抗生素生长促进剂替代品的研究与开发

甘露寡糖对畜禽具有双重功效， 既ຫໍສະໝຸດ Baidu抑制和减少 动物肠道的病原菌， 也可增强动物的免疫机能。因此，
５３
问题探讨
罗兰等：抗生素生长促进剂替代品的研究与开发
在动物饲料中， 通常将甘露寡糖产品作为抗生素生长 环保因素， 一些国家的政府管理机构已降低 Ｚｎ 和 Ｃｕ
促进剂的天然替代产品用于畜禽养殖生产。世界各地 允许在动物日粮中的添加水平。因此， 人们关注的重
始。
场， 采用“抗球虫疫苗＋奥奇素（ 甘露寡糖） ＋益生素”的
益生素（ Ｐｒｏｂｉｏｔｉｃｓ） 是活的微生物， 直接饲喂给动 物后， 在其消化道内起到超过其本身所具有的有益于 健康的作用。常见的益生素产品有： 乳酸产生菌， 如乳 酸菌， 双歧杆菌和链球菌； 酵母， 如酿酒酵母和曲霉 菌。一个有效的益生菌应具备以下特点： 对宿主有益； 为非病原菌； 无毒； 含有大量的具有代谢活性的细胞； 在宿主肠道中可代谢， 能存活， 如可存活于肠道的酸 性环境， 在胆汁和胰酶存在的情况下也能存活； 可在 肠道中附着； 具有抑制肠道病原菌活力的能力； 在饲 料加工和贮存过程中仍能保持稳定和活性； 不能成为 免疫缺损宿主的病原菌来源。
赵克斌，单位及通讯地址同第一作者。 收稿日期：２００５－ ０８－ ２２
间接接触的方法， 即通过食物链和饮水传播。随着贸 易日益全球化， 畜禽及畜禽加工产品（ 肉蛋奶） 可从某 一地区流向世界的任意一个地区， 而这些对抗生素具 有耐药性的菌群也将随着贸易的全球化在全球范围 内广泛传播。
据 统 计 ， １９９８ 年 美 国 所 生 产 的 ２．５ 万 吨 抗 生 素 中， ４０％以上都用于动物养殖生产， 主要 是以 亚 治疗 剂量添加到动物饲料中。其产生的作用有： ①肠道微 生物菌群数量减少； ②消化道问题减少； ③肠壁变薄； ④节省了代谢能， 尤其是用于肠道免疫的代谢能； ⑤ 促进动物的生长， 改善饲料利用效率。
但肉鸡和仔猪的死亡率显著降低， 这是使用抗生素所 也值得怀疑。
不及的。甘露寡糖改善了动物肠道的健康状况是畜禽 ２．６ 疫苗
死亡率降低的主要原因。
为了减少抗生素的使用， 疫苗的应用正成为欧盟
另一方面， 也是目前和今后若干年全球研究的热 国家的热点。这一趋势无疑还将继续延续， 但生产者
点， 就是甘露寡糖可抑制对抗生素产生多项耐药性的 追求的是经济实惠的高性价比， 因此， 开发有效的疫
迄今为止， 有机酸作为生长促进剂使用还处于无 规则的状态。因此， 市场上充斥了由单个酸简单组合的 复合有机酸产品， 决定推荐使用量的是产品的价格， 而
不是产品的功效。欧盟专家委员会认为， 今后在审查此 类产品登记资料时， 应减少所批准产品的数量， 注重单 个活性产品的审查， 提高推荐使用量， 并注重现场操作 工人的安全。丹麦的使用实践告诉我们， 只有在使用量 高的情况下（ １％～２％） ， 有机酸才有效果。 ２．３ 益生素
问题探讨
否符合政府的法规等因素。在今后相当长的时期内， 实用性和对动物生产性能改善效果方面的因素将一 直 左 右 人 们 选 用 抗 生 素 替 代 产 品 的 决 策 。而 安 全 性 和 政府法规方面的因素对饲料添加剂的进一步限制作 用将很快产生效果。在今后 １０ 年内， 欧盟计划将采用 严 格 的 标 准 对 所 有 饲 料 添 加 剂 的 安 全 性 、质 量 和 使 用 效 果 进 行 审 查 。所 以 对 抗 生 素 生 长 促 进 剂 替 代 产 品 的 研发将面临重大的挑战。
细菌的形成。目前研究人员已经发现， 即使是在抗生 苗饲料添加剂市场潜力巨大。
素生长促进剂或治疗性药物不存在的情况下， 耐药因 ３ 世界其它畜禽出口大国如何应对欧盟禁用抗生 子仍然可保留在微生物菌群中。１９９５ 年美国肯塔基 素
大 学 首 次 发 现 ， 日 粮 添 加 奥 奇 素 （ Ｂｉｏ－ ＭＯＳ， 甘 露 寡 糖） 可抑制和减少断奶仔猪乳糖阴性大肠杆菌对多项
益生素的主要功用是选择性地对动物肠道特定 病原菌进行竞争性抑制 （ 如沙门氏菌， 大肠杆菌 ０１５７： Ｈ７， 弯曲菌和李斯特氏菌） ， 以维持消化道正常 的微生物区系平衡， 最终改善动物的生长和生产性 能。然而， 不同的益生素以及益生素在不同畜种上的 实际使用效果不同， 这是因为： 有益菌的数量不够； 微 生物未能存活于肠道， 不能发挥正常的代谢功能， 这 可能是由于饲料中有抗生素同时存在所致； 微生物老 化， 随着时间的消逝， 效力衰减； 肠道发酵环境不稳 定， 这可能是由于过度使用益生素所致， 所添加的有 益菌耗尽了肠道中其它有益菌和病原菌的营养物质。 因此， 到目前为止， 没有几个微生物产品通过了欧盟 有 关 安 全 性 、质 量 和 功 效 的 审 查 。 由 于 杆 菌 类 益 生 素 产品不能存活于饲料的热挤压加工过程， 人们对益生 素在饲料加工和贮存过程中的稳定性表示怀疑。再 者， 人们对抗生素的生产和耐药性的转移仍然存有戒 心， 这也限制了此类产品的应用。 ２．４ 促生素
然而， 几十年来， 由于兽医和养殖者过高地强调 了抗生素的作用， 将抗生素看成是所有疾病的一剂神 药， 因而导致了抗生素的过度使用。抗生素在动物饲 料和养殖业的过度使用掩盖了动物生产养殖系统中 不良的卫生和管理条件， 从而又进一步加剧了动物生 产养殖系统对抗生素的依赖。
业已证明， 耐药性是使用抗生素的必然后果， 无 论是在什么场合使用， 是使用治疗剂量， 还是使用亚 治疗剂量， 只要使用抗生素， 就不可避免地要产生耐 药 性 。抗 生 素 的 消 耗 量 与 耐 药 性 的 产 生 之 间 存 在 着 极 其紧密的联系。在欧盟， 阿普拉霉素（ ａｖｉｌａｍｙｃｉｎ） 是用 于肉鸡生产的主要抗生素， 几乎每只鸡都用， 但不用 于 养 猪 生 产 。肉 鸡 对 阿 普 拉 霉 素 的 耐 药 性 随 着 其 使 用 量的增加而增加， 也随着其使用量的减少而减少， 自 １９９８ 年停止使用后， 肉鸡对阿普拉霉素的耐药性显著 降低。从图 １ 可以看出， 随着阿普拉霉素的停止使用 （ １９９８） ， 肉 鸡 体 内 耐 阿 普 拉 霉 素 的 粪 肠 球 菌 （ ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ ｆａｅｃｉｕｍ） 的 数 量 大 大 减 少 ； 未 观 察 到 猪 对阿普拉霉素的耐药性， 这是因为阿普拉霉素从未在 养猪生产中使用。 ２ 抗生素生长促进剂替代产品的利与弊
３．１ 巴西 巴西是世界第 ２ 大禽肉出口国 （ 美国、巴西、中
抗生素 （ 链霉素／磺胺异 唑／四环素） 耐药性的产生 （ 图 ２） 。这对人类医学克服抗生素的耐药性具有重大
国、欧盟和泰国） ， 并继续保持强劲的发展势头。为了 出口天然的鸡肉产品， 以应对欧盟禁用抗生素的决
的现实意义， 这预示着抗生素一个全新生命循环的开 策， 巴西在全国范围内， 无论是内需市场， 还是出口市
耐药性菌株的分离（％） 活性成分（ｋｇ）
１００
９０
８０
８０
７０
６０
６０
５０
４０
４０
３０
２０
２０
１０
０
０
１９９４ １９９５ １９９６ １９９７ １９９８ １９９９ ２０００ ２００１ ２００２ ２００３
阿普拉霉素
肉鸡
猪
图 １ 粪肠球菌对阿普拉霉素耐药性的趋势（丹麦）
抗生素的替代产品可分为两大类： ①促进生长， 提 高 饲 料 利 用 效 率 。 这 类 替 代 品 包 括 酶 制 剂 、肠 道 粘 膜 促 生 长 产 品 （ 如 支 链 氨 基 酸 ） 、 三 叶 肽 （ Ｔｒｅｆｏｉｌ ｐｅｐｔｉｄｅｓ） 、苏氨酸等； ②提高免疫机能、预防疾病。这 类 替代 品 包括 酸 化剂 、益生 素 、促生 素 、微 量 元 素 、生 物 肽 、营 养 保 健 剂 、卵 黄 抗 体 、疫 苗 等 。 ２．１ 酶制剂
截至 ２００５ 年 ２ 月， 欧盟共审查了 ６０ 多种饲料酶 制剂产品， 仅批准了其中的 １８ 种用于动物饲料。审查 通过率极低说明了欧盟审查批准饲料添加剂的程序 非常严格， 对酶制剂在动物饲料中的使用持非常慎重 的态度。
欧盟各国使用谷物作为饲料原料的种类和植物 蛋 白 的 来 源 比 世 界 其 它 任 何 地 区 都 多 。欧 盟 的 经 验 告 诉我们， 酶制剂通过促进饲料的消化， 降解导致肠道 微生物过度发酵和导致消化紊乱的物质， 从而有利于 促 进 动 物 肠 道 的 健 康 。尽 管 酶 制 剂 不 能 完 全 取 代 抗 生 素， 但它有助于动物肠道的健康和提高饲料利用效 率。另外， 酶制剂在控制和降低饲料成本中所起的作 用也非常重要。 ２．２ 饲料酸化剂
问题探讨
《饲料工业》·２００５ 年第 ２６ 卷第 ２０ 期
抗生素生长促进剂替代品的研究与开发
罗 兰 赵克斌
抗生素的使用导致微生物对特定抗生素产生耐 药性， 进而存在损害人类健康的潜在危险。近年来， 在 动物饲料中添加亚治疗剂量的抗生素用于促进生长、 预防疾病， 越来越引起消费者对自身健康的担心， 同 时 也 引 起 欧 洲 各 国 政 府 相 关 部 门 的 高 度 关 注 。瑞 典 和 丹麦率先提出在动物饲料中禁用亚治疗剂量的某些 抗生素， 随后在 １９９９ 年整个欧盟禁用 ６ 种主要的亚 治 疗 剂 量 的 抗 生 素 ， 它 们 是 磷 酸 泰 乐 菌 素 （ Ｔｙｌｏｓｉｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ） 、维 及 尼 亚 霉 素 （ Ｖｉｒｇｉｎｉａｍｙｃｉｎ） 、螺 旋 霉 素 （ Ｓｐｉｒｏｍｙｃｉｎ） 、 杆 菌 肽 锌 （ Ｚｉｎｃ ｂａｃｉｔｒａｃｉｎ） 、 卡 巴 氧 （ Ｃａｒｂａｄｏｘ） 和喹乙醇（ Ｏｌａｑｕｉｎｄｏｘ） 。从 ２００６ 年 １ 月起， 欧盟将在动物饲料中全面禁用抗生素。
越来越多的研究结果和使用效果表明， 与负对照（ 不 点已从传统的无机形式的微量元素转向生物利用率
添加抗生素） 相比， 甘露寡糖可改善肉鸡、火鸡和仔猪 高的有机微量元素上。然而， 正如我们所知， 有机微量
的生长性能； 与抗生素对照相比， 生长性能与其相当， 元素产品的质量参差不齐， 某些产品的有机螯合特点
与益生素相对应， 低聚寡糖类产品（ Ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａ－ ｒｉｄｅｓ） 称 为 促 生 素 （ Ｐｒｅｂｉｏｔｉｃｓ） ， 它 为 消 化 道 已 有 的 有 益菌直接提供可发酵的底物， 促进其生长和增殖， 调 节 消 化 道 的 微 生 态 平 衡 。用 于 饲 料 添 加 剂 的 低 聚 寡 糖 主要有两种类型： 由酵母提取的甘露寡糖（ ＭＯＳ） 和由 植物提取的果寡糖（ ＦＯＳ） 。
随着欧盟对抗生素生长促进剂在动物饲料中的 禁用， 人们担心动物的发病率会上升， 生产性能会下 降。据报道， 生长肥育猪日粮中添加抗生素生长促进 剂可获得 ５～１０ 倍的经济回报； 猪日粮能量、氮的消化 率和磷的消化率可分别提高 ５．１％、１．８％和 ３．４％。１９８６ 年， 瑞典成为世界上第一个在动物饲料中全面禁用抗 生素生长促进剂的国家。禁用初期， 瑞典断奶仔猪的 死亡率平均提高了 １．５％， 断奶仔猪达到 ２５ｋｇ 体重的 天数延长 ６ｄ。但瑞典通过有效地改善饲养管理策略， 科学地使用抗生素替代产品， 目前断奶仔猪的死亡率 已改善了 １％， 达到 ２５ｋｇ 体重的天数减少了 ４．５ｄ。说 明抗生素在动物饲料中禁用是可行的。 １ 抗生素耐药性的产生和传播
随着欧盟 ２００６ 年 １ 月在动物饲料中全面禁用抗 生素生长促进剂， 寻找抗生素的替代产品已成为行业 研 究 的 重 点 。在 寻 找 抗 生 素 替 代 产 品 时 应 考 虑 产 品 的 实用 性、对 动 物生 产 性 能 改 善 的 效 果 、安 全 性 以 及 是
５２
罗兰等：抗生素生长促进剂替代品的研究与开发
耐药性是指微生物在其生存和生长的环境中， 当 遭遇抑制其生长的抗生素达到一定水平时， 或对抗生 素敏感菌造成死亡威胁时， 微生物仍能顽强生存的固 有的一种特性。该特性可通过直接接触， 即通过动物 与动物之间或动物与人类之间的接触传播； 也可通过
罗兰，北京奥特奇生物制品有限公司，技术顾问，副研究 员，１０１４０７，北京怀柔区雁栖工业开发区。