王 丽 ，刘 辉 ，李爱科 ，何贝贝 ，段 涛 ，宋 丹 ，乔 琳 ，陈丽仙 ，王薇薇 ＊

（1.国家粮食和物资储备局科学研究院粮食品质营养研究所，北京 100037；2.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙410628）

近年来，伴随着我国养殖业的高速发展，抗生素滥用导致的细菌耐药性和药物残留问题日益严峻。自2006 年以来，欧洲国家就禁止生长促进类抗生素作为营养添加剂在动物饲料中使用。而我国农业农村部也规定药物类饲料添加剂在2020 年全部退出。养猪生产过程中如出现管理、喂养、断奶或环境的变化，大多会扰乱猪只的最佳生理状态。这种变化主要集中在猪只胃肠道疾病,生长性能和饲料转化效率的降低，给养殖者造成巨大的经济损失。如断奶应激会造成小猪采食量减少，消化不完全，肠绒毛变短，肠道屏障功能受损等。所以，在养猪生产中，寻找能够促进生长、提高饲料转化效率、提高机体免疫力和减少肠道疾病的抗生素替代品已经成为一个热门话题。

随着我国饲料中抗生素的退出，各种饲料类添加剂应运而生，它们在猪只抵抗致病菌、提高免疫力等方面发挥一定的作用，进而达到减抗、替抗的效果。猪用饲料添加剂大致可以分为几大类：酸化剂、微生态制剂、酶制剂、植物提取物、抗菌肽等。文章对猪常用抗生素替代品进行一个概述。

1 猪常用饲料添加剂及应用情况

1.1 酸化剂的应用

酸类添加剂主要包括无机酸、有机酸、脂肪酸及其盐类。酸长期以来一直被用作饲料酸化剂和防腐剂，近年来其越来越多的功能被发现，主要包括：穿过病原体细胞膜，起到杀菌或抑菌的效果；胃酸碱度的平衡（尤其是断奶仔猪，此阶段内源性胃酸分泌不足）；提高养分消化率和内源挥发性脂肪酸产量；可为胃肠上皮黏膜细胞提供能量，改善绒毛高度/隐窝深度比和相对吸收能力；促进血液流动。

无机酸主要是盐酸、磷酸和硫酸，kil 等研究表明，补充盐酸对断奶仔猪平均日增重和采食量有积极影响，甚至优于有机酸。但是也有研究表明，过量的氯离子会导致酸中毒，降低食欲。常用的有机酸主要包括柠檬酸、乳酸、苯甲酸、苹果酸、α-酮戊二酸、绿原酸、脂肪酸、富马酸等。柠檬酸是三羧酸循环的中间代谢产物，可促进脂肪酸合成，抑制高浓度下的糖酵解。乳酸是一种强酸，可以在猪的胃和小肠中自然产生，是糖和乳酸发酵的最终产物，此外，一些乳酸菌如乳酸杆菌、双歧杆菌、片球菌等都可以将碳水化合物转化为乳酸。乳酸补充剂一般用于乳猪和断奶仔猪，此阶段仔猪的胃肠道和免疫系统发育不完善。苯甲酸主要通过一元羧酸转运蛋白吸收和转运。苯甲酸可以刺激消化酶产生和活化，提高绒毛高度/隐窝深度比，通过特异性免疫、非特异性免疫和微生物菌群组成来提高营养物质消化率。Lynch 等发现甲酸-柠檬酸混合物可以提高生长育肥猪平均日增重，并且降低粪便中沙门氏菌的数量。柠檬酸、乳酸、苯甲酸复合酸可以有效防治仔猪腹泻的发生。Tsiloyiannis 研究表明，苹果酸对于降低哺乳仔猪腹泻率起到一定的效果。α-酮戊二酸在猪只全身、肠道和肠道细菌代谢中起关键作用，可以减轻肠黏膜损伤，改善小肠的吸收能力，增加盲肠乳酸杆菌和双歧杆菌的数量，降低回肠中乳酸杆菌和厚壁菌数量，并降低回肠中氨的浓度。绿原酸也表现出优良的抗炎特性，对于改善肠道形态和肠道微生物菌群结构有一定的效果。富马酸是柠檬酸循环的中间产物，也是尿素循环的产物，但是对其有效性人们目前存在一些争议。

脂肪酸是具有4 ～28 个碳的脂肪链，根据碳链的长短分为短链脂肪酸、中链脂肪酸和长链脂肪酸，并根据其饱和度分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。它们的作用主要是通过破坏病原体的电子传递链、氧化磷酸化解偶联、细胞溶解、酶活性抑制、营养吸收受损或过氧化和自动氧化等。外源性添加短链脂肪酸已广泛用于调节猪只胃肠道健康和免疫力，并且可作为细菌的能量来源。常用的脂肪酸有短链脂肪酸、中链脂肪酸、多不饱和脂肪酸、山梨酸、ω 脂肪酸、共轭亚油酸。Valencia 等研究表明，添加乙酸可提高断奶仔猪钙和磷的表观消化率。中链脂肪酸是6 ～12 个碳原子的饱和酸，包括己酸、辛酸、癸酸和月桂酸。López-Colom 等人证实中链脂肪酸（C12 ∶0，C8 ∶0和C10 ∶0）具有抗病原体的作用，可减少猪只盲肠中沙门氏菌的数量，减少回肠与结肠中肠杆菌科和大肠杆菌的数量，增强月桂酸、辛酸和癸酸的抗菌效果，效果优于长链脂肪酸。Corino 等人研究表明，在母猪分娩期补充共轭亚油酸对初乳中免疫球蛋白含量、断奶仔猪体重有促进作用（如表1）。

1.2 微生态制剂的应用

益生菌及其代谢产物具有促进猪只营养物质消化吸收、提高机体免疫力、抑制肠道炎症、改善肠道菌群结构等作用。除此之外，益生菌还会代谢产生甘露寡糖、果寡糖、菊粉等物质，这些物质被称为益生元，这些物质进入到肠道后可被肠道益生菌利用，促进肠道有益菌的增殖。我国农业农村部公布允许使用的微生物饲料添加剂有34 种，主要包括乳酸菌、芽孢杆菌、真菌、链球菌和克鲁维酵母菌等。益生菌已经被广泛应用于猪生产的各个阶段：母猪群、仔猪群和生长育肥猪群。

Hayakawa 研究表明在母猪阶段添加益生菌，不仅可以提高繁殖母猪的性能还可提高产仔数和仔猪的初生重，进一步提高断奶仔猪的体重，改善仔猪肠道健康，减少腹泻发生率。Jeong 等人证实母猪孕期添加枯草芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌可以显著提高母猪孕期采食量和背膘厚度、提高仔猪初生重，并且减少了粪便中有害气体的产生。而Kritas 和Upadhaya 等进一步表明了枯草芽孢杆菌具有降低仔猪粪便中大肠杆菌和梭状芽孢杆菌的数量，增加乳杆菌数量的作用。同样，对乳酸菌的研究也得到了类似的结果。Jinge Xin 等研究表明约翰逊乳杆菌可以促进猪只生长和控制仔猪腹泻，并且改善肠道微生物菌群结构，增加肠道免疫力，降低炎症因子的表达。Zhang 等研究表明鼠李糖乳杆菌有效地改善大肠杆菌K88 引起的仔猪腹泻,可通过调节肠道微生物区系组成，增强肠道抗体防御力，降低系统炎症细胞因子的产生。Wang 等研究表明植物乳杆菌+低聚果糖可提高仔猪生产性能，提高血清IgA 和IgG 含量，改善肠道微生物菌群结构，可作为抗生素替代品应用。Zhang 等在饲粮中添加粪肠球菌，结果表明在猪饲粮中添加粪肠球菌提高猪只粗蛋白和氨基酸的回肠表观消化率，对肠道乳酸菌的脱落均有一定的促进作用。Tufarelli 等在日粮中添加混合益生菌，提高生长肥育猪的生长性能，提高肉中粗蛋白和短链脂肪酸含量，还可以降低粪便中的NH3-N和丁酸水平，达到减少动物排泄物污染的目的。

益生菌的代谢产物对于猪生产中各阶段也起到一定的积极作用。Le Bourgot 等研究表明繁殖母猪饲喂短链低聚果糖(scFOS)，增加了母猪血清和粪便中的抗流感IgA 水平；母猪添加scFOS 则减缓了母猪在哺乳期因接种流感疫苗导致的仔猪生长下降，提高了仔猪日增重。Barszcz等在仔猪日粮中添加不同比例的菊粉，研究表明添加2%菊粉可增加空肠的比表面积，但可能轻微损害平滑肌收缩能力；降低了回肠中白细胞介素-12p40 的水平（如表2）。

表1 猪饲料中常用的酸化剂添加效果

表2 猪饲料中常用的微生态制剂添加效果

1.3 酶制剂的应用

酶制剂是高效催化化学反应的一类生物制品，主要来源于各种动植物及微生物，使用安全，且无副作用。由于饲料中存在一些猪难以消化的长链淀粉、木质素、细胞壁等成分，需要加一些消化酶辅助其消化，尤其是仔猪胃肠道消化能力弱，为了补充幼年动物自身消化酶不足的缺陷，需要加入一些蛋白酶、淀粉酶等。酶制剂不仅可以提高营养物质消化率，还可以缓解植酸等抗营养因子的毒副作用。饲用酶制剂主要包括以下几类：直接杀菌、抑菌的酶如溶菌酶；分解底物产生具有抑菌杀菌功能的酶类，如葡萄糖氧化酶；调节肠道健康、提高免疫力的酶，如木聚糖酶、葡聚糖酶等；提高消化率的内源性消化酶类如蛋白酶、淀粉酶等。

木聚糖是一种广泛存在于植物细胞壁中的异质多糖，存在于植物体的各个部位。He 等研究表明饲粮添加木聚糖酶改善仔猪肠道物理屏障和免疫屏障功能，提高体外营养素消化率。纤维素酶可将动物不可利用的纤维素降解为动物可利用的葡萄糖；β-葡聚糖是小麦、青稞等谷物中的成分，遇水形成有黏性的凝胶食糜，使用β-葡聚糖酶可有效分解β-葡聚糖，降低肠道食糜黏度。唐一波等在高粱日粮中添加复合木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶、纤维素酶提高了猪只育肥后阶段对营养物质的吸收率，提高生产性能，降低生产成本，增加了经济效益。有些酶还可清除体内有害物质，提高机体免疫力。过氧化氢是一种体内代谢过程中产生的废物，能够对机体造成损害。战晓燕等在断奶仔猪日粮中添加过氧化氢酶，明显促进了断奶仔猪肠绒毛-隐窝结构的发育，提高了消化酶活性，降低了腹泻率。熊华武等表明，溶菌酶不仅可以有效抑制病原菌，还可以缓解仔猪的腹泻，促进仔猪生长。

淀粉酶的作用对象是淀粉的α-1，4 糖苷键，将直链淀粉水解为可消化的二糖；蛋白酶能够水解饲料中的蛋白质为氨基酸，供动物利用。史林鑫等在断奶仔猪日粮中添加复合酶提高了营养物质消化率、改善内源消化酶的活性，并且增强血清抗氧化能力，从而改善断奶仔猪机体健康水平和生长性能。Pan 等在母仔猪日粮中添加复合蛋白酶可改善玉米-豆粕日粮中氮和能量的吸收量和利用率，有助于降低氮排泄对环境的影响。时本利等在繁殖母猪日粮中加入200 g/t 或300 g/t 脂肪酶，显著提高了断奶仔猪窝重，极显著提高仔猪14～21 d阶段的增重，并且缩短了母猪发情间隔（如表3）。

1.4 植物提取物的应用

植物提取物是使用物理、化学、生物学等手段分离提纯的天然植物性原料中的有效成分，是一种植物的次生代谢产物。植物提取物有液体油和固体粉末两种形式，在改善动物健康，如直接抑制病原体的增殖、改变肠道微生物种群组成和增强免疫功能方面作用显著。当前应用较多的植物提取物主要包括单宁、植物精油、皂苷、黄酮化合物、白藜芦醇等成分。一直以来研究的植物提取物抗菌效果的报道较多，植物提取物还具有改善肉品质、调节肠道微生物菌群结构、改善母猪繁殖性能等作用。

单宁是一种多酚类的收敛剂，可与蛋白质、明胶、多糖和生物碱等大分子相互作用并沉淀下来。Rezar 等研究表明，在猪饲粮中补充3%的甜栗木提取物可以降低猪胴体脂肪沉积和肉的保水能力，可以增加多不饱和脂肪酸的比例，并且提高鲜肉的氧化稳定性。目前已知超过3 000 多种植物精油具有抗炎、抗氧化和杀菌特性，并且已经广泛应用到实际生产中去。Geneviève 等对9 种植物精油进行了抑菌试验，发现肉桂、百里香和冬香精油对猪链球菌、猪胸膜肺炎放线杆菌、猪放线杆菌、支气管败血波氏杆菌、副猪嗜血杆菌和多杀性巴氏杆菌最有效。

除杀菌作用外，植物提取物在提高猪只免疫力、提高初生重，改善菌群结构方面也有很多报道。王亮等的研究结果显示在仔猪饲料中添加牛至油提取物可以提高仔猪体内蛋白质沉积率，促进仔猪生长性能和血清免疫球蛋白含量。肖凯丽等选取了植物多糖、类黄酮、茶多酚、皂苷等植物提取物活性成分饲喂繁殖母猪，发现复合植物提取物可提高高初生重仔猪的比例，降低低初生重仔猪的比例，改善仔猪均匀度，提高母猪的繁殖性能。吴文用潘绿能（5%的香芹酚、3%的肉桂醛、2%的辣椒素）饲喂断奶仔猪，提高了仔猪日增重，降低了腹泻率，提高胃蛋白酶和胰蛋白酶活性，改善肠道结构和菌群结构（如表4）。

表3 猪饲料中常用的酶制剂添加效果

1.5 抗菌肽制剂的应用

抗菌肽是广泛存在于生物机体内的一种天然抗菌活性物质，可从植物、动物、昆虫、细菌等各种生物中提取，是由氨基酸组成的肽类物质，稳定性好，具有耐高温、酸碱的特性，且在体内性质稳定，不易被胃蛋白酶和胰蛋白酶水解。抗菌肽对真核细胞无毒，但是对原核细胞的杀伤力很大，所以在饲料中应用广泛。

肖发沂等研究表明饲粮中添加抗菌肽可提高断奶仔猪的生长性能和免疫器官指数，并且有效降低胃肠道pH。谢志彬等研究了抗菌肽对猪蓝耳病抗体效价的影响，结果显示，添加抗菌肽可有效提高仔猪蓝耳抗体效价水平，提高机体免疫力，提高生长性能。李瑞等研究了抗菌肽对猪肉品质的影响，发现抗菌肽对猪胴体性状及肉品质有一定的改善效果。抗菌肽可以有效地缓解仔猪断奶腹泻率，改善肠道形态，降低炎症信号通路中关键蛋白NF-kB、IkB-α 的磷酸化水平，提高空肠的紧密连接蛋白ZO-1、Occludin 的表达，改善肠道菌群结构，提高粪便中乳酸杆菌/大肠杆菌比值。Liu 等研究表明，抗菌肽可以改善K88 攻毒引起的猪只生产性能下降和小肠形态损伤，缓解肠道脂肪酸吸收障碍。有时为了提高抗菌肽的效果或是产量，也会利用基因工程技术对其进行改造。凌红丽等设计的基因合成抗菌肽CAMa 可有效的杀死猪大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌，与硫酸抗敌素相比，在仔猪生产性能、腹泻率上无显著差异（如表5）。

2 猪用饲料添加剂的前景与挑战

文章总结了主要的猪用抗生素替代品饲料添加剂，虽然它们在不同程度上可以替代抗生素，也起到了一定的促进生长、提高免疫力等效果，但是这些饲料添加剂在使用过程中都存在一些问题，如微生态制剂和酶制剂易失活，难保存；抗菌肽产品生产成本高，经济效益低；单一饲料添加剂难以起到效果，往往需要两种或是多种添加剂联合使用，给企业造成沉重负担。为了达到饲料中禁用抗生素的目的，养殖者往往需要多管齐下，从养殖环境、饲养管理、饲料配方技术等多方面入手，降低养猪生产过程中感染疾病的风险。同时，国家监管部门应该加大监管力度，避免抗生素继续在养殖业饲料中添加。相信在大家的共同努力下，我国的养殖业会进入到一个安全、可靠的良性发展阶段。

表4 猪饲料中常用的植物提取物添加效果

（参考文献略）