家禽用非药物饲料添加剂

家禽用非药物饲料添加剂MON-MEDICATEDFEEDADDITIVESFORPOULTRYRobertD.Rowland博士　美国大豆协会，饲料和营养顾问导言和背景研究人员尚未发现某一种单个的饲料添加剂能够实现养禽业中以昀低成本生产肉蛋的全部目标。但是，有很多饲料添加剂能够支持高效生产并减少或预防家禽生产中的问题。使用任何饲料添加剂都必须经济上有效或有利可图。我们可以用以下的办法来评估禽用饲料添加剂的效益：(1)找到家禽生产中的某个问题及其经济损失；(2)消除产生问题的一切可能的原因，如管理；(3)在饲料中按使用说明只加入一种新的饲料添加剂；(4)每天观察禽群在采食新饲料添加剂后的变化；(5)计算在使用新添加剂前后禽群的收入情况；(6)计算健康收益的价值，如死亡率降低；(7)如果可能，保持一个不喂新添加剂的对照群。多数非药物饲料添加剂是来自微生物或发酵。在饲料添加剂的研究和开发中广泛地使用着应用微生物学的昀新科技进展。本文不能对微生物和发酵技术作广泛的评述。本文的目的是为了在家禽饲养中为选择和使用非药物饲料添加剂提供资料。欧洲联盟（EC）昀近的发展说明了对有效的非药物饲料添加剂的需要。在1995年，有11种药物饲料添加剂可以用于猪禽饲料。到1999年7月，上述饲料添加剂中只有4种仍可以在EC使用它们是：肥粒霉素(Avilamycin)、班伯霉素(Bambermycin)、莫能菌素(Monensin)和盐霉素(Salinomycin)。禁用的添加剂是：阿伏霉素(Avoparcin)、卡巴多(Carbadox)、喹乙醇(Olaquindox)、螺旋霉素(Spiramycin)、泰乐霉素(Tylosin)、弗吉尼亚霉素(Virginiamycin)和杆６４菌肽锌。欧盟国家在禁用药物饲料添加剂方面非常咄咄逼人。当饲料中不含抗生素类生长促进剂时，有害的肠道微生物可能产生的影响有：(1)有益于饲料消化和吸收的微生物数量减少；(2)肠壁增厚，从而妨碍饲料消化和营养物吸收；(3)产生能够引起肠炎和湿粪、湿垫草的毒素；(4)肉禽生长减慢，禽肉生产成本增加。益生素(Probiotics)：可以在家禽饲料中使用的直接饲用微生物(Direct-fedmicrobials,DFMs)在美国，益生素（有益的微生物）这个名词大都已被术语“直接饲用微生物（DFMs）”所代替。DFMs和酶可以一起讨论，因为大多数DFMs也含有某些酶。我们将分别讨论DFMs和酶，因为我们要寻找有潜力替代促生长抗生素的DFMs。在美国，所有的DFMs都属FDA管理。DFMs的销售商不能宣称其产品有治疗作用或能建立有活力的肠道菌群。如果宣称一种DFM在促进生长和饲料转化率方面有效力，它就成了饲料添加剂。这样就要求作为动物新药申请，也就是要进行研究测试和饲养试验，以证明其功效和安全性。为此需花费数百万美元。因此，美国的DFMs在标签上的说明是：一种有活力天然微生物的来源。美国FDA管理条例的设计原则是防止进行没有数据支持的宣传。FDA和AAFCO（美国饲料监督员协会）使用一张适用于畜禽饲料的微生物名单。表1是当前批准使用于美国饲料的DFMs名单。此表来自附于本文末的附件A（条例）。注意，只有10种细菌、酵母菌和霉菌被批准在美国作为DFMs使用。为了预期DFMs可能有的效能，我们需要了解每种微生物的概况。曲霉是霉菌，在分类上属于真菌。这种微生物具有坚硬的细胞壁，无叶绿素，有植物性菌丝体，通过产生孢子而繁殖。它们可以是需氧菌，也可以是兼性厌氧菌，存在于土壤中或植物上。曲霉可以用作DFMs和酶的来源。杆菌是革兰氏阳性的直杆形细菌。杆菌的特点是可以形成对热和干燥具有抗性的内生孢子。它们可以是需氧菌或兼性厌氧菌，过氧化氢酶阳性。杆菌一般存在于土壤、食物和辛香料上。它们的主要代谢产物是乙酸盐，以及某些甲酸盐、乳酸６５盐、琥珀酸盐和丙酸盐。杆菌广泛地用作DFMs和酶源。表1适用于畜禽饲料的微生物Aspergillusniger(黑曲霉)Aspergillusoryzae(米曲霉)Bacilluscoagulans(凝结杆菌)Bacilluslentus(迟缓杆菌)Bacilluslicheniformis(地衣杆菌)Bacilluspumilus(短小杆菌)Bacillussubtilis(枯草杆菌)Bacteroidesamylophilus(嗜淀粉拟杆菌)Bacteroidescapillosus(多毛拟杆菌)Bacteroidesruminocola(栖瘤胃拟杆菌)Bacteroidessuis(猪拟杆菌)Bifidobacteriumadolescentis(青春双歧杆菌)Bifidobacteriumanimalis(动物双歧杆菌)Bifidobacteriumbifidum(两歧双歧杆菌)Bifidobacteriuminfantis(婴儿双歧杆菌)Bifidobacteriumlongum(长双歧杆菌)Bifidobacteriumthermophilum(嗜热双歧杆菌)Lactobacillusacidiphilus(嗜酸乳杆菌)Lactobacillusbrevis(短乳杆菌)Lactobacillusbulgaricus(保加利亚乳杆菌)Lactobacilluscasei(干酪乳杆菌)Lactobacilluscellobiosus(纤维二糖乳杆菌)Lactobacilluscurvatus(弯曲乳杆菌)Lactobacillusdelbruekii(德氏乳杆菌)Lactobacillusfermentum(发酵乳杆菌)Lactobacillushelveticus(瑞士乳杆菌Lactobacilluslactis(乳酸乳杆菌)Lactobacillusplantarum(植物乳杆菌)Lactobacillusreuterii(卢氏乳杆菌)Leuconostocmesenteroides(肠膜明串珠菌)Pediococcusacidilacticii(乳酸片球菌)Pediococcuscerevisiae(啤酒片球菌)Pediococcuspentosaceus(戊糖片球菌)Propionibacterium-freudenreichii(费氏丙酸)Propionibacteriumshermanii(谢氏丙酸菌)Saccharamycescerevisiae(酿酒酵母)*Entercococcuscremoris(乳脂肠球菌)*Entercococcusdiacetylactis(二乙酰乳酸肠球)*Entercococcusfacium(粪肠球菌)*Entercococcusintermedius(中间肠球菌)*Entercococcuslactis(乳肠球菌)*Entercococcusthermophilus(嗜热肠球菌)*过去叫Streptococcus(链球菌)。６６拟杆菌是革兰氏阴性的杆状专性厌氧菌，存在于牛羊的瘤胃中。它们主要的代谢产物有琥珀酸盐、乙酸盐、乳酸盐、甲酸盐和丙酸盐。拟杆菌在美国很少用作DFMs。双歧杆菌是革兰氏阳性的杆状专性厌氧菌。它们与乳杆菌有密切关系，过氧化氢酶阴性，能够产生乳酸盐和乙酸盐。双歧杆菌可以很容易地从哺乳的幼小动物的肠道中分离而得。美国广泛地用双歧杆菌作为DFMs。乳杆菌是革兰氏阳性的杆状细菌，可以是同型发酵菌或异型发酵菌。它们是过氧化氢酶阴性的兼性厌氧菌。主要的代谢产物是乳酸盐，但是异型发酵乳杆菌也可以产生乙酸盐、乙醇、甲酸盐和琥珀酸盐。乳杆菌高度耐酸，存在于酸菜、泡菜、青贮、乳制品和动物的肠道中。乳杆菌在美国广泛地用作DFMs和青贮剂。明串珠菌是革兰氏阳性的球形细菌，过氧化氢酶阴性，兼性厌氧。它将糖发酵成乙酸盐和乳酸盐（异型发酵）。明串珠菌存在于植物上，在美国用作青贮剂。片球菌是革兰氏阳性的球形细菌，兼性厌氧。它们被认为是乳酸菌，因为它们主要是将糖变成乳酸盐（同型发酵）。它们存在于植物上和啤酒中，被用作青贮剂。丙酸菌是革兰氏阳性的杆状细菌，兼性厌氧。它们为过氧化氢酶阳性，产生乙酸盐、丙酸盐和二氧化碳。它们存在于乳制品和青贮料中。丙酸菌在美国用作DFMs和青贮剂。酿酒酵母在分类上属于真菌，是卵圆形的单细胞生物，出芽繁殖。酵母可以是需氧菌或兼性厌氧菌。酵母菌可以用于制造面包、啤酒、酒精、酶、维生素和单细胞蛋白。酵母菌也能用作DFMs或青贮剂。链球菌（也叫肠球菌）是革兰氏阳性的卵圆形细菌，兼性厌氧，过氧化氢酶阴性。正常的代谢产物是乙酸盐、乳酸盐和酶。它们比其他的产乳酸细菌耐热。肠球菌存在于动物肠道、生奶中和饲草上。在美国，肠球菌被用作DFMs和青贮剂。在美国的家禽饲料中昀常用作DFMs的微生物是杆菌和乳杆菌。这些也是我过去在家禽饲养试验中所用的DFM来源。因此，我们将讨论的一些DFMs试验例子是用杆菌和乳杆菌做的。对于一种成功的DFM，昀重要的要求是：(1)加到家禽饲料中的活细胞数量；(2)饲料中DFM细胞的耐热和耐干燥能力。在美国，乳杆菌和杆菌DFMs的一个主要供应商是在威斯康星州Milwaukee的克里斯.汉森生物系统公司(ChrisHansen'sBioSystems)。在1999年的《直接饲用微生物、酶和饲草添加剂纲要》中列举了该公司生产的6种禽用微生物产品。６７没有一种产品宣称能够改善结果，但是在所有产品的标签上都写明：“含有活的天然微生物来源”。(1)Biomate2浓缩料：地衣杆菌和枯草杆菌，每磅的总杆菌数不少于5.65亿菌落形成单位（CFU）。(2)BiomateFG浓缩料：嗜酸乳杆菌、乳酸乳杆菌、枯草杆菌和地衣杆菌。每克的总细胞数为3.3亿CFU。(3)BiomateLA-20：嗜酸乳杆菌，每克含有200亿CFU。(4)BiomateMC-20浓缩料：嗜酸乳杆菌、乳酸乳杆菌、干酪乳杆菌、二乙酰乳酸乳杆菌和两歧双歧杆菌。每克乳酸菌含有200亿CFU。(5)BiomateSF-20：粪肠球菌，每克含有200亿CFU。(6)BiomateYeastPlus：酿酒酵母、蛋白酶和脂肪酶。每克总酵母含有90亿细胞；每克活酵母含有50亿CFU；每磅含有5万蛋白酶单位、5万淀粉酶单位和4000脂肪酶单位。上列第6种产品既保证微生物数量（CFU），又保证酶含量。产品标签说明可以用于家禽饲料和所有动物的饲料。在高于80℃制粒的肉仔鸡饲料中一切酶活性全被破坏，因为酶对于热是敏感的。我们将在后面谈到，为了维持酶活性，往颗粒饲料中加酶应在制粒后进行。《美国DFM纲要》列举了400多种可用于畜禽饲料、青贮剂、液体饲料和畜禽饮水添加剂的细菌、酵母和酶制剂。问题是我们如何选择能够改进家禽的肉蛋生产性能效率的DFM？我们必须依照一些指导原则：(1)选择一种可以减少肠道中有害微生物，如大肠杆菌的DFM微生物；(2)使用一种能够在每克家禽饲料中加入100万CFU的DFM产品；(3)要求提供一种能够检测家禽饲料中DFM微生物数量的实验室方法；(4)检测家禽饲料中的DFM产品并与你现用的饲料进行比较。选择一种能够减少肠道中有害细菌（如大肠杆菌）的DFM微生物是一个综合了科学、逻辑学和测试的过程。为了减少大肠杆菌这种革兰氏阴性细菌，我们应该选择杆菌或乳杆菌等革兰氏阳性细菌来排挤它们。为什么我们采用的标准是在每克家禽饲料中加入100万CFU？在微生物世界中，每公斤饲料含有100万CFU是无效的。多数禽病专家和家禽营养学家使用DFMs时是在每克家禽饲料中至少加入100万CFU。６８在美国，哪些家禽饲料含有DFMs？它们是：(1)用于生产有机肉仔鸡的肉仔鸡饲料（饲料中不含化学品或药物）；(2)用于生产有机蛋的蛋禽饲料；(3)用抗生素处理了饮水或饲料后使用的肉仔鸡或蛋鸡饲料；(4)想用来在肠道中建立有益微生物群体的肉仔鸡和蛋鸡饲料。禽用的竞争性排除培养物(CompetitiveExclusionCultures)和寡糖现今的公共卫生关注肉蛋中沙门氏菌、弯曲杆菌、大肠杆菌和李氏杆菌的污染问题，这促进了科学家研究开发能够降低鸡肠道中人类病原菌数量的产