綠色飼料添加劑的研究進展及其應用現狀

王 瑩 萬伶俐

摘要畜產品中有害物質殘留是影響畜產品安全的主要問題,飼料添加劑是引起有害物質殘留超標的主要因素之一,研究和開發安全、綠色飼料添加劑,替代抗生素添加劑,發展綠色畜牧業已成為現代畜牧業的發展方向。對中草藥添加劑、益生素和復合酶作為綠色新型飼料添加劑的特點、功能、研究應用現狀及存在的問題和發展應用前景加以綜述,以期為業界人士在研究、開發、應用綠色飼料添加劑產品過程中提供參考。

關鍵詞綠色飼料添加劑;中草藥飼料添加劑;益生素;復合酶

中圖分類號S816.7文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)09-0241-02

ResearchProgessandPracticalStatusofGreenFeedAdditives

WANG Ying 1WAN Ling-li 2 *

(1College of Biological Science Shanxi Normal University,Xi′an Shanxi 710062; 2 Jilin Academy of Agricultural Sciences)

AbstractFeed additives can result in harmful substances exceeding the standard in animal products,which affect the quality safety .Research and development of safety and green feed additives substituting for the antibiotics,and developingof green animal husbandry become the direction of current animal husbandry. This paper reviewed the characteristics,function,current application,existing problems and future application of Chinese herbal additives,microecological modulator,compound enzymes and oligosaccharides as new type of green feed additives,in order to provide reference to the research and application of the green feed additivies.

Key wordsgreen feed additives;chinese herbal additives;microecological modulator;compound enzymes and oligosaccharides

近年來,國內外畜產品安全事件頻頻發生,無污染、無公害的綠色畜產品愈來愈受到消費者的青睞。抗生素等藥物添加劑的長期應用,會導致許多不良后果,世界許多畜牧發達國家對抗生素的使用提出限制,研究和開發綠色飼料添加劑產品,已成為世界性的研究課題,現在已得到公認的綠色飼料添加劑品種有中草藥添加劑、益生素、酶制劑等,這些產品的研制與開發,為綠色畜產品的生產提供了重要物質基礎。現將目前處于研究與開發熱點的幾種綠色飼料添加劑研究現狀和應用前景闡述如下。

1中草藥飼料添加劑

1.1特點

中草藥作為飼料添加劑,在我國古代已經開始,它是以傳統中醫藥學理論為基礎,與現代動物營養學理論及飼料加工技術相結合,研制出單一的植物提取物或復方中草藥添加劑。中草藥添加劑具有純天然性,中草藥多為復雜的有機化合物,其有效成分較多,保持了各種成分結構的自然狀態和生物活性。經過人和動物長期的篩選,保留下來的是對人和動物有益的精華物質,是純天然物質;其本身的多種有效成分,通過合理配伍組合,形成獨特的多功能性,即營養性作用、增強機體免疫作用、激素樣作用、抗生素作用等。

1.2研究開發應用現狀

在20世紀70年代,隨著我國飼料工業發展,中草藥飼料添加劑也隨之快速發展,1980年在河北承德市召開了首次全國中草藥飼料添加劑學術討論會;1995年,北京市飼料工業協會成立了中草藥天然飼料添加劑委員會;2003年我國發布了“天然植物飼料添加劑通則”。中草藥飼料添加劑的研究課題被列為國家“八五”重點攻關項目,大量的中草藥飼料添加劑著作先后出版發行,研究成果和產品層出不窮,并以其獨有的特色,在激烈的市場競爭中得到發展。近幾年,國內單一植物提取物或配伍組方后進行有效成分提取加工制成飼料添加劑的研究報道較多,與原始的散劑比較有了較大的提高,生產工藝、設備、質量穩定性方面都有了很大進步,雖然處于起步階段,但發展空間非常廣闊。國外對于中草藥的研究很少,但在化學合成藥與抗生素等弊端突出的今天,也寄希望于天然藥物。目前,國外對天然植物的研究很深入,且科技手段先進,并紛紛立法,或制定標準承認天然藥物的可行性和合法性。如美國食品藥物監督管理局(FDA)在對這類產品進行初步研究后認為:中草藥具有增進動物健康的作用,應屬動物保健營養品類。歐盟各國也開始大力提倡中草藥飼料添加劑,加大了對其研究投入。

根據中草藥添加劑功能主要有以下幾類產品:一是防治畜禽疾病類。如林占等(2004)報道,菌草靈芝等制成的中草藥添加劑能防治仔豬腸炎;蔣文燦等(1997)用中藥制劑克瘟靈防治新城疫,治愈率達92.4%;還有速效管囊散、白頭翁、催乳靈等。二是促進生長和提高飼料利用率。中草藥添加劑的主要性能和用途是增強消化吸收和合成代謝、促進生長發育、提高生產性能在豬、牛、雞、兔上均取得廣泛應用,如吉林省農業科學院(2004年)篩選出的綠康素系列復方植物提取物添加劑,其促生長性能達到抗生素添加劑水平,還有大蒜素、糖萜素、牛至油等。三是增強動物免疫力類。中草藥中的多糖、生物堿、皂甙、蒽類等有增強免疫的作用。四是改善畜產品品質類。沙棘、紅花、姜黃等含有天然色素,可改善蛋黃顏色,有些中草藥可使畜禽產品味道鮮美等。

1.3發展趨勢

(1)精練組方,科學配伍。目前,中草藥添加劑的組方都比較龐大,不符合添加劑微量化的要求,因此在組方配伍上應力求精練,降低添加量,向精品化、系列化、標準化方向發展。此外,要保證藥源充足、穩定和廉價。

(2)中草藥加工工藝研究。目前,投放市場的中草藥添加劑多為散劑,其生產工藝落后,品種單一,加工簡單粗糙,使用的劑量普遍偏大,不僅增加了產品成本,而且影響飼料營養配比。中草藥飼料添加劑加工工藝主要有3種方法,即粉碎法、水提取法、有機溶劑提取法。不同的加工工藝對中草藥添加劑的使用量和使用效果有很大影響,對不穩定的化學成分,采用加熱煎煮或提取液濃縮,其有效成分發生破壞或生成沉淀,常產生大分子復合鹽析出;含有甙類或酯類的中草藥煎煮加熱濃縮時,常遭到水解破壞。目前,又出現超臨界CO2動態低溫提取中草藥法,中草藥添加劑的加工工藝研究也可向這方面發展。

2益生素(微生態制劑)

2.1作用與特性

益生素是可直接飼喂的有活性的微生物,又稱活菌制劑或微生態制劑。它是選用動物體內的正常微生物或其促生長物質,經特殊工藝加工制成。它能夠在數量或種類上補充腸道內缺乏的正常微生物,調整并維持腸道內正常微生態平衡,增強機體免疫功能,具有促進營養物質消化吸收和畜禽生長發育的作用。

2.2種類

益生素產品多是由各種有益微生物組成的復合制劑,按微生物的菌種類型可分為乳酸桿菌制劑、芽孢桿菌制劑和酵母類等類型;按用途及作用機制分為EM菌、芽孢桿菌制劑、乳酸桿菌制劑、酵母類制劑、優桿菌類、擬桿菌制劑等類型。

(1)乳酸菌制劑。此類制劑應用最早最廣泛,種類繁多。乳酸菌是能夠分解糖類以產生乳酸為主要代謝產物的無芽孢的革蘭氏陽性菌,厭氧或兼性厭氧生長。包括乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、片球菌屬,目前主要應用的有嗜酸乳桿菌、雙歧乳桿菌和糞鏈球菌。

(2)芽孢桿菌制劑。屬于需氧芽孢桿菌中的非致病菌,目前主要應用的有地衣桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽孢桿菌、東洋桿菌等,在使用時多制成體眠狀態的活菌制劑,或與乳酸菌混合使用。

(3)真菌及活酵母類制劑。此類制劑的真菌主要是絲狀菌。目前常用的制品有2種:米曲霉及釀酒酵母培養物,包括真菌及其培養物的制劑,多用在反芻動物方面。

2.3國內外應用現狀

美國準許直接飼喂的微生物有40多種,年使用量8 000t以上,在歐洲市場上銷售的益生素品種就不低于50個;日本年使用量也在1 000t以上。我國對于益生素的開發利用雖然起步較晚,但起點較高,發展較快,目前年使用量也在1 000t左右。隨著各國動物養殖業對益生素的需求不斷增加,其商品制劑的研制開發也取得了較大進展。

2.4影響益生素使用效果的因素及展望

益生素的促生長效果受多種因素影響,如動物種類、生理狀態、飼料類型、加工工藝、制劑的細菌組成、飼喂方法、劑量、水分、溫度、pH值和制劑的保存時間等。目前益生素作為一種新型飼料添加劑產品,在生產中已有應用,但也存在一些問題,主要有以下幾個方面:一是益生菌的活性問題。益生菌在運輸、使用和保存過程中易失活,從而降低生物活性作用。二是有些菌進入消化道后不能有效抵抗胃酸、膽汁酸等的作用,而無法長時間在腸道發揮功能。三是目前已確認宜做飼料添加劑的菌種還較少,生產工藝還不完全成熟。但是,隨著該領域研究的深入,益生素前景非常廣闊,繼抗生素之后的時代,將是微生態時代。

3飼用酶制劑

3.1概念

飼用酶制劑是一種以酶為主要功能因子的飼料添加劑,它是經基因工程技術選出的細菌或真菌菌株,通過特定的微生物發酵生產工藝加工而成的包含單一酶或混合酶的工業產品,細菌、真菌等微生物是各種酶制劑的主要來源。酶制劑的最基本功能有2點:一是補充內源性消化酶不足,幫助畜禽對飼料的消化吸收,提高飼料利用率,促進動物生長;同時,大大減少畜禽排泄物中有機物等營養物質排泄量,從而大幅度減少對環境的污染。二是消除降解日糧抗營養因子,用酶制劑處理飼料,可消除或降低飼料中某些抗營養因子的副作用,改善飼料原料的營養價值,開辟新的飼料資源。

3.2分類

飼用酶制劑的分類目前還沒有統一標準,習慣將其分為消化酶和非消化酶兩大類。消化酶屬于動物內源酶,可由消化系統合成和分泌,包括淀粉酶系、蛋白酶系和脂肪酶;非消化酶不屬于內源酶,動物體內不能合成與分泌,但飼料中存在這些酶的底物,這些底物多數是抗營養因子,包括纖維素酶、半纖維素酶、葡聚糖酶、果膠酶、植酸酶等。還可以根據功能的側重點不同,對飼用復合酶制劑進行分類:一是以蛋白酶、淀粉酶為主的飼用復合酶,主要功能為補充內源性消化酶不足,適用于小動物;二是以木聚糖酶、果膠酶、甘露聚糖酶為主的飼用復合酶,消除玉米-豆粕、小麥-豆粕等類型日糧的粘性抗營養因子,目前國內比較常用;三是以β-葡聚糖酶為主,輔木聚糖酶等,消除大麥、黑麥型日糧的粘性抗營養因子,歐美國家應用廣泛;四是蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酶、果膠酶等兼而有之,為通用型飼用酶制劑等;五是植酸酶制劑,能夠破壞穩定的植酸磷的結構,提高飼料中磷的利用效率,可以節約大量的磷源和減少排泄磷的污染,在國內外應用比較普遍。

3.3研究與應用現狀

在20世紀80年代末,一些國外企業的飼用酶制劑開始進入我國市場;1992年,廣東省珠海市溢多利有限公司的飼用酶制劑開始進入市場。據不完全統計,目前在我國飼用酶制劑市場上,國外約有十幾家企業,國內約有30多家企業推出了自己的酶制劑產品。目前,已知的酶有幾千種,研究用酶已達5 000種,生產用酶多達300多種,世界上生產具有經濟價值的酶制劑約80余種,應用范圍覆蓋豬、雞、牛、羊和水產養殖等。越來越多的飼料、養殖業經營者采用各種酶制劑。常見用酶的情況有5個方面:一是開發高檔飼料,如高檔仔豬料、高檔小雞料等;二是配制非常規中大豬料、非常規禽料時,為解決抗營養因子問題而應用酶制劑;三是為解決營養性拉稀而用酶制劑;四是為減少飼料品質的變異系數而用酶制劑;五是為降低畜、禽舍及水體環境污染而用酶制劑。酶制劑的使用可提高日糧能量、蛋白質的利用率,降低日糧配方成本,因而是一種節糧型飼料添加劑。3.4應用前景

作為一種新型飼料添加劑,飼用酶制劑具有廣闊的應用前景。因為其可彌補動物內源酶分泌量和功能的不足,提高飼料的消化吸收利用率,促進動物生長,同時減少畜禽排泄物中有機物等營養物質排泄量,從而減少對環境的污染;酶還可消除或降低飼料中某些抗營養因子的副作用,改善飼料的營養價值,開辟新的飼料資源;此外,酶制劑是蛋白質,是微生物發酵的天然產物,無任何毒副作用。近幾年我國配合飼料產量近1億噸,飼用酶制劑添加量按0.1%計,如果全國20%～30%配合飼料添加飼用酶制劑,則需要20～30萬噸的飼用酶制劑,可見我國飼用酶制劑的應用尚有很大的空間。

4結語

隨著全球經濟一體化時代的到來,我國飼料工業和畜牧業面臨著前所未有的機遇和挑戰,要在激烈的國際競爭中保持有利位置,必然要進行一場深刻的綠色革命。綠色飼料添加劑的研究和應用正是順應這一形勢而采取的具有戰略意義的舉措。相信在不久的將來,會有更多的新型綠色飼料添加劑出現和應用,并產生巨大的經濟和社會效益。中草藥、益生素和復合酶作為綠色飼料添加劑替代抗生素,在不同程度上克服了抗生素的缺陷,隨著這一領域研究的深入,這些綠色飼料添加劑將成為21世紀飼料工業中最有發展前景的高科技產品。

5參考文獻

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