绿色饲料添加剂的研究与应用

2001年09月07日 14:45 来源：饲料博览

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l 中国WTO的加入与绿色饲料添加剂推广应用的紧迫性 绿色的概念源于食品，是指在特定的技术标准下生长、生产加工出来的产品，其标准涵盖了产地环境质量标准、生产过程标准、产品标准、包装标准及其它相关标准，是一个“从土壤到餐桌”严格的全程质量控制标准体系。 欧盟等发达国家在实现其畜牧产品的“绿色化”方面走在了世界前列。瑞典政府自1986年禁止在供肉食的动物饲料中添加抗生素，至今己约有15年历史。1998年12月，欧盟15国农业部长通过了禁止4种抗菌素作为饲料添加剂;这四种抗菌素是:维基尼霉素(Virginiamycin)、泰乐菌素(Tylosin)、杆菌肽锌(Zincbacitracin)用作猪的促生长剂，螺旋霉素(Spiramycin)作家禽促生长剂。 我国这方面做得还很不够，基层饲料生产者和养殖者，由于技术水平不够，安全意识淡漠，不正确使用药物、不遵守停药期、药品标签指示用法不当，疏忽大意等等现象比较严重。药物残留问题构成了我国畜牧肉、蛋、奶产品出口的主要障碍，近年来发生于香港的β-兴奋剂事件，山东出口日本的禽肉被检出“喹乙醇”超标事件等就是典型的例证。 中国加入WTO己成定势，我国的肉、蛋、奶产品在国际市场上虽有较大的价格优势，但由于药残问题，市场前景并不乐观。所以新世纪中我国畜牧业最迫切需要解决的问题之一是:如何提高品质，减少药残，逐渐降低甚至禁止抗生素等药物作添加剂使用，生产绿色的畜牧产品。 要实现畜牧产品的绿色化，需要政府和饲料生产、畜禽养殖者双方共同努力。政府方面，国家己逐步重视这类问题，药物残留的研究被相继列入“八五”、“九五”重点科技攻关项目;1991年国务院发布了“关于研究解决出口农副产品中农药、兽药残留问题会议纪要”和“国务院办公厅关于加强农药、兽药管理的通知”;农业部组织有关单位分工合作，开展药残的检测方法研究，1994年发布了“动物性食品中兽药最大残留限量(试行)”，1997年正式颁布了这一标准;2000年开始，国家又进一步启动了有关饲料安全的工程，2001年3月12日，全国饲料工作办公室、中国饲料工业协会联合以农业部名义召开了饲料安全工作情况新闻发布会等，这一切显示了我国已在绿色畜牧业方面迈进一大步。另一方面，作为饲料生产、畜禽养殖者，则应该自觉地逐步减少用作饲料添加剂的药物使用量，大力地推广使用各种绿色添加剂。 绿色饲料添加剂主要有:饲用酶制剂、寡糖类饲料添加剂、活菌制剂(益生素Probiotic)、中草药提取物、酸化剂、有机微量元素等等。大力发展这些绿色添加剂，代表了时代发展的方向。 2 饲用酶制剂一绿色节粮型饲料添加剂 2.l 基本概念 酶是一种具有生物催化反应能力的蛋白质;酶的基本功能是其催化活性，可加速多种生物化学反应，饲料中的营养物质、抗营养因子的分解反应就是靠酶来催化的，酶的特点是: ①条件要求简单，常温、常压、温和的酸碱度条件下即可反应; ②催化效率特别高，例如lgα-淀粉酶结晶，在65℃,15min内可使2吨淀粉液化为糊精(200万倍)，而用酸来催化，则要140-150℃和耐高压、耐酸的专用设备; ③专一性。一种酶只能分解或转化一种或一类底物; ④酶本质是蛋白质，无毒副作用，无残留。 饲用酶制剂则是一种以酶为主要功能因子的饲料添加剂。根据饲用酶制剂中所含酶种类的多少可分为饲用单一酶制剂(只含有一种酶，如植酸酶)和饲用复合酶制剂(含有多种功效酶，如溢多酶(YIDUOZYME)、保胺生(PORZYME)等，二者相比更为常用的是复合酶制剂。 饲用酶制剂所含的酶种大致可分为两类，一类是畜禽消化道可以合成和分泌，但因某种原因需要补充和强化的酶种，称为消化性酶，如淀粉酶、蛋白酶等;其二是动物通常不能合成与分泌，但饲料中又有其相应底物存在(多为抗营养因子)，而需要添加的酶种，称为非消化性酶，如木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、植酸酶等。 饲用酶制剂的功能很多，但最基本功能只有两点，补充内源性消化酶的不足(强化消化)和消除降解日粮抗营养因子作用。还可以根据发挥这两个功能的侧重点不同，对饲用复合酶制剂进行分类: ①以蛋白酶、淀粉酶为主的饲用复合酶，主要功能为补充内源性消化酶不足，适用于小动物;②以木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶为主的饲用复合酶，消除玉米-豆粕、小麦-豆粕等类型日粮的粘性抗营养因子，我国常用; ③以β-葡聚糖酶为主，辅木聚糖酶等等，消除大麦、黑麦型日粮的粘性抗营养因子，欧美国家应用广泛; ④蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酶、果胶酶等兼而有之，为通用型饲用酶制剂等。 2.2 饲用酶制剂应用研究进展 2.2.1 在畜、禽生产性能方面的饲喂效果 国内近几年在猪和禽方面应用各种饲用酶制剂的部分试验结果汇集于衷1、表2;由表可见，这些酶制剂在仔猪、生长肥育猪、肉禽、蛋禽等饲养动物增重、产蛋、饲料转化率等方面的效果是明显的。 饲用酶制剂在中国己有近10年的研究、应用历史，愈来愈多的饲料、养殖业经营者采用这类添加剂。常见用酶的情况有如下五个方面: ①开发高档饲料(如高档仔猪料，高档小鸡料等)时用; ②配制非常规中大猪料、非常规禽料、蛋鸡料、鸭料时，为解决存在的抗营养因子问题而用酶;③为解决营养性拉稀而用酶; ④为减少饲料品质的变异系数而用酶; ⑤为降低畜、禽舍及水体环境污染而用酶。所有情况中最常见的是为提高饲料品质和为降低配方成本而采用这类添加剂。酶制剂的使用可提高日粮能量、蛋白质的利用率，降低日粮配方成本，因而是一种节粮型饲料添加剂。 表1 酶制剂对猪生产性能的影响 酶制剂 添加量(%) 应用对象 日增重（%） 料重比(%) 参考文献 植酸酶 - 生长猪 +46.02～+54.44 -6.9～-15.31 朝延明,1995 溢多酶 0.1 仔猪 +3.07～1009 -8.2～-9.3 蒋宗勇,1995 溢多酶 0.05 仔猪 +14.6 -8.4 汪梦萍,1995 复合酶 0.1、0.25 +8.6～15.1 -5.3～-8.7 吕俊龙,1996 复合酶 0.3、0.9、0.1、1.0 仔猪 +18.70～23.33 -3.08～-13.14 李间光,1995 HF复合酶 0.3 生长猪 +10.59 -6.08 蒋亚青等,1996 溢多酶 0.1 仔猪 +25.83 -9.09 李云珍等,1996 WB-918Ⅰ复合酸性蛋白酶 0.23 仔猪 +5.0 -8.0 冯波等,1996 酸性蛋白酶 - 仔猪、粉料 +5.65 -9.25 陈安国等,1997 酸性蛋白酶 - 仔猪、粉料 +10.96 -8.38 陈安国等,1997 植酸酶 1200单位/kg 仔猪 +56.94 -28.48 刘建秀,1997 木聚糖酶 生长猪 +8.1 -4.3 汪儆等,1997 酸性蛋白酶 0.1 仔猪 +5.7 -10.19 陈国安等,1997 溢多酶 0.1 仔猪 +10.89 -11.83 陶勇等,1997 复合酶 0.1 仔猪 +8.29 -8.89 胡宗泽,1998 酸性蛋白酶 0.1 仔猪 11.94 -15.18 祝国强等,1998 溢多酶 0.1 生长猪 +17.80 -8.72 鲍咏酶等,1998 表2 酶制剂对于家禽生产性能的影响 酶制剂 添加量(%) 应用对象 日增重(%) 产蛋率(%) 料肉(蛋)比 参考文献 溢多酶 0.05、0.1、0.15 7 大丰肉鸭 +5.93～9.67 / -5.73～8.95 蒋宗勇,1995 溢多酶 0.1 康达尔黄鸡 +13.14 / -16.01 林映才等,1995 利佳多 0.05 黄羽肉鸡 +2.5 / -0.68 苏基双等,1995 溢多酶 0.1 石岐杂肉鸡 +7.82 / -7.49 何乃庆,1997 溢多酶 0.1 罗曼蛋鸡 / +8.7 -9.4 柳卫国,1998 溢多酶 0.1 樱桃谷肉鸭 +8.17 / -7.62 柳卫国,1998 11种酶组成的复合酶 0.1 肉鸡 +13.4 / -8 汪梦萍,1997 混和酶制剂 0.1 蛋鸡 / +7.84 -5.19 车永顺等,1993 纤维素酶 0.075 鹅 +8.9 / -5.1～7.8 裴相元,1989 溢多酶 0.05 鹅 +9.2 / -11.3 汤玮如等,1992 八宝威 0.05 伊莎褐壳蛋鸡 / +1.05 -0.85 周岩民等,1999 复合酶 0.1 石岐杂 +7.1 / -4.1 冯定远,1998 2.2.2 饲用酶制剂的节粮型添加剂功能研究进展 节粮型饲料添加剂是酶制剂有别于其它添加剂最大的特点之一。饲用酶制剂应用于饲料之中，可通过直接(强化消化酶的作用)、间接(消除抗营养因子)等途径提高饲料蛋自质、能量等成分的生物利用率，从而节约了饲粮的用量配方成本。 许梓荣等(1999年)报道，含30%麦麸的肉鸡日粮中添加0.005%的复合酶，结果干物质消化率提高10.58%，粗纤维消化率提高25.9%，粗灰粉消化率提高7.12%，粗脂肪消化率提高21.76%，增重、采食量和FCR等都有明显的改善。邵秀林等(1998年)报道:乌骨鸡饲喂玉米-豆粕型常规日粮，添加0.1%的溢多酶868，以全收粪试验法测定DM、CP、NPU(净蛋白质利用)和PER(蛋白质效率比)等数据，结果显示:干物质表观代谢率DM(%)、粗蛋白表观代谢率CP(%)、净蛋白质利用率NPU(%)以及蛋白质效率比PER等分别提高21.5%、11.52%、11.52%、79.81%。胡忠泽(1999年)应用一种含木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、α-淀粉酶、酸性蛋白酶、甘露聚糖酶的复合酶制剂，对6头35～40公斤的阉公猪采用全收粪法进行消化试验，研究复合酶对日粮养分表观消化率的影响，日粮类型为含有麸皮、米糠的玉米-豆粕型日粮，结果显示:粗纤维、粗蛋白质以及干物质表观消化率分别提高36.76%,17.23%和9.75%，同时增重和饲料转化率分别提高8.29%和8.89%，表现出显著或极显著的效果。冯定远等(1998年)，采用一种含木聚糖酶和β-葡聚糖酶等多种酶的酶制剂，以32.6公斤体重的猪为试验动物，日粮类型按玉米、豆柏和麸皮型进行设计，进行全收粪法消化试验，结果显示:粗纤维、粗蛋白、干物质消化率分别提高48.9%、16.5%和11.3%。 酶制剂用于能量提高的研究，也有一些报告。张宏福(1998年)以72只成年来航公鸡为试验动物，进行代谢能试验，研究一种含蛋白酶、纤维酶和葡聚糖酶的复合酶制剂对大麦型等日粮效果，结果显示:表观代谢能提高了1.52%，同时干物质、纤维素表观代谢率分别提高2.32%,6.71%;另外大麦中总必需氨基酸、总非必需氨基酸均提高1.8%，加酶后，还可明显减少鸡甘氨酸的排泄量。汪儆(1996年)报告，小麦型日粮添加0.1%戊聚糖酶后，肉鸡表观代谢能值由11.O4MJ/kg提高到11．75MJ/kg，提高率6.6%。王修启等研究小麦型、次粉型两种日粮加0.1%复合酶后，表观代谢能提高了6.6%和1.5%。 综上所述，因为使用酶制剂，日粮干物质消化率可提高9%～20%，粗纤维消化率可提高36%～49%，粗蛋白消化率可提高11%-18%，表观代谢能或消化能可提高6%。换言之，生产同样的畜禽产品，可减少饲粮的投入，显示了饲用酶制剂最大的特点:节粮型饲料添加剂。 3 寡糖饲料添加剂—动物微生态调节剂及免疫增强剂 3.1 寡聚糖的概念 寡聚糖又叫寡糖、低聚糖，是相对于单糖和多糖而言的，是指少量的单糖通过儿种糖苷键连接而成的碳水化合物。90年代中后期，迫于来自人类健康和环保的压力，抗生素替代品的研究日益受到重视，寡聚糖由于具有无污染、无残留、功能奇异而成为人们所期望的焦点。这一阶段，我国动物营养界也开始接触这类添加剂，并逐渐成为动物营养研究的新热点之一。 3.2 寡聚糖的分类 从概念来说，2～20个单糖通过糖苷键连成的直链或支链的糖都叫寡聚糖，但功能却不一样。蔗糖、乳糖、麦芽糖等，主要的糖苷键为α～1，4型，可以被机体消化吸收，只能作能量使用，叫普通寡聚糖;而异麦芽低聚(los)、果寡糖(Fos)、甘露寡糖(Mos)等，因含有α-1，6、β-1，2等糖苷键而不能为人和单胃动物所利用，但可以促进动物后肠有益菌的增殖，特别是双歧杆菌的增殖，从而提高人和动物的健康水平和免疫能力，因而叫功能性寡糖，微生态学界称为“益生元”或 “化学益生素”;目前作为动物营养研究新热点的寡聚糖都是功能性寡糖。 3.3 寡聚糖的功能、作用机理及应用效果研究进展 寡聚糖的基本功能有二:①促进动物后肠有益菌的增殖，提高动物健康水平的微生态调节剂功能;②通过促进有害菌的排泄、免疫佐剂和激活动物特异性免疫等途径，提高其整体免疫功能，防治疾病发生的免疫增强剂功能。 3.3.1 寡聚糖的微生态调节剂功能研究进展 功能性寡聚糖最早是被发现具有促进后肠有益菌增殖作用而受到重视的。 很多文献上都引述有微生物专业学者所从事的各类后肠微生物对各类寡聚糖吸收利用情况研究结果，显示出：双歧杆菌、真杆菌、乳杆菌等有益菌属能以某些寡聚糖为唯一碳源进行生长、繁殖；而梭状芽胞杆菌。大肠杆菌、肉毒杆菌、变形菌等有害菌则不能利用同一寡聚糖作为唯一碳源进行生长、繁殖，因此，这些功能性寡聚糖在作饲料添加剂使用时，可调节畜、禽后肠微生态区系，刺激双歧杆菌等有益菌增殖10～l000倍，大大提高了动物的健康水平。 国内动物营养学者，近年来的研究之中也发现了类似的结果。杨全明(1999年)报道，以蛋公鸡为试验动物，研究寡聚糖产品溢康素对其后肠微生物数量的影响，结果显示:4周龄公鸡，0.05%的溢康素添加组，双歧杆菌数增加了581%，大肠杆菌下降了75.4%，粪便含水量也有2%的降低;6周龄蛋公鸡，0.1%的溢康素添加组，双歧杆菌增加了710%，大肠杆菌下降了88%，粪便pH下降3.2%。单安山(1999年)报道，以7～28日龄的哺乳仔猪和28～56日龄的断乳仔猪为试验动物，研究溢康素对肠道微生物数量和猪的生产性能的影响，结果显示:0.1%的溢康素添加组，哺乳仔猪粪便大肠杆菌下降了80.94%，含水量下降2.6%，断乳仔猪直肠大肠杆菌下降87.97%,结肠双歧杆菌增加了86.21%，直肠粪便含水量下降了11.21%;0.1%的溢康素添加组断奶仔猪日增重提高18.11%，料肉比下降19.35%，腹泻率下降59.89%，全期增重饲料成本(元/kg)下降21%，表现出明显的效果。 3.3.2 寡聚糖的免疫增强剂功能概述 寡聚糖的另一个重要功能是通过多种途径直接或间接提高动物的免疫机能:①通过增殖的双歧杆菌等有益菌提高动物的体液和细胞免疫能力;②通过多种途径直接提高动物特异性免疫机能;寡聚糖具有一定的免疫佐剂功能;且具有抗原性，可直接刺激动物体免疫应答反应，提高抗体(Tg)的水平，体液免疫功能得到加强。一些寡聚糖还可以增加细胞因子的释放，具有提高动物细胞免疫的功能;③通过阻断病原菌的定植等提高动物的非特异性免疫机能。 大量试验证明溢康素可提高仔猪日增重7.9%～22.1%，料肉比下降14.4%～17%，腹泻率减少58%～77%:对肉仔鸡则可提高增重4.3%～7.4%，料重比降低6.7%～12.8%，应用效果非常明显。 4 中草药提取物一新型中草药饲料添加剂的研究和开发 4.1 中草药饲料添加剂的概念和宗旨 以中草药的物性(阴阳、寒凉、温热)、物味(酸、 苦、甘、辛、咸)、物间关系等传统中医药理论为主导，辅以动物饲养和饲料工业等现代科学理论技术而制成的纯天然饲料添加剂。旨在增强新陈代谢，促进生长，降低饲料消耗，提高饲料报酬和机体抗病力等。 4.2 中草药饲料添加剂的特点 中草药属于纯天然物质，具有与食物同源、同体、同用的特点，应用于畜牧饲料行业，是一种理想的绿色饲料添加剂。具有以下特点①天然性;②多功能性;③无毒副作用;④无抗药性。 4.3 中草药饲料添加剂的作用机理 ①营养作用:中草药含有蛋白质、糖、脂肪、淀粉、维生素、矿物质微量元素等成分; ②增强免疫作用;③激素样作用;中草药本身不是激素，实践证明有的中草药可以起到激素相似的作用; ④维生素样作用:除许多中草药本身含有维生素成分外，本身不含维生素成分的中草药，也有很多能起到某一种维生素样的功能作用; ⑤抗生素样作用:许多中草药具有广谱抗病菌、甚至抗病毒、真菌、螺旋体等作用，有的中草药本身虽然没有抗菌作用，但有调动机体非特异性抗微生物的积极因素，全方位杀灭病原微生物; ⑥抗应激和“适应源”样作用; ⑦双向调节作用:有的中草药能对动物处于亢进时调节至正常，处于抑制时调节至兴奋，直到正常平衡状态;⑧复合作用。 4．4 新型中草药饲料添加剂的研究和特点 新型中草药饲料添加剂的研究根据中国传统中医药理论和中兽医诊疗经验，结合动物生理、动物免疫和动物微生态等现代科学，采用先进的技术和工艺设备进行一系列的提取和精制化处理。新型中草药抗菌促生长剂和促瘦肉生长剂的主要特点为: ①采用现代科学技术进行有效成分的筛选、配伍并用先进的生产工艺设备等进行一系列精制化处理，所生产的产品是深加工的精制品，有效成分集中、配伍合理、添加量小、更有利于被动物机体合理有效的利用; ②采用现代科学技术对其中有效成分进行深人的研究、分析，建立液相色谱等现代化的检测方法，监控产品中各类有效成分的比例和最低含量范围，确保了产品的可控性和稳定性，保证了产品的质量。 5 小 结 绿色饲料添加剂，除上述酶制剂、寡聚糖、中草药提取物以外，尚有活菌制剂(叉叫益生素)、糖萜素、酸化剂、有机微量元素等，作用机理、途径、解决的问题各不相同。实践经验告诉我们，抗生素等药物的替代，生产绿色的畜牧产品是一个富有挑战性的课题，依靠单一的某类绿色添加剂，很难完全实现的，需由各地饲料生产者、养殖者，依据本地的具体情况，选择几种或几类，联合配伍，才能取得较好的效果。但有一点是肯定的，就是绿色饲料添加剂的逐渐推广、应用，必将在我国实现畜牧产品的绿色化进程中，发挥愈未愈重要的作用。

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