L'uso e la selezione di antibiotici alternativi nei mangimi per suini
L'uso irrazionale di antibiotici nella produzione suina ha portato a problemi sempre più gravi, come i residui di antibiotici nella carne di maiale e la comparsa di superbatteri, causando gravi perdite per l'industria suina e rappresentando una seria minaccia per la sicurezza alimentare e la salute pubblica. Pertanto, garantire la sicurezza della carne di maiale e promuovere un allevamento senza antibiotici ha ricevuto grande attenzione da parte dei dipartimenti nazionali competenti. È urgente sviluppare e trovare alternative ecologiche ed efficienti all'alimentazione con antibiotici per proteggere la salute dei suini e aumentare la capacità produttiva. Secondo ricerche pertinenti, le principali alternative agli antibiotici attualmente utilizzate nella produzione includono peptidi antimicrobici, preparati fagici, estratti vegetali, preparati microecologici, lisozima, acidi organici, medicina tradizionale cinese, preparati enzimatici, oligoelementi e oligosaccaridi. Per aiutare gli allevatori di suini a utilizzare queste alternative in modo scientifico e razionale, le presentiamo di seguito:
- peptidi antimicrobici
Gli organismi possiedono sia un sistema immunitario innato che acquisito, e i peptidi antimicrobici (AMP) sono una componente del sistema immunitario innato. AMP è un termine collettivo per piccoli peptidi con potente attività antibatterica, antimicotica e antivirale, tipicamente composti da 12-50 residui amminoacidici, e sono ampiamente presenti in natura. I peptidi antimicrobici ottengono il loro effetto battericida interrompendo l'omeostasi della pressione osmotica batterica attraverso meccanismi di permeazione di membrana; questo meccanismo di permeazione di membrana è meno incline a indurre resistenza ai farmaci.
I peptidi antimicrobici presentano vantaggi quali elevata solubilità, basso peso molecolare, nessuna induzione di resistenza ai farmaci, bassa tossicità per le cellule eucariotiche, riduzione del rischio di infezione da patogeni intestinali e significativi effetti di promozione della crescita e prevenzione delle malattie. Possono essere prodotti tramite fermentazione in vitro di ceppi geneticamente modificati, con conseguente basso costo e grande potenziale applicativo. Tuttavia, presentano anche una certa instabilità: fattori come temperatura, proteasi digestive e concentrazione salina possono inattivarli. Inoltre, alcuni tipi di peptidi possono causare danni alla membrana cellulare negli animali, con conseguente tossicità.
L'aggiunta dello 0,5% e dell'1,0% di peptidi antimicrobici alla dieta basale dei suinetti svezzati ha migliorato significativamente le loro prestazioni di crescita e la funzione immunitaria.
- Estratti vegetali
Gli estratti vegetali si riferiscono a prodotti vegetali in cui uno o più Ingredienti attivi dalle materie prime vegetali vengono separati e purificati utilizzando metodi fisici, chimici e biologici. Questi includono principalmente alcaloidi,polisaccaridi, polifenoli del tè, flavonoidie oli volatili. Alcuni componenti vegetali naturali estratti con metodi appropriati possiedono caratteristiche quali naturalezza, bassa tossicità, assenza di resistenza ai farmaci e multifunzionalità. I loro meccanismi d'azione si dividono principalmente in effetti antibatterici diretti ed effetti di potenziamento del sistema immunitario. Presentano inoltre effetti antivirali, antibatterici, antistress, di potenziamento del sistema immunitario e di promozione della crescita.
I principali vantaggi degli estratti vegetali risiedono nella loro ricca e unica diversità chimica, nell'ampia distribuzione globale e nella facile accessibilità, nonché nei loro molteplici effetti antibatterici e nella loro efficacia clinica. Gli svantaggi includono una composizione complessa e una base di partenza poco chiara. Se utilizzati da soli, molti estratti vegetali (allicina, berberina, quercetina, ecc.) hanno scarsi effetti terapeutici e alcuni estratti presentano anche degli svantaggi, come tossicità, elevata volatilità, instabilità e odore irritante.
L'aggiunta di polifenoli del tè al mangime può migliorare l'immunità e la capacità antiossidante dei suinetti svezzati, aumentare il contenuto di acidi grassi insaturi nell'organismo, aumentare la digeribilità di vari nutrienti e migliorare la composizione del microbiota intestinale principale dei suinetti.
- Preparati probiotici
I preparati microecologici sono preparati batterici vivi a base di uno o più microrganismi benefici che contribuiscono all'equilibrio della microecologia gastrointestinale negli animali, sulla base dei principi della microecologia. I preparati microecologici possono mantenere la colonizzazione e l'equilibrio della flora intestinale, promuovere la proliferazione di batteri benefici e inibire la proliferazione di batteri nocivi, preservando così la normale funzionalità del tratto gastrointestinale e migliorando indirettamente l'immunità e la resistenza dell'organismo. I preparati microecologici includono principalmente tre tipologie: probiotici, prebiotici e simbiotici. I batteri lattici, Bacillus e Bifidobacterium sono i tipi più comuni di probiotici e il mio Paese ha esplicitamente consentito l'uso di oltre 30 tipi di probiotici come additivi per mangimi. I prebiotici si riferiscono agli oligosaccaridi che possono promuovere la crescita o l'attività dei batteri benefici nell'intestino. I simbiotici si riferiscono all'uso combinato di probiotici e prebiotici per ottenere un effetto sinergico.
I preparati microecologici presentano vantaggi quali l'assenza di resistenza ai farmaci, l'assenza di effetti collaterali tossici e l'assenza di residui. Oltre a migliorare le prestazioni di crescita e l'immunità degli animali, possono anche migliorare l'efficienza di conversione alimentare. Tuttavia, in quanto preparati di batteri vivi, richiedono condizioni di conservazione rigorose e la loro attività è significativamente influenzata dalle condizioni (acidità, temperatura e umidità). Diversi gruppi di animali hanno sistemi digestivi diversi e anche i tipi di batteri di cui necessitano variano. Studi hanno dimostrato che l'aggiunta di oligosaccaridi di chitosano al mangime può migliorare significativamente le prestazioni di crescita e la salute dei suinetti svezzati.
- Lisozima
Il lisozima è una proteasi che idrolizza specificamente il legame β-1,4-glicosidico tra l'acido N-acetilmuramico e la N-acetilglucosamina nella parete cellulare batterica, scomponendo le proteine ad alto peso molecolare della parete cellulare in citochine a basso peso molecolare. Ciò porta alla perforazione della parete cellulare e alla lisi della membrana cellulare batterica, causando infine la lisi e la morte del batterio. Il lisozima è un importante fattore di difesa innato dell'ospite, abbondante nelle secrezioni epiteliali e nei fagociti, ed esercita il suo effetto battericida attraverso l'attività peptidica antimicrobica e l'attività di idrolisi del peptidoglicano.
Il lisozima ha il vantaggio di essere naturalmente atossico e la sua sicurezza è stata riconosciuta dall'Organizzazione Mondiale per la Salute Animale (OMS) e dall'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'Alimentazione e l'Agricoltura (FAO). Può combattere efficacemente i batteri e migliorare il livello immunitario e le prestazioni di crescita degli animali. Gli svantaggi del lisozima sono il costo di estrazione relativamente elevato, le condizioni di conservazione e trasporto rigorose e la sua attività condizionata, quindi non è ancora ampiamente utilizzato nell'industria mangimistica.
Il lisozima è ampiamente utilizzato in allevamento. Negli animali transgenici (tra cui polli, maiali e topi) che esprimono il gene umano del lisozima, è stato dimostrato che migliora la morfologia intestinale e rafforza l'immunità. Il lisozima estratto dall'albume d'uovo promuove le prestazioni di crescita, la morfologia intestinale e l'immunità nei suinetti. Il lisozima sintetizzato chimicamente migliora le prestazioni di crescita e la morfologia dell'intestino tenue nei suini in fase di finissaggio.
- acidi organici
Gli acidi organici sono composti organici acidi che possono abbassare il pH del tratto gastrointestinale, inibendo e uccidendo batteri come Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus e Clostridium. Possono anche regolare la struttura della flora intestinale e promuovere la crescita e la digestione. Gli acidi organici comuni negli alimenti includono acido tartarico, acido fumarico, acido citrico, acido malico, acido benzoico, acido lattico, acido acetico, acido sorbico, acido butirrico e acido propionico. I loro effetti sugli animali possono essere riassunti come segue: in primo luogo, l'attività antibatterica degli acidi organici non dissociati; in secondo luogo, l'abbassamento del pH del contenuto intestinale, soprattutto nello stomaco, per favorire la digestione delle proteine; in terzo luogo, la riduzione della velocità di svuotamento gastrico; e in quarto luogo, la stimolazione dell'escrezione e dell'attività degli enzimi (enzimi pancreatici) nell'intestino tenue.
Gli acidi organici sono ampiamente utilizzati in tutto il mondo per la loro attività antibatterica. Possono abbassare il pH del tratto gastrointestinale, favorendo la crescita di batteri benefici acidofili e svolgendo un ruolo positivo nella prevenzione delle malattie digestive. Il problema è che la diminuzione del pH gastrointestinale causata dagli acidi organici può influire sull'assunzione di mangimi per animali, la loro efficacia può essere limitata dal metabolismo duodenale e un ridotto assorbimento efficace può influire sulla loro capacità di regolare la flora intestinale.
Studi hanno dimostrato che l'aggiunta dello 0,3% di acidi organici composti (acido formico, acido lattico, acido citrico e acido laurico) alla dieta dei suinetti svezzati può migliorare le loro prestazioni di crescita, potenziare le loro capacità antiossidanti e immunitarie, mantenere la stabilità della barriera intestinale e migliorare la salute intestinale. L'alimentazione dei suini con acido benzoico al 2% ha ridotto le emissioni di NH3 del 60-70%. Questa riduzione dei gas maleodoranti può essere correlata a una diminuzione del numero di batteri patogeni nel tratto gastrointestinale, a una maggiore attività dei microrganismi benefici e a una migliore digeribilità dei nutrienti. L'acido tannico, come additivo alimentare naturale, ha effetti significativi, elevata sicurezza e un elevato valore applicativo nella prevenzione della diarrea e nel miglioramento della salute intestinale.
- Oligosaccaridi
Gli oligosaccaridi, noti anche come oligosaccaridi funzionali o oligosaccaridi, sono un termine generico per indicare piccoli polimeri costituiti da 2 a 10 monosaccaridi legati da legami glicosidici. Dopo la somministrazione orale nell'intestino dell'animale, questi zuccheri promuovono la proliferazione di batteri benefici, inibendo al contempo la crescita di batteri nocivi. Il loro meccanismo d'azione è duplice: in primo luogo, mantengono l'equilibrio della microecologia intestinale, promuovendo significativamente la crescita batterica. Non vengono digeriti e assorbiti nell'intestino, ma vengono decomposti e fermentati dal microbiota intestinale, agendo come fattori di crescita per molti probiotici, inclusi i bifidobatteri. Gli oligosaccaridi hanno un effetto molto significativo sul mantenimento della microecologia intestinale. In secondo luogo, contribuiscono a mantenere i livelli di glicemia. Gli oligosaccaridi possono essere utilizzati come materiale di base in molti alimenti funzionali per sostituire parte del saccarosio, inibendo così significativamente il carico sul pancreas e la tolleranza al glucosio, e quindi avendo un effetto significativo sul mantenimento della glicemia. Attualmente, gli oligosaccaridi utilizzati come additivi per mangimi includono: fruttooligosaccaridi, lattooligosaccaridi, xilooligosaccaridi, galattooligosaccaridi, isomaltooligosaccaridi, mannanooligosaccaridi e oligosaccaridi di soia.
Gli oligosaccaridi offrono vantaggi che vanno oltre i semplici effetti antibatterici; possiedono anche proprietà prebiotiche e mostrano un certo grado di stabilità all'interno del tratto digerente, rendendoli più facili da incorporare nei mangimi animali su larga scala. Tuttavia, i loro meccanismi antibatterici e i processi di produzione richiedono ulteriori studi e il loro costo elevato richiede l'ottimizzazione dei processi produttivi per ampliarne l'applicazione.
Aggiungendolo al mangime è possibile migliorare le prestazioni di crescita dei suinetti svezzati, riducendo al contempo i tassi di diarrea e mortalità e migliorando le caratteristiche fecali.
- Preparati enzimatici
I preparati enzimatici si riferiscono a una classe di sostanze con proprietà enzimatiche estratte da organismi. Possono essere suddivisi in preparati enzimatici singoli e preparati enzimatici composti. I preparati enzimatici singoli includono principalmente amilasi, proteasi, cellulasi, fitasi, ecc., mentre i preparati enzimatici composti includono transglutaminasi, pentosanasi, stearasi, ecc. Il loro meccanismo d'azione consiste principalmente nel migliorare efficacemente l'efficienza di conversione alimentare e le prestazioni produttive di bestiame e pollame decomponendo le pareti cellulari delle piante nei mangimi, compensando la mancanza dei loro enzimi digestivi ed eliminando componenti come tannini, daidzeina, acido fitico, NSP e polifenoli.
I vantaggi dei preparati enzimatici sono l'elevata efficienza e specificità, l'assenza di inquinamento chimico, la digestione diretta del mangime o la riduzione della sua viscosità, un maggiore utilizzo del mangime e la produzione di oligosaccaridi funzionali, che migliorano il microbiota intestinale. Il loro svantaggio è che è necessario aggiungere probiotici appropriati per massimizzarne i benefici.
L'aggiunta di preparati enzimatici composti esogeni alla dieta base dei suinetti può migliorare le prestazioni di crescita dei suinetti svezzati, ridurre il tasso di diarrea e i costi di alimentazione e aumentare i benefici economici. Li Yang et al. hanno scoperto un nuovo tipo di fitasi le cui proprietà enzimatiche e gli effetti applicativi sono superiori a quelli della fitasi comune. Presenta un'elevata attività enzimatica contro l'acido fitico negli alimenti e può ridurre la quantità di fosfato bicalcico utilizzato nella dieta.
- Medicina tradizionale cinese
La medicina tradizionale cinese si basa sulla medicina tradizionale cinese e sulla medicina veterinaria. Viene utilizzata scientificamente nell'alimentazione per promuovere la crescita e lo sviluppo degli animali e migliorare l'immunità, le capacità antibatteriche e antivirali e la resistenza allo stress ambientale di bestiame e pollame.
La medicina tradizionale cinese (MTC) ha dimostrato la sua efficacia nel lungo periodo e può essere assunta a lungo termine come sostanza per migliorare l'immunità animale senza lasciare residui o causare resistenza ai farmaci. Tuttavia, i suoi svantaggi includono la grande varietà di erbe, i complessi meccanismi d'azione e i diversi metodi di lavorazione. La sua efficacia è significativamente influenzata dalla qualità delle materie prime, il che richiede un rigoroso controllo sulla qualità delle erbe e sugli standard di produzione.
Studi condotti da Jiang Lu et al. hanno dimostrato che l'aggiunta di additivi alimentari a base di erbe alla dieta di base può migliorare le prestazioni immunitarie, la capacità antiossidante e promuovere la sintesi e la secrezione di ormoni della crescita nei suini da ingrasso.
- oligoelementi
Gli oligoelementi sono importanti nutrienti che costituiscono i tessuti corporei. Sono componenti della maggior parte degli enzimi metabolici e sono presenti nell'organismo principalmente sotto forma di proteine e amminoacidi. Le loro funzioni principali sono: 1. migliorare la qualità e la stabilità degli alimenti; 2. svolgere una funzione di barriera intestinale; 3. migliorare la capacità antiossidante dell'organismo; 4. i piccoli oligoelementi peptidici hanno proprietà antibatteriche; e 5. migliorare la resistenza alle malattie dei suini.
L'integrazione di micronutrienti può migliorare efficacemente le prestazioni e l'immunità degli allevamenti di bestiame e pollame, e migliorare la qualità dei prodotti zootecnici (carne, uova, latte, ecc.), offrendo vantaggi unici. Tuttavia, presenta anche degli svantaggi: i micronutrienti hanno requisiti elevati in termini di contenuto e qualità. I micronutrienti inorganici hanno bassi tassi di assorbimento e utilizzo, tendono ad assorbire umidità, a formare grumi e a ossidarsi e contengono grandi quantità di impurità di metalli pesanti, che possono facilmente causare inquinamento. I micronutrienti organici hanno costi di produzione elevati e sono attualmente utilizzati principalmente come additivi nei mangimi per giovani animali e per le madri.
La sostituzione degli antibiotici nella produzione suina è una questione complessa, poiché è disponibile un'ampia varietà di alternative antibiotiche, ciascuna con le proprie caratteristiche. Esistono differenze tra le razze suine e i diversi stadi di crescita, con conseguenti variazioni negli effetti di promozione della crescita e immunomodulatori delle diverse alternative. Pertanto, nella produzione effettiva, è fondamentale enfatizzare lo sviluppo di programmi di sostituzione degli antibiotici, condurre ricerche e valutazioni approfondite di prodotti alternativi e aderire a un approccio "una pianta, una politica", analizzando oggettivamente e valutando scientificamente per selezionare alternative antibiotiche mirate e altamente benefiche, adattate alle condizioni locali.