“禁抗”背景下的几种绿色饲料添加剂

任津莹，陈 鹏

（北京英惠尔生物技术有限公司，北京 100081）

抗生素饲料添加剂促进了畜牧业的飞速发展，但抗生素的滥用也导致了细菌耐药性增强、动物免疫力下降、药物残留、食品安全等一系列问题的出现。对此，国家出台了系列政策引导抗生素逐步退出饲料添加剂市场。自2020 年7 月1 日起，禁止饲料生产企业生产含有抗生素类药物饲料添加剂（中药类除外）的商品饲料[1-2]。饲料行业进入无抗时代，绿色生态健康养殖成为主流趋势，绿色、无抗、无残留的新型饲料添加剂（如微生态制剂、酸化剂、植物提取物、酶制剂等）也成为行业研究的热点。

1 微生态制剂

微生态制剂亦名活菌剂、饲用微生物添加剂等，我国在1988年全国微生态学会上提出“微生态制剂”这一概念[3]。微生态制剂是根据微生态理论研制的含有有益活菌及其代谢产物的生物制剂，通过维持肠道内微生态平衡而发挥作用[4]。

1.1 微生态制剂的常用菌种

植物乳杆菌、屎肠球菌、粪肠球菌等乳酸菌，能够在动物肠道厌氧环境中很好地生长繁殖，抑杀有害菌[5]；凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等，抗逆性强，具有良好的产酶能力和广谱抑菌能力[6]；酿酒酵母、啤酒酵母和产阮假丝酵母等酵母菌，来源广、价格低、营养丰富[7]；红罗菌科和绿硫菌科的光合细菌，自身细胞营养丰富，也可产生辅酶Q等生物活性物质[8]。

1.2 微生态制剂的作用机理

1.2.1 维持肠道微生态平衡

动物肠道内存在多种微生物种群，它们相互依存制约，共同维系着肠道微生态系统的动态平衡。其中优势种群对于整个微生态系统起到确定性作用，一旦失去优势种群，微生态失衡，病原菌大量繁殖，直接影响动物健康。此时人为添加一些有益菌，可增强有益菌的种群优势[9]，抑制有害菌生长，及时恢复动物肠道菌群结构。当动物饲喂微生态制剂时，有益菌到达肠道，迅速繁殖消耗大量氧气，形成局部厌氧环境[10]，可抑制好氧有害菌的生长。同时这些有益菌会代谢产生有机酸、过氧化氢等具有颉颃病原微生物的活性物质，还可以与病原菌竞争营养物质，从而抑制病原菌生长，恢复和保持动物肠道内微生物种群平衡，进而达到防病促生长的效果[11]。

1.2.2 调节消化代谢

微生态制剂中的活菌在动物体内可分泌消化酶（蛋白酶、淀粉酶等），分解饲料中的营养成分，提高饲料利用率。有益菌产有机酸所营造的酸性环境，既可以激活胃蛋白酶，促进蛋白质的消化吸收[12]，也可以促进动物对钙、镁等矿物元素的吸收。有益菌还可以在代谢过程中合成维生素[13]、氨基酸等营养物质，加强动物营养代谢，促进动物生长。

1.2.3 提高动物机体免疫力

部分活菌可以产生非特异性免疫调节因子，刺激动物产生干扰素，提高巨噬细胞活性[14]，促进淋巴细胞增殖和成熟，提高动物体内抗体水平，增强动物机体免疫功能[15]，抵抗病原菌的入侵，减少或防止疾病发生。

1.2.4 防止有害物质产生

动物肠道内的大肠杆菌大量繁殖，会将蛋白质腐败分解，产生氨、吲哚、硫化氢等有害物质，污染环境[16]。微生态制剂中的有益菌分泌的酶类可以分解氨、硫化氢，氧化吲哚化合物，减少这类有害气体的产生，降低动物粪便的臭味，改善养殖环境。有益菌还可以抑制动物肠道内病原菌的生长繁殖，从而减少向外界释放病原的机会，减少传染病的蔓延；随动物粪便排出的部分有益菌仍然可以继续分解粪便，抑制有害菌生长，降低病害发生率。

1.3 微生态制剂应用中存在的问题

微生态制剂是活菌产品，在加工、运输和保存过程中易失活，使用该添类加剂的关键是要保证这些微生物混入饲料后能够保持较高的活性并定殖在动物肠道中；同一种微生态制剂对不同动物会有不同的效果，需根据具体情况有针对性地选择；微生态制剂在动物生长的整个过程中都可以使用，但是不同生长期会有不同效果，把握最佳的微生态制剂应用期也尤为重要；微生态制剂的使用效果不仅和有益菌的种类有关，还与其数量也密切相关，有益菌数量不足，无法达到菌群优势、种群平衡，而有益菌数量过多又会造成不必要的浪费，所以掌握微生态制剂的准确用量也很重要。另外，微生态制剂的作用原理不够详尽，仍有待进一步研究。

2 酸化剂

酸化剂是饲料工业产品中较为常见的饲料添加剂，能够改善动物胃肠道环境，特别是在幼龄动物饲料中添加，可以达到止泻促健康的目的[17]。

2.1 常见的酸化剂

磷酸、硫酸和盐酸等无机酸化剂[18]，成本较低，但负面影响较多；柠檬酸、延胡索酸、乳酸、山梨酸等有机酸化剂[19]，效果较好，但成本较高；由几种有机酸和无机酸复合而成的复合酸化剂[20]，既能保证酸化剂的作用效果，又降低了成本，是目前酸化剂的发展趋势。

2.2 酸化剂的作用机理

2.2.1 改善肠道菌群结构

许多有益菌喜欢偏酸的环境，酸化剂在胃肠道中可降低pH，促进乳酸菌等有益菌的繁殖[21-22]，通过阻断黏附位点或产生乳酸等代谢物来抑制病原菌的定植和增殖；有机酸进入细菌内部，通过解离出的氢离子或酸根离子导致细菌代谢紊乱[23]；还可破坏细菌细胞膜、影响细菌DNA 复制，从而达到抑菌的目的，使动物胃肠道更健康。

2.2.2 促进营养物质消化吸收

酸化剂可以提高饲料酸度，使动物胃肠道pH降低，使胃蛋白酶、胰蛋白酶活性增强，提高营养物质吸收率[24]；也可直接作为动物的能量物质，如柠檬酸和延胡索酸是三羧酸循环的中间产物，有利于防止糖异生和脂肪分解作用造成的组织分解；酸化剂中的酸根离子可与钙、镁、锌等矿物元素形成动物易吸收的螯合物，减少矿物质排放、降低环境污染；酸化剂还可以改善植酸酶活性，促进动物机体更好地吸收磷元素[25]。

2.2.3 提高机体抗应激能力

延胡索酸形成能量的途径比葡萄糖短，在应激状态下可用于腺苷三磷酸（ATP）的紧急合成，提高机体抵抗力[26]，缓解应激，减少机体组织分解。酸化剂还可以促进维生素、矿物质的吸收，增强动物自身免疫力。

2.2.4 改善日粮适口性

低剂量的酸化剂可以掩盖某些不良气味，提高日粮适口性[27]；还可以刺激味蕾，促进动物分泌更多的消化液，提高饲料消化率和采食量。

2.3 酸化剂应用中存在的问题

不同酸化剂所含的有效成分不同，造成其使用效果差异较大；而同一酸化剂使用剂量不同，作用效果也不同，用量过高会对设备和动物肠胃腐蚀性增加，用量过低达不到动物肠胃所需酸度，饲养效果不明显。其次，日粮原料不同和配比不同，系酸能力会不同，将直接影响酸化剂的使用效果；不同生长阶段的动物机体消化器官的状态不同，对酸化剂的需求也不相同，酸化剂的添加时期需精准把控；最后，饲养环境（如温度、湿度等）也会对酸化剂的效果产生一定影响。

3 植物提取物

天然植物提取物饲料添加剂是以一种或多种天然植物全株或部分为原料，经物理提取或生物发酵法加工，具有营养、促生长、提高饲料利用率和改善动物产品品质等功效的饲料添加剂[28]。

3.1 常见的植物提取物

植物多酚[29]、精油[30-31]、多糖[32]、色素[33]、生物碱[34]等是饲料中起主要作用的植物成分，普遍具有抗氧化、抗菌、抗病毒的作用效果。

3.2 植物提取物的作用机理

3.2.1 增加动物采食量

植物提取物不仅可以增加饲料中的营养元素和有效活性成分，还可以改善饲料风味，提高饲料适口性，增加动物采食量[35]。还有一些植物提取物可促进动物肠道蠕动、提高消化酶活力、调控动物营养物质代谢，提高营养物质吸收率，间接促使动物采食量增加[36]。

3.2.2 抗菌抗病毒作用

植物提取物可直接作用于细菌的细胞膜，破坏其完整性，导致细胞通透性增加，胞内离子和重要内容物外泄，植物提取物最终导致细菌死亡[28]；也可以通过激发调动机体内的抗菌因子，如干扰素、溶菌素等降低细菌毒力水平、消除细菌对动物组织细胞的破坏、促进康复、增强非特异性免疫功能等途径间接抑杀病原菌。植物提取物还可以降低肠道环境pH，抑制有害菌，改善肠道菌群结构[37]，促进肠道健康。

3.2.3 提高动物自身抗氧化功能

植物提取物是动物外源性抗氧化剂的主要来源之一，其抗氧化的作用机理主要有：直接清除和抑制动物体内的自由基、中断氧化过程中的链式反应；抑制氧化酶活性，使其不能催化氧化反应的进行；螯合钝化过渡金属离子等[38]。

3.2.4 增强动物机体免疫功能

植物提取物可通过增加动物体内的各项免疫调节因子来提高动物的免疫功能[39]；还可以保护动物肝脏，修复胃肠黏膜结构，促进动物健康生长，降低动物患病率。

3.3 植物提取物应用中存在的问题

尽管我国天然植物丰富，但是植物品种、种植地、收获时间等的不同均会导致植物提取物活性成分差异大，使最终产品质量不稳定；植物提取物组分复杂，起作用的主要成分不唯一，具体的作用效果和机理仍有待进一步研究；另外，在植物提取物方面缺乏国家标准和企业标准，很大程度上限制了植物提取物的评估和应用。

4 酶制剂

酶是一种具有催化反应能力的特殊蛋白质，是促进生物化学反应的高效物质[40]。饲用酶制剂是一种以酶为主要功能因子并通过特定生产工艺加工而成的饲料添加剂[41]。

4.1 常见的酶制剂

蛋白酶[42]、纤维素酶[43]、木聚糖酶[44]以降解生物大分子和蛋白质、破坏植物细胞壁为主要功能；而植酸酶[45-46]、果胶酶[47]、β-葡聚糖酶[48]以降解抗营养因子为主要功能。

4.2 酶制剂的作用机理

4.2.1 补充内源酶

饲料中添加外源酶后，动物消化道中的消化酶种类增加，浓度提高，可以增加酶促反应速率，加快将饲料中的大分子物质水解为易吸收的小分子物质，对内源酶起到辅助补充作用[49]；外源酶还具有消除内源消化酶抑制因子、提高动物消化酶活性的作用，从而促进蛋白质等营养物质的消化吸收。

4.2.2 消除饲料中的抗营养因子

饲料中存在众多抗营养因子，如植酸、非淀粉多糖等[50]，它们使动物消化道中的内容物和内容物的黏度增加，从而阻止动物对饲料中有效营养成分的吸收。而植酸酶、非淀粉多糖酶等可以将相应的抗营养因子分解为小分子物质，有效消除这些抗营养因子的不良影响[51]。使动物肠道中食糜黏度降低，加速排空速度和营养物质的消化，进而使动物增重提高。

4.2.3 抑制病原菌

饲料中的抗营养因子导致未被利用的营养成分进入消化道，为有害菌的繁殖提供了良好的环境。过度繁殖的有害菌会损伤肠黏膜，进一步阻碍动物吸收养分。酶制剂的添加可以提高动物胃肠道对营养物质的吸收，从而通过破坏微生物繁殖所需的养分条件来抑制微生物繁殖，调控动物肠道微生物菌群平衡[52]。

4.2.4 降低环境污染

在养殖业中，废弃物及动物排泄物造成的环境污染是亟待解决的问题，如氮、磷造成的水体富营养化。饲料中添加植酸酶、蛋白酶等酶制剂可以减少动物对磷、氮、有机物的排放[53]，从而减轻环境污染。

4.3 酶制剂应用中存在的问题

饲料中添加的酶制剂都是由微生物产生的，由于受实际生产中多种不确定因素的影响，导致酶制剂产品的质量不稳定；酶制剂对热敏感，热稳性差，在饲料生产过程中容易受温度影响而降低其作用效果；而且酶制剂的生产成本、价格偏高，这些均是进一步发展酶制剂需要解决的问题。

5 展 望

进入饲料无抗时代，饲料标准趋严，着力研究无残留、无耐药性的饲料添加剂是刻不容缓的。面对如何改善微生态制剂的活性、酸化剂的有效性、植物提取物的稳定性、酶制剂的产量等问题，应该在现有的理论基础上，增强理论与技术双创新，有针对性地解决。目前尚未有一种产品可以完全替代抗生素，但可以科学地将两种及以上替抗产品复合配伍，最大限度发挥组合效应，使替抗效果最大化，促进养殖业向着绿色、环保、健康的方向发展。