替代抗生素添加剂在断奶仔猪上应用效果及机制

胡睿智 贺建华

（湖南农业大学动物科学技术学院 长沙 410128）

仔猪的断奶综合症会造成仔猪腹泻，免疫力降低，生长缓慢，严重影响其经济效益，传统依靠抗生素治疗会使动物机体产生耐药性，对环境也会有巨大的污染。而目前，“全面禁抗”时代马上将要来临，对于早期断奶仔猪的断奶综合症急需新型有效的替代抗生素产品。新型无污染的替抗型添加剂成为研究新热点。

1 断奶对仔猪的影响

新生仔猪没有免疫能力，其免疫能力主要依靠从母乳中吸收免疫球蛋白。仔猪自身免疫能力需要到6周龄才能逐渐完善，此时主要依靠于从母乳中得到的被动免疫。因此早期断奶会使仔猪免疫力下降。而由母乳传化为采食固体饲料过程中会使得仔猪肠道形态受损，主要表现为：肠道绒毛变短，隐窝深度增加，肠道屏障功能损伤，使得仔猪消化能力，肠道免疫力下降。这种转变还引起仔猪胃酸分泌功能减弱，使得胃肠道ph值升高。造成消化道内消化酶活性降低。使得肠道更易受到有害微生物侵害，不利于有益菌群的增殖。因此断奶会造成仔猪生长缓慢，免疫力低下，腹泻等多种问题。而断奶日龄越早,仔猪恢复时间越长。

2 替代抗生素添加剂

酸化剂早在1963年就有乳酸在仔猪中应用报道，经过50余年的发展研究，饲料酸化剂从无极酸化剂发展到有机酸化剂，从单一酸化剂到复合酸化剂。不同于抗生素会产生耐药性，会随粪便排放残留，有机酸可以被动物机体吸收某些能直接参与体内物质代谢（柠檬酸、乳酸、富马酸）还可以作为营养物质为动物机体提供能量 （脂肪酸），而有机酸盐如二甲酸钾、丁酸钠、乳酸钙等均为简单有机酸衍生物其毒性水平低或无毒性，在仔猪体内易分解，是一种环保型添加剂。

2.1.1 酸化剂作用机理

酸化剂能通过提高日粮系酸力，降低仔猪消化道内ph值。酸化剂能通过降低仔猪肠道ph值来提高消化酶活性。而维持较低消化道ph值是维持消化酶活性的一个重要因素。较低的ph值也能促进胃内其他多种消化酶活性，提高仔猪消化能力。维持低ph值能减少肠道有害微生物数量。大多数有害微生物生产的适宜ph为中性，如大肠杆菌、葡萄球菌和梭状芽孢杆菌在仔猪肠道中的最适ph值分别为6.0-8.0，在ph值小于4.0时大量失活，而乳酸杆菌等有益菌则适宜在酸性环境中生长。有机酸可以通过破坏病菌的细胞膜，达到干扰病菌酶的合成，进而影响病菌 DNA的复制。

日粮中添加酸化剂能增加肠道内总挥发性脂肪酸含量，从而改善仔猪肠道形态。中链脂肪酸则可直接被肠细胞利用，快速氧化供能，从而维持断奶仔猪的肠道完整性。VFA（乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等），这些有机酸能够为仔猪提供能量、起到维持动物肠道健康的作用，丁酸能直接被结肠上皮细胞吸收利用。

2.1.2 酸化剂应用作用

单一酸化剂能起到促生长的效果。高萍等在28日龄断奶仔0日粮猪中添加不同浓度山梨酸进行为期42天实验，研究结果表明，0.2%的添加量能显著提高断奶仔猪的体重和平均日增重。冯尚连等在21日龄断奶仔猪日粮中添加不同浓度的乳酸在为期28天实验，研究结果表明，乳酸能显著提高断奶仔猪的日增重。李丹丹在28日龄断奶仔猪日粮中添加丁酸钠进行为期21天的实验，研究结果丁酸钠可以显著提高断奶仔猪的平均日增重，采食量。陈佳力等在28日龄断奶仔猪日粮中添加苯甲酸进行为期42天实验，研究结果表明苯甲酸能显著提高仔猪的体重、日增重、降低料肉比。

而采用多种酸化剂制成的复合酸化剂能有较好的替代抗生素效果。朱碧泉等采用3种不同成分的复合酸化剂替代120mg/kg的硫酸抗敌素在28日龄断奶仔猪上实验发现，三种复合酸化剂与抗生素断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响均无显著差异，能替代抗生素。韩庆功等采用由左旋乳酸、富马酸、丙酸、甲酸、柠檬酸构成的复合型酸化剂与硫酸黏杆菌素10mg/kg+恩拉霉素10mg/kg在28日龄断奶仔猪上实验，发现酸化剂组与抗生素组之间日增重，料肉比无显著差异。

益生菌是指能够改善宿主微生态平衡，提高健康水平和状态的活菌制剂及代谢产物。目前家畜上常用的益生菌有枯草芽孢杆菌，干酪乳杆菌，嗜酸乳杆菌，植物乳杆菌，粪肠球菌，酿酒酵母，屎肠球菌等。

2.2.1 益生菌作用机理

益生菌可与病原菌竞争利用肠道食糜内的营养成分，竞争肠道上皮与黏膜内共同的黏附位点，通过占据黏附位点抑制病原菌的黏附，竞争性排斥病原菌。益生菌能产生的过氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、含锰假性过氧化氢酶以及硫氧还蛋白还原酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶等还原酶提高机体抗氧化能力。益生菌还能产生多种消化酶或提高各种消化酶活性，提高仔猪消化力。益生菌还能分泌VFA为肠道提供能量、降低肠道ph值从而抑制病原微生物的增殖。乳酸杆菌可产生细菌素莴苣苦素B、乳酸菌素27和Helveticin J等通过诱导致病菌细胞膜的通透化，使得致病菌的胞内物质外漏，进而发挥杀菌作用。酵母能分泌与细胞生长和分化必需的多胺物质，分布在肠道黏膜组织里的多胺物质能够提高肠道上皮细胞增殖速率，进而改善肠道黏膜的组织结构。酪酸梭菌上调度断奶仔猪肠上皮紧密连接蛋白基因表达，能降低断奶仔猪肠道通透性，缓解由断奶应激引起的肠道通透性加大，腹泻率上升，促进仔猪自身肠道修复。

2.2.2 益生菌替抗效果

益生菌能改善断奶仔猪的断奶应激增强生长性能。县怡涵等发现植物乳杆菌，干酪乳杆菌对能降低仔猪腹泻率。李玉鹏等发现丁酸梭菌能显著提高断奶仔猪日增重，降低料肉比。庞敏等发现酪酸梭菌能降低断奶仔猪腹泻率。张董燕等发现猪源罗伊氏乳酸杆菌能显著提高断奶仔猪日增重，降低料肉比。益生菌替代抗生素效果如表1所示。

酶制剂在我国经历30余年的发展，作为一只饲料添加剂能起到提高饲料利用率，促进动物生长，防止动物疾病产生的作用。应用在早期断奶仔猪的酶制剂主要分为复合型酶制剂，单一型酶制剂。单一型酶制剂主要包括葡萄糖氧化酶，植酸酶，溶菌酶，脂肪酶，蛋白酶，木聚糖酶，β-甘露聚糖酶，α-半乳糖苷酶，β-葡聚糖等。

2.3.1 酶制剂作用机理

日粮中添加外源酶能消除抗营养因子对于仔猪的影响提高其生产性能。例如植酸酶可以改善断奶仔猪改善钙与磷的消化率。角蛋白酶可以提高仔猪饲料转化效率和对氮的利用效率。α-半乳糖苷酶和木聚糖酶可以提高断奶仔猪粗蛋白质、粗脂肪和粗纤维消化率。

酶制剂还能促进小肠粘膜形态完整作用。葡萄糖氧化酶在肠道中耗氧催化葡萄糖生成葡萄糖酸，可以降低肠道ph值，维持肠道厌氧环境。β一甘露聚糖酶可以降解豆粕中抗营养因子甘露聚糖为甘露寡糖。甘露寡糖可竞争性地与病原菌结合,使其无法在肠壁上附植，也是双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌的营养物质，能提高肠道双歧杆菌和乳酸杆菌的数量,降低肠道大肠杆菌数量。溶菌酶能破坏肽聚糖支架，从而使细菌细胞在内部渗透压的作用下胀裂而死，溶菌酶能直接水解革兰氏阳性菌，抑菌效果显著。在仔猪上应用溶菌酶可以显著降低仔猪的腹泻率。

酶制剂还可以提高动物机体抗氧化能力，从而提高机体免疫力。β一甘露聚糖酶能降解玉米一豆粕型日粮中的甘露聚糖为甘露寡糖,而甘露寡糖通过促进体内双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的生长代谢,而微生物本身的代谢过程中产生抗氧化酶。葡萄糖氧化酶其分子中含有FAD，在氧化还原反应中能清除自由基，过氧化氢酶则能与葡萄糖氧化酶组成氧化还原系统。

2.3.2 酶制剂替抗效果

单独使用某种酶制剂能起到相对应效果如：提高养分消化率，降低腹泻率等，其替代抗生素效果不明显，生产上大多采用多种酶制成的复合型酶制剂。柴建民等采用由β-葡聚糖酶、β-木聚糖酶、β-甘露聚糖、蛋白酶组成的复合酶制剂与40 mg/kg杆菌肽锌在28日龄断奶仔猪上实验，结果发现酶制剂与抗生素组日增重，料肉比无显著差异。周韶等采用复合酶制剂与100mg/kg喹乙醇在28日龄断奶仔猪上实验，结果发现酶制剂降低了料重比，仔猪腹泻率，提高养分消化率与抗生素组无显著差异。

表1 益生菌替代抗生素效果

表2 抗菌肽替代抗生素效果

表3 植物提取物替代抗生素效果

抗菌肽最开始被发现存在昆虫体内，是一种具有抗菌活性的多肽。经研究发现抗菌肽不仅具有抗菌功能，还具有抗真菌，对寄生虫和原虫具有杀伤作用。天然抗菌肽可以从植物、动物、昆虫、微生物中获得。

2.4.1 抗菌肽作用机理

抗菌肽具有广谱抗细菌活性。抗菌肽主要通过物理作用穿透细胞膜，破坏细胞膜完整性，引起细胞内容物渗出，发挥抗菌作用。汪以真等研究发现抗菌肽对沙门氏菌，大肠杆菌的抑菌效果均好于抗生素。卢俊鑫等添加PR39抗菌肽和天蚕素抗菌肽能显著降低了盲肠、直肠、结肠中大肠杆菌数，提高了盲肠双歧杆菌数量。

抗菌肽能提高仔猪免疫能力。李金莲在日粮中添加1000mg/kg抗菌肽显著提高断奶仔猪血清中IgA、IgG和IgM含量。邝哲师等在日粮中添加PR39抗菌肽能显著提高断奶仔猪的免疫指数。袁威等在日粮中添加复合抗菌肽能显著提高断奶仔猪血清中 IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ 和 TNF-α 含量。抗菌肽能提高仔猪空肠上皮紧密连接蛋白Claudin-1、Occludin和ZO-1的基因相对表达量，增强肠道上皮屏障功能。

2.4.2 抗菌肽替抗效果

虽然抗菌肽种类多，但由于提取困难等因素。在断奶仔猪上应用比较广泛的是天蚕素抗菌，也有动物源性抗菌肽的应用报道，其替代效果如表2所示。

植物提取物是指通过物理化学方法从天然植物中提取出的具有生物活性的物质，其含有多糖，皂苷，多酚，黄酮，植物精油等多种活性成分，具有抗菌抑菌，抗氧化，抗寄生虫的功效。在动物生产上具有，无残留，无污染，易吸收，不会产生耐药性等特点，是一种优良的绿色添加剂。

2.5.1 植物提取物作用机理

植物提取物可以通过增强肠上皮细胞防御功能，荀文娟研究发现姜黄素可以增加紧密连接闭锁蛋白occludin、闭锁小带蛋白ZO-1mRNA表达量，增加肠黏膜屏障完整性；增强细菌细胞膜通透性，破坏细菌细胞结构，抑制细菌肽聚糖的合成使细菌形态受损来发挥其抗菌功能。香芹酚和百里香酚能影响肠黏膜的通透性，并加速肠绒毛表面上皮细胞的更新，减少病原菌黏附肠上皮细胞的机会。

植物提取物还能增强动物机体抗氧化能力，其有效成分如黄酮类物质、皂苷物质、多酚类物质、多糖类物质均有较强抗氧化性能，多酚类物质、多糖类物质能通过释放亲合性很强的氢质子或通过电子转移直接给出电子与自由基达到清除自由基的作用。

植物提取物能提高动物机体免疫功能。赵玉蓉研究发现牛膝多糖能显著促进断奶仔猪骨髓抗菌肽 PG-1 mRNA表达，通过调控断奶仔猪抗菌肽基因表达来促进机体抗菌，免疫能力。许静波研究发现黄芪多糖能增强仔猪血液中嗜中性白细胞数量，增强动物对进入机体内细菌，真菌的吞噬功能。荀文娟研究发现提高断奶仔猪血清IgG和IgM水平， 下调炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α和TLR4 mRNA表达，上调抗炎因子IL-10 mRNA表达，有效刺激仔猪非特异性免 疫，从而增强机体免疫力。

2.5.2 植物提取物替抗效果

植物提取物具有提高断奶仔猪的生长性能的作用，能替代抗生素在断奶仔猪上获得较好的生长性能。其替代抗生素种类剂量如表3所示。

3 小结

抗生素添加剂具有十分显著的促生长和减缓仔猪断奶应激的作用，但由于环境污染，对动物机体产生抗药性，机体残留等问题，绿色替抗产品的开发已成为当下热点。目前主要的替代抗生素产品主要是酸化剂，酶制剂，益生菌制剂，抗菌肽，植物提取物等。机理上主要通过保护肠道，抑制有害菌增殖，提高机体免疫力，来达到与抗生素相同的时候作用。而在应用效果上，复合型的酸化剂，酶制剂，益生菌制剂的替代抗生素效果要好于单一品种添加，但因为组成成分不一，不同产品间替代抗生素效果并不相同。虽然植物提取物和抗菌肽有着良好的替代抗生素功效，但由于植物提取物和抗菌肽生产工艺和成本的问题，尚不能大规模商业化使用。今后研究应聚焦于提高产品生产工艺，降低生产成本，加强对替抗产品的作用机制研究，设计更加合理经济的产品。

参考文献（略）