李廣超
(鹽城市鹽都區(qū)畜牧獸醫(yī)站,江蘇 鹽城 224001)
綠色的概念最初來源于食品,是在生產(chǎn)過程中遵循特定技術標準進行制造,同時不含非法和違規(guī)成分的食品,在工業(yè)中還有專門的綠色認證和全程質(zhì)量控制的標準體系。對于畜牧業(yè)來講,隨著人們對食品安全的愈發(fā)重視,肉、蛋、奶等動物蛋白食品的藥殘問題一直是社會比較關注的話題。早期由于我國養(yǎng)殖水平低,集約化程度不高,一線生產(chǎn)缺乏足夠的技術指導,使得獸藥在養(yǎng)殖生產(chǎn)中濫用,隨意延長用藥時間、加大用藥劑量,臨出欄的動物不遵守休藥期,導致食品安全事件頻發(fā)。有些獸藥廠家的產(chǎn)品宣傳不規(guī)范,標簽夸大宣傳藥效,說明書不按國家規(guī)定要求進行備案和印刷,使得很多違禁成分在動物制品中被檢出,嚴重危害消費者健康。隨著國家對獸藥管制愈發(fā)嚴格,加上終端食品的檢查越來越頻繁,檢測方法越來越簡便,獸藥及飼料添加劑的生產(chǎn)、流通、使用逐步走向規(guī)范化,便出現(xiàn)了綠色飼料添加劑的概念。
綠色添加劑在廣義上講是指沒有污染,使用后在組織中無殘留,同時能起到抵抗疾病、促進生長及其他某些特定功能的飼料添加劑。近年來,在我國成功普及的品類較多,常見的有微生態(tài)制劑、酶制劑、酸制劑、中草藥類添加劑、植物精油、噬菌體等。這些添加劑克服了抗生素等藥物的毒副作用,同時具有區(qū)別于常規(guī)化學藥物的其他特征,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
1)綠色添加劑大多純天然或按照天然物的結(jié)構(gòu)合成,基本無毒副作用或毒副作用極小,使用非常安全。
2)綠色添加劑不造成藥物殘留,不存在休藥期,長期使用也不會產(chǎn)生耐藥性問題,停止使用后機體也無明顯的依賴特征。
3)綠色添加劑具有某種特定功能,可促進機體生長發(fā)育,抵抗疾病,提高飼料報酬,提高養(yǎng)殖效益。
4)綠色添加劑對環(huán)境不造成污染,即使機體未完全利用而隨糞便、尿液、體液等排出體外,其對環(huán)境也無不良影響。
5)綠色飼料添加劑能增強機體免疫功能,減少畜禽各種傳染性疫病的發(fā)生,對機體生理功能有調(diào)理作用。
6)使用成本相對較低,且能長期添加,適口性佳,理化性質(zhì)和生物活性通常較穩(wěn)定。
畜牧生產(chǎn)中常用的綠色添加劑種類較多,包括微生態(tài)制劑、飼用酶制劑、酸化劑、中草藥類添加劑、植物精油、噬菌體類制劑等,不同的飼料添加劑功能均不相同,只有做到科學使用才能發(fā)揮其最大價值。
微生態(tài)制劑是指通過調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,促進有益菌的生長,加強對有害菌的抑制,從而實現(xiàn)養(yǎng)殖效益最大化的一類飼料添加劑[1]。微生態(tài)制劑的核心成分是益生菌和益生元。益生菌是指對機體的生長發(fā)育及疾病防控有促進作用的微生物,目前飼料添加劑目錄中允許使用的種類較多,包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌、布氏乳桿菌、雙歧桿菌、乳酸腸球菌、釀酒酵母菌、丁酸梭菌、植物乳桿菌、乳酸乳球菌、糞腸球菌等。益生元則是一些不被宿主消化吸收卻能夠選擇性地促進體內(nèi)有益菌代謝和增殖,從而改善動物體健康的有機物質(zhì),臨床最常見的為低聚糖類物質(zhì),包括低聚果糖、低聚異麥芽糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖、低聚木糖、菊粉等。當益生菌和益生元共同使用時,二者可產(chǎn)生協(xié)同作用,從而使腸道調(diào)理效果更佳。
微生態(tài)制劑臨床主要通過口服方式使用,拌料、飲水、灌服等均可,尤其適用于草食類動物,如牛、羊、家兔、馬、鹿等。口服后的益生菌進入胃腸道后,一方面能與體內(nèi)存在的有害菌進行空間和營養(yǎng)的競爭,使有害菌數(shù)量減少,代謝減慢;另一方面有益菌能分泌對有害菌產(chǎn)生殺傷作用的物質(zhì),如抗菌肽、溶菌酶、有機酸等,使條件致病性有害菌被殺滅,從而起到較好的預防疾病效果??诜蟮囊嫔诘竭_腸道后,由于這些有機物質(zhì)無法被大腸桿菌、沙門氏菌、魏氏梭菌、志賀氏菌等利用,只能被腸道中的有益菌利用,故可直接專為有益菌提供能量,促進其繁殖和代謝。有益菌數(shù)量增多后便成為優(yōu)勢菌群,長期添加有助于腸道微生態(tài)的平衡,疾病發(fā)生率顯著下降。需要提醒的是,有益菌本質(zhì)還是微生物,對某些抗生素敏感,建議使用微生態(tài)制劑期間不要和抗生素藥物聯(lián)用,以免二者相互影響而導致藥效下降。
酶制劑是綠色節(jié)糧型的添加劑。眾所周知,酶是一種催化生化反應進行的大分子蛋白,機體的新陳代謝過程中幾乎所有的生化反應都需要催化劑-酶的參與,其特點是具有高度專一性和高效催化性。飼用酶制劑主要成分是具有高活性的酶,該類產(chǎn)品根據(jù)所含酶種類的不同分為飼用單一的酶制劑和飼用復合型的酶制劑。前者只含有一種酶,后者則是多種酶的復合。從所含酶種類上講,該類產(chǎn)品又可分為兩大類:第一類由畜禽的消化管合成和分泌,但因某種原因需要額外補充和強化,稱之為消化性酶,如蛋白酶、淀粉酶、多肽酶、脂酶等,該類酶的主要功能是更加充分地消化飼料,提高飼料報酬,降低料肉比,增加生產(chǎn)效益;第二類是畜禽自身不能合成和分泌,但飼料中又有相應的底物存在而需要添加的,稱為非消化性酶,如木聚糖酶、果膠酶、纖維素酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、植酸酶等,該類酶的主要功能是消除飼料中不良因子對機體的影響,如降解抗營養(yǎng)因子、分解霉菌毒素等。
生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)表明,酶制劑在促進生產(chǎn)方面的效果十分顯著,重點在以下3個方面得到廣泛應用。①用于提升飼料的轉(zhuǎn)化率,做養(yǎng)殖業(yè)都希望更多的飼料轉(zhuǎn)化為肉、蛋、奶等營養(yǎng),但由于受多種因素影響,飼料中的營養(yǎng)無法被100%消化和吸收,加入酶制劑后能在現(xiàn)有消化率的基礎上進行提高,有利于節(jié)約日糧,同時增加養(yǎng)殖收益[2]。②飼料原料中有較多量的抗營養(yǎng)因子或毒素時,為了減少這些抗營養(yǎng)因子和毒素對機體的危害,加入相關酶類物將其降解,如高溫炎熱的夏季在飼料中加入葡萄糖氧化酶,能將葡萄糖氧化分解得到過氧化氫分子,將霉菌毒素降解,是目前養(yǎng)殖業(yè)常用的解霉劑之一。③為了解決營養(yǎng)性腹瀉而單獨開發(fā)的和常規(guī)飼料配合使用的酶。這3個方面中以第一個應用最為廣泛,特別是飼料中禁止添加促生長類抗生素后,幾乎所有的育肥飼料都會加入酶制劑。研究表明,加入配方量的消化性酶后,日糧干物質(zhì)消化率可提高9%~20%,粗纖維消化率可提高30%~50%,粗蛋白的消化率能提高11%~18%,顯著提升了畜禽的生產(chǎn)性能。
酸化劑是指加入飼料或飲水中后,能提高飼料或飲水酸度的一類物質(zhì)。酸化劑的研究理論基于其能夠提供酸環(huán)境的效應,臨床上應用的地方較多,如幼畜的消化功能常不健全,消化酶分泌不足,免疫功能不完善,導致腹瀉頻發(fā),使用酸化劑后較低的pH值能快速激活胃蛋白酶,并使其保持較高的活性,有助于飼料的消化,還能起到阻止病原菌經(jīng)消化道進入體內(nèi)環(huán)境的屏障作用。如在使用具有緩釋作用的有機酸飲水時,可使水體的酸度增加,多數(shù)情況下能使pH值保持在3.8~4.5,該環(huán)境下水中的病原微生物基本被抑制或殺滅,從而使水質(zhì)得到凈化。另外,酸性水體還能使水線管道內(nèi)壁長期粘附的污垢、殘渣、生物膜等脫落,從而起到輔助清理水線的作用。市售酸化劑成分主要有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、檸檬酸等。
臨床試驗表明,短時間使用酸化劑對機體有著諸多益處。首先,飼料或飲水酸化后能促使胃部酸性消化酶活力增強而促進消化,同時有機酸過胃進入十二指腸后還能刺激腸壁分泌更多量的胰蛋白酶,使蛋白質(zhì)的消化率進一步提升。其次,有機酸吸收入體內(nèi)后能提高天門冬氨酸轉(zhuǎn)移酶、丙氨酸轉(zhuǎn)移酶和琥珀酸轉(zhuǎn)移酶的活性,提高肝臟對氨基酸的轉(zhuǎn)氨基和脫氨基作用。再次,有機酸能改善腸道的微生物菌群種類,形成不適合病原菌生存的環(huán)境,從而降低腸道感染的風險,如酸化劑能促使乳酸桿菌產(chǎn)生過氧化氫,從而殺滅病原微生物,同時對酵母菌的增殖有一定促進作用。最后,酸化劑還能促進礦物微量元素的吸收,避免礦物粒子在堿性環(huán)境中生成不溶性的鹽而隨糞便排出體外。對脂溶性VA和VD也有促吸收作用。
中草藥飼料添加劑是根據(jù)中草藥的物性(陰陽、寒涼、溫熱)、物味(酸、苦、甘、辛、咸)、物間(協(xié)同、抵消、相加、拮抗)等關系,以中醫(yī)理論為指導,輔以現(xiàn)代制藥技術,結(jié)合動物疾病的生理病理特點進行添加的一類物質(zhì)。中草藥類添加劑臨床以中藥提取物使用最多,主要包括中藥浸膏、中藥純提物等。該類添加劑在使用上類似于中草藥,但在標準上又和中草藥有著本質(zhì)區(qū)別,使用目的多傾向于日常保健,不側(cè)重于疾病治療,如促進動物生長,增強動物的體質(zhì)代謝水平,降低飼料消化,促進胃腸黏膜的發(fā)育和成熟,提高機體免疫力等,某些中草藥類添加劑還有促進公畜發(fā)情和母畜排卵的功效。
和其他品類的綠色飼料添加劑相比,中草藥類飼料添加劑屬于純天然物質(zhì),功能多樣,毒副作用小,使用后不會造成機體耐藥,也不會引發(fā)藥殘超標問題,具有與食物同源、同體、同用的特點。首先,中草藥多來源植物的根、莖、葉,故而本身也含有蛋白、碳水化合物、淀粉、纖維素、維生素、礦物質(zhì)等成分,可提供少量營養(yǎng)。其次,植物多糖類物質(zhì)有促進免疫的功能,如黃芪、黃芩、黨參、龍葵等多糖,長期使用能使機體保持較強的抵抗力。最后,中草藥作為添加劑使用時仍會保留一部分藥性,對于動物疾病的防控有著特殊意義。
植物精油是畜牧業(yè)發(fā)展進入21世紀后逐漸興起使用的一種添加劑,植物精油種類繁多,幾乎所有的植物都能提煉出精油,即使是同一種植物,不同的部位也能提煉出不同的揮發(fā)油。目前市售植物精油多數(shù)為中草藥植物揮發(fā)油,我國傳統(tǒng)的中藥炮制方法以熬制為主,而熬制過程中由于高溫作用大部分精油成分揮發(fā)而未被利用,白白造成了損失,其實這些揮發(fā)有著非常強的功效,有些甚至還有殺菌、抗病毒的作用,如百里香酚、牛至油、肉桂醛、香芹酚、丁香酚等。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,很多植物精油的成分逐漸明確,其功效也都被逐漸證實而應用于臨床中。在養(yǎng)殖領域,植物精油作為飼料添加劑主要用在促生長、無抗養(yǎng)殖、驅(qū)蚊蟲、抗菌防腐以及改善飼料適口性等方面[3]。
臨床使用植物精油時,由于其油脂不溶于水的特性,使得臨床應用時存在一定阻礙,有的廠家通過包被技術制備成了微丸、微囊等劑型,但保存時間較短,所有的技術都無法實現(xiàn)100%的包被,總會出現(xiàn)后期儲存時持續(xù)不斷揮發(fā)的情況,久之便會造成損失。還有些是直接將其作為油劑使用,多用于皮膚涂抹、口腔滴劑等,但用途仍不廣泛。目前流行的乳化技術,將植物精油制備成水包油型的微乳劑,能滿足飲水、噴霧、藥浴、拌料等多種使用需求,且用水無限稀釋不破乳,精油也不會出現(xiàn)水面分層,確保了用藥的均勻,同時,液體制劑也確保了有效成分后期儲存過程不會被損失。因此,廣大養(yǎng)殖場在選擇植物精油類產(chǎn)品時,建議優(yōu)先選擇乳劑類型。
噬菌體是一種專門侵染細菌的病毒,從作用機理上講,這是一種生物抗菌法,而常用的抗生素則屬于化學抗菌法,生物抗菌與化學抗菌最大的不同是不會產(chǎn)生藥物殘留和耐藥,同時,這些噬菌體專一性非常強,除了能侵染自己對應的靶細菌外,對其他菌和物種不會產(chǎn)生侵染,是一種非常安全的生物病毒。目前已經(jīng)培養(yǎng)出了針對致病性大腸埃希氏菌、沙門氏菌、魏氏梭菌等的噬菌體種類。這些噬菌體經(jīng)口服后,在腸道中能尋找到所對應的靶菌,繼而吸附在表面進行膜穿孔,待細胞膜被打開后,就將內(nèi)部攜帶的核酸注入細菌體內(nèi),這些核酸進入胞漿后,利用細菌自身的核酸酶進行復制,同時轉(zhuǎn)錄出大量的mRNA,再以這些mRNA為模板,通過胞漿中核糖體的轉(zhuǎn)運作用合成病毒外殼蛋白,最后這些外殼蛋白再和復制的核酸進行一對一結(jié)合,便組裝成了新的子代噬菌體,子代噬菌體越來越多,數(shù)量達到一定程度后就將細菌裂解,完成殺滅過程。
含噬菌體類的飼料添加劑目前還處于研究和臨床小試階段,而噬菌體本身也還未被列入飼料添加劑目錄中,故無法獲得正常的標準和批準文號上市。國內(nèi)有部分企業(yè)將其作為科研試品在部分養(yǎng)殖場進行了臨床試驗。結(jié)果顯示,臨床效果幾乎和抗生素相當,故該品類是未來替抗研究的一個重要分支方向。和化藥抗生素不同的是,噬菌體進入體內(nèi)后能正常復制,故前期只需要給予少量劑量即可,不像抗生素需要參照藥動學分布規(guī)律給藥,在很少劑量的前提下就能達到殺滅病原菌的目的。
隨著社會不斷的發(fā)展,消費市場越來越在意化學藥物在肉、蛋、奶及其制品中的殘留超標問題,無抗養(yǎng)殖的呼聲越來越大,使得養(yǎng)殖行業(yè)對添加劑品類的要求越來越高,綠色飼料添加劑必是未來畜牧業(yè)發(fā)展的重要方向。希望我國高校、科研院所、企業(yè)技術中心以及其他研發(fā)平臺能抓住行業(yè)發(fā)展的需求機遇,多開發(fā)立國、利民、利畜牧業(yè)發(fā)展的飼料添加劑品類來滿足減抗、無抗的發(fā)展需求,為我國的動物性食品安全作出貢獻。