轉抗生素添加劑的負面效應及其主要替代品的研究應用前景

yxy3208 · 發表于 2008-3-28 16:18:33

人類自1940年證實青霉素可以作為有效的化學治療劑以來，抗菌素的研究、篩選、合成及應用發展迅速，抗生素在飼料中的應用創造了養殖業和飼料工業的革命，規模養殖在全面得到了迅速發展，動物的生產數量和飼料轉化效率得到了大幅度的提高。但是，正如所有工業文明的成果有它的負面影響一樣，飼料中抗生素的長期、大量濫用也存在著嚴重的負面效應：全球產生大量高抗藥性的菌株甚至新的致病菌株；海洋產生赤潮，魚蝦大面積死亡；大量養殖場使用十余年就不得不廢棄；動物產品中大量的抗生素殘留直接影響了人類的生命健康。現在，飼料安全即食品安全的概念在世界范圍內已成為共識。很多國家和地區都發出禁用抗生素的命令，食品和飼料在美國是同一概念，適用于同一部法律，丹麥政府為了保證食品安全，制定了飼料生產中禁止使用抗生素的規定；歐盟為了保障食品安全，明令從去年6月開始禁止在飼料中添加4種抗生素。世界衛生組織去年6月13日在日內瓦召開的有70多名專家參加的會議，提出了限制對牲畜作用抗菌病的新建議，特別要求對治療肉用牲畜疾病時使用各種抗菌素必須要有處方，并且要求立即停止或排除使用抗菌素作為助長劑。
為了飼料工業和畜牧業的健康發展，了為子孫后代的健康，慎用、禁用抗生素，積極開發安全、無毒、無副作用的替代品是一項緊迫、關鍵的任務。在人們不懈的努力下，一些有效克服抗生素添加劑弊端，具有促生長作用的替代品不斷被開發出來，有代表性的抗生素替代品諸如微生物制劑（益生素）、低聚糖（化學益生素）、酶制劑、中草藥、糖萜素等。現將抗生素飼料添加劑的弊端和五種主要替代品及其研究應用前景做一下簡單的闡述。
一、
抗生素飼料添加劑的負面效應
1、長期使用抗生素導致細菌產生抗藥性
雖然耐藥性因子的傳遞頻率只有10-6，但由于細菌數量大、繁殖快，在這一頻率下，仍造成抗藥菌株的擴散、蔓延，而且可以使一種細胞產生多種耐紅性。抗生素濫用導致耐藥菌株增加，而抗生素飼料添加劑長期、大量的不合理使用是其主要原因。1957年，日本最早報道了病原菌抗藥性現象，發現一些引起產生疾病的宋內氏志賀氏菌具有1種以上的抗藥性；到1964年，40%的流行株有4種或多種抗藥性。1972年，在墨西哥有1萬多人被抗氯霉素的傷寒桿菌感染，導致1400多人死亡。美國也報道過具有六重抗藥性的鼠傷寒桿菌引起食物中毒事件。畜牧業中，大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌等過去并不嚴重或較少發生的細菌病，現已上升為家禽的主要傳染病，這與長期濫用抗生素有直接關系。
2、長期使用抗生素造成畜禽機體免疫力下降
大量抗生素在被攝入機體后，會隨血液循環分布到淋巴結、腎、肝、脾、胸腺、肺和骨骼等各組織器官，動物機體的免疫能力就被逐漸削弱，畜禽慢性病例增多，一些可以形成終生堅強免疫的疾病頻頻復發。抗生素還會導致抗原質量降低，直接影響免疫過程，從而對疫苗的接種產生不良影響。
3、長期使用抗生素引起畜禽內源性感染和二重感染
抗生素雖都有自己的抗菌譜，但基本都難以避免在作用于病原菌的同時會影響機體內有益菌群生長，尤其是長期、大量使用，會造成機體內菌群失調，微生態平衡破壞。潛伏在體內的有害菌趁機大量繁殖，而引起內源感染。另外，抗生素還會消滅體內第三菌，在體內一些微生物附著點上造成大量空位，為外界耐藥病菌乘虛而入提供機會，從而造成外源感染。二重感染也是由于使用大量抗生素殺滅某種細菌時，破壞微生態平衡，另外一種或多種內源或外源病菌隨即再次感染機體造成的。
4、長期使用抗生素在畜產品和環境中造成殘留
抗生素被吸收到體內后的代謝途徑多種多樣，以肝臟代謝為主，經膽汁，由糞便排出體外，也會通過泌乳和產蛋過程殘留在乳和蛋中。一些性質穩定的抗生素被排泄到環境中，從而造成環境藥物殘留。大多數抗生素都難以透過機體的幾個“天然屏障”，如血腦屏障、血睪屏障等；這些殘存在藥物，通過畜產品和環境慢慢蓄積于人體和其它植物中，最終以各種途徑匯集于人體，導致人體產生大量耐藥菌株，失去對某些疾病的抵抗力，或因大量蓄積而對機體產生毒富害作用。
二、
抗生素飼料添加劑的替代品的研究應用前景
1、微生態制劑（益生素）
微生態制劑是最早研究出來的天然促生長添加劑。它是動物有益菌經工業化厭氧發酵生產出的菌劑。這種菌劑加入飼料中，在動物消化道內生長，形成優勢的有益菌群，提高動物健康水平，促進生長、減少藥物的使用。
其原理是將外源有益菌接種而后增殖，使腸道達到最佳微生態平衡。常用的活性微生物主要是乳酸菌、糞鏈球菌、芽胞屬桿菌、酵母及其培養物，這些菌類雖都有各特點和不同作用效果，但其促生長機理在本質上是一致的。微生態中有益微生物進入動物機體后，形成優勢菌群，與有害菌爭奪氧、附著位點和營養素，競爭性的抑制有害菌的生長，從而調節腸道內菌群趨于正常化；微生物代謝產生有機酸，降低動物腸道pH值，殺滅潛在的病源菌；產生代謝物抑制腸內胺和氨的產生；產生各種消化酶，有利于養分分解；全成B族維生素、氨基酸、未知促生長因子等營養物質；直接刺激腸道免疫細胞而增加局部免疫抗體，增強機體抗病力。
微生態制劑的研制比較廣泛。國內有的是由酵母菌、乳酸桿菌、鏈球菌、芽胞桿菌等菌種復合而成。 “賜美健”也是一種乳酸鏈球菌制劑。
微生態制劑的促生長效果因受多種因素影響，而難以獲得穩定成績。微生態制劑目前還存在許多應用方面的缺陷，表現為：
（1）活菌制劑多種為厭氧菌，發酵生產的難度很大；
（2）產品質量標準難以統一；
（3）儲運加工過程中氧氣、高溫等因素均可能使其大量失活；胃酸對它有失活作用；
（4）因所需環境條件不一致，在動物腸道中定殖力不強。
針對上述缺陷，研究者們又開始把眼光轉向了動物腸道固定有的有益菌上。與其添加外源有益菌，不如直接利用腸道固有益菌，使其增殖。而能促使有益菌增殖的一種短鏈分支的糖類物質，也稱化學益生素，便成為專家、學者們研究的對象。
2、低聚糖（化學益生素）
低聚糖，又稱寡糖，是由2～10個糖基通過糖苷鍵連接而成的具有直鏈或支鏈結構的低聚物的總稱。寡糖種類很多，但目前用做飼料添加劑的主要包括：異麥芽糖、異麥芽三糖、異麥芽四糖、潘糖、果寡三糖、果寡四糖、果寡五糖、豐乳寡糖、甘露寡糖、大豆寡糖、龍膽寡糖、木糖寡糖等。寡糖因其調節動物微生態平衡的作用與活菌制劑相似，營養界稱其為化學益生素。
這些短鏈物質在通過動物腸道過程中，既不能被畜禽自身吸收和利用，又不能被腸道大部分有害菌利用，只能唯一被腸道有益菌選擇吸收并促使增殖。因此，只要選擇好特殊的短鏈帶分支為糖類物質，就能基本做到腸道有益菌唯一選擇吸收的目的，并通過這種唯一選擇吸收來刺激腸道有益菌的增殖，形成最佳的微生態區系，提高動物健康水平。寡糖可選擇性地促進動物腸道中有益菌（主要是雙歧桿菌、真桿菌屬、乳酸桿菌屬）增殖。這些有益菌利用寡糖發酵產生短鏈脂肪酸，降低腸道pH值，抑制病原菌在體內消耗養分，減少有毒和致癌的代謝物產生，從而維護、增進動物健康。雙歧桿菌能增進吞噬細胞的活性，增強機體的免疫力。寡糖另外還可以結合病原細胞的外源凝集素，避免病菌在腸道壁上附著，從而截斷了病菌附著——繁殖——致病的感染途徑，并攜帶病原菌排出體外，起到“沖刷”病原菌的作用，維護了動物健康。某些寡糖可以提高機體對藥物和抗原的免疫應答能力，增進動物的免疫能力。幼齡動物腸道中有益菌占絕對優勢，尤其是雙歧桿菌占總細菌數的99%，大腸桿菌、球菌只占1%，隨道動物年齡增長，有害菌呈上升趨，而有益菌減少。
與活菌制劑相比，寡糖更穩定，對制粒、膨化、氧化和儲運等惡劣環境條件都具有很高的耐受性，能抵抗胃酸的滅活作用，克服了活菌制劑在腸道定植難的缺陷。加上它無毒、無副作用，不被吸引，因此，雖然它目前生產效率低，生產難度大，其發展應用前景仍十分廣闊。我國動物營養界90年代才接觸到這類添加劑，但國家非常重視，1998年11月國家科技部專門設立了一個200萬元的項目，從事該添加劑的專項研究，我國該領域的系統研究、開發工作才逐漸開展起來。如目前國內的珠海溢多利有限公司研制出溢康素。
3、酶制劑
飼用酶制劑是通過特定生產工藝加工而成的包含單一酶或混合酶的工業產品。目前除植酸酶有單一酶產品外，其余飼用酶制劑大多是包含多種酶的復合制劑。應用較多的有纖維素酶、β—葡聚糖酶、木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、植酸酶等。這些酶中一部分動物自身可以分泌，如淀粉酶和某些蛋白酶；而另一部分動物本身不能分泌，如纖維素酶、β—葡聚糖酶、木聚糖酶不能分泌。添加飼用酶制劑能補充動物內源酶的不足，增加動物自身不能合成的酶，從而促進畜禽對養分的消化、吸收，提高飼料利用率，促進生長。酶制劑可以破壞植物細胞壁，通過分解纖維素、半纖維素和果膠等由非淀粉多糖（NSP）構成的物質，既把這些不可利用的多糖分解成可被消化吸收的小分子糖類，又可以暴露細胞壁保護的淀粉、蛋白等養分，使其養分更充分。酶制劑還可以降低因可溶NSP造成的粘稠食糜的粘度。酶制劑還可以破壞穩定的植酸磷結構，提高飼料中磷和其它養分的利用率。
飼用酶制劑是用細菌或真菌發酵生產的酶。它包括消化酶和非消化酶兩大類，它主要通過降解飼料中各營養組分的分子鏈或改變動物消化道內酶系組成，促進消化吸收，從而大幅度提高飼料效率，降低飼料成本，促進動物健康生長。
飼用酶制劑應用于畜禽飼養主要功能有四個方面：（1）促進飼料消化吸收，并且有特殊的誘食作用，明顯促進動物食欲和生長；（2）有一定的消淡、防止腹瀉和改善消化系統功能的作用；（3）防止和減緩動物的應激反應；（4）據試驗，飼養動物的日增重，飼料效果顯著提高，排泄物中的營養物質含量明顯減少。
我國對酶制劑的研究起于80年代，但發展較快，年產2000t以上的酶制劑廠已有40多家。目前全世界已發現1700多種酶，生產用酶已達300多種，飼用酶也有20多種。酶制劑的應用效果受多種因素的影響。酶制劑作為生物活性物質，一般最適溫度在35～40℃之間，最高不能超過50℃，高溫、高溫會使酶失活或活性降低。動物因素（如品種、生理狀態、健康狀態等）、環境條件（如溫度、pH值等）、酶制劑種類等因素對應用效果影響的變化規律還有待進一步研究。酶制劑作為一種新型高效飼料添加劑，以其使用范圍廣，提高飼料效率明顯而成為21世紀飼料工業發展的一項重要技術。
4、中草藥飼料添加劑
中草藥是我國特有的中醫理論與實踐的產物，是一類兼有營養和藥用雙重作用，具備直接殺滅或抑制細菌和增強免疫能力的功能，且能促進營養物質消化吸收的無殘留、無耐藥性的天然藥物。
中草藥添加劑含有生物堿、多糖、甙類、揮發油、鞣質、有機酸等生物活性物質，它既可以直接殺菌、抑菌，又可通過大量活性物質調節機體免疫功能和新陳代謝，提高畜禽健康水平。中草藥在畜牧生產上應用，在生長速度、降低飼料消耗方面效果比較顯著。
中草藥作為綠色添加劑，無毒副作用，無藥物殘留等副作用，有得天獨厚的研究和應用基礎，但是，中草藥作為添加劑，存在著人畜爭藥、產品成分不穩定、成本較高等弊端，有關專家認為，應在其加工工藝上加以改進，使成分含量穩定，在產品定位上，側重其藥性即防病作用。可以預見，以糖萜素為基礎添加劑，輔以中草藥，前景將十分廣闊。

希望大家就有關問題做出討論。這個版面現在有點冷啊～！