饲料中添加抗生素能够促进动物生长，节约养殖成本[1]。但饲料中添加的抗生素也可能引发一些问题，如农畜产品中的抗生素残留导致人体产生过敏反应和毒性作用；残留的抗生素使动物和人类产生细菌耐药性，危害健康并加速超级细菌的产生；畜禽排泄物中抗生素成分造成环境污染等生态问题[2]。基于上述原因，禁用饲用抗生素成为必然，寻找安全、可靠的抗生素替代物刻不容缓。目前，酶制剂、抗菌肽、益生菌、益生元以及合生元是具有替抗作用的5类饲料添加剂。本文综述了上述替抗产品在饲料行业中的作用及发展趋势，为今后饲料行业的可持续发展提供参考。1常见的畜禽抗生素替代物种类1.1酶制剂饲用酶制剂是一种绿色饲料添加剂，具有安全、高效、低残留、低污染等特点。根据功能酶制剂可分为：抗菌和抑菌作用的酶，如溶菌酶、葡萄糖氧化酶等；消化多糖和生物大分子物质的酶，如淀粉酶、植酸酶、蛋白酶等；降解抗营养因子和分解植物细胞壁的酶，如果胶酶、非淀粉多糖水解酶等；去除饲料中有害物质的酶，如棉酚降解酶等[3-5]。1.2抗菌肽抗菌肽是广泛存在于自然界中的多肽物质，在植物、动物、微生物中均有发现。因分子组成小于100个氨基酸，也可以人工合成[6]。抗菌肽具有耐酸碱、耐高温、抗菌、抗病毒、抗寄生虫、不易产生耐药性等特点，是极具潜力的可添加于饲料中的抗生素替代物[7]。抗菌肽可改善畜禽肠道的菌群结构，提高免疫力以及生长性能等[8]。1.3益生菌益生菌是一类定植于宿主肠道内的活性微生物，具改善宿主动物肠道内菌群的平衡、抑制病原菌产生、增强机体的免疫力、提高消化能力。常见的益生菌主要有：乳酸菌、芽孢杆菌、链球菌、放线菌、肠球菌和酵母菌。1.4益生元益生元是一种碳水化合物的多聚物，能够起到增加肠道内益生菌的数量、调节肠道微生物的菌落平衡、提高动物的生长性能等作用。益生元可分为：功能性低聚糖，如壳寡糖，具有抗炎、抗菌、免疫调节等多种功能[9]；微藻类，如微藻含有丰富的营养物质，可增强机体的免疫能力，部分微藻也可被动物的肠道吸收利用，增加肠道益生菌的数量，提高动物的生长性能；植物提取物成分可作为益生元使用，增加动物肠道内益生菌的数量，维持动物肠道内的菌群平衡[10]；多糖，动物肠道内多糖可被益生菌利用，增加有益菌的数量，也可以刺激动物的免疫系统，提高动物的免疫能力[11]；多元醇，饵料中添加肌醇对水产类动物的生长具有积极作用[12]；蛋白质水解产物，畜禽的基础日粮中添加蛋白质水解产物可以提高畜禽的生长性能和饲料的转化率[13-14]。1.5合生元合生元是一种将益生菌和具有促进作用的益生元组合在一起的生物制剂。合生元可以共同发挥二者的作用，通过促进外源性活菌在动物的肠道内定植和增殖，选择性地刺激一种或多种益生菌的生长和繁殖，达到使宿主健康的目的。合生元具有无抗药性、无污染、无残留、成本低等特点，是一种绿色的饲料添加剂。研究发现，合生元能够提高动物的生长性能，调节肠道的菌落平衡，具有抑制病原菌的繁殖、增强动物机体免疫力等功能[15]。2畜禽抗生素替代物的作用机理2.1抗菌和抑菌2.1.1酶制剂的抗菌和抑菌作用机理饲料中添加溶菌酶、葡萄糖氧化酶等酶制剂可起到提高畜禽的抗病能力、预防和治疗疾病等作用。溶菌酶是一种天然的蛋白质，可专一作用于细菌的细胞壁，破坏肽聚糖成分，导致菌体死亡，达到抑制细菌生长的作用。溶菌酶具有防腐杀菌的功能，畜禽生产中应用前景十分广阔[16]。葡萄糖氧化酶在反应过程中会产生葡萄糖酸和过氧化氢，也可通过氧化反应消耗肠道内的氧气含量，制造厌氧环境；通过改变肠道的酸性、过氧化氢的氧化能力和制造厌氧环境，改变肠道病菌的生存环境，抑制病原菌的生长。葡萄糖氧化酶可以清除自由基，保护肠道上皮细胞的完整性，并能够阻止病原菌的入侵。葡萄糖氧化酶添加在獭兔饲料中可提高盲肠中双歧杆菌和乳酸菌的数量，抑制大肠杆菌的数量，还可以提高十二指肠胰蛋白酶和空肠乳糖酶的活性[17-18]。2.1.2抗菌肽的抗菌和抑菌作用机理革兰氏阳性菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。当抗菌肽作用于细菌时接触细菌的细胞壁，可破坏细胞壁的结构使细胞壁溶解；细胞壁溶解会使细菌细胞内的渗透压升高，导致细菌裂解死亡[19]。许多抗菌肽均具有阳离子的特性，通过静电相互作用与细胞膜上的阴离子结合，破坏细胞膜的完整性，使细胞死亡；抗菌肽HPRP-A1/A2可以破坏弓形虫速殖子膜结构的完整性并使免疫反应得到应答，有效地对抗弓形虫[20]。抗菌肽通过细胞膜进入细胞内并作用于DNA，破坏细胞的结构使细胞死亡[21]。2.1.3益生菌的抗菌和抑菌作用机理正常机体的菌群结构处于动态平衡状态，发病时肠道内病原菌的数量增多，肠道菌群失衡，危害畜禽健康。益生菌进入肠道后与病原菌竞争营养物质和生长环境，促进肠道益生菌的生长和定植，抑制或减缓病原菌的生长，达到调节肠道菌群结构的作用，通过调节肠道微生物的菌群结构促进畜禽的健康[22]。研究发现，在家禽的日粮中添加益生菌不仅可以防治大肠杆菌病、球虫病、禽沙门氏菌病等，还能够增加淋巴细胞的数量、提高家禽的抗病能力[23-24]。2.1.4益生元的抗菌和抑菌作用机理益生元进入动物的肠道内可被益生菌吸收利用，为益生菌的增殖提供营养成分，促进益生菌的繁殖，增加益生菌的数量，维持动物肠道的菌落平衡，提高畜禽动物的生长性能[25]。日粮中添加甘露寡糖可增加乳酸菌的数量，降低空肠食糜中大肠杆菌的数量，改善肠道菌群结构，提高仔猪的免疫功能，抑制肠道炎症和全身炎症[26]。在家禽的基础日粮中添加低聚果糖等益生元可以抑制病原菌的增殖，促进家禽的生长[27-28]。饲用抗生素替代物对畜禽肠道菌群结构影响见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.07.028.T001表1饲用抗生素替代物对畜禽肠道菌群结构影响抗生素替代物作用效果文献来源葡萄糖氧化酶盲肠大肠杆菌数量降低8.12%，盲肠乳酸菌数量提高6.27%，双歧杆菌数量提高11.29%刘亚娟等[17]猪源抗菌肽猪源抗菌肽对禽源沙门氏菌和大肠杆菌的抑菌圈直径比抗生素对禽源沙门氏菌和大肠杆菌的抑菌圈直径高7 mm和8 mm刘小龙等[34]抗菌肽CF-14能够穿透大肠杆菌细胞膜，对大肠杆菌起到抑制的作用Li等[35]凝结芽孢杆菌增加盲肠乳酸杆菌和双歧杆菌的数量，降低沙门氏菌和大肠杆菌的数量Wen等[36]枯草芽孢杆菌抑制沙门氏菌在盲肠中的定植，增加回肠中共生细菌的群数Hayashi等[37]甘露寡糖增加乳酸菌的数量，降低空肠食糜中大肠杆菌的数量，抑制肠道和全身炎症Duan等[26]低聚果糖促进肠道有益菌如乳酸杆菌和双歧杆菌的增殖邬玮航等[27]2.2增强机体免疫力2.2.1抗菌肽增强机体免疫力的作用机理抗菌肽具有刺激畜禽的免疫系统、增强机体免疫力的功能。在日粮中添加抗菌肽天蚕素AD可提高畜禽的免疫功能，仔猪空肠分泌性IgA的水平和血清IgA、IgG、白介素-1和白介素-6的水平在服用添加抗菌肽饲料后有所提高[29]。研究表明，在日粮中添加抗菌肽可提高仔猪血清IgM、IgG、IgA、猪瘟抗体（CSF-Ab）、总补体（CH50）的水平，且与抗菌肽的添加呈效果依赖性[30]。日粮中添加抗菌肽粗品可促进免疫器官的发育，显著提高免疫球蛋白IgG、IgM和补体C3、C4以及血清中H5N1禽流感免疫抗体和新城疫免疫抗体的含量[31]。2.2.2益生菌增强机体免疫力的作用机理益生菌在增强机体免疫力方面的作用主要包括：（1）促进畜禽血清中免疫抗体的产生。在饲料中添加益生菌后可增加免疫球蛋白IgA、IgG和IgM的水平，利于增强畜禽机体的免疫力[32]。（2）增强巨噬细胞的活性。在日粮中添加益生菌可增强巨噬细胞的活性，加强巨噬细胞的吞噬能力，增强非特异性免疫力[33]。（3）诱导防御素的生成。益生菌可刺激机体产生一种抗菌肽的防御素。抗菌肽具有抵抗致病菌的作用，可以增强机体的抗病能力。（4）刺激T细胞的增殖。乳酸菌能够提高T细胞的有丝分裂能力，使T细胞的数量增多，进而增强机体的免疫功能[33]。2.2.3益生元增强机体免疫力的作用机理研究发现，益生元在动物肠道内可被双歧杆菌吸收利用产生代谢产物，促进双歧杆菌的增殖。双歧杆菌具有较强的免疫刺激作用，可刺激机体产生淋巴细胞，也可以提高巨噬细胞的活性，增强机体的免疫能力[38]。益生元在动物肠道内被益生菌利用后可产生短链脂肪酸，减低肠道内的pH值。当pH值较低时，氨和胺转化成NH4+，一级胆酸不易转变为二级胆酸（二级胆酸具有致癌作用），进而减少癌变的发生[39]。在肉仔鸡的日粮中添加甘露寡糖可以提高肉仔鸡的平均日采食量和平均日增重，提高肉仔鸡法氏囊和胸腺的指数，对肉鸡回肠、盲肠、肝脏、脾脏的TLR2、TLR4、AvBD9、Cath-B1的mRNA表达均具有促进作用[40]，饲用抗生素替代物对增强畜禽机体免疫力的影响见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.07.028.T002表2饲用抗生素替代物对畜禽机体免疫力的影响抗生素替代物添加量日龄/d试验品种对照组主要作用文献来源葡萄糖氧化酶500、1 000、2 000 g/t葡萄糖氧化酶21断奶仔猪抗生素增强机体的抗氧化能力和免疫机能，改善小肠的肠黏膜形态结构，增强保护肠道的黏膜屏障，降低大肠pH值，降低腹泻率，缓解肠道炎症反应陈嘉铭[41]抗菌肽天蚕素AD400 mg/kg19仔猪基础日粮提高仔猪空肠分泌性IgA的水平和血清IgA、IgG、IL-1、IL-6的含量Wu等[29]抗菌肽粗品1 200 mg/kg35肉仔鸡基础日粮促进胸腺免疫器官发育，提高血清中的H5N1禽流感、新城疫的免疫抗体含量；补体C3、C4和IgG、IgM含量也有不同程度的提高刘洹兵等[31]丁酸梭菌与地衣芽孢杆菌复合菌5×108 CFU/kg丁酸梭菌+1×109 CFU/kg地衣芽孢杆菌21北京鸭基础日粮胸腺指数、脾脏指数、血清中IgA、IgG、补体3、补体4含量显著提高袁慧坤等[42]甘露寡糖0.3~0.9 g/kg甘露寡糖42肉仔鸡基础日粮提高21日龄法氏囊指数和21日龄胸腺指数；提高TLRs的表达熊阿玲等[38]枯草芽孢杆菌-菊糖合生元3.5 g/L菊糖+1.25×108 CFU/mL枯草芽孢杆菌14断奶仔猪培养基提高IgG和IgA的含量；补体C3和C4的含量也得到明显提高边连全等[43]2.3促进营养物质的吸收，提高动物的生长性能2.3.1提高养分利用率，促进畜禽生长脂肪含有的能量是碳水化合物的2.25倍，可满足动物体对较高能量浓度的要求。在饲料中添加脂肪酶可促进动物体对脂肪的消化吸收，提高饲料中脂肪的利用效率，达到改善动物生产性能的作用。研究发现，在罗非鱼的饵料中添加脂肪酶可以提高生长性能：当添加量为100 g/t时，罗非鱼增重率相比对照组提高15.70%[44]。也有研究发现，在草鱼幼鱼的饵料中添加脂肪酶能够提高幼鱼的生长性能，改善肠道的功能和肠道免疫力的作用[45]。在肉鸡日粮中添加脂肪酶能够提高氨基酸、能量和养分的利用率，进而达到改善肉鸡的生产性能和产肉性能的目的[46]。2.3.2提高畜禽生产性能抗菌肽作为一种新型的抗生素替代物，在提高畜禽的生产性能方面具有积极意义。在幼山羊的日粮中添加抗菌肽可提高幼山羊的体重、平均日增重以及酶活性（脂肪酶、木聚糖酶和果胶酶），且瘤胃微生物多样性指数高于对照组；添加抗菌肽能够提高瘤胃的发酵水平[47]。在白羽肉鸡的基础日粮中添加1.5%抗菌肽粗提物可起到提高白羽肉鸡的平均日采食量、平均日增重、降低料重比，提高肉鸡的生长性能的作用[48]。在肉仔鸡的日粮中添加3种不同的抗菌肽制剂，结果显示，与空白对照组（饲喂基础日粮）和抗生素组（饲喂基础日粮+150 mg/kg土霉素）相比，饲喂抗菌肽制剂的肉仔鸡平均日增重显著升高，料重比显著降低[49]。2.3.3促进营养物质的消化吸收益生菌调节营养物质的消化吸收主要机理为：调控畜禽动物肠道内酶的活性和通过调控肠道绒毛的高度增加吸收面积。研究表明，无论单独施用益生菌株还是联合施用，益生菌均可对饲料的吸收和利用、动物的日增重产生显著的积极影响[50]。2.3.4促进矿物质的吸收益生元被益生菌利用后可产生丁酸、丙酸、乳酸等代谢产物，降低肠道内的pH值。较低的pH值利于矿物质盐的溶解，促进机体对矿物质的吸收，提高动物的生长性能[39]。2.3.5提高动物的生长性能研究表明，在断奶仔猪的基础日粮中添加低聚果糖和植物乳杆菌ZLP 001组合而成的合生元能够显著提高仔猪的平均日增重，降低料重比；提高干物质和粗蛋白质的表观养分消化率；显著增加乳酸菌属，减少肠杆菌科的数量，低聚果糖和植物乳杆菌ZLP 001组合而成的合生元能够提高仔猪的生长性能和调节肠道的健康[51]。研究发现，合生元代替抗生素对断奶仔猪的生长性能无影响。合生元具有降低仔猪的腹泻率、促进营养物质的吸收、增强机体的免疫力、维持肠道菌落平衡等功能[52]。红曲霉中药合生元对断奶仔猪的平均日增重、腹泻率的降低方面均有促进作用，效果优于抗生素[53]。饲用抗生素替代物对畜禽生长性能的影响见表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.07.028.T003表3饲用抗生素替代物对畜禽生长性能的影响抗生素替代物添加量日龄/d品种对照组平均日增重/%平均日采食量/%料重比/%文献来源葡萄糖氧化酶基础日粮中添加400 g/t31仔猪基础日粮+12.50-11.35-14.03穆淑琴等[54]抗菌肽粗提物1.5%抗菌肽粗提物21肉鸡基础日粮+11.00+10.51-18.50乔恒鑫等[48]丁酸梭菌与地衣芽孢杆菌复合菌5×108 CFU/kg丁酸梭菌+1×109 CFU/kg地衣芽孢杆菌21北京鸭基础日粮+11.49+10.71-10.75袁慧坤等[42]甘露寡糖0.9 g/kg甘露寡糖42肉仔鸡基础日粮+10.76+13.30-12.19熊阿玲等[40]红曲霉中药合生元基础日粮+红曲霉与中药合生素（剂量为0.5%）30仔猪抗生素+61.54+32.26—邵子芮等[53]注：“—”表示未统计，“+”表示与对照组相比增加的百分比，“-”表示与对照组相比降低的百分比。2.4降解抗营养因子和去除饲料中的有害物质2.4.1降解抗营养因子饲料中的抗营养因子（半纤维素、非淀粉多糖类等）进入消化道和水结合会产生较强的黏性，导致动物消化道食糜黏度增高，消化液与饲料接触受阻，阻碍饲料中营养成分的消化，降低畜禽的生长性能[55]。在饲料中添加半纤维素酶可解决半纤维素的抗营养问题，半纤维素酶可将半纤维降解为葡萄糖，提高饲料的利用率、促进动物生长，起到替抗的作用[56]。在猪的日粮中添加外源植酸酶可水解饲料中的植酸和植酸盐等抗营养因子，释放的无机磷也可被动物体利用[57]。2.4.2去除饲料中的有害物质饲料中添加酶制剂能够起到去除饲料中有害物质的作用。研究发现，日粮中存在单端抱菌素和玉米赤酶烯酮等有害物质，随着日粮进入畜禽的肠道内可对畜禽的机体健康造成威胁。在日粮中添加酯酶和环氧酶可以裂解玉米赤酶烯酮的内醋环和单端抱菌素的12,13-环氧基，降解为无毒的物质排出体外或被消化，减轻有害物质对畜禽机体健康的危害[57]。3展望酶制剂、抗菌肽、益生菌、益生元、合生元等在使用过程中也存在问题。酶制剂是一类具有生物催化活性的蛋白质，高温耐受性差；复合酶制剂配比合理配比问题。抗菌肽在消化道内面临被蛋白酶水解的风险，可通过开发稳定的包被技术来抵抗体内蛋白酶的水解；抗菌肽溶血性的安全隐患急需重新评估，部分抗菌肽在杀菌的同时还具有溶血性，通过对抗菌肽进行氨基酸修饰可能会消除抗菌肽的安全问题；抗菌肽的含量低，需要通过基因工程菌等技术手段实现抗菌肽的大批量表达。在未来益生菌制剂的研究中，可以考虑从益生菌之间的作用机理以及益生菌与宿主之间的相互关系（免疫、疾病、生长发育）等方面进行开发利用。注重复合益生菌作用效果的研究和专用性，在不同的动物和不同阶段使用专用的益生菌制剂，确保益生菌发挥更大的作用效果。益生元发挥作用的理论机制尚待明确。未来，益生元的生产工艺研发是益生元迅速发展中的首要任务；对益生元的结构及其功能研究也尤为重要，借助分子化学和生物技术等现代科技手段，阐明益生元的作用机制能够为益生元作为抗生素替代物进行饲料添加起到强有效的理论支撑。综上所述，五类抗生素替代物具有较好的替代效果和极高的使用价值。