莫能菌素在牛生产上的应用及其替代品研究进展

黄才斌，陈笑寒，钟华配，韦科龙，梁 淦，吕冠霖，黄雅鑫

（中国农业科学院广西水牛研究所 530000）

莫能菌素是一种聚醚类离子载体抗生素，自20世纪70年代初商品化后，广泛用于畜禽养殖中。1975年美国正式批准莫能菌素作为饲料添加剂应用于肉牛生产，应用于产乳牛则比肉用牛稍晚。莫能菌素普遍认为对防止家禽、羔羊、绵羊、犊牛等家畜的球虫病效果良好，副作用小，还能提高反刍动物的饲料利用率和生长性能。几十年的广泛使用，市场上已有多种含有莫能菌素的添加剂产品，莫能菌素对牛养殖的应用研究已取得一定进展，其对牛的生长性能、泌乳性能、消化性能和疾病预防方面均有相应的研究成果。不可否认，莫能菌素对牛养殖业的发展具有一定的影响力，但其作为抗生素引起的细菌耐药性问题也不可忽视。自农业农村部发布《全国兽用抗菌药使用减量化行动方案（2021年～2025年）》之后，减量甚至不使用抗生素饲料添加剂已经成为养殖行业的新任务和新挑战。但全面的饲料“无抗”不能够一蹴而就，减量化行动方案中也表明了减量需要阶段性地循序渐进。饲料“无抗”后，短期内生产上会面临诸多疾病的困扰，或者造成生产成绩的下降。因此，许多学者开展了莫能菌素替代品的研究，寻求更加绿色安全的饲料添加剂。针对此类新型添加剂在牛替抗养殖方面的实际应用效果，深入挖掘提高牛养殖效率的方法。最终要实现“动物产品无抗”的目标。

1 莫能菌素

莫能菌素（Monensin），商品名称“瘤胃素”（Rumensin），由链霉菌（streptonyces cinnamonesis）产生，分子式为C36H61O11，分子量670，是一种聚醚类离子载体抗生素。莫能菌素纯物质是一种白色粉末或白色结晶体，具有轻微特殊气味，易溶于有机溶剂如氯仿、乙醇等。预混剂为黄褐色颗粒或粉末。莫能菌素在建议用量范围内无毒，在牛体内代谢迅速[1]。超过使用说明剂量添加则会造成牛只下痢脱水甚至死亡[2]。

2 莫能菌素的作用机理

莫能菌素能够抑制革兰氏阳性厌氧菌的活性。目前普遍认为：莫能菌素利用其离子载体性质，携带阳离子沿生物膜扩散，通过改变细胞内Na+、K+离子的浓度，破坏离子梯度，影响膜两侧细胞生理机能，从而产生一系列细胞毒性效应。革兰氏阳性菌对莫能菌素的敏感性与其细菌结构有关。革兰氏阳性菌的结构与革兰氏阴性菌有差异，这样的革兰氏阳性菌对莫能菌素离子载体敏感。瘤胃中的革兰氏阴性菌则多数对莫能菌素不敏感。

在瘤胃中，革兰氏阳性菌包括一些会产生氢气、氨气、 乳酸、乙酸和甲烷的细菌；革兰氏阴性菌产生丙酸和琥珀酸[3]。因此，莫能菌素通过抑制这些革兰氏阳性菌的活性，减少其对饲料营养物质的降解产生的氨、乳酸、乙酸、甲烷等物质，从而具有提高饲料利用率、促进吸收的作用。

3 莫能菌素在牛生产上的应用

3.1 提高生产性能和饲料利用率

莫能菌素通过影响瘤胃中一些产氨菌、产甲烷菌等的活性，改变瘤胃发酵类型，减少了瘤胃中氨、甲烷气体的生成与排放，减少瘤胃中饲料蛋白质的降解、脱氨损失，提高瘤胃发酵效率，从而增加了饲料蛋白的利用率。

Gupta等[4]研究表明莫能菌素降低了水牛血液中尿素氮的浓度，证明瘤胃对氮的利用率增加。

白元生等[5]试验表明，添加300mg/d·头莫能菌素，能增加牛对粗蛋白的消化率和采食氮，同时粪氮和尿氮、甲烷排放显著降低，饲料转化效率提高。

师周戈等[6]研究表明，在日粮中添加200和300mg/d·头的莫能菌素能够使牛的平均日增重增加，料重比显著降低，增重收入、毛收益均显著升高。

林雪彦等[7]试验表明，与对照组比较，当莫能菌素添加量为150mg/d·头、250mg/d·头时，育肥架子牛日增重分别提高73%、39%。

在鲜奶中添加适量的莫能菌素，能够提高哺乳期犊牛的平均日增重，提高犊牛的采食量和饲料利用率；同时在鲜奶中添加莫能菌素的实验组腹泻率低于对照组，莫能菌素能在一定程度上减少犊牛腹泻的发生[8]。

一些研究认为莫能菌素可以明显提高奶牛的产奶量。莫能菌素减少瘤胃中饲料营养物质的降解后，节约下来的氨基酸对乳蛋白的合成也起到较多的作用。另外，由于莫能菌素能使微生物产生的乙酸减少，而乙酸是脂肪合成的前体之一，因此能够降低乳中脂肪含量。但这些效果易受环境、饲料组成和牛只状况的影响[9]。

3.2 抗虫防病

牛球虫病，是由艾美耳属的几种球虫寄生于牛肠道引起的一种以出血性肠炎、血痢为特征的常见寄生虫病，多发于犊牛，刚断乳的牛犊最易感。一些对鸡球虫有效的药物对犊牛的毒性较大，不适用于牛球虫病。莫能菌素是市场认可的比较安全、有效的抗牛球虫药之一。感染了球虫的犊牛用莫能菌素拌料饲喂，能改善增重，制止卵囊排出。赵其平等[10]使用地克珠利、拉沙里菌素、莫能菌素三种药物来防治奶牛球虫病，其中口服莫能菌素的试验组每克粪便球虫卵囊数下降了98.81%，是三种药物中效果最好的，且停用3～6d后，莫能菌素组的每克粪便球虫卵囊数仍保持较低水平。

牛弓形虫病是由弓形虫原虫所引起的人、畜共患疾病。病牛轻者发生流产；严重者食欲废绝，中枢神经机能障碍，死前兴奋、呼吸困难。莫能菌素钠对弓形虫的体内外试验结果显示，它能够显著抑制弓形虫速殖子增殖，并且对组织细胞损伤小[11]。

4 “无抗”背景下莫能菌素的替代品研究进展

针对莫能菌素改善瘤胃环境、减少瘤胃中蛋白降解、提高饲料利用率这一功效，在目前抗生素添加剂替代品的研究中，一些农副产品、植物提取物、益生菌、酶制剂等更安全的饲料添加剂，在牛的研究试验中都能够达到这一效果。

柏妍等[12]使用牛至精油替代莫能菌素的试验中，添加牛至精油可以调控犊牛的瘤胃微生物区系，显著提高胃蛋白酶浓度，提高犊牛免疫力，能够替代莫能菌素。

Foiklang等[13]在探讨葡萄果渣粉、山竹果皮粉和莫能菌素对奶牛的影响时表明，三个试验组原虫种群数量较对照组显著降低，而纤维分解菌数量显著升高；葡萄果皮粉组的氮保留量、微生物粗蛋白质含量和微生物氮合成效率显著增高，是三个试验组中效果最好的。

莫慧诚等[14]对大蒜油和肉桂醛复合物的试验表明，这种复合物能显著提高奶牛的产奶量、乳脂率，改善乳品质，降低血液尿素氮，促进奶牛摄入营养物质的消化。

武俊达等[15]在日粮中添加适量刺梨渣发酵料，能提高贵州水牛的日增重，降低重比重，提高机体的免疫力，增加经济效益。

张勇等[16]使用多种乳酸菌的复合益生菌制剂饲喂初生牛牛，试验表明该益生菌制剂在一定程度上提高了犊牛的断奶重和平均日增重，降低腹泻率。

部分学者认为，外源酶制剂进入消化系统后会失活或被蛋白酶类破坏。但有一些研究结果证实，日粮中添加的酶制剂可吸附在饲料上，从而避免被瘤胃蛋白酶降解，改善瘤胃内发酵环境，促进瘤胃微生物区系优势菌群的建立[17]；还有一些研究则认为，酶制剂添加到饲料中改善了饲料适口性，提高牛的采食量和消化效率，进而提升生产性能。目前有研究能提高牛生产性能的酶制剂多为纤维素酶、淀粉酶、木聚糖酶、果胶酶、酸性蛋白酶等。

5 “无抗”管理思路

欧盟国家从2006年开始禁止抗生素在饲料中的使用，从他们十多年来的养殖经验中，我们有许多方面可以借鉴。例如，一些调查发现，随着环境、营养和管理水平的提高，抗生素对生产性能的提升效果越来越不显著；同一种动物，管理水平高的养殖场对抗生素的需求较低；管理混乱、密度高的养殖场更依赖于抗生素的添加。因此，除了寻求饲料添加剂替代品外，提高养殖管理水平也不可忽视。

5.1 优化饲料组成结构

牛只的肠胃健康是根本。做好饲料营养的平衡，提高消化率，减少浪费；选择适合的生物添加剂，维持牛只自身肠道菌群的平衡；充分满足牛只断奶、育成、妊娠、产奶、疾病等各个阶段的营养需求，确保免疫所需营养；饲料品质良好，无变质，避免突然更换饲料。

5.2 做好防疫

栏舍定期清扫、消杀，保持牛场环境整洁、干燥；新进牛只做好检疫，牛群按时接种疫苗。病牛及时发现并治疗。

5.3 减少应激

细化管理，牛舍养殖人员尽量固定，每日饲喂时观察牛只食欲和状态；尽量做到全进全出，如条件限制，则合群时要挑选体型相当的牛只，合理规划饲养密度，牛只打斗情况严重要及时隔离；产房和犊牛舍注意温度变化。

只有多管齐下，外部做好环境安全，内源保证营养供给，牛只自身免疫增强，确保生产成绩稳定，“无抗”养殖才能有序化实现。

6 展望

疾病预防与促进生长都是牛养殖过程中的重要环节。过去几十年中，莫能菌素在这些环节发挥了重要的作用，但“无抗”养殖已经是大势所趋，无抗的动物产品是养殖业终要实现的目标。要摆脱对一种抗生素添加剂的依赖，寻找替代品，就需要研究数据对比说明抗生素及其替代品的功效和作用，有了试验和数据的支撑，才能更好地、有针对性地将更安全的替代品投入生产中。并且，改善提高管理方式也是重要的一环。这些工作都要循序近进地展开，需要整个行业的共同努力。