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抗生素饲料添加剂替代品的开发与研究进展

2007-01-15 22:41 未知 未知 阅读 0
核心摘要: 本文综述了抗生素饲料添加剂的负面影响及其替代品的研究进展。重点介绍了微生态制剂(活菌制剂)作为绿色饲料添加剂的优势、菌种类型、应用问题及发展前景。文章指出,微生态制剂通过维持肠道微生态平衡,具有防治疾病、增强免疫力、促进生长等功能,且无污染、无残留、不产生抗药性,是理想的抗生素替代品。同时,讨论了当前应用中的挑战,如效果缓慢、加工储存失活、监管漏洞等,并呼吁政府制定政策推动绿色添加剂发展。

自改革开放以来,中国畜禽产品生产取得了显著成就,尤其是肉类产量多年位居世界第一。然而,据世界贸易组织统计,2002年中国肉类产量占全球27.7%,但出口仅占3.53%,生产与出口之比仅为1.36%,与生产大国地位极不相称。造成这一贸易壁垒的主要原因之一是抗生素添加剂的使用及其残留问题。本文综述了抗生素添加剂的负面影响及其替代品的研究进展。

1. 抗生素饲料添加剂的辉煌与阴影

1929年,英国科学家Fleming发现抗生素后,1943年美国实现工业化生产,抗生素在疫病防治中发挥了重要作用。随后,养殖业主发现将抗生素发酵废渣加入饲料可促进猪生长。Moor(1946)、Cunda和Stokstad(1949)、Brude等(1953)证实了抗生素的促生长作用,使其被广泛用于畜禽疫病预防、治疗和促生长。抗生素添加剂在促进生长、提高饲料转化率、预防疾病等方面效果显著,Krijider指出其可带来5-8倍的盈利。然而,长期大量使用导致诸多问题:破坏动物正常微生物群,引起微生态失衡;促进耐药菌株增加,增加治疗难度;增加外源性和内源性感染风险;影响免疫功能;药物残留威胁人类健康;甚至致畸、致残或中毒死亡。

随着生活水平提高,消费者对畜禽产品的需求从量转向质,追求健康、风味和绿色产品。这促使抗生素添加剂的使用受到限制。2002年3月,欧盟决定禁止使用抗生素作为饲料生长添加剂,目前批准的4类饲用抗生素(莫能菌素、盐霉素、阿维菌素、黄霉素)将于2006年前退出市场。

2. 绿色饲料添加剂

为替代抗生素,科学家致力于开发无毒副作用、无残留、既能促生长又能防病的新型绿色饲料添加剂,主要包括微生态制剂、中草药、酶制剂和化学益生素(寡糖类)。

酶制剂仅有促生长作用,无抗病性,不具备双重功能。中草药虽天然,但“是药三分毒”,长期使用也可能产生耐药性。化学益生素(如寡糖)能促进有益菌增殖、吸附病原菌、调节免疫,但作用缓慢,生产成本高,且过量添加可能引起腹泻。

微生态制剂(活菌制剂、益生素)是目前研究热点。它通过维持肠道微生态平衡,具有防治疾病、增强免疫力、促进生长等功能,且无污染、无残留、不产生抗药性,是理想的抗生素替代品。

3. 微生态制剂的崛起

20世纪初,俄国细菌学家Metchnicoff发现乳酸菌酸奶有益健康。1977年,德国Rusch博士建立首个微生态学研究所,研究双歧杆菌、乳酸杆菌等活菌制剂。中国自20世纪70年代开始研究,何明清等(1980)筛选出无病原性大肠杆菌SY-30菌株,预防仔猪黄痢效果良好。1983年,他们发现健康仔猪肠道厌氧菌占优势(99%以上),而下痢仔猪菌群比例失调。1986年,在鸡群中得到类似结果。这些研究为微生物添加剂奠定了理论基础。

1984年,何明清等发现促菌生不仅防治雏鸡白痢(有效率92.84%),还能促进采食和增重。1987年,他们成功研制8701、8801、8901等微生物添加剂,开创了中国微生物添加剂研究先河。1995年,完成“八五”国家科技攻关项目《饲用微生物添加剂的研究》。此后,大量新产品推广应用,如HB-增菌素、XAL503菌粉、复康生、僵鳗微生态制剂、Jx复合菌剂、SL-益生素、增重灵、MXY892菌剂、NM5菌剂、促畜壮、活性乳酸菌制剂L、磊宝菌、益菌多S-586、益乐宝、宝肠安和宝禽安等。

4. 微生态制剂菌种

目前使用的微生物制剂多为复合制剂,包括乳酸菌、粪肠球菌、芽孢杆菌和酵母菌等。美国FDA已批准43种微生物用于饲喂。中国农业部1996年批准腊样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪肠球菌、酵母、噬菌蛭弧菌6个菌种;1999年公布干酪乳杆菌、植物乳杆菌、粪链球菌、屎链球菌、乳酸片球菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、乳链球菌、啤酒酵母、产朊假丝酵母、沼泽红假单胞菌等12种。此外,环状芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、丁酸梭菌、芽孢乳杆菌等也有应用报道。

5. 微生态制剂的应用问题

微生态制剂预防效果良好,但促生长效果略逊于抗生素(差异不显著,P>0.05),作用较缓慢。2004年7-8月的研究证实,微生态制剂对肉鸡胴体品质无不良影响,反而提高蛋白质氨基酸、鲜味氨基酸和必需氨基酸含量,而抗生素添加剂则降低这些指标。因此,在消费者追求健康、风味的今天,应选择绿色添加剂而非残留药物。

目前主要问题是对肠道内环境认识不足,产品开发难以完善。非芽孢杆菌产品在饲料加工和储存中易失活,而芽孢杆菌以内生孢子形式存在,耐高温、耐酸碱、耐挤压,进入肠道后迅速复活,分泌蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶,降解复杂碳水化合物,产生拮抗致病菌的多肽,并通过生物夺氧维持厌氧环境,有利于肠道生态平衡,因此成为主流产品。

基层常将微生态制剂视为抗生素类药物,忽视其预防作用,导致推广受限。微生态制剂预防作用大于治疗,效果缓慢,不易被接受。此外,含抗生素因子的基因工程菌和具有抗生素抗性的细菌绝不能用作益生菌种,否则后果比滥用抗生素更严重。个别企业利用监管漏洞,将抗生素发酵废渣加酵母菌冒充微生态制剂,这种行为必须禁止。

6. 结语

微生态制剂虽有一定缺点,但其绿色性和替代抗生素的潜力明显。政府应借鉴欧盟经验,设定禁用抗生素添加剂的时间表,鼓励开发绿色饲料添加剂,并制定统一标准。抗生素添加剂终将退出历史舞台,但替代物的成熟需要时间,这是绿色饲料添加剂发展的必经阶段。

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