要成分不唯一，具體的作用效果和機理仍有待進一步研究；另外，在植物提取物方面缺乏國家標準和企業標準，很大程度上限制了植物提取物的評估和應用。

4 酶制劑

酶是一種具有催化反應能力的特殊蛋白質，是促進生物化學反應的高效物質[40]。飼用酶制劑是一種以酶為主要功能因子并通過特定生產工藝加工而成的飼料添加劑[41]。

4.1 常見的酶制劑

蛋白酶[42]、纖維素酶[43]、木聚糖酶[44]以降解生物大分子和蛋白質、破壞植物細胞壁為主要功能；而植酸酶[45-46]、果膠酶[47]、β-葡聚糖酶[48]以降解抗營養因子為主要功能。

4.2 酶制劑的作用機理

4.2.1 補充內源酶

飼料中添加外源酶后，動物消化道中的消化酶種類增加，濃度提高，可以增加酶促反應速率，加快將飼料中的大分子物質水解為易吸收的小分子物質，對內源酶起到輔助補充作用[49]；外源酶還具有消除內源消化酶抑制因子、提高動物消化酶活性的作用，從而促進蛋白質等營養物質的消化吸收。

4.2.2 消除飼料中的抗營養因子

飼料中存在眾多抗營養因子，如植酸、非淀粉多糖等[50]，它們使動物消化道中的內容物和內容物的黏度增加，從而阻止動物對飼料中有效營養成分的吸收。而植酸酶、非淀粉多糖酶等可以將相應的抗營養因子分解為小分子物質，有效消除這些抗營養因子的不良影響[51]。使動物腸道中食糜黏度降低，加速排空速度和營養物質的消化，進而使動物增重提高。

4.2.3 抑制病原菌

飼料中的抗營養因子導致未被利用的營養成分進入消化道，為有害菌的繁殖提供了良好的環境。過度繁殖的有害菌會損傷腸黏膜，進一步阻礙動物吸收養分。酶制劑的添加可以提高動物胃腸道對營養物質的吸收，從而通過破壞微生物繁殖所需的養分條件來抑制微生物繁殖，調控動物腸道微生物菌群平衡[52]。

4.2.4 降低環境污染

在養殖業中，廢棄物及動物排泄物造成的環境污染是亟待解決的問題，如氮、磷造成的水體富營養化。飼料中添加植酸酶、蛋白酶等酶制劑可以減少動物對磷、氮、有機物的排放[53]，從而減輕環境污染。

4.3 酶制劑應用中存在的問題

飼料中添加的酶制劑都是由微生物產生的，由于受實際生產中多種不確定因素的影響，導致酶制劑產品的質量不穩定；酶制劑對熱敏感，熱穩性差，在飼料生產過程中容易受溫度影響而降低其作用效果；而且酶制劑的生產成本、價格偏高，這些均是進一步發展酶制劑需要解決的問題。

5 展 望

進入飼料無抗時代，飼料標準趨嚴，著力研究無殘留、無耐藥性的飼料添加劑是刻不容緩的。面對如何改善微生態制劑的活性、酸化劑的有效性、植物提取物的穩定性、酶制劑的產量等問題，應該在現有的理論基礎上，增強理論與技術雙創新，有針對性地解決。目前尚未有一種產品可以完全替代抗生素，但可以科學地將兩種及以上替抗產品復合配伍，最大限度發揮組合效應，使替抗效果最大化，促進養殖業向著綠色、環保、健康的方向發展。