摄生素:定义和相关概念

简介

大约20年前,使用饲用抗生素和一些其他微生物产品用来改善动物生产性能的做法,越来越多的成为公众批评的目标以及政治争议的话题(尤其是在欧盟国家)。瑞典早在1986年就禁用了抗菌生长促进剂,成为欧洲第一个推行这一禁令的国家。而丹麦是第一个禁止使用阿伏霉素作为生长促进剂(1995年5月)的国家,德国紧随其后(1996年1月),其他欧盟国家则于1997年4月之前全部推行这一禁令。基于各种安全考  虑,同时也是作为预防措施,欧盟部长理事会(EU Council of Ministers)于1999年7月暂停了对四种其他饲用抗生素(螺旋霉素、泰乐菌素、维吉尼亚霉素和杆菌肽  锌)的授权,并于1999年9月暂停了对两种喹喔啉衍生物(卡巴氧和喹乙醇)  的授权。

到2006年1月,欧盟禁用黄霉素、阿维霉素、盐霉素钠和莫能菌素钠(仅用于肉  牛)等剩余四种饲用抗生素的禁令开始生效。这项全面禁止使用抗生素作为生长  促进剂的规定已纳入欧盟关于饲料添加剂的新法规(第1831/2003号)之中。在实  施这一全面禁用抗生素生长促进剂(AGP)的规定之前,一些专家曾试图评估可能对  生长速度和饲料转化效率产生的影响,并就禁令颁布后可能的替代品进行了探讨(Brufau,2000年;Verstegen 和Schaafsma,1999年;Wenk ,2003年;Witte 等,2000年)。他们预计禁抗后会出现严重的问题,尤其是在早期断奶仔猪中,平均日增重减  少8%,饲料转化率可能会提高5%。此外,预计仔猪的健康状况 将急剧恶化,从而导致使用各种治疗性抗生素的情况显著增加。在此全面  禁令实施后,许多国家确实发生了这样的情况。

摄生素:AGP的替代产品

考虑到饲料添加剂的主要作用方式,在讨论目前哪些经批准的饲料添加剂可以用作 AGP的有效替代品之前,从科学的视角来研究这个问题将会很有帮助。就目前来  讲,毫无疑问,它们的功效主要基于抗菌作用以及影响和部分改变肠道微生物的组成和数量。由此我们便可以了解各种新型饲料添加剂和某些传统饲料添加剂为何声称能够对肠道微生物的组成或活性产生影响(如有机酸、益生菌、益生元、精油化合物以及锌和铜化合物)。近年来,其中的一些[HD1] 被称作“Eubiotics”(摄生  素),此术语与希腊语“Eubiosis”(生态平衡)相关,指的是胃肠道中菌群的最佳  平衡状态。使用此类摄生素的主要目的是维持肠道菌群生态平衡,从而改善家畜的健康状况  和生产性能。

有机酸

有机酸及其一些盐类被添加到配合饲料中已有多年,特别是在早期断奶仔猪中。为了克服仔猪的消化机能不全和断奶后问题,我们长期以来一直致力于日粮  酸化潜力的研究。富马酸、柠檬酸、甲酸、乳酸、山梨酸以及某些盐(甲酸钙和  甲酸钠)的功效已经得到证实。然而,这些产品正式获得欧盟批准是作为饲料防腐剂,且其中的一些产品在日粮中添加水平为0.5%到2.0%时,可以改善动物的健康状况和提升生产性能(Gabert & Sauer, 1994; Partanen & Mroz, 1999)。基于成本考虑,为了降低在日粮中的添加量以及改善其功效,近年来市场上出现了有机酸的复合酸或包衣形式的产品。关于有机酸  作用方式和有益效果的各种假设在文献中已有描述,例如:

  • 改善适口性,降低日粮pH值;
  • 提升饲料的抗菌和防腐能力;
  • 降低胃内pH值,增强胃蛋白酶活性;
  • 作用于胃肠道内菌群,降低大肠杆菌数量和腹泻发生率;
  • 提升营养物质消化率。

自2001年7月起,欧盟批准将二甲酸钾用作饲料添加剂,并纳入畜牧添加剂分类中。2003年5月,苯甲酸被批准作为饲料添加剂应用于生长育肥猪,添加水平为0.5%-1.0%,并被列入酸度调节剂分类中。由于其特殊的新陈代谢过程,这种有机酸显现  出了多种有益效果(Broz,2004年)。日粮中添加苯甲酸可降低尿液pH值,同时减少氨  气排放,改善生产性能。自2006年11月以来,苯甲酸被批准作为畜牧添加剂应用于断奶仔猪日粮中,添加水平为0.5%。由于其具备抗菌活性且吸收速度较慢,所以日粮  中的苯甲酸还能够显著降低仔猪肠道菌群的密度和代谢活性(Kluge等,2006年;Broz和Paulus,2006年)。平衡试验已证实其对日粮能量和氮的回肠表观消化率存  在显著的有益影响,并且能显著提高氮沉积率。一系列的生产性能试验表明,添加0.5%的苯甲酸可以显著改善仔猪断奶后的生长速度。

益生菌

益生菌是活的微生物,用作单胃动物的饲料添加剂。益生菌的概念主要基于这样  一个假设:直接饲喂微生物培养物可能影响肠道菌群的组成。一般情况下会选用对动物消化或健康有益的微生物菌株。屎肠球菌和芽孢杆菌属是猪最常用的益生菌微生物。大约二十年前,益生菌在欧盟被确立为一种新的饲料添加剂类别;目前,已经有40多种制剂被批准用于动物营养领域。在美国,此类产品通常作为直接饲喂的微生物进行销售。

益生菌的作用方式尚不清楚,因此文献中提出了各种假设(Kelly,1998年;Simon   等,2001年):

  • 益生菌微生物对上皮细胞受体的竞争性粘附可防止病原菌的附着(“竞争  性排斥”的原理);
  • 益生菌和病原菌的聚集;
  • 益生菌和有害菌之间的营养竞争;
  • 增加乳酸合成量,降低肠道pH值;
  • 产生特定抗菌物质;
  • 减少有毒胺的产生和胃肠道中氨的水平。
  • 改善肠道免疫能力,提高肠道对病毒的防御能力。

微生物益生菌领域已提出若干有关益生菌益处的观点,但并不总是能够提供足够的  科学依据来支持这些观点。它们通常只表现出有限的和可变的生长促进作用;一般来说,“益生菌效果”并不像AGP一样具有一致性。

益生元

益生元的概念最早由Gibson和Roberfroid(1995年)在人类营养领域提出并引入。益生元是基于特定非消化性的低聚糖的饲喂,从而控制或调控微生物的组成或者活力,进而有利于维持有益菌群(Zimmermann等,2001年)。最初,作为植物天然成分的各种低聚糖都被认为是动物营养[HD1] 的潜在益生菌产品,例如低聚果糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖、反式低聚半乳糖(TOS)、甘露低聚糖和一些果聚糖(菊粉、乳果糖)。益生元在日粮中添加水平通常为0.1%到0.5%,许多厂家试图将其作为饲料原料进行推广,声称其具有选择性调节肠道菌群、减少病原体和促进有益微生物增殖(如双歧杆菌、乳酸杆菌)的效果。Roberfroid(2007年)重新审视了人类营养领域中的这一概念,并得出结论,只有菊粉和反式低聚半乳糖TOS(乳果糖酶促转糖基过程中提取的低聚糖的混合物)这两种日粮非消化性低聚糖满足益生元分类需要的所有标准。这些标准包括包括耐受胃酸、耐受消化酶水解和不会被胃肠道吸收,不会被肠道菌群发酵以及选择性的刺激那些对动物健康和福利有利的肠道细菌的生长和/或活性。遗憾的是,这些产品在猪和家禽上的效果并不一致。

精油化合物

另一类显示可以替代AGP的饲料添加剂是精油化合物,它们是存在于各种植物以及香料(例如麝香草酚、香芹酚、丁香酚)中的活性成分。由于它们具备抗菌活性,所以可能改变肠道菌群的组成,并对家禽和猪的身体机能产生有益影响。目前,根据欧盟法规的规定,所有活性化合物都列在调味剂品类中。针对家禽,一些作者报道了特定精油化合物配方对微生物菌群体内的影响:Hume(2006年)证明了菌群的整体改变,Mitsch(2004年)证明了产气荚膜梭菌的减少,Jang(2007年)证 明了肉鸡回盲肠消化物中大肠杆菌数量的减少。此外, Lee( 2003 年)和Jang(2007年)还发现了消化酶产量的增加。然而,精油化合物单独对动物生产性能的积极影响则很少被报道。相反,苯甲酸和精油化合物的组合近来被证明可以改善肉鸡(Weber,2012年)和火鸡(Giannenas,2014年)的生产性能  。尽管精油在家禽中的功效显示出良好前景,但只有对猪进行更多的研究,才能更好地了解单独或搭配使用这些精油化合物的益处。

未来的创新概念

过去几年中,我们进行了大量的研究,以评估替代AGP的产品的潜力。一些天然化合物,如乳铁蛋白、溶菌酶、细菌素和抗菌肽等,似乎产生了有益的效果。从牛乳中分离出的乳铁蛋白被评定为早期断奶仔猪潜在的饲料添加剂,添加2000ppm对生产性能参数有显著的积极影响。然而, 由于其生产成本相对较高,所以目前在动物营养方面的实际应用并不可行。溶菌酶(1,4-β-N-乙酰胞壁质酶)是一种表现出抗菌活性的酶。它以很低的浓度存在于牛奶和鸡蛋等动物产品以及许多组织中。最近发布的研究结果证实,日粮中添加溶菌酶改善了仔猪的生产性能,被认为是一种AGP的替代品。细菌素和抗菌蛋白作为潜在的替代品也引起了人们的关注,但是一些监管问题(尤其是在欧盟),以及这些替代品的高生产成本可能成为妨碍其应用于实际畜禽生产的因素。。

总结

自2006年1月以来,欧盟全面禁用抗生素生长促进剂,这对早期断奶仔猪的身体机能和健康状况产生了较大影响。本文综述了近年来关于潜在的替抗产品(称为摄生素)的研究进展,重点介绍了有机酸、益生菌、益生元和精油。此外,还对一些创新概念,尤其是乳铁蛋白、溶菌酶和细菌素的潜在功能进行了讨论。

如有需要,可提供参考资料

发布时间:

2018年9月4日

These data, which are also reflected in broilers, suggest that the intestine is of disproportionate importance in the young broiler chick and successful early development is extremely important to ensure that the bird is adequately supported in later growth phases. Indeed, Lilja (1980; 1983) suggests that successful development (especially for birds with a high growth rate capacity) in later growth stages is contingent on adequate intestinal development in the neonate, a conclusion that is supported by Pinchasov et al. (1985).

发布时间

18 March 2019

标签

分享

分享

You are being redirected.

We detected that you are visitng this page from United States. Therefore we are redirecting you to the localized version.

This site uses cookies to store information on your computer.

了解更多