饲用抗生素替代物的研究进展

Progress of antibiotic substitutes in feeding

摘要

目的 系统分析饲用抗生素替代物的作用机制与应用进展，评估其对畜禽健康和生产性能的影响，以期为畜牧业绿色转型提供理论依据和技术支撑。 方法 通过文献综述与机制分析，重点解析微生态制剂、寡糖、抗菌肽、酶制剂、中草药及酸化剂等饲用抗生素替代物的作用原理应用进展。 结果 饲用抗生素替代物可通过调节肠道微生态平衡、增强宿主免疫等功能，有效抑制病原菌增殖并改善畜禽生长性能。然而，当前替代产品仍面临稳定性差、成本高昂及规模化应用技术不完善等挑战。 结论 饲用抗生素替代物通过调节肠道菌群和增强免疫力有效提升畜禽健康与生产性能，但其规模化应用仍面临稳定性、成本和技术瓶颈，需进一步研究以推动畜牧业绿色转型。

Abstract

Objectives The mechanism of action and progress of applying antibiotic substitutes in feeding were systematically analyzed, and their effects on the health and production performance of livestock and poultry were evaluated to provide theoretical basis and technical support for the green transformation of animal husbandry. Methods The principles and progress of applying antibiotic substitutes including probiotics, oligosaccharides, antimicrobial peptides, enzyme preparations, traditional Chinese medicine, and acidifiers in feeding were analyzed based on reviewing literature and analyzing mechanism. Results Antibiotic substitutes in feeding can effectively inhibit the proliferation of pathogens and improve the growth performance of livestock and poultry by regulating the balance of gut microbiota, enhancing the immunity of host. However, current alternative products still face challenges including the poor stability, high costs, and imperfect technologies for large-scale application. Conclusions Antibiotic substitutes in feeding can improve the health and production performance of animals by regulating the gut microbiota, enhancing the immunity of host, but its application at large scale still faces the stability, costs, and technical bottlenecks. Further studies are needed to promote the green transformation of animal husbandry.

关键词

饲用抗生素替代物 / 动物健康 / 酸化剂 / 中草药制剂 / 酶制剂 / 抗菌肽 / 寡糖 / 微生态制剂

Key words

antibiotic substitutes in feeding / animal health / acidifiers / Chinese herbal preparations / enzyme preparations / antimicrobial peptides / oligosaccharides / microecological preparations

抗生素作为畜牧业中生长促进剂和疾病防控手段曾显著提升养殖效益，但其过度使用引发的药物残留与耐药性双重威胁已上升为全球公共卫生危机。多重耐药菌的蔓延及抗生素残留的生态链富集，严重威胁畜牧业可持续发展与人类健康安全^[1]。鉴于饲用抗生素长期使用可能污染全球环境并直接危害人类健康，多国已陆续实施禁抗政策：瑞典于1986年率先全面禁止饲用抗生素，欧盟自2006年起全面禁用，我国农业农村部也于2019年发布194号公告，要求2020年起全面停用促生长类饲料抗生素（中药除外）^[2]，标志着中国正式进入“饲料禁抗”时代。在科研和产业界的共同努力下，当前抗生素替代产品正朝着种类多元化、生长免疫促进实效化和品质改善功能化的方向发展^[3]。本文系统综述了抗生素替代物的分类及其在畜禽中的作用机制，旨在为畜禽养殖业中抗生素替代物的研发与应用提供理论参考。

1 饲用抗生素的优劣

1.1 促生长机制

自1946年发现抗生素促生长作用后，其作用机制主要体现在：①抑制有害微生物，减少营养消耗（节约营养假说）^[4]；②控制致病菌以降低发病率（防治疾病假说）^[5]；③改善肠道通透性（如金霉素增强营养吸收）^[6]；④延缓食物排出（如土霉素延长消化时间）；⑤刺激生长激素分泌（如泰乐菌素）^[7]。这些机制在畜牧业发展初期显著提升了养殖效益。

1.2 负面效应

长期滥用抗生素导致：①耐药性危机：诱导耐药菌增殖和基因扩散，形成多重耐药菌株^[2]；②免疫损伤：破坏肠道菌群平衡，增加继发感染风险^[8]；③系统毒性：蓄积引发肝肾衰竭等器官损伤；④公共卫生威胁：耐药菌通过食物链传播，导致人类产生超级细菌感染风险，残留抗生素可能引发过敏、血液病、胎儿畸形等健康问题^[9]。这些后果已严重威胁畜牧业可持续发展和人类健康安全。

2 常用饲用抗生素替代物的种类及其在畜禽生产中的实际应用

2.1 微生态制剂

微生态制剂是一类含有有益活菌的制剂，菌种组成多样，常见的有乳酸菌、双歧杆菌、芽孢杆菌、酵母菌等^[10]。这些活菌进入动物肠道后可调节肠道微生态平衡。研究表明，在肉鸡养殖中，添加适量的枯草芽孢杆菌制剂能显著提高肉鸡肠道内乳酸杆菌的数量，降低大肠杆菌的数量，使肠道微生态趋于稳定^[11]。微生态制剂还能增强动物机体免疫功能^[12]，通过刺激肠道淋巴组织促进免疫细胞增殖，或作为抗原激活机体先天性与获得性免疫。在仔猪饲养试验中发现^[13]，饲喂含乳酸菌的微生态制剂可显著提高仔猪血清中IgA、IgG含量，增强仔猪的抗病能力。

2.2 寡 糖

寡糖作为一类化学益生素，种类繁多，常见的有果寡糖、甘露寡糖、寡木糖等。寡糖能完整到达肠道后段（因其无法被单胃动物消化），被双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌选择性利用，从而促进有益菌大量增殖^[14]。李梦云等^[15]研究发现，妊娠后期至泌乳期（持续17 d）的母猪日粮中添加0.3%果寡糖，可显著提升母猪采食量及血清总蛋白、球蛋白水平，同时显著改善了仔猪健康率、断奶体重与日均增重。高林^[16]研究表明，在1日龄肉鸡日粮中连续43 d添加0.5%～2.0%甘露寡糖，可显著改善血清免疫指标及免疫器官指数，有效促进肉鸡免疫系统发育。金亚东等^[17]研究表明，甘露寡糖可显著提升犊牛日采食量、日增重及血清免疫球蛋白（IgA/IgG/IgM）水平，降低料重比，同时优化肠道菌群结构（减少大肠杆菌、增加双歧杆菌）。

2.3 抗菌肽

抗菌肽是生物体内经诱导产生的一类具有生物活性的小分子多肽，通常由20～60个氨基酸组成，抗菌肽主要通过破坏微生物细胞膜来杀灭细菌，这种作用方式使细菌不易产生耐药性^[18]。高爽^[19]研究证实，复合抗菌肽可提升山羊体重指数及生长激素水平；黄荣春^[20]团队发现抗菌肽能显著提高仔猪增重；孔祥雨^[21]研究表明，麻羊饲粮中添加复合抗菌肽（单独使用）对血清IgA/IgM的提升效果优于与瘤胃素联用；刘干等^[22]揭示了牛源β-防御素能特异性抑制奶牛乳腺炎的主要致病菌——金黄色葡萄球菌。

2.4 酶制剂

酶制剂作为生物催化剂，在饲料替抗中发挥着重要作用^[23]。酶制剂可弥补猪、鸡等单胃动物内源酶不足，通过分解蛋白质、淀粉及脂肪提升饲料消化率。例如仔猪饲料中添加蛋白酶可提高蛋白质利用率并减少腹泻。此外，溶菌酶通过破坏细菌细胞壁（如金黄色葡萄球菌）发挥杀菌作用，葡萄糖氧化酶则催化生成过氧化氢抑制大肠杆菌等有害菌增殖。甄艳丽等^[24]证实，酶制剂可优化生长育肥猪饲料利用效率，粗蛋白、粗脂肪及粗纤维消化率分别提升12.3%、9.8%和15.6%；欧四海等^[25]研究结果表明，添加复合酶制剂使母牛日均采食量增加8.5%，产后发病率下降23%，产奶量维持在（9.8±0.6） kg/d的稳定区间；于桂阳等^[26]揭示酶制剂通过降低仔猪直肠pH值（6.2→5.8）促进双歧杆菌（+42%）和乳酸杆菌（+35%）增殖，使腹泻发生率较对照组降低18.6百分点。在肉鸡养殖中，添加由木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶等组成的复合酶制剂，可提高肉鸡对饲料的利用率，促进肉鸡生长，降低料肉比，提高养殖经济效益^[27]。

2.5 中草药制剂

中草药制剂作为传统医学瑰宝，其多种活性成分（黄酮类、生物碱、多糖等）通过协同作用展现出多重功效^[28]。中草药具有显著的抗菌和免疫调节功能：黄酮类和生物碱含量丰富的金银花、连翘、黄芩等可有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见致病菌^[29]；大蒜素则对畜禽呼吸道和消化道病原菌表现出广谱抗菌活性。同时，黄芪、党参等中草药能促进脾脏、胸腺等免疫器官发育，增强免疫细胞活性，刺激机体产生免疫球蛋白和干扰素等免疫活性物质，从而提升动物机体的整体免疫水平。宫汝淳等^[30]研究表明，日粮中添加中草药制剂，对鸡蛋的哈夫单位、蛋壳强度和蛋壳厚度、蛋黄颜色均有显著改善作用。郭义军等^[31]研究表明，在蛋鸡日粮中添加1.0%富含多糖类物质、黄酮类物质的黄芪、黄芩和金银花等中草药复方制剂，可以使蛋鸡的产蛋率提高3.91%，平均蛋重提高1.44%，料蛋比降低19.83%。张治家^[32]研究表明，中药添加剂可以提高育肥猪机体免疫力和健康状况，提高饲料转化率，促进生长，降低腹泻发病率。Dadi等^[33]研究表明，中草药可以通过调节仔猪胃肠道微生物区系，降低仔猪腹泻发病率。张腾龙等^[34]研究证实，中草药复合制剂可以调节奶牛瘤胃细菌菌群的组成，维持肠道菌群的平衡，提高机体免疫力，降低疾病发生率。

2.6 酸化剂

酸化剂根据成分可分为无机、有机及复合三类。酸化剂在动物体内作用广泛，一方面，降低胃肠道酸度，激活胃蛋白酶原，提高蛋白质的消化率，还能促进矿物质元素如钙、磷、铁等的溶解与吸收；另一方面，酸化剂的杀菌作用减少了胃肠道内有害菌数量，降低动物感染疾病的风险，同时减轻有害菌产生的毒素对动物肠道黏膜的损伤，维持肠道正常的生理功能。断奶仔猪日粮中添加酸化剂可以替代抗生素，能够改善肠道内环境、促进仔猪生长^[35]。张旭晖等^[36]研究证实，断奶仔猪日粮中添加有机酸化剂可显著提升生长性能并优化肠道微生态，其机制涉及抑制病原菌（如大肠杆菌）增殖及改善肠黏膜屏障功能。此外，酸化剂还能改善饲料的适口性，刺激动物采食，提高采食量，进而促进动物生长。

3 结语与展望

饲用抗生素替代物研究成效显著，微生态制剂、寡糖、抗菌肽、酶制剂、中草药制剂、酸化剂等各类替代物从不同维度展现出独特优势，但仍面临活性稳定性差、生产成本高、配伍不协同等瓶颈^[37]。未来需依托基因编辑、合成生物学等前沿技术深化机制研究，通过多学科交叉创新优化应用效能。随着产业协同与政策护航，饲料、养殖企业携手，政府、科研、行业协会联动，结合政策引导构建标准化体系，最终实现替代物规模化应用，推动畜牧业绿色转型，为动物健康、食品安全与生态平衡的可持续发展提供支撑。

科技发展与食品安全需求推动饲用抗生素替代物研究进入新阶段。多学科交叉（生物学、医学、营养学、兽医学、材料学等）推动其作用机制研究，从动物整体健康、营养代谢、免疫调节、肠道微生态等全方位深入探究替代物作用机制，攻克当前面临的诸如配伍协同、功效不稳定等难题。产业应用方面，饲料企业与养殖企业将深度合作，构建从研发、生产到应用的一体化链条，依据不同动物品种、生长阶段、养殖环境，量身定制个性化无抗饲料配方；政府部门、科研机构、行业协会协同发力，完善相关法规标准，规范替代物市场准入与质量监管，为饲用抗生素替代物的大规模推广营造良好政策环境。展望未来，饲用抗生素替代物必将促进畜牧业绿色转型，保障动物健康与生态安全。

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