酶制剂在饲料中的应用是否能减少抗生素的使用

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在谈酶制剂是否可以替代抗生素的时候，我们首先要弄明白抗生素在饲料行业中应用的作用是什么！虽然抗生素的作用机制目前仍然是各种推测和各种理论，但是通过多年的应用，抗生素有如下功能：①改善营养代谢而提高动物生产性能②抗菌杀菌而保持健康。特别是对于抗生素提高生长性能的机理，仍然没有一个确切的说法，有人认为抗生素还是通过作用于肠道微生物，降低微生物种类和数量，从而减少饲料的浪费。也有人认为抗生素可破坏细胞壁的功能，直接作用于动物肠道细胞，使得肠道细胞变薄，增强细胞膜的通透性，从而提高饲料的利用率，从而提高生产性能。

因此在寻找抗生素的替代添加剂时，就需要正对这两方面来讨论。替代抗生素需要多种类添加剂共同作用才能实现。前文中我们已经介绍过了，目前能够用于替代抗生素的添加剂。

 2019年《国际家禽》杂志对养禽业从业者进行了一个世界范围的调查，受访者包括养禽业主、饲料配方师、兽医师等相关人员，结果显示：“为替代和补充促生长类抗生素对家禽生产性能和健康的益处，有机酸、益生菌和酶制剂被列为最受欢迎的三种抗生素替代品，受欢迎程度分别是 65%、61%和 54%。有机酸、益生菌和酶制剂是最有效的饲料添加剂，其有效性分别是 74%、70%和68%”。

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根据抗生素在饲料养殖中应用的目的及机理，在酶制剂中，有五个领域酶制剂具有间接或者直接替代抗生素的潜力：①具有营养消化功能，改善动物生产性能的酶制剂；如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等②降低日粮黏性，减少有害微生物繁殖的酶制剂；如木聚糖酶、葡聚糖酶、纤维素酶等非淀粉多糖酶③降低日粮免疫原性应激，减少肠道坏死的酶制剂；如蛋白酶、β-甘露聚糖酶、 α-半乳糖苷酶等④直接杀灭或抑制微生物，消除病原菌危害的酶制剂；如葡萄糖氧化酶、溶菌酶、过氧化氢酶等⑤通过产生功能性寡糖和寡肽作为益生元，控制有害微生物的酶制剂。如木聚糖酶、纤维素酶、蛋白酶等。

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具有营养消化功能，改善动物生产性能

①直接补充消化道营养水解所需的酶，消化蛋白质、碳水化合物和脂类的酶；②间接去除饲料中抗营养因子；③间接增加动物内源消化酶分泌。

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通过降低日粮黏性，代替抗生素减少有害微生物繁殖

黏性日粮的可溶性、大分子量的非淀粉多糖一方面能干扰营养物质的消化和吸收，另一方面导致肠道微生物大量繁殖，消耗营养（Bedford等，1998）

抗生素促生长剂在日粮中的使用，肠道黏度是主要考虑因素（Choct，2004）。酶制剂促进肠道健康的功能：一是与酶制剂功能的物理作用相关，通过降低黏性；二是与生化代谢作用相关，酶制剂产生的寡糖可促进肠道正常蠕动，促进有益菌的增殖,抑制有害菌的定植。酶制剂可以调节肠道健康，最典型的具有促进肠道健康功能的酶制剂是非淀粉多糖酶(包括木聚糖酶、 β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶等)。

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通过直接杀灭细菌，代替抗生素抑制病原菌危害

▶葡萄糖氧化酶的作用是催化葡萄糖氧化分解。葡萄糖氧化酶主要是通过非营养、非消化方式改善消化道的内环境和微生态，通过三个途径对病原菌杀菌、抑菌，其一通过氧化葡萄糖，生成葡萄糖酸，降低胃肠道内酸性，酸性环境有利于抑制病原菌；其二通过氧化反应消耗胃肠道内氧含量，营造厌氧环境，厌氧环境有利于抑制病原菌；其三反应产生一定量过氧化氢，过氧化氢的氧化能力是广谱杀菌，大部分肠道病原菌都是耗氧菌，大部分有益微生物都是厌氧菌或兼性厌氧菌，消耗氧气有助于增殖有益菌。对大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌、葡萄球菌、弧菌等有害菌进行抑制，达到维持肠道菌群平衡，保证动物健康。作用机理有别于抗生素，不会产生抗药性或药物残留，为绿色生态养殖提供了另一条通途。

▶另外一类杀菌的酶制剂是通过对细菌细胞壁水解，这些酶包括溶菌酶、β-甘露聚糖酶、壳聚糖酶和β-葡聚糖酶等。溶菌酶是一种作用于β-1，4糖苷键的细胞壁溶解酶；也有作用于肽“尾”和酰胺部分的细胞壁溶解酶。

▶Dierick等（2002、2004）利用含有中链脂肪酸的油脂和脂肪酶的协同作用，在模拟胃环境（37 ℃、pH值3~6、3 h）下的组合水解试验表明，适量添加脂肪酶能部分释放中短链脂肪酸，特别是月桂酸、丁酸一类产物。试验表明这些中链脂肪酸能够调节和稳定胃肠道微生物群系，对有害微生物的生长具有显著的抑制作用，起到类似抗生素的作用。由此推测，脂肪酸和脂肪酶的合理组合可能起到降低仔猪饲料中抗生素使用量的作用。

▶除了对细菌有杀灭作用外，某些特别的酶制剂也显示对病毒有抑制作用。我们正在进行的试验也显示果胶酶能够产生一些产物，具有抑菌的潜能。

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通过降低日粮免疫原性，代替抗生素减少肠道病变坏死

某些特别的非淀粉多糖能刺激动物固有免疫系统，刺激机体产生多余的免疫反应，消耗能量，影响生产性能。β-半乳甘露聚糖由于与组成多种病原体（致病菌）的表面成分（SCMP）相似，能够刺激特有的免疫系统，导致无目的性的能量损耗的免疫反应。特异性β-甘露聚酶可消除β-半乳甘露聚糖的免疫原性。

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通过产生功能性寡糖和寡肽，代替抗生素控制有害微生物

酶制剂除了上面四个具有比较明确的替抗领域外，还有比较间接的应用领域，即酶制剂水解产物，部分酶解产生的功能性寡糖和寡肽具有调节肠道健康的作用，在替抗方面起到辅助的作用，作为益生元的功能性寡糖（低聚糖）尤为明显。

功能性寡糖：寡糖又称低聚糖，是由 2~20 个单糖通过糖苷键连接的介于单糖和多糖之间的低分子量碳水化合物。它可以从天然原料中提取，也可以利用转移酶、水解酶的糖基转移反应、天然 高聚糖的控制性水解法和化学合成法进行制备。功能性寡 糖包括壳寡糖、木寡糖、果寡糖、大豆低聚糖、褐藻寡糖、甘露寡糖、低聚半乳糖等。功能性寡糖能在保持肠道内微生态平衡的基础上促进肠道内的有益菌的生长，促进短链脂肪酸的产生，改善肠道组织结构，增加肠道对营养物质的吸收，加强肠粘膜屏障，缓解肠道 炎症，提高肠道免疫能力。

功能性寡肽：肽是指分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物，是由 20 种天然氨基酸以 不同组成和排列方式构成的，从二肽到复杂的线性或环形结构的多肽的总称。一般认为 少于 20 个氨基酸组成的肽为“寡肽”。寡肽除了具有营养功能外，生物活性研究是其另一热点，研究寡肽的抗氧化、 免疫、抗菌等生理功能以及作用机理，对更好的开发应用寡肽，发挥动物生长潜力，提 高动物健康水平，具有重要意义。

参考文献

张显东. 促生长抗生素作用机理及其替代方案的重新思考[J]. 饲料工业, 2017, 38(011):61-64.

田亚东，蔡辉益.饲用抗生素的促生长机制[J].饲料工业

冯定远. 酶制剂在饲料养殖中发挥替代抗生素作用的领域及其机理[J]. 饲料工业, 2020, v.41;No.609(12):5-14.

[学位论文全文]  刘建成， 2018 - 石河子大学：动物营养与饲料科学

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