國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎:汪以真教授領(lǐng)銜的“豬健康養(yǎng)殖的飼用抗生素替代關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”

打贏飼料全面“禁抗”決勝一戰(zhàn)

發(fā)布時間:2020-01-10來源:浙大新聞辦作者:樊暢610


抗生素,曾被譽為“20世紀最偉大的發(fā)明”,這一對抗致病微生物感染類疾病的利器,也被廣泛應(yīng)用于畜禽飼料生產(chǎn)。然而,伴隨著抗生素的大量使用,抗生素耐藥性不斷增大,,“治病藥”甚至變成“致病藥”,越來越多人談“抗”色變。

我國是全球最大的動物飼料和畜產(chǎn)品生產(chǎn)國,飼料生產(chǎn)量居世界第一,豬肉生產(chǎn)量占全球48%。當前,我國豬飼用抗生素使用量已占畜禽用抗生素的70%,食品安全、環(huán)境污染等一系列問題隨之而來,飼用抗生素成為阻礙優(yōu)質(zhì)、安全、生態(tài)的動物飼料和畜產(chǎn)品生產(chǎn),阻攔我國由生產(chǎn)大國向生產(chǎn)強國邁進的主要瓶頸。

2019年7月,國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布公告,2020年我國飼料中將全面禁止添加抗生素。如何實現(xiàn)豬飼料無抗?浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院教授汪以真帶領(lǐng)團隊近20年科研攻關(guān),針對生豬養(yǎng)殖飼用抗生素引起的細菌耐藥、抗生素殘留、肉品質(zhì)下降及土壤水體污染等問題,聚焦豬的免疫調(diào)節(jié)、微生態(tài)平衡、腸粘膜修復(fù)三大難點,形成了豬健康養(yǎng)殖飼用抗生素替代的營養(yǎng)技術(shù)體系,推動我國飼料產(chǎn)業(yè)邁出從“減抗”、“替抗”到“無抗”的關(guān)鍵一步,打贏飼料全面“禁抗”的決勝一戰(zhàn)。 

另辟蹊徑,瞄準“先天性”

全球抗生素用量一半在中國,中國抗生素用量一半在畜禽。早些時候,飼用抗生素曾對我國畜牧業(yè)發(fā)展做出過重大貢獻。人們發(fā)現(xiàn),抗生素在動物飼料中的添加可以抑制細菌增殖,促進養(yǎng)分吸收利用,對改善動物健康、防治動物疾病有著“藥到病除”的奇效,大大提高了畜禽成活率和生長效率,降低了養(yǎng)殖生產(chǎn)成本。

但是,長期高劑量、多品種的抗生素添加,不可避免地引發(fā)病原菌耐藥性產(chǎn)生、肉蛋奶中抗生素殘留、畜產(chǎn)品品質(zhì)下降和環(huán)境污染等一系列嚴峻的社會及生態(tài)問題?!斑@次用10g,下次用20g,抗生素越用越多怎么行?”除了動物自身的耐藥性之外,更令汪以真擔(dān)憂的是,抗生素會在肉蛋奶中殘留,而且糞便排出后可造成水、土壤、農(nóng)作物污染,對食品安全和生態(tài)環(huán)境帶來巨大威脅。

怎樣擺脫生豬飼養(yǎng)對飼用抗生素的依賴?汪以真團隊另辟蹊徑,優(yōu)先從生豬先天免疫調(diào)節(jié)入手,提高生豬免疫力,想辦法讓豬少生病。

團隊率先提出營養(yǎng)調(diào)節(jié)內(nèi)源抗菌肽以改善豬免疫力的新方法,創(chuàng)建豬先天免疫因子-內(nèi)源抗菌肽高效表達的營養(yǎng)調(diào)控技術(shù),顯著增強豬免疫功能和抗病力,使仔豬內(nèi)源抗菌肽的表達量提高了2-10倍,腹瀉率降低80%,為破解仔豬免疫機能低下的難題提供了嶄新思路。

巧穿“外衣”,修復(fù)腸粘膜

生豬健康飼養(yǎng),關(guān)鍵在仔豬。仔豬階段是整個豬養(yǎng)殖過程中最為“精貴”的時期,尤其是斷奶應(yīng)激極易造成腸道功能紊亂,免疫力低下,對病原菌敏感,由此引發(fā)腹瀉和一系列疾病的發(fā)生,最終導(dǎo)致豬后期生長受阻甚至死亡。

“就像人吃了不好的食物,腸胃會感到不適,這就是胃腸道受到了損傷?!蓖粢哉嬲f。仔豬一旦出現(xiàn)腸粘膜損傷,就極易造成腸道炎癥,消化吸收力降低,抵抗力下降,導(dǎo)致生病。

“腸粘膜損傷修復(fù)的一大難題是修復(fù)藥物難以抵達仔豬腸道?!眻F隊發(fā)現(xiàn),丁酸鈉對腸道損傷修復(fù)有很好的功效,但由于仔豬胃中酸性大,丁酸鈉往往在胃里就遭到了破環(huán),難以到達腸道。針對這一難題,腸粘膜保護因子的控釋增效技術(shù)應(yīng)運而生。

“就像給藥物穿上緩釋膠囊外衣?!蓖粢哉娲蛄藗€比方。為了把營養(yǎng)修復(fù)因子精準護送到仔豬腸道中,團隊自主研發(fā)了精準控釋的“火龍果式”丁酸鈉微囊包膜技術(shù)、“三明治式”氧化鋅天然礦物負載增效技術(shù),使得營養(yǎng)修復(fù)因子在仔豬腸道中的釋放率達96%,比國內(nèi)外同類產(chǎn)品提高20%,成功實現(xiàn)腸粘膜屏障的有效保護和修復(fù)。

創(chuàng)制“替身”,平衡微生態(tài)

要實現(xiàn)飼料無抗,還得為飼用抗生素找到“替身”。

豬腸道內(nèi)棲息著各種各樣的微生物,它們明爭暗斗地生活在一起,組成了腸道微生態(tài)系統(tǒng)。只有平衡的微生態(tài)系統(tǒng)才可以促進營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收、保障機體健康,從而減少抗生素的使用。

調(diào)控豬腸道微生態(tài)平衡最有效的方法是在飼料中添加益生菌,如何突破益生菌調(diào)控腸道微生態(tài)平衡的技術(shù)瓶頸?“改善腸道微生態(tài)不能光打人海戰(zhàn)術(shù)”,與純粹提高豬腸道有益菌數(shù)量來改善機體健康的方法不同,團隊變“增量”為“提質(zhì)”,兼顧益生菌的種類、數(shù)量和彼此之間的協(xié)作能力。汪以真打了個比方:“傳統(tǒng)技術(shù)就像是安排100個人同時完成一項工作,人多力量大。而我們的技術(shù)只需要安排30個人,但每個人都有自己的專長,各施所長,協(xié)同共進。”

以菌種篩選和優(yōu)勢功能協(xié)同為突破口,汪以真團隊開展了新型益生菌飼料添加劑研制和協(xié)同應(yīng)用技術(shù)體系研發(fā)。以高效分泌抗菌活性物質(zhì)、消化酶和抗逆性強為目標,團隊篩選并創(chuàng)制了丁酸梭菌、地衣芽孢桿菌和約氏乳桿菌3種微生物飼料添加劑新產(chǎn)品,其活菌數(shù)、芽孢率、抑菌效果、產(chǎn)酶產(chǎn)酸等都明顯優(yōu)于發(fā)達國家同類產(chǎn)品,聯(lián)合使用可以達到抑菌、產(chǎn)酶及產(chǎn)酸的協(xié)同效應(yīng),明顯抑制了腸道有害菌生長,顯著提高了蛋白、脂肪等養(yǎng)分消化率,解決了豬腸道微生態(tài)平衡的技術(shù)難題,為飼用抗生素替代提供了重要保障。

技術(shù)難關(guān)過了,推廣的難題又接踵而來。由于技術(shù)剛剛形成時,操作步驟較多,效果檢測復(fù)雜,且成本高于飼用抗生素,養(yǎng)殖企業(yè)不愿變革,仍然保留飼用抗生素添加。為轉(zhuǎn)變企業(yè)觀念,響應(yīng)國家要求,團隊主動聯(lián)系企業(yè)試點,搞示范基地,以點帶面一點點推開。

“我們靠效果說話,大企業(yè)先做起來,小企業(yè)就慢慢跟上了。”汪以真帶領(lǐng)團隊一面不斷簡化技術(shù)操作、完善技術(shù)體系、降低技術(shù)成本,一面幫企業(yè)做檢測、驗配方,一直到使用過后的效果評價,一次次“全套服務(wù)”最終打通了推廣的大關(guān)。

如今,一套易操作、效果好、成本低、系統(tǒng)性強的技術(shù)產(chǎn)品,已經(jīng)在全國近30個省市的300余家大中型飼料和生豬養(yǎng)殖企業(yè)應(yīng)用推廣。應(yīng)用汪以真團隊成果研發(fā)的優(yōu)質(zhì)安全豬肉被選用為 2016 年 G20 峰會、 2018 年第 14 屆世界短池游泳錦標賽指定肉品。依托該成果陸續(xù)打造了“九號牧場”、“振寧”、“天蓬‘正’肉”、“拾分味道”等系列優(yōu)質(zhì)安全豬肉品牌。

用創(chuàng)新思維解決飼用抗生素替代的大難題,汪以真團隊項目成果共減少飼用抗生素使用1.09萬噸,避免近萬噸抗生素向環(huán)境排放。同時,促進了浙江省全國首個“畜牧業(yè)綠色發(fā)展示范省”建設(shè),指導(dǎo)建設(shè)了一批生豬無抗養(yǎng)殖示范基地和美麗牧場,直接推動了我國飼料產(chǎn)業(yè)和生豬養(yǎng)殖業(yè)的科技飛躍。

“項目的意義在于實現(xiàn)生豬綠色養(yǎng)殖,服務(wù)‘健康中國’戰(zhàn)略需求。中國要做負責(zé)任的大國,我們就應(yīng)該在產(chǎn)業(yè)升級和食品安全上有所貢獻?!蓖粢哉嬲f。

(圖文 樊暢)