6 用飼料添加劑替代抗生素
    6.1 抗生素改變腸道微生物區(qū)系
    抗生素用做家禽、豬及其他家畜的生長促進劑已有多年。抗生素的好處包括在特定條件下降低下痢發(fā)病頻率，改善體重和飼料轉化率，提高存活率，以及在許多場合可改進加工性狀，如由于良好的腸道健康及消化導致的胴體或胸肉產出量的增加。腸道細菌種群的改變和細菌與宿主之間的相互作用可解釋抗生素的上述作用。腸道細菌與宿主間的互作包括：有益細菌及病原菌與腸道上皮組織之間的互作（例如，上皮細胞的增殖和凋亡、與黏液素形成及分泌相聯(lián)系的表面覆蓋層），以及它們與免疫系統(tǒng)之間的相互作用（例如，淋巴細胞總體的反應和免疫球蛋白的形成及分泌的反應）。Apajalahti (2003) 指出，已經定性微生物只約占微生物區(qū)系總體的10％，也許只占腸道病原微生物的10％。他強調，在自然界，所有的動物和植物物種都“認識到”同細菌共同生存，在多數(shù)場合都對雙方有好處。即使如此，也只是在一些重大疾病（例如，禽流感）或衛(wèi)生問題發(fā)生時，人們才對微生物進行討論。
    在雞，大概還有其他禽種的嗉囊中含有的微生物群落中，占主導地位的是乳酸菌，它超過大腸菌和鏈球菌（Smith，1965）。Fuller (1977) 指出，乳酸菌附著于嗉囊上皮，為新攝入的、咽下的食物持續(xù)接種。有趣的是，雖然有些乳酸菌菌株附著在腸道上皮細胞、植入并在表面生長、形成外包被，但它們不形成菌落，最終當食物團塊通過腸道時脫落。與此相反，許多致病微生物則形成菌落，能進入腸上皮絨毛而不易脫落(Riise，1981)。
    Simon 等（2004）指出，在豬的胃里占主導的是乳酸菌，在小腸它同樣是形成主要功能組的細菌之一。同腸球菌、鏈球菌（主要是無乳溶解鏈球菌，Streptococcus agalactolyticus）及較少數(shù)量的腸細菌及其他過度性細菌一道，乳酸菌在小腸前端也占主導地位。通過小腸的消化物的高速流動可限制細菌在上皮表面的生長。在后腸，限制厭氧菌如擬桿菌（Bacteriodes）及梭狀芽孢桿菌的數(shù)量超過乳酸菌和其他細菌。
    6.2 抗生素替代物的種類
    2006年1月，歐盟將禁止使用剩余的4種飼用抗生素生長促進劑（AGP）。它將導致更加強調有益動物健康和性能的非藥物飼料組分的開發(fā)和研究。歐盟正在引導世界向這方面努力。被經常想到的許多飼料組分是那些能通過改變腸道微生物區(qū)系來發(fā)揮影響的組分。在這些“抗生素替代物”中有益生元（prebiotics，專門為理想的細菌組提供可利用的碳水化合物）、益生素（probiotics，在歐洲叫做‘微生物’，而在美國稱‘可直接飼喂的微生物’）、有機酸和草藥及香料油等（Simon等，2004）。在這個清單中可能還應加入酶、蛋的特異抗體（即蛋黃中的免疫球蛋白IgY）或噴霧干燥血漿中的免疫球蛋白，以及噬菌體等。
    6.2.1 合生元（Synbiotics） 
    合生元的概念是把益生素和益生菌的基本原理結合在一起，同時利用它們，取它們各自的優(yōu)點。許多已知的微生物（主要是產生乳酸的細菌種類如腸球菌、雙歧菌和乳酸菌，以及形成孢子的桿菌），還有少數(shù)的未確認的微生物培養(yǎng)物在當前用作“益生菌”。Simmering 和 Blaut (2001) 概括了理想益生素和益生菌的特性和必要的有益作用。
    利用益生菌進行肉雞圈養(yǎng)試驗時，應包含一些應激條件并采用含有處理的試驗模型，處理包括負（不添加）對照、正（添加抗生素）對照，以及可直接飼喂的微生物的組。在許多情況下，也采用抗生素同可直接飼喂的微生物結合進行處理，以便提供有關是否有不利的、附加的或協(xié)同的（好于預期的）反應生產。為使結果有用，模型應是有效的（條件應該符合負對照組雞性能的被抑制并為試驗添加物所改善）。應激源可以是高飼養(yǎng)密度、用過的墊料和/或趨于抑制負對照組肉雞性能疾病攻毒，并且通常可使添加物如抗生素或可直接飼喂的微生物對肉雞顯示改善生長的反應。
    6.2.2 益生元
    Gibson和Roberfroid (1995) 指出，益生元是飼料的組分，它基本上不被宿主動物所消化，但可為腸道中數(shù)量有限的原籍有益細菌所消化。碳水化合物如果糖－低聚糖（FOS）、低聚－果糖（OF）、轉半乳糖－低聚糖或源自菊苣根的菊糖可選擇性地促進動物腸道內有益微生物的生長和活性；內源雙歧桿菌增殖和丙酸鹽的生產增加。特定病原菌包括大腸桿菌和產氣莢膜梭狀桿菌的（Clostridium perfringens ）菌株不能把這些碳水化合物作為能量源利用，因此FOS、OF或菊糖發(fā)酵器數(shù)量將增加。但是，當前有報道表明，屬于腸細菌的一些菌株包括大腸菌和鏈球菌也能利用菊糖作為能源（Simon，2004）。益生元主要用于改善腸道健康，最終達到有益地影響動物生長性能和總體健康的目的。
    科羅拉多州Coors Biotech公司生產的名為Neosugar 的果糖－低聚糖產品以占日糧0.375%～0.75%的添加量，對肉雞進行了廣泛的試驗。在體重、飼料轉化率、降低腹部脂肪和胴體重方面顯示出改善作用(例如，Ammerman 等，1989)。但這個產品目前已停止銷售。
    Simon 等 (2004)告誡，益生元低聚糖在動物日糧中的典型添加量只占可用于細菌發(fā)酵碳水化合物總量的很小部分。此外，益生元制劑常含有相當量的容易被腸道細菌利用的單體糖。添加菊糖在雙歧桿菌數(shù)量和丙酸鹽生產方面產生的明顯差別，只能在肉雞生長后期才能觀察到。這表明在腸道微生物群體中，特異性狀可能需要較長時間才能出現(xiàn)可見的差別。Ten Bruggencate等（2003）表明，在用Wistar大鼠做的試驗中，日糧中添加0、3％和6％的FOS，并且以口服方式使大鼠感染腸炎沙門氏菌，可導致盲腸內容物和黏液中沙門氏菌的數(shù)量隨添加劑量的提高而增加，主要增加的是誘發(fā)感染下痢的細菌數(shù)量，并且促進沙門氏菌穿過腸壁易位。這些結果與預期的相反。
    6.2.3 甘露聚糖低聚糖（酵母細胞外壁） 
    因為甘露聚糖低聚糖基本上不為宿主動物和常駐的微生物群落所消化，因此它只能最低限度地充當益生元，但它具有與帶1型傘（Type 1 fimbrae）及能和甘露糖結合的凝集素的病原菌黏合的高功能。此外，它也是對腸道的免疫刺激劑，提高了對付病毒的抵抗力。在5個單獨的中間分析（有時是最終的完全分析）中，對在肉雞、火雞、豬和兔日糧中添加酵母細胞壁甘露聚糖低聚糖（Bio－MosTM，美國奧特奇生物技術公司生產的奧奇素）的作用進行了評估，并將其結果最近發(fā)表在學術和商業(yè)刊物上。這些單獨的數(shù)據(jù)是以發(fā)表的和未發(fā)表的數(shù)據(jù)為基礎，它們包括55組哺乳仔豬的比較數(shù)據(jù) (Miguel 等，2004)，44組肉雞比較數(shù)據(jù)（只有單圈試驗）(Hooge，2004a)，15組肉雞比較數(shù)據(jù)（田間試驗）(Hooge 和Sefton，2004)，27組火雞比較數(shù)據(jù) (Hooge，2004b) 和20組兔的比較數(shù)據(jù)(Kocher 等，2004)。這些數(shù)據(jù)清楚地表明，當日糧中加入奧奇素時，活重的增加得到明顯的改善（因畜種不同，增加的范圍是2%～4%），但飼料轉化率降低2％～5％。酵母甘露聚糖低聚糖的其他產品有法國的LeSaffre和英聯(lián)邦的Micron Bio-Systems。
    Rosen (2003a) 指出，當比較添加和負對照日糧時，甘露聚糖低聚糖對雞的有益作用比對豬的作用更為穩(wěn)定。肉雞、哺乳仔豬和生長－肥育豬。活重增加的改善頻率分別為79％、70％、75％和50％，飼料轉化率的改善頻率分別為79％、57％、69％和25％。相比之下，飼喂添加抗生素的日糧的改善率為74％，飼喂含酶制劑日糧的改善率為75％，飼喂添加微生物日糧的改善率為70％。
    Rosen (2005) 對所有發(fā)表的31篇有關甘露聚糖低聚糖（奧奇素R）文章中所有的豬試驗數(shù)據(jù)進行了完全分析。添加甘露聚糖低聚糖試驗豬與負對照豬相比，平均活重每日增加145g（3.58%），日采食量增加7.5g（0.99%），飼料轉化率降低0.0526（3.07%）。甘露聚糖低聚糖的添加范圍為0.12～4.00g/kg飼料（平均為1.94g/kg飼料）。飼養(yǎng)試驗是從1996年至2002年在10個國家進行的，共用了日齡為10～131d（平均為41.4d）的豬3 778頭。
    6.2.4 益生素
    Rosen (2003b) 指出，能被普遍接受的益生素定義并不存在。他建議，益生素是“抗病原微生物的抗菌素和被感染有機體的益生素”。美國食品和藥品管理局（FDA）建議，益生素應該稱為可直接飼喂的微生物 (DFM)，或微生物培養(yǎng)物并將其定義為“活的（有活力的）、天然存在的微生物源”，包括細菌、真菌和酵母。FDA列出了42種這類有益微生物。
    Allnut和Harel (2003)，把更喜歡厭氧條件的細菌（其中包括兼性厭氧微生物）混入飼料中，為攝入飼料的動物提供有利條件。當通過腸道時，厭氧細菌能存活但只是暫時具有活性，或在腸道中生成菌落，頂替有害細菌，分泌特殊物質（如酶、抗菌的或供生物活性化合物），黏合或螯合有害的微生物或化合物，或提高有益的物理作用。例如，嗜酸乳酸桿菌可生產天然的抗生素、嗜酸菌素、乳醇菌素和嗜酸乳菌素，嗜酸乳酸桿菌2181具有抗大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和產氣莢膜梭狀芽孢桿菌的抗生素活性。有益微生物對抗病原菌如大腸桿菌的作用，可能是抑菌的或殺菌的(Riise，1981)。在應用糞腸球菌制劑進行的研究中發(fā)現(xiàn)，在仔豬小腸里的大腸菌的菌落形成單位（CFU）顯著減少(Simon 等，2004)。在可直接飼喂的微生物中，一些最常利用的微生物列于表1。

表1 可直接飼喂微生物中一些最常利用的細菌

    由于它們具有廣泛的發(fā)酵能力，乳酸菌可生產大量的代謝產物包括乙酸、甲酸和乳酸，它們對病原菌的低pH抑制作用是公認的。一些有益細菌迅速繁殖并以消耗必需營養(yǎng)和引起營養(yǎng)缺乏而與之競爭拮抗，有效地抑制病原微生物的生長。有益細菌應是耐膽液的，這樣才能在消化道中存活下來(Riise，1981)。水溶性微生物制品可在飲水中使用，具有促進幼雛生長作用，有時也用于預防疾病或用來治療出現(xiàn)下痢或腸炎綜合癥的不論是籠養(yǎng)墊料地面或板條地面平養(yǎng)的雞群。
    有益細菌也能在沒有活力的狀態(tài)下添加，就像它們在賴以生長的培養(yǎng)物中處于殺死的狀態(tài)下。這些添加的細菌為動物提供它們在培養(yǎng)時預先形成的化合物如酶、生物活性物質或高分子物質。重組的厭氧細菌可用于任何上述目的。飼料中可含有無保護的細菌、孢子；為了保持活性或有效功能的穩(wěn)定性，也可添加處理過的細菌，如包膠囊的、涂層的，或冷凍干燥的細菌 (Allnutt 和Harel，2003)。
    Avi-Lution（伊利諾斯州昆西Prince Agri Products公司）含有從生產乳酸的細菌篩選出的菌株（基于用接種傷寒沙門氏菌小鼠做的室內研究）和bouladii釀酒酵母。飼料級產品是包被的，經過制粒后，有約97%的存活率。進行了4個肉雞圈養(yǎng)試驗，試用期為42～56d，飼養(yǎng)在增厚墊料地面上，在一些情況下采用適度的高密度飼養(yǎng)。肉雞體重和飼料轉化率始終與桿菌肽-MD或弗吉尼亞霉素相等或好于它們，但對死亡率沒有任何顯著的影響。在圈養(yǎng)試驗中，處理與對照日糧相比，平均改善為：體重增加0.104kg 或 增加4.0%（2.702 對2.598kg），飼料轉化率降低0.118 或 提高5.59% (1.993 對 2.111)。對整個消化道或盲腸內容物進行的微生物分析表明，大腸菌、沙門氏菌和彎曲桿菌的總數(shù)明顯的少（Hooge，2001b）。
    在蛋雞試驗中，對照與處理組相比，母雞只日產蛋率（90.38 %對91.95%）、飼料/12枚蛋重（2.753lb對2.672 lb）、母雞只日產蛋重（51.42g對51.83g）均得到改善，但蛋重稍有降低（56.89g對56.37g），每千克雞蛋的飼料費用從32.08美分降至31.82美分。
    1）活酵母（boulardii釀酒酵母）
    在每個boulardii酵母細胞上可黏著約200個大腸菌，與此相似，也可黏著其他帶有1型傘（吸附甘露糖的凝集素）的病原菌如沙門氏菌株，使這些細菌無法在腸壁形成菌落和生產毒素。在用含有boulardii酵母的日糧進行的雞飼養(yǎng)試驗中（Preston 等，1999；Line 等,1998；Line 等，1997；Bradley 等，1994），可觀察到的效益是：體重增加、傷寒沙門氏菌菌落減少和21日齡回腸內容物黏度下降。因為 boulardii 酵母在試驗上可產生破壞芽孢桿菌毒素A的蛋白酶(Castagliuolo等，1996)，所以，對肉種雞的進一步措施，可利用活的boulardii酵母同甘露糖低聚糖（酵母細胞外壁）一起使用以獲得最佳的腸道健康。
    2） 枯草桿菌（Bacillus subtilis）孢子
    芽孢桿菌的孢子是家禽飼料中可直接飼喂微生物中強有力的新興種類中的一種，它經濟、可蒸氣制粒、可在腸道中生長、消耗氧氣、造成更有利于原籍乳酸菌和雙歧桿菌的厭氧環(huán)境。然后，這些原籍的、能在腸黏膜生成菌落的有益細菌繁殖、產生有機酸抑制病原菌如彎曲桿菌、產氣莢膜梭狀芽孢桿菌、大腸桿菌及沙門氏菌，并保護腸道健康和改善雞的生存性能。對雞高度有效的商業(yè)產品有：含有枯草桿菌C-3102的 Calsporin(日本的Calpis 公司 )和含枯草桿菌DSM-17299的Gallipro(威斯康星州密爾沃基的Chr. Hansen公司.)。Calpis 公司產品 Calsporin＇s具有增加籠養(yǎng)蛋雞蛋殼厚度的獨特能力。根據(jù)專利申請中的信息（美國專利6,660,294; 2003年12月9日），在幾年以前的試驗里，蛋殼厚度平均增加52%。最近美國的田間試驗表明蛋殼厚度提高2%～3%，可能由于蛋雞在蛋殼厚度的遺傳性能有所提高。在美國進行的數(shù)個肉雞試驗以及一個火雞試驗都表明枯草桿菌C-3102的孢子提高了體重與飼料轉換率但不影響死亡率；降低墊草中的含氮量與空氣中的氨氣濃度；減少加工胴體上的病原體并可提高胸肉產量（Fritts等，2000；Hooge等，2004；Blair等，2004）。Bio-Plus 2B(Chr. Hansen公司)含有枯草桿菌和地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）或Calsporin，作為豬飼料有益于改善它們的生存性能。
    （未完待續(xù)）
    （參考文獻略）