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新饲料添加剂:枯草三十七肽研究进展

时间:2023-09-12 浏览:2081次

新饲料添加剂:枯草三十七肽研究进展

详细说明

导读


导读:枯草三十七肽是2022年11月3日经农业农村部批准的新饲料添加剂,准许在中华人民共和国境内生产、经营和使用,核发饲料和饲料添加剂新产品证书,同时发布产品标准。枯草三十七肽也是国际上首个获批的抗菌肽新饲料添加剂。本综述主要对枯草三十七肽在各种动物上的研究应用进行总结,以期为枯草三十七肽的应用推广提供参考。



新饲料添加剂:枯草三十七肽研究进展


抗菌肽是一类具有抗感染功能的生物活性肽,由20种常见氨基酸组成,广泛分布于生物体内,具有广谱抗菌活性,是生物体先天性免疫防御系统组成部分。作为行业瞩目的替抗品,抗菌肽主要通过直接抑制或杀灭致病菌和调节机体免疫功能两个途径发挥抗感染作用。与抗生素相比,抗菌肽由于独特的作用机制(膜穿孔),在使用过程中不易产生耐药性,无残留、绿色安全,是避免细菌耐药的最佳饲料添加剂,行业专家经Meta分析,结果表明,抗菌肽是抗生素最优替代品。

枯草三十七肽是国际上首获批复的抗菌肽新饲料添加剂,它的获批标志着抗菌肽产品的合法性,开启了抗菌肽发展的新时代,也正式拉开了抗菌肽应用的新纪元。








01
枯草三十七肽概述

枯草三十七肽为淡黄色粉末,无异味,由37个氨基酸残基组成,分子式为C162H254N50O51S5分子量3.8KD,两个二硫键将其形成的两个α-螺旋连接,形成紧密结构,性质超级稳定,对高温、酸、碱、胃蛋白酶、胰蛋白酶有良好的抵抗力。枯草三十七肽主要在肠内发挥作用,不会以完整形式进入血液。

枯草三十七肽空间结构


02
枯草三十七肽在动物生产中的应用


2.1枯草三十七肽在断奶仔猪上的应用

在仔猪饲料中添加枯草三十七肽能显著提高仔猪的生长性能及机体免疫力,显著降低料肉比和腹泻率。桂韬等发现,在饲料中添加枯草三十七肽能显著提高断奶仔猪生长性能及血清中猪瘟抗体阻断率、阳性率和合格率。宋青龙等研究发现,在断奶仔猪日粮中添加300mg/kg枯草三十七肽,仔猪的末重、平均日增重、平均日采食量分别提高12.11%、7.8%、16.66%;添加200、300mg/kg枯草三十七肽仔猪腹泻率分别降低44.00%和32.45%;另外,枯草三十七肽能快速激发机体免疫应答的能力,能在短时间内提高猪瘟抗体水平,显著提高仔猪的皮毛指数。孔祥书等在仔猪饲料中添加1000g/t枯草三十七肽研究发现,仔猪的平均日增重提高19.17%,料肉比降低15.98%,腹泻率降低53.46%,腹泻指数降低85.05%;试验期内仔猪增重提高2.2kg/头。在断奶仔猪的日粮中添加350mg/kg枯草三十七肽,可以显著降低断奶仔猪的料肉比,腹泻率降低51.02%,抗体阳性率提高200%,平均抗体阻断率提高101.26%,IgG、IgA抗体含量均显著提高,尿素氮含量降低28.32%,血糖含量显著降低,总蛋白含量显著升高。在断奶仔猪基础日粮中分别添加180g/t、250g/t、320g/t的枯草三十七肽料肉比分别降低了6.05%、10.34%和14.48%,添加180g/t、250g/t的枯草三十七肽的血清尿素氮水平分别降低了32.53%、18.93%,添加180g/t、320g/t的枯草三十七肽血清中免疫球蛋白IgG含量分别提高了3.39%、16.31%,日粮中添加适量的枯草三十七肽对促进仔猪的生长和提高饲料转化率具有较为明显的改善作用,还可以提高断奶仔猪机体免疫力。任洪辉等研究发现,在试验初重无差异的情况下,添加适量枯草三十七肽对放牧断奶藏猪仔猪腹泻率和死亡率也有显著的改善,死亡率降为0。在断奶仔猪日粮中添加0.3%枯草三十七肽能显著降低断奶仔猪粪中大肠杆菌数量和血清中尿素氮含量,显著提高血清中干扰素γ含量达10.71pg/mL,血清中IgA含量提高了17.6%,表明日粮中添加0.3%枯草三十七肽能够提高断奶仔猪生长性能、促进肠道菌群平衡、改善血清生化指标、提高免疫力,促进仔猪机体健康。综上所述,饲料中添加枯草三十七肽可以提高仔猪免疫力,通过其抗菌、调节肠道菌群平衡的功能改善仔猪肠道健康,降低仔猪腹泻率,提高仔猪肠道消化吸收功能,进而提高仔猪的生长性能。


2.2 枯草三十七肽在母猪生产中的应用

枯草三十七肽可以提高母猪窝产仔数,健仔率和活仔率。李波等在母猪产前30天和产后21天添加400mg/kg的枯草三十七肽发现,活仔率提高5.60%,健仔率提高4.00%,腹泻率降低46.98%,仔猪的初生重、21天重、日增重、成活率均有所提高。郭强等从母猪配种到产后断奶的过程中在日粮中添加200mg/kg枯草三十七肽,平均窝产仔数提高0.55头,健仔数、弱仔数、死胎均得到改善,总死胎率降低4.04%,头均净增重提高0.33kg,平均日增重提高0.02kg,腹泻率降低1.15%。以上研究结果表明,母猪日粮中添加枯草三十七肽可以提高母猪的免疫性能和健康度,提高母猪的消化吸收功能,进而提高胎盘及母乳营养供应和免疫因子含量,提高母猪的繁殖性能。


2.3 枯草三十七肽在肉鸡生产中的应用

陈红羽等研究报道,在肉鸡日粮中添加150 mg/kg和300 mg/kg枯草三十七肽可以显著提高肉鸡的平均日增重,料肉比显著降低。杨青研究发现,日粮中添加20和80 mg/kg枯草三十七肽可以显著提高28天和35天肉鸡血清中的新城疫抗体水平。丁修良等研究发现,日粮中添加300 mg/kg枯草三十七肽可以显著提高肉鸡试验前期( 1~21天)、后期( 22~42天)以及全期( 1~42天) 的平均日增重和饲料转化率,显著降低肉鸡盲肠中大肠杆菌和总需氧菌数量,提高粗蛋白质表观代谢率和氮沉积率。姚远等研究发现,日粮中添加200 mg/kg枯草三十七肽可显著提高1~21日龄肉鸡平均日增重、降低料肉比,日粮中添加200~500 mg/kg枯草三十七肽能显著增加鸡十二指肠、空肠、盲肠的黏膜厚度和绒毛长度/隐窝深度比值( V/C值) ,增加血清补体4( C4)含量,添加500 mg/kg枯草三十七肽能够有效地减少肉鸡肠道中大肠杆菌和沙门氏菌数量,同时提高乳酸菌数量,显著增加血清IgA、IgG、IgM含量。枯草三十七肽、合生素单独或联合添加还能改善AA肉鸡小肠黏膜结构,促进小肠黏膜免疫细胞增殖。在基础日粮中添加200和300 mg/kg枯草三十七肽,能显著提高817肉杂鸡平均日增重,降低料肉比,提高胸腺、法氏囊和脾脏指数,提高42日龄肉杂鸡的ND抗体水平和T淋巴细胞转化率。单达聪等通过在饮水中分别添加不同质量浓度枯草三十七肽研究发现,添加60mg/kg、120 mg/kg肉鸡日增重分别提高0.67 %、1.67 %,平均体重分别提高 2.53 %、1.49 %,料肉比显著降低,出栏率分别提高2.0%、1.7%。饮水中添加枯草三十七肽还可减少肉鸡盲肠产气荚膜梭菌数量,提高乳酸杆菌数量,显著提高肉鸡十二指肠和空肠的绒毛高度与隐窝深度之比,降低回肠中的IL-1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α水平,促进肉鸡B淋巴细胞增殖,增加CD8+T淋巴细胞亚群的比例,提高抗体滴度,并诱导IFN-γ、IL-10和IL-4的分泌。综上发现,枯草三十七肽可以通过促进淋巴细胞增殖、提高免疫器官指数、血清抗体水平等提高肉鸡的免疫性能,通过调节肠道菌群平衡,提高肠道屏障功能,进而改善肠道健康,提高饲料转化率和肉鸡的生长性能。目前,枯草三十七肽在肉鸡上的作用效果已经得到了行业的广泛认可,另外,在原料价格高涨和玉米豆粕减量替代的大背景下,枯草三十七肽在肉鸡养殖降本增效,改善饲料报酬方面能够发挥重要的作用。


2.3 枯草三十七肽在蛋鸡生产中的应用

在蛋鸡日粮中添加枯草三十七肽对提高蛋鸡的产蛋性能和提升免疫力具有显著效果。刘莉如研究发现,饲料中添加枯草三十七肽可以提高蛋用仔公鸡生产性能和免疫力,增加肠道双歧杆菌和乳酸杆菌的数量,降低肠道致病菌大肠杆菌数量和炎性细胞因子的相对表达水平,还改善了蛋用仔公鸡小肠黏膜上皮细胞形态,增加了肠道免疫活性细胞的数量。江红等研究报道,日粮中添加900mg/kg枯草三十七肽可以显著提高广东温氏麻AA产蛋肉用种鸡NDV抗体水平及ND弱毒苗HI抗体水平,表明在日粮中添加枯草三十七肽可起到增强免疫的作用。王向东在卢氏绿壳蛋鸡的基础日粮中添加250mg/kg枯草三十七肽,卢氏绿壳蛋鸡的相对增重率提高25.5%,血清Tpr、Alb含量显著升高,第49d时卢氏绿壳蛋鸡的全净膛率显著降低,添加250mg/kg枯草三十七肽可显著增加平均蛋重,显著降低料蛋比,添加150mg/kg枯草三十七肽即可显著提高蛋黄颜色等级;添加350 mg/kg枯草三十七肽,卢氏绿壳蛋公鸡的胸腺指数提高33.67%,法氏囊指数提高140.76%,脾脏指数提高25.98%,IgA含量提高17.80%,IgG水平提高41.09%。


2.4 枯草三十七肽在水产动物生产中的应用

枯草三十七肽可以改善水产动物肠道形态,增强肠道屏障功能,提高肠道消化吸收功能,降低饵料系数,提高水产动物生长速度。枯草三十七肽可以通过激活p38 MAPK和NF-κB信号通路增强巨噬细胞吞噬能力,提高水产动物的头肾体指数和脾体指数,提高免疫相关酶活力,提高抗病力。据报道,在基础饲料中添加500mg/kg枯草三十七肽,草鱼的末均重、增重率、特定生长率分别提高了8.47%、35.05%、25.72%,饲料中添加300mg/kg、400mg/kg、500mg/kg枯草三十七肽,饵料系数分别降低了14.9%、9.78%、11.23%,成活率也有一定程度的提高。饲料中添加200mg/kg和250mg/kg的枯草三十七肽能够提高湘云鲫的生长性能及溶菌酶、超氧化物歧化酶活性,提高湘云鲫的非特异性免疫能力。贾滔等报道,在基础饲料中添加200mg/kg枯草三十七肽能显著提高鲤鱼末重和特定生长率,降低饵料系数,相对增重率和成活率也呈上升趋势。Lu等研究发现,添加枯草三十七肽和不同抗生素的鱼饲料养殖罗非鱼对水、残留物和鱼肌肉样品中抗生素耐药基因的影响存在着显著差异,饲料中添加枯草三十七肽与抗生素相比,不同样品中抗生素耐药基因的绝对丰度显著降低,多重耐药菌数量减少了75%,表明枯草三十七肽在控制抗生素耐药基因产生和多重耐药菌危害方面具有优异的效果。总之,枯草三十七肽在水产上可以促进水产动物生长,提高水产动物免疫力和抗病力,控制水产耐药菌的产生。


2.5 枯草三十七肽在反刍动物生产中的应用

在奶牛饲料中添加枯草三十七肽和中草药复配制剂可以减少奶牛的乳房炎发病率,提高产奶量。平西栓等研究发现,在奶牛的基础日粮中添加枯草三十七肽和中草药的复合制剂50克/头/天,牛奶中乳脂率提高了3.2%,乳蛋白含量无显著变化,体细胞数显著降低54.7%,饲喂15天枯草三十七肽与中草药复合制剂后,产奶量提高35.9%。


2.6 枯草三十七肽其它动物生产中的应用

饲料中添加枯草三十七肽可以显著提高肉兔的生长性能和免疫性能,降低料肉比。雷岷等研究发现,在基础饲料中添加200 mg/kg枯草三十七肽,肉兔0 ~ 4周的平均日增重提高20.39 %,0 ~ 8周提高13.34 %;添加200 mg/kg、250 mg/kg枯草三十七肽能提高肉兔的胸腺指数10.55 %、23.21 %,脾脏指数9.55 %、25 %。


03
总结与展望

众所周知,抗生素耐药性已被视为人类健康的主要威胁。据报道,全球90%以上的抗生素用于食品动物,抗生素滥用在动物生产相关环节尤为突出,由此导致的耐药性问题更是成为众矢之的。鉴于此,自1986年始,世界各国陆续在动物饲料和养殖生产中实行禁抗、减抗政策,我国养殖禁抗也在逐步推行。农业农村部公告第194号,自2020年7月1日起,饲料生产企业停止生产含有促生长类药物饲料添加剂(中药类除外)的商品饲料。近年来,科研机构在加快研发推广新型抗生素替代品和方案。抗菌肽经过半个多世纪的研究应用,其在畜牧业上的作用效果已经被广泛证实,其抗菌、调肠道、增强免疫等的作用机制越来越清晰,其研发生产和提纯工艺也得到了长足的发展。2022年11月3日,枯草三十七肽被农业农村部批准为新饲料添加剂,是世界上第一个被批准的抗菌肽新饲料添加剂,标志着抗菌肽的发展进入了新纪元。枯草三十七肽可促进生长,增强机体免疫功能,改善肠粘膜形态结构和菌群组成,相信将来枯草三十七肽不仅在畜牧业有着更广泛的应用,在控制抗生素耐药、抗肿瘤、抗衰老等领域也将得到更多的研究和发展。


作者:宋志恒
















END



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