生物技術在動物營養和飼料工業中的應用

羅小春

湖南省常德市桃源縣畜牧水產事物中心，湖南常德 415700

生物技術具體是指利用生物體或生物體物質改良動植物，改進生物制品，或用于其他特殊用途的技術手段。在動物營養和飼料工業中合理運用生物技術，不僅可以提高飼料利用率，節省飼料，而且可以預防動物疾病，降低動物疾病發生概率，而這對于動物養殖業健康發展是極為有利的。除此之外，在動物營養和飼料工業中合理運用生物技術還能生產出一大批新型添加劑、保健品、營養品，而這對于食品加工產業發展也是極為有利的。因此，在當前背景下，對如何在動物營養、飼料工業中和應用生物技術展開探討，具有非常重要的實際意義。

1 發酵工程技術

借助發酵技術生產單細胞蛋白，不僅可以解決當前糧食不足、飼料短缺問題，而且可以降低動物養殖對于環境的污染。除此之外，借助發酵技術還能生產抗生素、氨基酸、維生素等等。生物技術在動物營養中的應用主要以飼用酶的應用為主，將借助生物技術生產出的乳酸酶、脂肪酶、纖維酶、蛋白酶等合理添加到動物飼料當中，可以優化飼料營養配置，提高飼料利用效率，降低動物排泄物對周邊環境的污染。

2 單細胞蛋白的生產

單細胞蛋白具體是指通過利用基質培養光合細菌、微藻、霉菌、酵母菌、細菌等獲得的微生物蛋白質，而這也是現代食品工業、飼料工業蛋白質的主要來源之一。單細胞蛋白不僅蛋白質含量高，而且富含維生素，消化利用效率較高。除此之外，單細胞蛋白培養成本低，原料來源豐富，如動物糞便、果殼、蔗渣、稻秸等垃圾廢棄物，以及淀粉副產物、細胞、酵母等都可以作為單細胞蛋白的轉化原料[1]。最佳固態發酵條件為，發酵溫度控制在30 ℃左右，含水量控制在60%左右，接種量控制在15%左右，即可使混合物的粗蛋白提高8%～10%。每千克單細胞蛋白可以代替5 ～7 kg 粗糧，在飼料中添加10%的單細胞蛋白，可使母牛產乳量增加7 ～8 kg，使蛋雞產蛋量增加21%～35%。

3 酶制劑的生產

已往工業生產中運用到的酶一般是由自然酶篩選而得來，而利用現代基因工程技術，可以將難培養、自然界存在較低的一些生物酶，通過轉基因的方式轉接到對于生存條件要求較低的微生物當中，以此來更好的進行生產。甚至一些動物酶可以轉接到植物體內進行生產，如植酸酶的生產。曲霉菌、啤酒酵母、枯草桿菌等許多植物微生物都具有植酸酶合成能力。使用酶制劑可以對底物直接加以分解，為動物機體供給營養成分；加快分泌內源性消化酶，可以使植物細胞壁水解，從而更好的釋放植物體內的營養成分；參與動物代謝成分，調節動物機體內分泌。

粗飼料從結構組成上來看主要以細胞壁構成，細胞壁主要成分為木質素、半纖維素、纖維素。半纖維素和纖維素能夠借助瘤胃消化被牛、羊等反芻動物吸收利用。影響半纖維素和纖維素營養價值的關鍵主要是瘤胃纖維消化率及消化道纖維消化率。通過在飼喂前對飼料進行預處理或運用微生物對飼料的木質素加以水解，可以顯著提高半纖維素和纖維素的消化率。在半纖維素和纖維素的結構當中，木糖是其中較難分解的成分。因此在對秸稈等粗飼料分解時，常用的酶主要包括果糖酶、半纖維素分解酶、纖維素分解酶等，甚至糖化酶、蛋白酶。淀粉酶等都能將粗飼料中的大分子半纖維素和纖維素分解成小分子纖維素、半纖維素，從而更好的促進動物吸收消化，而這對于飼料品質的改善是極為有利的。借助生物酶分解，可以將粗飼料分解成更好被動物吸收消化的葡萄糖或低分子化合物。酶制劑可以幫助動物更好的開展營養吸收，提高奶牛產奶量，增加斷奶仔豬增重。在梅花鹿日糧中添加酶制劑，不僅可以增加梅花鹿增重，而且可以增加鹿茸產量，從而可以顯著提高梅花鹿飼養效益[2]。

4 合成氨基酸的生產

細胞工程中的轉導技術、細胞融合技術在合成氨基酸方面具有重要應用。據相關研究顯示，將乳糖發酵短桿菌多次進行誘變處理，即可生成能夠高效生產賴氨酸的變異株。但這種合成氨基酸的生產存在一個明顯問題，即糖消耗速度與賴氨酸收率成反比，即糖消耗速度越快，賴氨酸收率越低，從而導致這種氨基酸生產方式不利于大規模高效生產。

5 木質素的降解

纖維素和木質素之間有堅固的酯鍵作為連接，從而對瘤胃微生物降解纖維素造成了一定的阻礙。ASTON 大學研究人員從堆積的秸稈中提取出一種白腐真菌，這種白腐真菌不會對纖維素降解，只會降解木質素。經過白腐真菌降解，秸稈的體積會大幅縮減，蛋白質含量會顯著增加，而這不僅可以為秸稈飼料運輸、存儲提供便利，而且對于秸稈飼料適口性、消化性的提高極為有利。

6 基因工程技術

動物集體的疫病與免疫、遺傳變異、新陳代謝、生長發育等生理病理變化，從其本質來看，都是基因調控表達產生改變的結果。運用基因工程技術對調控動物代謝的幾個關鍵蛋白質的基因編碼加以操作，在動物受精卵或動物細胞中導入外源基因，由此對動物基因組產生穩定改變，并遺傳給子代，而這也就是轉基因技術。借助轉基因技術，可以提高動物疫病抵抗力，改良動物性狀，而這對于動物養殖業健康發展是極為有利的。具體而言，生物技術主要可以運用于以下幾方面：一是利用各種生物制品，如維生素、氨基酸、飼用酶等，提高動物飼料消化吸收效率，以此來更好的促進動物生長發育；二是運用轉基因技術，對動物性狀加以改善，以此來提高動物養殖效益；三是轉基因技術改變動物消化代謝途徑，如賴氨酸只能從飼料中吸收，動物體內無法自行合成，而借助轉基因技術對動物代謝過程加以改變，可以使動物自行合成賴氨酸成為可能。

7 益生素的利用

益生素也被叫作益菌劑，具體是指將微生物的產生物或菌體直接喂食動物，以此來維持動物體內腸道功能正常以及微生物群生態平衡，進而起到提高動物生產性能、促進動物體質健康的目的。益生素主要包括枯草桿菌、酵母技術、糞鏈球菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌等。益生素可以產生過氧化氫、乳酸等能夠殺滅或抑制病原微生物的物質；能夠增加消化道有益微生物數量，排除或抑制有害菌數量；能夠產生各類合成微生物及消化酶，從而可以顯著提高飼料的利用率及轉化率；能夠提高巨噬細胞活性及機體抗體水平，從而可以有效提升動物機體免疫水平等。肖振鐸等曾對益生素的應有效果做了對照實驗，在實驗過程中運用抗生素作為對照組。實驗發現，與對照組相比產蛋雞的產蛋率提高4.38%，肉雞增加提高5.35%，60 日齡仔豬增加提高14.3%。

8 有害物質的處理

運用生物技術對有害物質處理是一種具有較強發展潛力的方法。Geiger 通過對酵母、細菌、真菌對黃曲霉毒素的消除能力比較后發現，橙色桿菌可以在體外的狀態下對黃曲霉素予以消滅。Geber認為酵母細胞可以吸收致病細菌和毒素。Deveron等通過實驗，證明了在含有黃曲霉素的日糧中添加啤酒酵母培養物，可以使雞的飼料利用率、體重顯著提高，同時抗新城疫的血凝滴度也會顯著提高。雖然運用化學方法或物理方法也能對有害物質加以處理，但是利用生物技術，可以將有害物質含量降至可飼水平。楊景芝等曾利用生物技術，對菜籽餅粕和棉籽餅粕中的棉酚進行了降解，降解后棉酚的含量降解了60%左右。

各類飼料原料中廣泛存在有毒物質、抗營養因子，這些有毒有害物質的存在會嚴重降低飼料原料的可利用性及影響價值，甚至會對動物機體的消化、代謝、吸收造成不利影響。而運用生物技術對飼料原料中的毒物、有害物予以消除，可以顯著提高飼料的整體營養價值，更好的促進飼料營養吸收轉化。運用生物技術對飼料原料中的有毒、有害物質處理，有以下幾方面優點。一是處理速度快。運用生物技術，尤其是酶技術對飼料中的有毒、有害物質處理，不僅速度快，而且成本低；二是沒有殘留。運用生物技術對飼料中的有毒、有害物質處理后不會造成任何殘留，使用非常安全；三是相較于化學或物理方法，生物技術對于飼料原料原有結構及營養破壞程度較小。

9 結語

綜上所述，生物技術尤其是基因技術在提高動物生產性能，改造生產動物所需營養物質，調節動物機體代謝過程，解決動物機體病理生理變化等方面都具有重要應用。隨著生物技術的不斷成熟，各類生物產品也將層出不窮，不僅可以生產出營養均衡、吸收效率高、環境污染低的飼料產品，而且可以培育出生長迅速、疫病抵抗力強、肉質口感好的動物品種，而這對于動物養殖業持續健康發展極為有利。