“替代方案都是建立在对抗生素作用机理的深入理解之上的。”唐茂妍介绍，促生长抗生素尽管自20世纪50年代起就开始使用，但其作用机理尚不完全清晰。特别是对于长期添加于饲料中的促生长抗生素作用机理研究并不深入。
促生长类的抗生素从两个方面发挥作用。一是对肠道微生物的作用，主要是降低微生物种类和数量，同时降低有害菌产生的毒素量。二是对动物机体的的影响，降低肠壁厚度，改善肠道形态如绒毛长度和隐窝深度等等。特别是对于有害菌的抑制作用一直被认为是抗生素的主要作用。
但随着近年来研究的深入，研究者对抗生素的作用机理有了更加清晰的认识。研究发现，即使低于MIC的抗生素添加也会有稳定的促生长作用，这可能与一直被忽视的抗生素的抑炎、调控肠道免疫的作用密切相关。在饲料当中添加抗生素，会降低动物肠道炎症反应水平，改善肠道的形态，因而使动物获得更多营养，同时用于肠道微生物的营养减少，肠道微生物载荷也随之减少。综合使然，动物机体表现出更高的肠道健康水平和更好的生产性能。值得一提的是，在当前集约化养殖中，猪鸡长期处于应激状态，肠道炎症一直存在，这也就解释了为什么在饲料中添加即使是低剂量的抗生素，也会对动物生产性能有稳定的改善作用。
“养殖动物就是养肠道”是行业广为流传的一句话，这充分说明从业者对消化道的重要性有了深入而全面的认识。唐茂妍对消化道的重要性进行了重申。首先消化道是营养物质消化吸收的地点；其次消化道是机体最大的免疫器官，有约65%的免疫组织和免疫细胞，产生体内80%的抗体；同时消化道也是一个巨大的微生物库，其中微生物的种类多达上百种，肠道微生物数量达到1014。消化道还是大型分泌器官，所有的消化酶、粘液以及20多种激素都是消化道分泌的。这就决定了消化道本身是维持需要最高的器官，20%的体能消耗都是用于肠道自身。在人类医学上，消化道更被誉为“第二大脑”。
消化道健康如此重要，但在畜禽养殖中却没有统一明确的标准。唐茂妍认为，结合科研成果和生产实践经验，消化道健康标准应当包括三个层面。第一层次，结构正常和功能完整。肠道上皮细胞能正常分化、迁移、增殖，绒毛、隐窝功能正常。如果肠道上皮细胞正常增殖分化，肠绒毛就会保持正常状态，养分的消化吸收、水分的代谢正常，机体的功能和免疫较好。否则，肠绒毛损伤萎缩，养分的消化吸收以及机体健康情况受损。所以肠道上皮结构正常且功能完整是肠道发挥一切功能的基础，也是替代抗生素进行营养调控必须要考虑的指标。
第二层面，屏障完整。肠道不同部位起到不同的屏障作用，形成了物理、化学、免疫及微生物等四大屏障。其中最基础的是完整的肠粘膜上皮细胞及细胞间的紧密连接形成的物理屏障。主要是吸收养分并对有害物质和毒素进行阻隔。如果肠道上皮细胞发生萎缩，细胞间紧密连接失常，就会造成肠漏。
紧贴肠上皮细胞有一层致密的粘液组织称为内粘液层。主要是上皮细胞分泌的粘液、消化酶以及正常的共生菌分泌的抗菌肽、黏蛋白等物质，对有害菌进行化学性的干涉，保证上皮细胞的润滑，使其免受物理、化学的侵袭，构成化学屏障。结肠内黏液层外是外粘液层，主要是肠道菌的寄生地，肠道菌具有定植性、繁殖性和排他性，构成微生物屏障。而肠粘膜淋巴细胞和肠道分泌型抗体（slgA）构成免疫屏障。
值得强调的是，免疫最佳状态是处于低水平动态平衡，过高和过低对于动物机体都会造成伤害。如果从饲料角度调控免疫，要尽量避免在饲料当中含有免疫原性大分子、霉菌毒素、不可消化蛋白等促进炎症反应的原料，而是要提高可发酵纤维以及改善消化道形态、微生物区系平衡的功能性添加剂，抑制炎症过度反应，从而调控肠道促炎/抑炎反应的平衡。
第三个层次是菌群平衡并且具有多样性。研究表明，很多消化道类的疾病都和菌群失衡有关。只有微生物群间、菌群与宿主之间达到平衡，才能够促进肠道养分消化吸收、能量合理分配。
菌群多样性也很重要。因为菌群平衡评判比较难，而从微生物多样性来侧面评判菌群平衡更加合理。菌群多样性较高时，当肠腔中一类微生物受到损伤，会有其它替代菌群，从而更容易降低对肠道内稳态的影响。通过膳食调控消化道菌群多样性，可以利用高膳食纤维饮食提高微生物多样性。但通过小鼠模型研究发现，饮食手段调控微生物多样性，从父母代或祖代调控对后代的影响更加显著。
为便于理解，我们将各个指标独立说明，但实际上畜禽消化道一直都是动态发展、相互影响的过程。消化道的结构功能以及肠道微生物区系的建立、免疫的发育，都是一个动态变化的过程。宿主动物、微生物区系和免疫是相互影响、相互制约的共生关系。宿主的遗传背景和日粮结构是微生物区系的决定因素；宿主年龄、微生物区系和日粮会影响免疫建立。
饲料中抗生素的替代并不是一个简单的替换过程，而是要从生物安全、饲养管理、精准营养、免疫水平、疾病控制等五个方面进行系统调整，以达到一个新的动态平衡。唐茂妍介绍，具体到某一种功能性添加剂的评估和使用，如果想做到针对性定量使用，可以遵循以下评估办法。熟知国家法律法规要求；对于产品作用位点和作用机理有系统的了解；产品质量控制体系要科学可控；生产加工和消化道对产品稳定性影响程度；开发者对于产品的试验结果；产品试验设计、实施和分析要具有科学性；对产品做不同规模和养殖条件下的试验；生产性能和经济效益分析。
目前市场上比较常见的替抗添加剂包括以下几类：有机酸、丁酸类、精油/植物提取物、益生菌、益生元、酶制剂和酵母衍生物。唐茂妍表示，不同替抗添加剂的特点及针对性作用完全不同。要把不同添加剂按照使用目的去做综合评估调控，使之发生相互促进、相互提携的作用。为此举了三个例子：
1、有机酸
有机酸是欧盟在饲料禁抗后使用最普遍的添加剂。从机理上讲，有机酸可以在整个消化道都可以发挥作用。直接且最主要的功能是，饲料中添加酸化剂可以起到抑制微生物的作用，然后降低饲料系酸力，使得胃部食糜pH值降低，胃蛋白酶活性提升。在小肠的间接功能是酸度更高的食糜在向肠道蠕动中促进胆汁和胰液的分泌，更多的消化酶进入肠腔，提高了蛋白质消化率和矿物质吸收。在大肠中的作用体现为，前肠过来的未消化底物减少，从而抑制有害菌的发酵和过度增殖，所产生的有害物质也将降低。
2、丁酸类产品
丁酸类产品在人类医学上的研究较为深入透彻，其作用机理比较清晰。研究发现，丁酸对肠粘膜的促生长和损伤修复的作用明显。三丁酸甘油酯（TB）对断奶仔猪生长缓滞有着良好的调节作用，对断奶仔猪炎性因子具有调节作用，特别在应激的情况下，调控作用更明显。还能显著提高仔猪结肠组织和盲肠内容物挥发性脂肪酸含量。
3、酶制剂
酶制剂在应用技术上的研究比较缺乏。主要因为酶制剂在使用中受到很多因素和条件的影响。比如日粮类型和饲料原料的复杂性、动物种类和生理阶段的差别性；加工条件对酶作用的变异性；酶的多样性与专一性；日粮营养水平与酶可提供营养的比较性。这就使得生产中针对性、定量使用酶制剂还需要走很长一段路，但已经有很多科研单位和企业做了大量研究，从底物结构差异、酶的专一性，单酶选择体系到加酶后对日粮养分的改善、底物与酶的定量关系等方面，对于酶的定量应用具有很大的指导意义。
对于酶制剂的评估主要从底物、酶以及影响因素三个方面入手，但每个方面都是庞大的研究体系。对影响酶作用的因素也要分一下主要和次要矛盾，从解决主要矛盾开始，以最大程度发挥酶制剂的作用，使得酶制剂应用更加定量、更加精准。