金霉素盐霉素饲料添加剂的应用现状与展望

金霉素盐霉素饲料添加剂的应用现状与展望

Using chlortetracycline and salinomycin as feed additives and their prospect

王统石

北京普罗顿生物技术研究所 北京 100025

Beijing protein biology institute Beijing 100025

前言：随着世界人口的急剧增加，地球的压力越来越大，人类需要更多动物蛋白质作为食物。本文从饲料技术的发展谈到未来我们人类可以使用的技术手段，抗生素作为动物肠道内营养在分配剂，曾经给畜牧行业带来了福音，提高了饲料效率，带来了经济效益。从这一角度，探讨饲料用抗生素的代表：金霉素和盐霉素未来在饲料中的使用前景。

摘要：探讨了金霉素盐霉素在饲料中作为添加剂使用的原理，从肠道内营养再分配的角度，讨论抗生素作为饲料添加剂的经济效益和价值，文章分析了抗生素促生长剂的代表品种：金霉素和盐霉素在饲料中使用的现状，并且对未来的应用前景给予了展望。

Abstract:

This article discusses the principle of using chlortetracycline and salinomycin as feed additives, in view of nutrition material reassign, to explain the benefit of chlortetracycline and salinomycin using as feed additives and their economic value. We also give a outlook of it’s prospect using as feed additives in the future.

关键词：金霉素、盐霉素、饲料、饲料添加剂

Key word: chlortetracycline、salinomycin、feed additives

1．饲料中使用抗生素的原理：

畜牧业中，正常饲养的动物体内，永远存在着各种各样的微生物，他们大约80%在消化道内，12%在呼吸道粘膜上，还有8%在动物体表。每个地方的细菌都是非常活跃的，这个比例在不断更新。统计数据知道，50公斤体重的育成猪，体内体表生存的总菌数，重量有1公斤到1.5公斤，细菌总数量为10万亿到100万亿，超过猪体细胞总数的10倍，基因组总大小则为猪基因组的100倍。从某种意义上讲，不妨认为细菌是主体，猪倒是个附属器件。这些细菌与猪一起生活，共同进化，对猪新陈代谢起到重要影响。初步分析显示，每头猪体内可能有500种细菌，但不同的猪拥有的细菌种类大不相同，因此消化道细菌总共可能有几千种或更多。

参考人类的研究，我们可以推测出来一些数据如下：最近由我国科学家参与完成的人肠道细菌基因组计划（MetaHit计划），证明人体肠道细菌群约有300万个基因，而人体的基因仅有2万个，它是人体基因的150倍（Natrure 464:59,2010）。这个生态系统不仅个体数目庞大，还处在永不停息的更新换代之中。在大肠中，每分钟死亡和新生的细菌多达200万～500万，而在小肠之中，这个数字还要高上10倍。有一些细菌是常住的，在肠道的固定位置繁衍生息，而其他一些则是流浪的，随着食物穿肠而过，来去无牵挂。随着肠道顺流而下，细菌的密度也急剧增加。在小肠里地广菌稀，每毫升里的细菌只有1000个左右；到了大肠，就发生了“菌数爆炸”，每毫升里的细菌达到了上千亿个。

按照平均每2小时细菌死亡一代（不同细菌，繁殖速度不同，细菌的分裂繁殖方式，只

有死亡之后，细菌尸体才被废弃）计算，动物每昼夜体内细菌总共消耗24/2×1.2=14.4公斤的营养物质，其中肠道细菌大约占14.4×0.8=11.5。尽管每个细菌体内干物质含量不同，按照20%干物质含量计算，由细菌消耗的有机营养物质干重就达11.5×0.2=2.3公斤，其中又有80%以上的干物质被转化成动物可以重新吸收利用的营养物质，有约20%左右被排出体外，也就是2.3*0.2=0.46公斤被排出体外。50公斤的猪，每天饲料摄入量仅有2.5公斤，由肠道死亡细菌造成的浪费就有：0.46/2.5×0.88=16.2%。这个数字是相当惊人的。

动物肠道内除了常规存在的细菌之外，家禽，尤其鸡的肠道内，普遍存在球虫，引发球虫病，球虫病造成的损失，远远大于细菌在动物肠道内的营养消耗。因为球虫会破坏肠粘膜的完整性，引发出血，继发感染。患球虫病的鸡会消瘦，重者死亡。乳仔猪阶段，球虫病导致的腹泻，也很经常发生。

在饲料中开始使用广谱抗生素之前，这么多的营养物质就被浪费了。直到1950年，美国食品与药物管理局(FDA)首次批准在饲料中添加抗生素，以后，世界各国相继进行了抗生素的饲喂试验，并很快应用于生产。因此，抗生素作为抗菌助长剂添加到饲料中已有50多年的历史，粗略估计，抗生素在饲料中的使用，给世界带来大约8%饲料效率的提高，全球50年内总消耗饲料300亿吨，提高8%，也就是节约饲料24亿，相当于中国饲料工业30年内的饲料总产量。

抗生素的应用曾给畜牧生产的发展做出了巨大的贡献，饲用抗生素可抑制畜禽消化道内有害微生物的生长和繁殖，减少体内营养消耗，节省维生素和蛋白质等，促进消化道内合成动物必需营养物质的有益菌群的生长、繁殖，使营养物质的合成增加，抑制或杀灭某些病原微生物，增强畜禽的抗病能力，防止疾病，使肠壁变薄，从而有利于营养成份的渗透与吸收，增进食欲，同时可刺激脑下垂体分泌激素，促进发育。

抗生素杀菌方式主要有三种：影响蛋白质合成，破坏细胞壁，影响DNA复制.Roura等人发现喂抗生素的鸡血流中细胞活素的含量降低，细胞活素是一种类激素化合物，具有刺激免疫功能的作用，长期与抗原接触或长期刺激免疫系统可使养分的分配由于组织生长而转向他用，此外，Hathaway（1990）发现喂抗生素的猪血清中含有一种能够促进体外肌肉细胞繁殖分裂，并在体外条件下降低肌肉蛋白质的物质，该作用很可能源于一种抑制因子的减少或一种促生长因子的增多。另外Stahly等人（1994）报道，饲料中添加抗生素亦可提高猪的瘦肉率Defwang（1984）报道，抗生素在鸡的体重和饲喂效果上的很大改善。Studz（1983）报道添加杆菌肽锌降低了肠内梭状芽苞杆菌的数量，同时起了促生长作用。

抗生素相当于在动物肠道内营养再分配剂，使更多的营养物质，沉积到动物体内，避免被肠道的细菌所浪费。在众多可以饲料中使用的抗生素中，经过多年的临床使用效果观察，金霉素的成本低廉、抗菌谱广，性价比高，相对于目前可以在饲料中使用的抗生素，金霉素的抗菌谱最广泛，单独使用，可以集中饲料中的成本，达到有效的抑菌浓度。而其他的抗生素，因为大都抗菌谱单一，只有组合使用，才有明显的抗菌抑菌效果。但是组合使用，在饲料有限的成本压力下，往往达不到有效的浓度，所以最后金霉素被全球范围内广泛接受。在防治球虫方面，盐霉素因为高效低毒，性价比高，被行业广泛认可。另外人类的疾病治疗，已经基本淘汰了金霉素的使用，所以饲料中使用金霉素作为促生长剂，只要按照标准实用程序使用，对人类健康没有危害。饲料行业最看重的指标---抗生素产品的性价比，最终引导行业在饲料中使用何种抗生素。

2．全球金霉素和盐霉素的使用现状

2010年10月初，FAO主席Jacques Diouf说，由于世界人口的增加势必增加对粮食的需求量。为期两天的2050年世界饲料论坛上，Diouf说，在未来40年，世界人口将会大量增加，同时城市人口增长速度加快，对食品的需要量大幅提高，受土地面积影响，农业产量增长有限。到2050年，世界人口增长到91亿，而当前是67亿，需要农产品增加70%，才

能满足需要。

的确，这对于全球饲料工业来讲是一个挑战，如何生产足够的饲料饲养动物，来满足消费者的需要，而对于亚洲来讲，人口的增加具有两面性，有好的也有坏的。

随着全球经济一体化步伐的加快，世界饲料工业的生产、贸易将会发生重大的转折。21世纪前10年，世界饲料资源将会进入较快的整合时期，世界饲料生产中心将发生较大程度的漂移，世界饲料企业的发展进入一体化、多元化的预热期，特别是经济发展较快的发展中国家将表现得更为明显，这一时期饲料生产和消费都将呈现缓慢增长态势。2010-2025年，世界饲料工业的发展将会进入持续、稳定和较快的发展时期，世界饲料工业的产业结构和资源配置进一步优化，世界饲料生产中心经过10年的逐渐漂移基本达到稳定状态，世界饲料企业一体化、多元化的格局将逐渐形成，世界饲料生产和消费的比例基本保持均衡，世界饲料经济运行质量和效益出现明显的改善和提高。

世界饲料工业总体呈持续稳定的发展趋势，2010年以前，饲料生产和消费的增长趋势比较缓慢，饲料生产一般将维持在1%左右的增长速度，甚至更低，而且世界饲料消费一般滞后于饲料生产。到2010年，世界人口有可能超过69亿，饲料生产年增长率按1%计算，工业饲料产量将会达到6.5亿吨以上，人均消耗饲料为95kg左右。2010-2025年，预计世界饲料工业将会进入持续、稳定的发展时期，有时会出现阶段性快速增长，年均饲料增长率有望达到1.1%左右。相反，世界人口增长会越来越缓慢，到2025年全球人口将达到78亿，根据1.1%的世界饲料生产增长速度计算，届时世界饲料总产量将达到7.8亿吨，人均年消耗饲料约为100kg。

据联合国的最新预测，世界人口将从今天的68亿增加到2050年的91亿，意味着需要养活的人口将比现在增加三分之一。人口增长的绝大部分将来自发展中国家。预计撒哈拉以南非洲地区人口增速最快，高达108%，即9.1亿人；东亚和东南亚人口增速最为缓慢，将比现在增长11%，即2.28亿人。

由于人口增长和收入提高，对粮食的需求预计将继续扩大。据世界粮农组织预测，到2050年，用作食物和动物饲料的谷物需求量预计将达到约30亿吨，谷物的年产量必须比现 在增加近10亿吨。而到2050年肉类产量则需要增加2亿吨，使总量达到4.7亿吨。从人口增加角度分析，对肉类消费的需求增加一倍多，按照逐年量增加的规律，金霉素需求量就要达到现在的3倍。

从饲料原料供给和需求发展趋势看，如果超前关注和适时解决饲料工业面临的一些制约因素，世界饲料原料的供求总体会保持均衡状态。按照今年国内饲料的产量估算，每吨饲料使用500克15%含量的金霉素（蛋鸡料、奶牛料不用金霉素，然而猪浓缩料要使用5倍用量金霉素，所以统一折算很合理，金霉素的使用量参照国家饲料添加剂规定标准），总共需要6万吨。目前国内金霉素的消费量在3万吨左右，目前全球金霉素年消耗量大约10万吨（美国、加拿大的真实用量在400-600ppm，比我国法律规定的用量提高5-8倍），其中北美消费量约为3.6万吨；拉丁美洲消费量约为1.4万吨；欧盟消费量约为0.8万吨；亚洲（中国除外）消费量约为1万吨；其他国家和地区消费量约为0.3万吨。按照目前的畜牧业环境压力--动物蛋白需要--饲料技术的提高三者动态平衡发展规律计算，金霉素全球需要量会由现在的10万吨/年提升至5年后的20万吨/年，也就是用量在5年内翻一番。

经历差不多20年的发展，目前全球用于养禽业，对抗球虫的技术手段，全球已经基本废止了化学合成药物，盐霉素依旧是首选的方案，目前全球盐霉素的消耗量（按照10%折算5.2万吨，主要用于全球一条龙作业的养禽企业中。随着发展中国家肉禽存养量的扩预计未来5年内盐霉素的需要量要提高到10万吨。

3．使用抗生素的负面影响

长时间大剂量使用抗生素，会带来动物自身对环境抵抗力的降低，目前我国金霉素添加

量规定上限75ppm，对动物影响很小，只是提高了饲料效率。美国FDA通过的400-600ppm，只适用于商品育肥猪，对种猪群会有负面的影响。

添加抗生素对人类健康的影响，主要是长期大量使用抗生素，回引起环境内细菌耐药性的增加，人类生病后，用抗生素治疗无效。所以凡是人类临床使用的抗生素，严禁在饲料中使用。金霉素很早就已经退出人类临床用药的目录，所以目前用于饲料中是安全的。

4．国内金霉素在饲料中使用展望

发展中国家是今后20年世界饲料工业发展的重要推动力量，今后20年，发展中国家人们生活水平将逐步得到提高，城市化进程日益加快，这些是促进饲料需求的重要推动力量。其中，占世界人口1/5的中国，在世界饲料工业发展中将扮演重要角色。2002年，中国工业配合饲料产量占世界饲料产量的10.3%，到2010年，预计配合饲料产量将达到7500万吨左右，约占世界工业饲料产量的11.5%；如果按中国工业饲料总产量(包括配合饲料、浓缩饲料和添加剂预混合料)计算，到2010年将超过1.2亿吨，约占世界工业饲料产量的18.5%。尽管中国饲料工业高速发展，但是与中国整体经济发展速度勉强可以配套，基本能满足人民群众对动物蛋白质的需要。

随着我国经济水平的快速发展，广大劳动人民对猪肉这个最长食用的优质蛋白食品来源的需求量，会呈现逐年增加的趋势，这本身就促进了金霉素需求量的增加，按照国家最近30年间改革开放的发展速度，对猪肉的需求量，随着广大西部人口消费力量的提高，未来10年内，会增加目前数量的20%-30%，也就是国内金霉素的需求量会因为这个因素10年后单独增加1万吨左右/年。

然而国内有限的土地资源，环境保护的压力，很快就会制约畜牧业的发展。人民群众对动物蛋白质的需要和生产动物蛋白质资源的有限，这个矛盾已经显露出来，并且随着国家的发展，会逐步加重。这就要求我国饲料效率进一步提高。由于金霉素50年内一直在使用，单纯75ppm剂量，很难达到提高饲料效率8%的目标。而我国未来逐步凸显的国内有限的土地资源，环境保护的压力，人民群众对动物蛋白质的需要，要求饲料效率进一步提高。美国金霉素在饲料中的使用标准，已经提升到400-600ppm，也就是比目前我们农业部的允许使用量多5-8倍，如果向这个标准逐步过渡的惯例，预计2015年我国需要量金霉素达到6-8万吨。加上人民群众生活改善带来的压力，2015年国内金霉素需求量将达到8-9万吨，比现在的市场需求量翻2.5-3倍。

5．世界上生产金霉素和盐霉素的企业状况

目前金霉素的产量，全球90%以上都在中国，国内分布在两大金霉素生产商：内蒙古金河生物科技股份有限公司、福建浦城正大生化有限公司和驻马店华中正大有限公司，生产盐霉素的企业有日本科研制药株式会社、国内的金河生物、鲁抗制药、宁夏多维，其中金河生物为目前国内唯一通过美国FDA的生产商。

金霉素和盐霉素的生产，都是标准的液体发酵过程。除了需要性能最好的菌种，和严格的生产流程管理，保证得到最高效价的金霉素产量之外，要保证生产抗生素发酵厂家的竞争优势，要求厂家有如下特点：

1. 生产工厂空气干燥

发酵工业面临最大的困难是空气湿度大，因此空气中杂菌非常多，发酵的时候容易被杂菌污染，导致发酵失败。如果发酵失败率增加，总体发酵成本将会迅速上升。

2. 常年积温一定要低

发功过程是一个耗能产热过程，大量细菌快速发育，消耗代谢淀粉产生能量供细菌生长、代谢、繁殖，而发酵罐内的过程要求恒定的最适温度，为此发酵企业不得不投入大量成本来降低罐内温度，如果环境温度低，这方面的耗能就相对减少。

3. 有廉价能源

发酵过程是一个高耗能的过程，能源成本占总成本很大的空间，廉价能源将能大大降低产品的成本。

4. 有优质原料（玉米）

金霉素发酵的主要原料是玉米，有优质的玉米能保证产品的质量，更好的控制成本。

5. 国际先进的技术

金霉素发酵的几个关键点：菌种的纯度保证---金霉素产品中异构体含量的多少；金霉素菌中的退化与复壮；菌种的产能提高。

上述三家金霉素生产厂家，由于金河生物地处内蒙古托克托县，具备了上述几大优势，且金河生物拥有目前国际先进的菌种和菌种纯培养技术，单批次发酵，可以得到最高的金霉素含量，在于国内饲料工业同步发展的同时，金河生物脱颖而出，而随着下一步我国对养殖业环境污染压力的治理，必然要求饲料产品的更高效率，目前可以商业实用的技术不多，提高金霉素的用量是目前可选的安全有效的方案。在未来我国饲料工业发展的道路中，金霉素企业在饲料行业中的地位必将进一步得到提升和稳固。

参考文献： [1] Junjie Qin. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing，Natrure 464:59,2010

[2] Inna Sekirov, Shannon L. Russell, L. Caetano M. Antunes and B. Brett Finlay. Gut Microbiota in Health and Disease.Physiol. Rev. 90: 859-904, 2010; doi:10.1152 [3] Kirsti Tiihonen. Human intestinal microbiota and healthy ageing .Ageing Research Reviews Volume 9, Issue 2, April 2010, Pages 107-116

[4] David A. Hill and David Artis. Intestinal Bacteria and the Regulation of Immune Cell Homeostasis. Annual Review of Immunology Vol. 28: 623-667

[5] Barbara Crossette UNFPA Advisory Board: Upala Devi, Laura Laski, Jemilah Mahmood, Aminata Toure, Sylvia Wong，State of world population 2010. the Information and External Relations Division of UNFPA, the United Nations Population Fund.

作者简介：

王统石 男，1968年出生，中国农业大学兽医博士

曾经就职于：青岛正大有限公司，烟台普瑞纳饲料公司，罗氏中国有限公司，云南神农集团，浙江维尔新动物营养保健品有限公司。

长期从事饲料与饲料添加剂行业，对饲料技术的改进与提高，不断探索革新，现在北京普罗顿生物技术研究所，创办畜牧人网站，从事猪饲料营养技术研究。