影响抗生素添加剂使用效果的因素

wttrue · 发表于 2010-6-1 11:53:22

影响抗生素添加剂使用效果的因素初探

摘要：生物学效价、抗逆性、混合能力和在动物体内的适用性是影响抗生素添加剂使用效果的重要因素。抗生素的制剂加工应当以提高效价的稳定性和在饲料中的混合能力，最终定位于提高产品在动物体内的利用为导向。本文主要研究了影响抗生素使用效果的主要因素，以及比较了不同剂型抗生素添加剂在抗逆性、混合能力、动物体内适用性上的差异。

关键词：抗生素添加剂；生物学效价；抗逆性；混合能力；适用性

在饲料生产中，一般都会考虑饲料加工、贮存以及动物适用性等因素对维生素、酶制剂的影响，而对抗生素添加剂则考虑很少。实际上，由于抗生素一般都是大分子有机物质，从制剂生产到动物肠道利用的过程中，很多因素都可以影响其使用效果。抗生素添加剂作为幼小动物预防疾病最重要的手段之一，如何通过制剂加工提高其使用效果并降低使用量是一个很重要的命题。在此我们总结了一些影响抗生素制剂使用效果的因素，并对不同剂型吉他霉素、硫酸粘杆菌素和硫酸新霉素进行了比较研究。

1生物学效价和稳定性

1.1 生物学效价

抗生素添加剂的生物学效价上主要存在两个问题。一是含量不足，这种情况很好鉴别，药监机构都可以测定；二是在产品中添加干扰物干扰检测，例如添加增效剂或者价格更低的能影响微生物检测的其它抗生素，造成含量足够甚至偏高的假象。由于目前国标的检测方法是按照《中华人民共和国兽药典(2005年版)》中抗生素微生物鉴定法测定，这种方法容易受到干扰物的影响。而采用高效高效液相色谱法（HPLC）测定，其结果更为可信。

在不添加干扰物的情况下，国标微生物法和HPLC检测结果有很好的一致性。表1是采用微生物鉴定法和高效液相色谱法的对10%硫酸粘杆菌素的测定结果：

表1 两个硫酸粘杆菌素样品用不同方法的检测结果

检测方法	硫酸粘杆菌素1（U/mg）	硫酸粘杆菌素2（U/mg）	差异
微生物鉴定法1	3066	2919	5.03%
高效液相色谱法(HPLC)2	2448	2365	3.51%

备注：1微生物鉴定法，无锡正大生物技术研究所；2、HPLC，新加坡Pacific lab service实验室

1.2产品的混合均匀度：

这里所说的混合均匀度是指抗生素制剂中有效成分分布的均匀程度，以变异系数CV来表示。CV值越小，则表明该产品混合均匀度越高。抗生素制剂的CV是一个非常重要的指标，如果产品本身含量不均匀，就不可能在饲料中均匀分布。特别是对于用于预防幼畜动物腹泻的抗生素，混合均匀度低是造成腹泻的重要原因。

一般而言，颗粒制剂比粉状制剂均匀度更高。原因在于颗粒制剂在混合均匀后马上进行制粒，保证了每颗小颗粒中有效成分含量稳定；而粉状制剂在生产后的包装、运输和贮存过程中容易与载体分离，降低混合均匀度。以下是从市场上抽检几个50%吉他霉素样品的检测结果：

图1：四种吉他霉素制剂的混合均匀度

2抗逆性

简单来说，就是产品对于不利的外界环境，如酸、碱、温度、湿度等的抵抗能力。优质的抗生素制剂不仅要保证含量，还应当具有优良的抗逆性。

2.1饲料中其它成分对抗生素含量的影响：

饲料中的酸、碱、和微量元素对维生素的影响研究很多，但对抗生素添加剂还远远不够。抗生素都有自己特定的理化特性，生物学效价同样容易受到影响。一般而言，颗粒制剂以及经包被的产品其抗逆性会高于粉剂。原因在于载体的抗生素的保护作用阻止了抗生素与不利因素的直接接触，而且这种保护随时间的增加效果更为明显：

图2 两种剂型吉他霉素在预混料中的含量变化

图3 两种剂型硫酸粘杆菌素在预混料中的含量变化

备注：将不同剂型的吉他霉素和硫酸粘杆菌素投入普通预混料中保存16周(预混料中含有维生素、微量元素、酸化剂、胆碱和石粉等)，每两周测定预混料中吉他霉素和硫酸粘杆菌素的生物学效价。

2.2加工过程中的稳定性

饲料加工过程中高温、高湿对抗生素添加剂的影响国内报道很少。实际上有些抗生素在加工过程中损失很大（如阿莫西林，损失可达30%以上），应考虑如何通过制剂加工减少抗生素在饲料生产过程中的损失。

我们模拟生产条件，在实验室测定了温度对抗生素效价的影响。测定方法是将两种抗生素制剂(微囊和粉末)取样后分别置于80℃，85℃和90℃烘箱中加热5分钟，每个温度两个平行，烘箱内湿度为75%。测定方法是《中华人民共和国兽药典(2005年版)》抗生素微生物鉴定法，结果见表2：

表2温度对几种不同剂型的抗生素添加剂效价的影响

抗生素	剂型	常温	80℃	85℃	90℃
10%硫酸粘杆菌素	微囊(U/mg)	3066	3045	3072	3027
	含量降低(%)	-	0.6	-0.2	1.2
	粉剂(U/mg)	2919	2892	2793	2676
	含量降低(%)	-	0.9	4.3	8.3
50%吉他霉素	微囊(U/mg)	514.4	511.6	504.1	504.3
	含量降低(%)	-	0.54	2.0	2.0
	粉剂(U/mg)	503.2	501.7	491.4	487.5
	含量降低(%)	-	0.3	2.3	3.1
22%硫酸新霉素	微囊(U/mg)	156.6	157.4	156.1	153.3
	含量降低(%)	-	-0.5	0.0	2.1
	粉剂(U/mg)	158.3	155.7	154.6	150.9
	含量降低(%)	-	1.6	2.3	4.7

备注：效价测定有一定误差（一般<2）

从表2可知，在实验室模拟条件下，硫酸粘杆菌素的生物学效价受温度影响较大，10%粉剂在85℃和90℃时含量比常温条件下分别下降了4.3%和8.3%，在80℃下没有影响；而微囊制剂则非常稳定，各温度条件下含量几乎没有变化。吉他霉素和硫酸新霉素在各个温度条件下都比较稳定，在90℃时含量变化小于5%，但总体来看，微囊制剂和粉剂相比具有更好的稳定性。

制粒过程中高温和高湿条件影响比实验室模拟条件对抗生素效价的影响可能更大，微囊制剂相对粉剂在实际生产中可能体现出更明显的优势。

3混合能力

影响抗生素制剂混合能力的指标主要包括容重、粒度、流动性、分散性等几个方面。

3.1容重：

饲料中一些主要原料的容重为：玉米粉（2.5mm筛）650-700g/L，豆粕粉（2.5mm筛）700-720g/L，粗粉的小麦750-780g/L，4%预混料850-900g/L。如果抗生素与饲料原料粉末密度相近，则容易混合均匀，不容易产生分级。抗生素制剂的容重最好能控制在600-800g/L。

表3 不同剂型抗生素的容重

药物添加剂品种	原粉(g/L)	微囊制剂(g/L)
吉他霉素	465	732
硫酸粘杆菌素	432	701
硫酸新霉素	401	689

从表3可知，抗生素的原粉容重都很低，与主要的饲料原料粉差异很大。经微囊颗粒化处理后，产品容重可以提升到700g/L左右，混合过程中不容易产生分级。而对于预混料和浓缩料来说，长途运输中由于震动容易产生分级，这一点上来看颗粒剂比粉剂更有优势。

3.2粒度：

粒度一般以颗粒直径表示，粒度差异过大也是引起分级的重要原因。生产中常用的直径为2.5mm、3.0mm和4.5mm的筛，粉碎后物料的几何平均粒度玉米为261μm、352μm和432μm，豆粕粒度为388μm、414μm和498μm，配合饲料的粒度为282μm、323μm和345μm（王卫国，2000）。抗生素制剂的粒度应与饲料原料粒度基本一致，建议控制在250-550μm（30-60目）为宜。

表4 微囊抗生素制剂的粒径分布情况

产品	24-30目	30-40目	40-50目	50-60目	60目以上
10%微囊硫酸粘杆菌素(%)	6.83	56.88	24.41	5.44	6.44
50%微囊吉他霉素(%)	17.78	44.74	36.81	0.57	0
22%微囊硫酸新霉素(%)	6.23	43.93	31.94	10.28	7.62

硫酸粘杆菌素、吉他霉素和硫酸新霉素原粉的粒径都在180μm以下(80目以上)，由于粒径的差异，容易在饲料混合过程中产生分级。而微囊制剂粒度主要在30-60目之间（85%以上），在饲料中容易均匀混合。

3.3流散性

流散性决定了抗生素能否在短时间内均匀分布于饲料中，评价流散性的指标是休止角。休止角是指粉体堆积层的自由斜面与水平面所形成的最大角。休止角越小，摩擦力越小，流散性越好。表5是不同剂型抗生素产品的休止角：

表5 不同机型抗生素的休止角

产品	吉他霉素		硫酸粘杆菌素		硫酸新霉素
产品	微囊	原粉	微囊	原粉	微囊	原粉
休止角	27º	43º	30º	-	29º	-

正常水份条件下，玉米的休止角为20°，粗玉米粉休止角为30°，细玉米粉为35°，小麦休止角为25°，小麦粗粉休止角为28°，小麦细粉休止角为40°，而鱼粉、肉骨粉等的休止角可达60°以上（过世东）。通过微囊颗粒化处理后的的抗生素制剂休止角在30º左右，与粗玉米粉相当，满足快速混合均匀的要求。

3.4分散性

这里说的分散性是将抗生素按一定比例添加到饲料中后，单位质量的饲料中抗生素的分布能力。抗生素的分布能力主要与单位质量中的颗粒数目有关。数目越多，理论上说可以在每颗饲料中更均匀分布，但数量多又意味着颗粒变小，容重更轻，而后面两个指标也是影响混合能力的重要指标。同时由于抗生素基本都有苦味，太多颗粒分布在饲料颗粒的表面会影响适口性。而颗粒数太少，又不容易在饲料颗粒中均匀分布。表6是几个抗生素制剂的粒子数量：

表6 几个抗生素制剂单位质量的粒子含量

产品	每g产品粒数
50%微囊吉他霉素	10240
10%微囊硫酸粘杆菌素	10129
22%微囊硫酸新霉素	13503

根据表6来计算，如果每吨饲料添加1000g 10%硫酸粘杆菌素或600g 22%硫酸新霉素或150g 50%吉他霉素，相当于每100g饲料中含有硫酸粘杆菌素颗粒约1000颗，硫酸新霉素颗粒810颗，吉他霉素150颗。单位质量的饲料中抗生素应该分布多少颗为最佳没有定论，但从生产实践来看，每g抗生素制剂含10000个左右的粒子使用效果是非常好的。

4动物体内的适用性

4.1崩解时间

颗粒抗生素制剂还有一个很重要的要求，就是进入肠道后能够迅速崩解，将有效成分释放出来。如果选择了不合适的载体或者包衣材料，则可能导致抗生素经过胃肠道后没有全部释放，直接随粪便排出。

表7 几个抗生素微囊制剂的崩解时间

产品	崩解时间（分）
50%微囊吉他霉素	3
10%微囊硫酸粘杆菌素	3
22%微囊硫酸新霉素	4

4.2某些特定产品的胃肠道作用：

以吉他霉素为例，由于具有强苦味，对胃粘膜有刺激性，并且在强酸性环境下容易被破坏失活，因此吉他霉素制剂需通过包被或微囊化处理以量减少在胃中的溶出。另一方面，又要避免制剂在肠道中释放不完全，不能发挥作用。表8是对市场上几个吉他霉素颗粒制剂使用药物溶出度测定仪测定的结果(冯静波,2007)：

表8 几种吉他霉素颗粒制剂的溶出度测定结果

测定条件	时间	样品1	样品2	样品3	样品4
模拟胃液	2小时	32.3%	37.4%	76.9%	29.2%
模拟肠液	2小时	47.3%	53.2%	2.6%	29.4%
	4小时	54.7%	56.1%	15.5%	37.6%
	6小时	68.5%	67.1%	31.2%	41.1%
	8小时	68.2%	66.7%	33.4%	41.2%

从表8可知：在模拟胃液中，样品1、2和4溶出在30%-40%，而样品3溶出达76.9%，因此可以判定样品3是未做肠溶包被的普通颗粒；在模拟肠液中，经过8小时后，样品4溶出只有41.2%，加上模拟胃液的溶出总共70.4%，剩余部分都将作为无效成分随粪便排出，而样品1号和2号在模拟胃液和肠液中溶出量共计100.5%和104.1%(有一定测定误差)。可以确定：样品1号和2号是相对较好的肠溶包被产品，样品3号不是肠溶产品，而样品4号包衣材料选择不合适，不能在肠道中全部溶出。