抗生素濫用是全球公衛問題,「無抗飼養」成畜牧業未來趨勢,中研院學者楊文欽研究發現,用「植生素」(phytogenics)取代抗生素,不但沒有抗藥性、無藥殘疑慮,且抗病和增強免疫力的效果甚至更好!
以天然咸豐草萃取物製成的抗原蟲產品,解決蛋雞場「無藥可用」的問題,我國平均每兩顆雞蛋就有一顆是吃植生素保健。目前中研院研發的植生素產品可用於雞、豬、牛和水產動物,並已打進國際市場!
濫用抗生素問題大,亟需研發替代資材
「抗生素生長促進劑」(antibiotic growth promoters,AGPs)的由來,是1940年代業者發現家禽家畜吃了混有抗生素的飼料後,體重快速增加、還能減少罹病率,尤其在密集飼養模式下動物容易緊迫、免疫力下降,「預防性投藥」的現象更加氾濫。二十一世紀初期,全球生產的抗生素有八成都用在動物身上。
然而抗生素濫用有著抗藥性風險,還會產生「超級細菌」,且抗生素隨著動物排泄物散佈到環境中,影響更是難以估計。近年全球畜牧產業興起「減抗」、「無抗」友善飼養風潮,歐盟、美國、中國、越南、印尼等皆全面或部分地禁止在飼料中添加抗生素作為生長促進劑,這也使得研發替代資材成為當務之急。
根據防檢局提供的數據顯示,我國的動物用抗生素近年使用量有上升趨勢,國內的「動物用藥品使用準則」允許可用在飼料添加物的抗菌劑品目中仍有9項,其中4種兼具促進生長及治療的功能,另5種只有促進生長的功效。防檢局日前已預告,明(2022)年3月1日起,培可黴素不可再使用;2023年1月1日磺胺二甲嘧啶不可再使用;2024年1月1日起,安痢黴素及泰黴素不可再使用。
全世界都在問────如何減少抗生素用量?
老祖宗會用藥草治病,我國科學家找到的解答,就在植物身上。中央研究院農業生物科技研究中心研究員兼任草藥組執行長楊文欽表示,植物近年成為動物藥品或飼料添加物的熱門原料,更成為最有潛力的抗生素替代物質。
植生素是明日之星,幫動物抗病又提高飼料利用率
楊文欽解釋,「植生素」是植物產生的單一化合物或混合物,是植物生長的必要元素,不同植物的植化物有不同作用機制,目前已發現植生素具有14種特性,例如能提高生長效能、穩定腸道菌相、抑制壞菌、增加抗菌活性、調節免疫、減少有害微生物代謝產物、抗氧化作用、抗發炎作用等,好處多多。
可食植物毒性低,能被生物體和大自然分解,沒有藥物殘留與環境污染疑慮;且植生素作用範圍廣,能幫助益生菌生長、促進更多酵素分泌,不僅能讓動物頭好壯壯,平均還能增加10%的飼料效能、提升飼養效率。
更重要的是,植生素可應用於動物疾病的治療和預防,因為植物本身具有次級代謝物(如生物鹼、萜類化合物、酚類、有機硫化物、有機含氮化合物等),對其他生物有拮抗作用、可抵禦外來病原傷害,達到健康照護和疾病防治的作用。
楊文欽振奮表示,「植生素不易產生抗藥性,長期下來在促進生長的效果比抗生素更有效!而且開發成本較低、具跨種保護的優勢,是最有潛力取代抗生素的明日之星!」
雞隻原蟲和豬隻下痢幾乎無藥可用
「農民會想投藥也是為了保障經濟動物,不能忽視他們的飼養需求,重要的是讓農民有其他選擇來取代抗生素。」楊文欽於八年前開始收集畜牧場常見疾病、進行研究分析,並從兩千多筆的植物資料庫中尋找「可用素材」,希望開發植物性飼料添加物解決禽畜產業的疾病用藥問題,以此改善抗生素濫用現象。
球蟲疾病為養雞場常見的腸胃道疾病,會降低雞隻的攝食量和養分吸收,影響產蛋和肉量、甚至導致死亡,造成巨大經濟損失。尤其養雞場多採密集飼養,病毒傳播速度快,一年四季皆會發病,不同年齡和品種的雞隻都可能被感染。
而蛋雞場的白冠病更令養殖戶頭痛,蛋雞一旦罹病,雞冠會變白、下垂,產蛋量急劇下降,但為了配合我國雞蛋藥殘「零檢出」規範,蛋雞場可說是「無藥可用」。
同樣的,豬隻的流行性下痢為一種傳染性高的腸道性疾病,好發於冬季時節,豬隻感染後伴隨嘔吐脫水、食慾減退,在新生仔豬的發病率和死亡率都相當高,然而當前並無商品化疫苗可供防治使用,時常造成養豬業者損失慘重。
野草立大功!改善雞豬棘手疾病、無抗藥性
面對這些棘手的動物疾病,楊文欽找到的解方,竟是最尋常的路邊野草──咸豐草。
咸豐草在我國是常見菊科植物,被農人當作雜草在防治,然而咸豐草作為藥草用途歷史久遠,可治療發炎、免疫疾病、消化系統疾病、感染性疾病和傷口處理。南美國家會用咸豐草治療瘧疾,1970年代,FAO(聯合國糧食及農業組織)更看上咸豐草生長快速、適口性佳等特質,積極在非洲推動大面積種植,希望成為替代糧食。
楊文欽團隊率先研發出菊科植物代謝物配方,對防治雞隻原蟲疾病(如球蟲病和白冠病)及豬隻腸道疾病都有相當成效。咸豐草代謝物主要透過抑制原蟲芽孢子入侵宿主細胞,以達到降低原蟲感染的效果,由於並非直接毒殺原蟲,所以不易產生抗藥性原蟲株。
菊科植物代謝物也能增加腸道好菌和減少病原菌,穩定豬隻腸道菌相,降低腸道病變、減少豬隻發生下痢和赤痢,增加存活率。且植生素配方沒有停藥期問題,適用於任何成長階段的豬隻,也不會有藥物殘留。
至於農友最在意的成本,楊文欽解釋,雖然植生素飼料添加物比抗生素單價高,但使用劑量「省很大」,因為植生素效能高,只消在飼料中添加一點點份量,便能達到數倍抗生素用量才能到達的效果。
目前研究團隊已取得該項技術國內外專利,開放技轉也成功商品化。為確保植生素的原料供應和批次品質,團隊在台東、花蓮地區契作了50公頃的咸豐草,遵照良好農業規範方式栽種,且不用化肥農藥,目標是將專業的藥草栽培SOP建立起來。
咸豐草來幫忙,蛋雞脫離無藥可用困境
利用咸豐草萃取物開發「龍殺球」產品的龍燈生物科技股份有限公司,總監翁志富表示,養雞場若不用藥,感染球蟲且死亡的機率高達五成,但使用藥品就可能有藥殘疑慮,施打疫苗的保護效果亦不穩定;加上我國對雞蛋藥殘採零檢出標準、十分嚴格,「無藥可用」的白冠病成為蛋雞產業的最大隱憂。
以天然成分咸豐草萃取物製成的產品,正可解決家禽產業的用藥需求,並平衡消費者的食安疑慮。實測發現,咸豐草不僅能有效防治球蟲病、白冠病,還能增進飼料效率和提高育成率,且增加雞隻腸道益生菌,使雞隻變健康、雞蛋和雞肉的品質變得更好,這些都是其他藥物無可取代的功能。
翁志富表示,目前國內前五大飼料廠所開發的蛋雞飼料都有使用「龍殺球」產品,國內近一半的蛋雞場都是他們的下游客戶,「可說是一半的雞蛋都是使用我們的產品,平均每兩顆雞蛋就有一顆有吃咸豐草萃取物。」
改善豬隻下痢,節省飼料花費,臭味也減輕
植生素用在家畜可減少死亡率、降低養殖戶損失,也能提升營養利用率、等同減少飼料成本。位於南部經營一貫場養豬場(「一貫場」是指從配種、生產到育成都自己包辦)的張姓豬農指出,自己飼養2000頭豬,過去場內時常爆發下痢疫情,一年前改用植生素飼料添加物「腸穩健」後,下痢問題即得到改善,仔豬育成率也提高。「豬隻的抵抗力變好後,其他病原菌也不太會侵入,不然普通的時候若半年、一年沒用抗生素,(疾病)就會大爆發,或是之後可能要下更重的抗生素劑量。」
此外,豬隻在營養吸收表現上也明顯有提升,過去豬隻約養6-7個月可以出售,現在平均可提早半個月就到達出欄體重(約120公斤)。張姓豬農說,「植生素的價格沒有比抗生素貴多少,但你知道每隻豬可以減少14天的飼料花費,這樣累積下來差多少嗎?還有豬舍臭味也有改善,我每天聞、都覺得味道有減輕!」
對於張姓豬農來說,最重要的是回應消費者對自然健康食材的關注,當前消費端願多花錢支持友善養殖產品,「無抗養殖」勢必能幫業者打響品牌、提高末端售價,讓產業得以永續經營。
亞洲發展中草藥學有優勢,我國植生素科技躍升國際
亞洲地區應用中草藥於疾病治療上歷史悠久,且生物多樣性豐富,楊文欽認為十分有利植生素產業的發展,目前我國已研究出多項植物的治療新機制,可用於雞、豬、牛和水產動物,研發技轉的產品在亞洲多國皆拿到登記證、亦有歐洲藥廠尋求合作。
植生劑前景可期,比起西藥更有優勢,無需擔心藥殘問題、不易產生抗藥性、天然植物具有多靶點特性、開發成本較低等,在發展人醫與獸醫用途上都有極大潛力。但楊文欽提醒,植物有些活性成分不明、作用機制較複雜,部分藥用植物有毒性或副作用的問題,這些都需要投入更大量的研究,才能確保有效性和安全性。
「我們會先觀察產業的問題,先了解各畜牧業的需求是什麼、希望防治什麼疾病,我們再回頭去資料庫找相符的植物,同時植物資料庫也要長期累積,這些研究都是很費時費力的。」但楊文欽相信,唯有養出更健康的經濟動物,才能帶給人類更安心安全的食物,有助於農業的永續經營。
延伸閱讀:
無抗飼養01》動物吃抗生素飼料,人類增抗藥性風險,改吃益生菌酵素更健康