生物制剂作为饲料添加剂应用的研究进展

钟燕等

摘要饲料添加剂是现代饲料业的重要组成部分。抗生素和激素类饲料添加剂的长期使用不仅使许多病原菌产生耐药性，而且会在畜产品中残留，严重影响动物疾病防治，危害人类健康。生物制剂能够作为抗生素替代品应用在饲料中，具有无残留、无耐药性、不易产生毒副作用等优点。对生物制剂作为添加剂应用于饲料中的研究进展进行了综述。

关键词生物制剂；饲料添加剂；酶制剂；微生态制剂；中草药制剂

中图分类号S816文献标识码A文章编号0517-6611（2014）21-07020-03

Research Progress of Biologics Additives Used in Feed

ZHONG Yan， SUO Huayi et al（College of Food Science， Southwest University， Chongqing 400715； Engineering Technology Research Center for Characteristic Food of Chongqing， Chongqing 400715）

AbstractFeed additives are an important part of modern feed industry. Long-term use of antibiotics and hormones feed additives not only can make many pathogens generate drug resistance， but also can remain in animal products， which seriously affected the prevention of animal disease and harmed to human health. Biological agents can be used as alternatives to antibiotics in feed， with no residue， no drug resistance， no easy to produce toxic or side effects and other advantages. This paper reviewed research progress of biologics additives used in feed.

Key wordsBiological agents； Feed additives； Enzymes； Probiotics； Herbal preparations

在过去的几十年，抗生素作为一种能提高畜产品经济效益的饲料添加剂，其长期使用造成了动物体内许多病原菌产生了耐药性，从而增加了治疗动物疾病的难度。2006年1月1日欧盟对动物饲料中使用抗生素生长促进剂的禁令生效后，美国、日本及我国也先后出台了一些法律法规，用于限制或禁止向饲料中添加抗生素[1]。许多无残留、无耐药性、不易产生毒副作用的抗生素替代品被开发出来，其中生物制剂作为一类主要的新型饲料添加剂越来越受到人们的关注。笔者对饲料用生物制剂的最新研究进展进行了综述。

1饲料酶制剂

通过添加酶制剂这种安全有效的方式不仅可以消除饲料中的抗营养因子和提高饲料转化率，还可以减少畜禽排泄物中的氮、磷含量，从而减少环境污染[2]。饲料酶制剂的功能主要以降解多糖和生物大分子物质为主，酶制剂中使用较多的酶有植酸酶、非淀粉多糖酶、蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等。目前，除植酸酶有单一的产品以外，其他植酸酶皆为复合酶制剂。

1.1植酸酶植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸（或磷酸盐）的一类酶的总称。除成年禽类以外，所有单胃动物消化道中都缺乏植酸酶。饲料中植酸磷利用率不足30%，这些植酸磷因为不能利用而进入环境中，既浪费了资源，又污染了环境。

植酸酶是饲料酶制剂研究中最为成熟的一种，在饲料中添加植酸酶可以提高动物对植酸磷的利用率，减少饲料中磷的添加量和磷的排泄率，降低饲料成本。Nelson等[3]将植酸酶添加到鸡饲料中，首次证实植酸酶可以提高雞对饲料中磷的利用率。宋理平等[4]在宝石鲈中添加植酸酶，发现植酸酶能增加饲料中磷的保留率，并且增强鱼体消化酶活性。此外，也有研究者在仔猪、番鸭、鲫鱼、青鱼、罗非鱼等动物饲料中添加一定量的植酸酶均发现可提高磷的利用率。

1.2非淀粉多糖酶（NSP酶）非淀粉多糖（NSP）是植物性饲料中的一类主要的抗营养因子，包括β葡聚糖、纤维素、果胶、阿拉伯木聚糖和甘露聚糖等。刘强和冯学琴[5]研究发现非淀粉多糖会使食糜黏度增大，减缓日粮中各种养分在肠道内的溶出速度，降低肠道吸收率并影响肠道微生物区系的生长。NSP酶能水解NSP，降低食糜的黏度，限制营养素过度发酵和病原菌繁殖，有利于其他内源酶发挥作用，进而加速营养物质的利用。

Ikegami等[6]早期通过大鼠试验发现SNSP可以提高内源酶（如脂肪酶、淀粉酶、胰蛋白酶）的活性。植福华[7]报道将NSP酶制剂添加到泌乳前期奶牛的日粮中能够促进奶牛泌乳和改善乳成分。

1.3蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶对蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的研究都相对较少，这3种酶的主要作用都是帮助消化食物中的营养素，一般都不单独使用，以复合酶制剂的形式出现的较多。钟国防等[8]在饲料中添加以淀粉酶、纤维素分解酶、蛋白酶为主的复合酶制剂，显著提高了暗纹东方鲀的干物质和蛋白质表观消化率。

一般而言，复合酶制剂的作用比单一酶制剂要好。复合酶制剂中的各种酶之间有些存在协同作用，会产生更好的效果。复合酶制剂不仅可以显著提高饲料的消化率和动物的生产性能，而可以间接提高血糖和血蛋白含量。另外，将复合酶制剂与高蛋白日粮配合使用，能明显提高动物对氮的利用率。

2植物提取物

国内外众多学者都报道过植物提取物对动物的有益作用。植物提取物不仅可以抑制病原微生物，调控动物肠道的微生态从而增强免疫能力，还可以增加饲料适口性，改善畜禽产品品质。

2.1中草药制剂有些中草药（如大蒜、茴香、花椒、辣椒等）具有特殊的香气和色泽，能够通过改变饲料来刺激动物食欲。许多中草药中的生物活性物质都能调控动物的生长发育，从而达到增重的效果，有些则能间接改善肉类品质。张慧茹等[9]对中草药制剂对肉鸡品质的影响研究发现，中草药添加剂可以降低鸡肉的硬度、脆性、弹性、穿刺力，并提高鸡肉的黏着性；通过感官评价发现随着中草药添加量的增加，鸡汤的品质明显增加。300多种中草药具有免疫活性物质，其中对多糖（如人参多糖、灵芝多糖、香菇多糖、茯苓多糖等）的研究最多；200多种中草药有抑菌杀菌作用，其中大蒜、金银花、板蓝根、野菊花等都具有抗菌抗病毒的作用；还有一些中草药具有驱虫和抗霉菌生长的作用，也相应提高了饲料的贮藏品质。另外，有些中草药还能缓解动物对环境的应激反应。

我国具有丰富的中草药资源和传统中医的基础，在开发中草药制剂方面具有一定的优势，中草药制剂的天然性和多功能性使其具有广阔的发展前景。

2.2新型植物提取物由于对抗生素替代品的需求日益增加，植物提取物的天然性和丰富来源使关于新型植物提取物的研究不断增多，植物提取物的功能也不断被人类发现。随着生物技术的迅速崛起和对藻类研究的不断深入，藻类不仅在污水处理、生产保健食品上有重要作用，而且被广泛应用在水产养殖饵料、畜牧饲料添加剂的生产等方面[10]。研究表明，小球藻对提高鱼类的抗病能力和鱼肉肉质有显著作用[11]。葡萄籽作为葡萄酒厂的下脚料，将其添加到饲料中可以显著提高畜禽产品的品质，增强动物免疫能力和抗氧化作用，是一种多功能饲料添加剂，在法国的研究较早[12]。虽然过量的苜蓿皂苷对动物繁殖有一定的影响，但添加适量的苜蓿皂苷能提高单胃动物对氮的利用率，使蛋白质比例增加[13]。另外，紫苏籽、菊苣残渣和茶渣提取物等新型饲料添加剂因其对动物生产性能和肉类品质的有利作用近年来都有所研究。

3微生态制剂

微生态制剂，又稱为微生态调节剂、活菌剂、生菌剂，是指人工繁殖培养获得的有益活菌或死菌及其代谢产物经过培养、发酵、干燥和加工等特殊工艺制成的微生物制剂[14]。目前，作为饲料添加剂应用的微生态制剂中的微生物主要有乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和光合细菌等。

3.1乳酸菌类微生态制剂在动物体内发挥作用的基础是在动物体内存活，这就需要微生物具有较好的耐胃酸、耐胆盐特性，乳酸菌就是因为这个性能很好地定植于肠道中。乳酸菌类制剂不仅能产生多种消化酶，而且能降解抗营养因子和多种有害物质，它们都会帮助动物消化吸收，提高饲料转化率。此外，乳酸菌群还能在繁殖过程中产生多种抑制性物质和对抗性物质都对动物抗菌抑菌有益，如产生乳酸抑制大肠杆菌、产生的细菌素抑制革兰氏阳性菌等。但是，因为乳酸菌不耐高温，所以一直没有很好地解决菌制剂的贮藏问题。

3.2酵母菌类酵母培养物具有丰富的营养物质，对加强消化吸收、促进动物生长有重要作用。酵母菌使有益菌增殖，并限制病原微生物生长，从而起到调整动物肠道微生态环境的作用。Moallem等[15]将活酵母添加到奶牛饲料中，使奶牛日平均干物质采食量和日平均产奶量都有所增加，表明酵母可以通过改善奶牛瘤胃微生态环境来提高饲料转化率。酵母菌还可以通过提高免疫因子的浓度和产生生物活性物质来增强动物的免疫功能，防治消化道疾病。

3.3芽孢杆菌类芽孢杆菌由于能在不利条件下产生芽孢而具有非常强的抗逆性，在高温、高压条件下也不会失活，这也是微生态制剂中最易贮藏的菌种之一。邵春荣等[16]将克洛生（一种以枯草芽孢杆菌为活性成分的微生态制剂）添加到断奶仔猪的饮水中发现，克洛生能使断奶仔猪体重明显增加，显著降低料重比，并且有治疗腹泻的作用。芽孢杆菌不仅能够产生多种酶类、维生素、促生长因子等多种营养物质，还能产生抗菌肽，并在动物肠道创造厌氧环境，对病原菌起抑制作用。

3.4光合细菌类光合细菌与芽孢杆菌一样都是非定植菌，具有生物夺氧的功能，但由于动物肠道不能提供它们生存、增殖所需要的营养，而且肠道黏力不足以使其黏附，所以它们大多短时间内就会被排出。光合细菌能利用小分子有机物合成多种酶、大量必需氨基酸、丰富的生物活性物质和天然色素，其中辅酶Q能提高动物免疫力。光合细菌常常被用于水产动物中，不能促进水产动物生长，提高水产幼苗的存活率，而且可以改善水质和色泽。

3.5复合微生态制剂因为每一种有益微生物都有相应的缺点，所以现在市场上售卖的大多都不是单一菌种微生态制剂，而以复合微生态制剂为主。复合微生态制剂是2种及以上菌株根据一定比例混合制成，同时具有多种菌的优势，更利于动物养殖和疫病防治。芽孢杆菌与乳酸杆菌同时使用，乳酸杆菌可以利用芽孢杆菌创造的厌氧环境更快地增殖和发挥作用。

4其他新型生物饲料添加剂

4.1活性肽活性肽是近年来被研究较多的一种新型饲料添加剂，主要研究对活性肽中的抗菌作用和营养作用。抗菌肽具有较强的广谱抗菌能力，不仅可以同时抑制革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌，而且对寄生虫有杀灭作用。抗菌肽中应用最广泛的是乳铁蛋白，但由于提取难度太大，抗菌肽在应用上面临着一些问题。

4.2卵黄抗体卵黄抗体能够通过破坏有害微生物细胞壁或是黏附等方式达到防治动物疫病的效果。Mahdavi等[17]将特异性的卵黄抗体添加雏鸡饲料中，发现0.2%和0.4%的卵黄抗体添加剂有明显的抗菌作用。大量研究表明卵黄抗体对预防与治疗因细菌、病毒引起的疾病是高效可行的，但经济成本可能会成为限制性因素之一。另外，由于卵黄抗体来自禽类，可能含有禽类的传染病病原菌，将其应用在养禽业中具有一定威胁。

4.3腐殖酸类物质腐殖酸类物质是生物的尸体经微生物分解作用以及大自然的一系列化学过程生成的一类有机物。腐殖酸类物质作为动物饲料添加剂应用对动物有许多益处，不仅可以抗菌、抗炎、抗病毒，还可以提高料重比、提高动物免疫力。例如，硝基腐殖酸尿素络合物就被添加到牛饲料中。

5展望

我国抗生素滥用问题已经非常严重，药物残留直接影响了我国畜禽产品的出口量，而且由于技术落后，我国一半以上的饲料添加剂都依靠进口，目前亟需对饲料添加剂进行研究，寻找能应用在生产中的新型饲料添加剂。生物制剂作为一种高效、环保、无毒无害的饲料添加剂，能明显改善动物的生产性能和畜禽产品质量，而且生物制剂种类多，可以针对性使用，以提高养殖业的经济效益。大多数饲料添加剂不仅可以促进生长、提高饲料转化率、增强动物免疫能力，而且具有毒副作用小、残留量低、抗菌抗炎抗病毒等功效。因此，开发生物制剂作为饲料添加剂应用具有非常广阔的前景。

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