摘要：无抗生素的猪生产涉及了对猪管理的广泛研究，详细地说应包括饲养员的招收、培训、风险分析及其对策，猪饲料生产及运输，免疫计划，遗传选择，营养管理。
无抗生素的猪生产涉及了对猪管理的广泛研究，包括经理老板、雇员、兽医顾问和营养顾问。详细地说包括了雇员的招收和培训，风险分析及其对策，饲料生产及运输，免疫计划及遗传筛选、饲养管理。营养管理的含义包括氨基酸、能量、微量元素和维生素水平对免疫系统的影响及其相互作用。此外还需理解纤维素作为前生命物质的非传统用途，前营养物质的使用以及它们之间的相互作用。
在无抗生素时营养管理更需要营养顾问设计出更经济的营养配方来帮助机体抵抗疾病，这些配方集中在以下几点：（1）增强先天免疫系统；（2）建立有益的微生物群；（3）促进有益微生物生长的营养物质及饲料成份；（4）阻断病菌结合或粘附饲料的有机物；（5）维持细胞完整性的饲料成份及营养物。
在无抗微生物生长因子存在时，应重新评价生长各阶段的营养需求、氨基酸和蛋白质、能量需求及其来源、矿物质、维生素的添加量、日粮中纤维的价值。目前的这些营养需求是在含有治疗量或亚治疗量的抗生素的日粮中推断出来的。
蛋白质 一般认为，蛋白质吸收与机体蛋白合成呈正相关，机体蛋白质合成增加主要出现在肌肉和肝脏中。然而，蛋白质的吸入似乎对胃肠道的蛋白质合成率影响不大。在日粮中添加非淀粉多糖（NSP）将使家禽的小肠和大肠增重4%，相比之下，在日粮中添加酶降低其粘性，将使小肠减轻18%（Simon，2001）。肠道增重使得胃肠道合成增加，因此，每天吸收的蛋白量就增加。所以，对于以谷-大豆为基础的日粮，必须重新调整营养蛋白和氨基酸的需求量，这与饲喂添加了非淀粉多糖日粮的猪肠道重量增加相一致。
除重新调整胃肠道组织生长、维持的氨基酸需求量外，还需注意氨基酸对免疫功能的影响。苏氨酸对肉用仔鸡的免疫功能是必需的，所以Kidd（2000）报道苏氨酸是鸡r-球蛋白的一个重要成份，r-球蛋白在免疫球蛋白中的含量很高。因此，在无抗微生物因子的计划中，苏氨酸的需求量要根据抗体产生要求来决定。Kidd（2000）引证了两篇论文，一篇是关于小鸡的，另一篇是关于猪的。这两篇论文中，产生抗体所需的苏氨酸比机体生长需求量要大。因此，目前苏氨酸的需求，是根据含有抗生素的“正常”日粮来决定的，作为反应标准的饲料吸收、转化、机体组成也是以这种日粮为基础，所以低估了猪对苏氨酸的需求。
到目前为止，对小肠的生长有关键作用的一个氨基酸也很少受到重视，，这个氨基酸就是谷氨酸或衍生物。Reeds等（2000）报道日粮中95%的谷氨酸盐被粘膜吸收，其中有一半的谷氨酸盐完全代谢成二氧化碳，这仅相当于5%的葡萄糖完全被利用。Pierzynowski 等（2001）报道了补充1%的谷酰氨能防止仔猪断奶后出现缺乏营养性虚脱或萎缩，饲料的转
化率可提高25%。
肠绒毛萎缩的减少可能是因为日粮中的谷酰氨提供了更多的能量给上皮细胞。饲料转化率的提高可能是与营养物吸收增加有关，因为绒毛长度增加了和肠腺窝加深（Borbolla， 2000）或者是因为谷酰氨满足了猪净能量需求的一部分。这是特别有趣的，因为小肠提供的能量只占每天净能量需求的6%。
能量 尽管日粮能量增加通常与吸收率和转化率有关，但是能量对猪发病率、死亡率的影响还没有很好的定性。我们已经做了两个试验：当日粮能量密度增加时，极度消瘦基因型猪的发病率、死亡率从12.4%下降到5.9%。在另一个独立的试验中，日粮能量密度增加时，阉猪的发病率、死亡率下降47%，小母猪发病率、死亡率下降33%，有必要进一步评价无抗生素日粮中能量增加的经济意义。
已证实，必需脂肪酸亚油酸和亚麻酸尽管会转化成花生四烯酸或二十碳二烯酸，但对免疫功能有着重要的作用。这些脂肪酸以前列腺素和白细胞三烯的形式对免疫系统起作用。此外，必需脂肪酸对所有生物膜的磷脂也有作用（McDowell，2000）。
日粮中脂肪酸的比例似乎也很重要。一个更低的omega6：omega3比例脂肪酸是比较理想的。Omega3脂肪酸对免疫的作用已经报道了（Pike，2000）。与蔬菜相比，鱼油是一个更高效的二十碳二烯酸来源。鱼油在各个物种中的反应几乎一致。
微量元素 许多微量元素如铜、锌、铯、铬对动物有重要作用。这些微量元素的作用如下：（1）细胞膜的组成部分；（2）酶的催化剂，这些酶能够除去自由基和反应氧的代谢产物，对维持器官的上皮组织有重要作用，或者（3）涉及激素分泌的酶催化剂，能刺激上皮细胞的生长（Zinpro，2000）。
在缺少微量元素的情况下，微量元素对动物特性的作用就更明显了。Caine 等（2001）报道：从怀孕80天开始用氨基酸螯合物饲喂母猪，其断奶仔猪空肠肠绒毛：肠腺窝比例更高，整个小肠内皮上层的淋巴细胞数量也更高。这些结果证实，猪胎儿期增加微量元素有重要作用，此外这些结果也证实了补充微量元素对免疫功能和肠道形态形成有积极作用，甚至在足够微量元素的情况下再补充微量元素也有重要作用。
微量元素除了无机来源之外，微量元素复合物、蛋白盐和螯合物也能从生物中取得，所以对上述观点还存在一些争论。最近Cao 等（2000）用8种有机来源的锌与试剂硫酸锌作了比较，在他的试验中，与试剂硫酸锌相比，鸡、羔羊只有一个来源的锌—锌的蛋白盐相当有更多的从生物中获得。有机来源的微量元素被认为是经过肽或氨基酸途径而被吸收的，而不是经无机物吸收机制而吸收的（Close，1998），因此可将拮抗作用减到最小，Cao 等试验强调了微量元素的可变性。
维生素 多种维生素缺少时可导致粘膜防御的第一道防线——上皮组织的完整性受到损害。许多维生素对免疫系统有重要影响。Mc Dowell（2000）报道了不同维生素对免疫功能的影响，如β-胡萝卜素、叶酸、泛酸、VA、VC、VD、VE、VB6。
VA对维持呼吸道、胃肠道和肾上腺功能有重要作用。视黄酸直接影响T-淋巴细胞对抗原的反应，除T-淋巴细胞反应受到影响外，巨嗜细胞和嗜中性白细胞的吞噬反应、粘膜表面的免疫球蛋白的分泌也受到VA水平的影响。由此可见，补充VA对免疫功能的重要性不能忽视。
缺少泛酸的动物，抗体形成减少和上皮受损，包括皮肤、胃肠道、呼吸系统，这些损伤将损害免疫系统防御的第一防线。缺少叶酸将导致对抗原的免疫反应减弱和T-淋巴细胞的胚形转化反应减弱。
VB6，通常是指吡哆醇，通过必需脂肪酸代谢来影响免疫系统，而必需脂肪酸代谢对前列腺素的合成是很重要的。VB6也影响抗体形成，淋巴细胞数目下降，T-cell和B-cell功能减弱，白细胞介素减少都与吡哆醇的缺乏有关。吡哆醇缺乏将导致5-磷酸吡哆醛减少，而后者是免疫细胞形成的酶系统中的一个重要成份（Lekem，1990）。
VC对提高免疫力有多方面的作用，包括促进上皮层中成胶的形成和用作抗氧化剂。除为直接抗氧化剂起作用外，VC还可为VE自由基提供电子，而VE再产生抗氧化剂，这就使得VC有少量VE的功能，此外，VC对白细胞和抗体的形成、干扰素的产生和嗜中性白细胞的功能都有刺激作用。这些作用对保护许多组织不被细菌和病毒感染是很重要的。在紧张时还能降低糖皮质激素水平，所以可缓解运输过程中的应激反应。VC对糖皮质激素的影响被认为可以减少小家禽在热应激中的死亡率。
VD作为激素也许能保护动物免于疾病，据报道添加1，25（OH）2D3能增加淋巴细胞的数量；另据报道也能促进皮肤细胞的增长。因此，增加VD的含量对预防疾病传播是必要的。
在所有对免疫系统有直接影响的维生素中，VE研究得最多，了解得也最多。VE的基本作用是作为抗氧化剂，防止细胞接触对细胞膜磷脂有危害的反应氧和自由基。除作为抗氧化剂外，VE也涉及了磷脂的合成，加强了巨噬细胞和嗜中性白细胞的吞噬活性。据报道VE对抗体产生及降低糖皮质激素水平也有作用。
显然维生素对免疫功能有调节作用，像矿物质一样，当它们缺乏时，它们的作用最明显了。有必要进一步研究，更好地阐明在无抗生素的情况下动物最适特性的维生素添加量。
纤维、寡糖 维生素和微量元素对动物健康的作用是直接影响细胞完整性和细胞功能，而纤维的作用依胃肠道的区段不同而不同。在小肠中增加日粮纤维含量将增加肠内容物的粘性。粘性的增加将减少了病原微生物入侵、与肠上皮接触的机会。此外，粘性增加将使得病原微生物暴露在胰腺酶中的时间延长。
小肠内容物进入大肠后，纤维的作用就变化了，内容物组成的重要性也变化了。在大肠中，日粮中纤维的主要作用是改善和维持有益微生物菌群。为了达到这一目的，应增加日粮中非淀粉聚糖或非消化性寡糖的含量。非淀粉聚糖不能作为能源被动物利用。当内容物被微生物发酵时产生不同的短链脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸，还有乳酸和多种气体。这些短链脂肪酸既是能源又是能被动物利用的挥发性脂肪酸。
估计约有95%的短链脂肪酸在大肠中被吸收（Sakatah，2001）。从短链脂肪酸中获取的能量约占总能量的60%（Jensen，2001）。能量利用的范围从大肠上皮直接利用丁酸到肝脏中将丙酸转变为葡萄糖。除了作为大肠的能源之外，丁酸还对上皮细胞的增殖有直接刺激作用，导致吸收水分的面积增大，结果通过水合作用促进动物健康。
除增加纤维能产生短链脂肪酸对大肠的直接作用外，非消化性寡糖还能促进乳酸菌生长、双歧杆菌、链球菌和许多其它种类的菌（Budding，2001）。促进乳酸菌生长对动物健康有益的影响包括抑制病原菌生长、刺激免疫功能、抑制病原菌与免疫系统细胞的相互作用。
乳酸菌通过以下几种途径抑制病原菌的生长（Mathew，2001）。第一是通过竞争排斥，乳酸菌能利用非消化性寡糖，而病原菌不能利用。乳酸菌的生长使得病原菌的被排挤；第二是竞争抑制，乳酸菌竞争性结合表面细胞受体，导致病原菌与内层细胞相互作用减少。乳酸菌的另一个作用模式是通过释放乳酸来调节局部的pH值，产生一个不利于病原菌生长的环境。
非消化性寡糖已经引起了极大的关注，典型的例子有果聚糖和甘露聚糖的应用。果聚糖包括土木香粉和果糖。土木香粉被定性为中性味，用来增加饲料的口感、稳定性和低脂肪的吸收；寡果糖是甜味，主要用于高纤维的日粮中。土木香粉约含6-10%的糖，这些糖主要由葡萄糖、果糖、蔗糖组成。寡果糖是土木香粉水解的结果，它含有5%的糖，约有蔗糖的30-50%的甜味（Niness，1999）。
除寡果糖和土木香粉对有益菌有刺激作用外，从人和老鼠的模型推断出它们还有助于钙、镁的吸收。然而，对矿物质吸收的影响因动物种类和年龄不同而不同（Gregor，1999），因此有必要进一步研究。
Mul（1997）报道，在断奶奶仔猪日粮中添加果聚糖（FOS），可增加仔猪对营养物的吸收，促进饲料转化和减少腹泻。在整个生长期也要维持不同的添加量。对仔猪日粮中果寡糖的进一步研究发现，添加果聚糖能使仔猪吸收增加13%，饲料转化率提高8%。Kerley 等（2001）通过添加果寡糖，能增加结肠肠腺窝的深度，增加了短链脂肪酸的产生，乳酸菌数量也增多。
Mathew（2001）报道，添加了果聚糖后，仔猪断奶后肠内挥发性脂肪酸浓度下降，乳酸杆菌浓度下降，也观察到大肠杆菌减少。Kerley 等（2001）报道添加果聚糖后，大肠杆菌减少6-7倍，双歧杆菌将增加6-7倍。大肠杆菌下降7倍与发病率明显下降有关。尽管Mul（1997）报道的试验数据是将果聚糖直接加到饲料中，但是水溶液的果寡糖是更适合的供给方法，因为断奶仔猪在适应颗粒日粮之前就适应了饮水。
另一值得注意的非消化性寡糖就是甘露聚糖寡糖（MOS），与果聚糖不同，果聚糖是从植物中取得，而甘露聚糖寡糖是从酵母中获取的。甘露聚糖寡糖的主要碳水化合物是甘露糖，而不是葡萄糖、果糖、蔗糖。甘露聚糖寡糖对病原菌的最大影响是通过结合甘露糖的特异性结合位点——Ⅰ型纤维蛋白。甘露聚糖寡糖通过占有结合位点，允许细菌通过胃肠道而不能吸附在肠管壁上（Spring，2000），这就是说减少了病原菌的入侵，限制病原菌只能暴露在肠上皮中。甘露聚糖寡糖也可作为乳酸菌的发酵底物，结果促进了竞争抑制，也为宿主提供了挥发性脂放酸（Bolduan，1999）。
除了对肠管腔有作用外，已证实甘露聚糖寡糖能提高限菌猪肠道和血清中免疫球蛋白的水平，提高传统养殖猪的小肠免疫球蛋白水平（Spring，2000）。喂了甘露聚糖寡糖的猪免疫功能增强可能是因为甘露糖结合了宿主肝脏产生的蛋白，识别抗原的碳水化合物部分，激活补体、增强了抗体反应（Morein，2001）。总之，果聚糖、甘露聚糖和乳酸菌，通过它们在肠管腔的影响，与上皮细胞、免疫系统的相互作用，对维持肠道完整性和动物健康有着重要的作用。
其他添加物 下面将简单讨论一下饲料中的其他一些成份，这些成份不能被动物直接提供营养，但能促进肠健康或提高免疫力。这些成分主要包括前生命物质、酸化剂、酶、草本植物和香料，这些被称为是前营养物。
在无抗生素时，对猪生产有潜在使用价值的主要前生命物质是乳酸菌，主要有芽苞杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、链球杆菌，能直接饲喂的微生物大约有40种（Kautz，1998）。乳酸菌的优点已经在前面讨论过了，目前所关注的是乳酸菌中的一些芽胞杆菌和肠球菌的安全性，它们与一些致病菌属于相同的属（Vanbella，2001）。乳酸杆菌与任何病原菌都无关，所以不存在安全性的问题。
乳酸菌的反应特性是多变的，也许与所用菌株、试验开始时肠管腔中致病菌的浓度、试验环境有关。在无抗生素存在时，可直接饲喂的微生物可作为日粮的中的一种常规成份，或者只在肠疾病发生之前的一段时间内使用，因为目前乳酸菌的产生似乎不能建立永久的菌群。乳酸菌作为治疗时，添加时间选择和功效取决于发病率和死亡率数据的准确性。
在前生命物质“家族”中的另一类就是酵母。酵母是蛋白质和氨基酸（除蛋氨酸）的良好来源。经过暴晒的酵母也可作为麦角甾醇的来源，而后者可能转化为VD，多种来源的酵母均含有大量的VB和有机来源的铬、铯（Store，2000）。酵母，尤其是酿酒酵母，含有和释放对消化过程中有利的酶，包括蛋白酶、肽酶、脂肪酶、水解酶、麦芽糖酶、磷酸酶和半乳糖酶（Jonvel，1993）。酵母的抗微生物效应可能是因为在细胞壁中发现的甘露聚糖能结合病原微生物的吸附位点（Spring，2000）。
酸化剂在中猪日粮中广泛应用，目的在于降低胃中的酸度，这样可以增强蛋白酶和其它酶的活性。
Van den Brock（2000）比较了24个试验发现，饲料中添加有机酸能使腹泻发生率下降40%。Partanen（2001）阐述了不同有机酸的作用，发现断奶仔猪和大猪日粮中有机酸能使蛋白质和氨基酸的可消化性提高3%。也有报道有机酸能促进脂肪的消化和钙磷的滞留。
根据Partanen（2001）的报道，并非所有的酸化剂都有相同的功效，甲酸钾和甲酸比丙酸、延胡索酸和柠檬酸更能促进吸收。然而甲酸会导致猪代谢中毒和低四氢叶酸（Partanen，2001）。
在无抗生素计划中，酶的重要性还不清楚。酶的主要作用是促进饲料中营养物质的吸收或改变肠道内容物的粘度，通过促进营养吸收，酶能降低肠道内病原菌所能利用的营养（Adams，2000）。
在以大麦和小麦为基础的日粮中，酶能增加纤维的消化率，降低肠内粘度。在无抗生素的计划中，酶在饲料中的作用必须重新评价，因为从可溶性的纤维中释放出碳水化合物的酶活性有待提高，但要保留其降低肠内容物粘度的活性。
酶的另一个潜在的新用途是使非消化性寡糖部分水解，形成前生命物质（Chesson，2001）。前生命物质能作为有益菌的生长底物或结合病原菌的底物。酶也能通过促进营养物如氨基酸的吸收而起积极的作用，这样一来就可降低饲料成份（如大豆）中抗营养因子的作用。
也许草本植物和必需的油类能替代猪饲料中抗生素。Kamel（2000）和Wang（1998）已经研究了有潜在价值的草本植物及其作用模式。草本植物通过增强细胞介导的免疫力，刺激胸腺，直接进入细胞膜，增加DNA和RNA在脾脏中的合成和刺激淋巴组织而影响免疫系统。据报道一些草本植物也能像对免疫功能有重要作用的VA和VE一样，有一定的生理效应。
别的一些草本植物能减少对免疫系统有抑制作用的应激反应。除了对免疫系统有潜在的积极作用外，一些草本植物对微生物有直接的抑制作用（Mewmen，1999）。然而，草本植物不能区分乳酸菌和病原菌。因此草本植物和可直接饲喂的抗微生物制剂一起使用时应小心。
Wang 等（1998）指出草本植物作用较慢，使用剂量较大。因此大多数公司使用必需油类的提取物。根据每种油的已知协同作用和拮抗作用将使这些提取物混合在一起，作为调味剂或香料出售。尽管草本植物对动物健康有潜在的价值，但厂家和经销商特意不宣传草本植物与动物健康之间的关联性，以免把他们的产品归为药品（Newcomb，1999）。
小结 全世界都关心抗生素的抗药性问题，国际家畜组织研究和接受了限制抗微生物因子使用政策。最终将严格控制用于治疗的抗生素的数量和类型。在猪生产新纪元里，这一政策将集中在卫生、害虫控制、优秀雇员的招收和留用、猪病的免疫和治疗记录。营养和饲养策略中必须补充良好的管理，而不是代替良好的管理。
合理的营养要素、适合的使用剂量和适宜的营养比例的日粮，对维持动物健康、改善免疫系统功能有重要作用。足够的营养补充将使动物能充分利用所提供的前生命物质、酸化剂、酶和草本植物的提取物。下一步就是在无抗微生物因子存在的情况下评估猪的营养需求和饲料添加物的功效。
参考文献：略 （译自FEEDSTUFFS，October 22，2001，12~15）
