陳斌丹 趙廣民 姚凱勇 馬建軍 楊 華
(1浙江國偉科技有限公司,浙江諸暨 311800;2浙江農(nóng)藝師學(xué)院,浙江杭州 310021;3浙江國瀾農(nóng)業(yè)科技有限公司,浙江諸暨 311800;4諸暨市畜牧獸醫(yī)所,浙江諸暨 311800;5浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所,浙江杭州 310021)
在飼料中添加抗生素作為生長促進劑進行非治療性預(yù)防是典型的抗生素濫用行為。使用抗生素能夠解決畜禽病害問題,適當應(yīng)用抗生素可以有效提高家禽存活率,提高飼料報酬,增加經(jīng)濟效益。隨著社會發(fā)展,人們對抗生素的認識不斷加深,濫用抗生素的弊端逐漸顯露,例如干擾畜禽免疫系統(tǒng)、促使抗藥菌產(chǎn)生等[1]。世界各國限制或禁止在飼料中添加抗生素,我國關(guān)于抗生素使用的監(jiān)管體制也日趨完善。中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部自2020年1月起全面禁止使用除中藥類外促生長類藥物作為飼料添加劑[2]。因此,尋找其他安全、有效的物質(zhì)替代抗生素勢在必行。研究發(fā)現(xiàn),微生態(tài)制劑、酶制劑、酸化劑、抗菌肽、中草藥及植物提取物等的效果與抗生素相近,甚至更好[3-4]。
我國蛋鴨養(yǎng)殖歷史悠久,生產(chǎn)和消費量穩(wěn)居世界第一[5]。據(jù)統(tǒng)計,全國23個水禽主產(chǎn)?。ㄊ?、區(qū))蛋鴨存欄1.5億只,鴨蛋產(chǎn)量為277.6萬t,蛋鴨總產(chǎn)值352.2億元[6]。研究替抗飼料添加劑作用機制及其在蛋鴨生產(chǎn)上的應(yīng)用對蛋鴨養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展具有重要意義。本文綜述了主要抗生素替代品的作用機制及其在蛋鴨業(yè)上的應(yīng)用,以期為蛋鴨高效低成本養(yǎng)殖提供參考。
微生態(tài)制劑又稱益生菌、微生態(tài)調(diào)節(jié)劑、飼用微生物添加劑等,是指在微生態(tài)的指導(dǎo)下,可維持宿主微生態(tài)平衡、提高宿主健康水平的正常菌群,及其代謝產(chǎn)物和選擇性促進宿主正常菌群生長的物質(zhì)制劑的總稱。微生態(tài)制劑的作用機制有以下幾點。一是微生態(tài)制劑主要通過黏附定殖、競爭、拮抗等方式維持有益菌在腸道中的優(yōu)勢地位。二是微生態(tài)制劑能通過多種方式直接或間接阻斷病原體定殖[7]。三是微生態(tài)制劑產(chǎn)生抑制病原菌的代謝產(chǎn)物通過破壞病菌細胞膜通透性、內(nèi)環(huán)境等抑殺病原菌,如乙酸[8]、丙酸、丁酸[9]等。四是微生態(tài)制劑通過調(diào)節(jié)腸道微生物改變宿主腸黏膜中的基因表達,最終影響腸道功能[10]。五是微生態(tài)制劑可以通過腸道菌群介導(dǎo)宿主先天性和適應(yīng)性免疫的增強,通過表達微生物相關(guān)的分子模式、酶代謝物和抗原來幫助宿主維持正常的免疫功能[11]。
李均祥[12]研究發(fā)現(xiàn),適當添加益生菌顯著提高了鴨蛋的全蛋、蛋殼和蛋白質(zhì)量。唐文富等[13]研究發(fā)現(xiàn),在山麻鴨的基礎(chǔ)日糧中分別添加乳酸糞腸球菌和復(fù)合益生菌均能顯著提高蛋重、短徑、蛋白高度,且顯著降低料蛋比。饒體宇等[14]研究發(fā)現(xiàn),辣木葉提取物和復(fù)合益生菌聯(lián)用能顯著降低料蛋比和平均蛋重,提高蛋鴨抗氧化損傷能力,優(yōu)化蛋黃脂質(zhì)代謝,增強免疫功能。Liu等[15]研究發(fā)現(xiàn),枯草芽孢桿菌和光合菌聯(lián)用顯著提高了縉云鴨的產(chǎn)蛋率、蛋白高度、哈夫值和血清lgG濃度,光合細菌單獨使用顯著增加了蛋黃比例、蛋白高度和哈夫值。Rajput等[16]研究發(fā)現(xiàn),枯草芽孢桿菌可以誘導(dǎo)紹興鴨先天免疫,增強抗氧化性,枯草芽孢桿菌通過消化酶改善消化率,調(diào)節(jié)血液。
中草藥屬于天然產(chǎn)物,在我國歷史上廣泛用于疾病治療。在無抗時代中草藥是重要的抗生素替代物。中草藥具有提高機體免疫力、促進生長、提高營養(yǎng)利用率、抗應(yīng)激作用、提高動物繁殖能力等功效,在動物飼養(yǎng)中常被用作復(fù)方添加劑或經(jīng)過發(fā)酵制成飼料添加劑。中草藥的特點之一是安全、環(huán)保,與化學(xué)添加劑相比中草藥在機體內(nèi)無殘留物,對環(huán)境無污染,對人體健康無害[17-18]。中草藥中的揮發(fā)油、多糖、黃酮和鞣質(zhì)等成分在抗菌和抗病毒方面起到了重要作用[19-20]。中草藥的種類和配方較多,因而其作為添加劑的作用和功效也是多樣的。例如,金銀花提取物具有清熱解毒功效,馬鞭草中的黃酮類能夠抑制細菌繁殖,決明子、當歸能提高機體抗氧化能力等[20-21]。
中草藥通過調(diào)節(jié)機體的特異性免疫和非特異性免疫功能,增強機體抵抗力。許多中草藥尤其是清熱解毒、解表和補虛類中草藥能抑制或殺滅多種細菌、真菌和病毒。中草藥通過促進腸道蠕動、消化腺分泌、增強代謝水平等增強蛋鴨食欲,促進生長。中草藥通過調(diào)理畜禽生理功能,提高適應(yīng)力,減少應(yīng)激反應(yīng)。中草藥富含抗氧化成分,可有效提高機體抗氧化能力。
王尚榮[22]用中草藥添加劑飼喂蛋鴨,結(jié)果發(fā)現(xiàn),中草藥提高了飼料適口性,可顯著提高蛋鴨產(chǎn)蛋率,經(jīng)濟效益顯著。王 強等[23]研究發(fā)現(xiàn),在高郵鴨日糧中添加0.12%~0.14%的中草藥能顯著提高其生產(chǎn)性能、蛋重、蛋白高度值和蛋黃顏色,顯著降低料蛋比。
發(fā)酵飼料是由有益微生物、酶等與飼料經(jīng)過發(fā)酵技術(shù)制成的飼料。飼料經(jīng)發(fā)酵可提高營養(yǎng)價值和口感,其中的益生菌發(fā)酵代謝產(chǎn)物有抗菌、抗病毒和增強畜禽免疫力的作用[24]。飼料中的蛋白抑制因子、致敏因子等抗營養(yǎng)因子經(jīng)過發(fā)酵可被有效降解,生物大分子經(jīng)發(fā)酵可被降解成利于吸收的小分子物質(zhì),發(fā)酵過程中的益生菌代謝產(chǎn)物如消化酶有助于提高生長能力,且對機體免疫功能也有幫助。
發(fā)酵飼料在微生物發(fā)酵作用下將蛋白質(zhì)分解為更易吸收的小肽,同時降解飼料中的抗營養(yǎng)因子,提高飼料轉(zhuǎn)化效率[25]。發(fā)酵飼料通過提高飼料適口性,促進動物采食,改善動物生產(chǎn)性能。發(fā)酵飼料通過刺激機體產(chǎn)生抗體,增強機體免疫功能,減少抗生素的使用。
發(fā)酵飼料的應(yīng)用效果主要是改善動物生產(chǎn)性能。阮 棟等[26]研究發(fā)現(xiàn),在蛋鴨飼料中添加4%發(fā)酵酒糟顯著提高了蛋鴨的日產(chǎn)蛋重、蛋清重、蛋黃顏色、空腸糜蛋白酶、胰蛋白酶活性、空腸黏蛋白2和分泌型免疫球蛋白A(SIgA)的含量及其mRNA相對表達量,降低了蛋鴨的料蛋比以及肌胃和腺胃pH值。Pramestya等[27]和Yang等[28]研究發(fā)現(xiàn),在發(fā)酵飼料中添加辣木葉粉對雛鴨早期生長性能和產(chǎn)蛋性能有積極影響,可以顯著增加蛋鴨的飼料轉(zhuǎn)化率、蛋重、抗氧化活性和免疫學(xué)指標。
抗菌肽是指一類具有廣譜抗菌活性、能夠抑制或殺滅病原微生物的活性多肽或小分子蛋白,目前已經(jīng)應(yīng)用在畜禽養(yǎng)殖和飼料生產(chǎn)中。抗菌肽具有廣譜抗菌作用,與細菌細胞質(zhì)膜的結(jié)合具有靶向性,能夠降低細菌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的作用效果有差異[29]?,F(xiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)中一般利用基因工程技術(shù)進行生物合成獲取抗菌肽[30]。
抗菌肽可以通過其帶正電荷的氨基酸殘基與微生物暴露在細胞表面的負電荷之間相互作用,引起細胞膜損傷,抑制細胞壁合成[31]。有些抗菌肽通過穿透細菌細胞膜進入細胞質(zhì)內(nèi),抑制核酸和蛋白質(zhì)合成,進而起到殺菌作用。抗菌肽通過參與免疫反應(yīng),間接發(fā)揮抑菌作用。
陳曉生等[32]研究發(fā)現(xiàn),在1 t日糧中添加2 L蠶抗菌肽-AD時即可達到促生長、提高采食量的效果,同時又可顯著降低雛鴨內(nèi)臟器官比重,具有提高產(chǎn)肉率的潛能。陳曉生等[33]研究發(fā)現(xiàn),抗菌肽對雛鴨腸道內(nèi)的大腸桿菌等有害菌具有很好的抑殺效果,同時對調(diào)節(jié)腸道微生物菌平衡、保障動物生長性能有重要作用。Hong等[34]證明了鴨肝抗菌肽2對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的抗菌活性,并確定了抗菌肽二硫鍵對抑菌的重要性。
酸化劑又稱酸度調(diào)節(jié)劑,是飼料添加劑中使用的有機酸的統(tǒng)稱。酸化劑是一種無殘留、無抗藥性、無毒害作用的環(huán)保型添加劑,主要包括單一無機酸化劑、單一有機酸化劑、復(fù)合酸化劑、包膜緩控釋酸化劑和微囊丁酸鈉等。酸化劑通過降低飼料系酸力及胃腸道pH值來改善腸道微生物結(jié)構(gòu),改善飼料適口性,增加采食量,促進動物體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收。酸化劑同時可作為能量轉(zhuǎn)化過程中的底物或中間產(chǎn)物,直接參與動物機體生化反應(yīng)。酸化劑能提高免疫器官指數(shù),增強機體免疫力,緩解應(yīng)激反應(yīng)。
Sandi等[35]研究發(fā)現(xiàn),在蛋鴨基礎(chǔ)日糧中添加益生菌和有機酸顯著降低了蛋黃脂肪和膽固醇含量,提高了蛋殼重量、蛋指數(shù)、蛋黃顏色指數(shù)、哈氏單位和蛋白質(zhì)質(zhì)量。黃曼曼等[36]研究發(fā)現(xiàn),在蛋鴨飼料中添加丁酸鈉可改善蛋鴨生產(chǎn)性能,提高蛋品質(zhì)和免疫水平,且包膜丁酸鈉的效果優(yōu)于制粒丁酸鈉。有國外研究人員發(fā)現(xiàn),在蛋鴨飼糧中添加0.1%甲酸和富馬酸的混合物,能顯著提高蛋鴨回腸絨毛高度和頂端寬度。甲酸和富馬酸的混合物可作為飼料添加劑替代抗生素用于蛋鴨養(yǎng)殖。
當前在全球飼料禁抗浪潮的持續(xù)推進作用下,我國飼料行業(yè)已全面進入無抗時代,替抗技術(shù)及其產(chǎn)品開發(fā)已成為當前畜牧業(yè)集約化生產(chǎn)的重點課題,我國蛋鴨業(yè)也正從養(yǎng)殖場建設(shè)、種源控制管理、飼養(yǎng)管理、疫病防控、用藥規(guī)范等方面進行替抗、減抗化行動。但是,目前畜禽養(yǎng)殖業(yè)仍缺乏一個完整的抗生素替代物種類體系圖譜。目前已經(jīng)研究的一些能夠替代抗生素的物質(zhì)種類和功能不盡相同。在未來的替抗研究中需要研究人員更多地關(guān)注不同物質(zhì)之間的相互影響,以期尋求最佳搭配方案,獲得更高的效益。