綠色飼料添加劑的研究進(jìn)展及其應(yīng)用現(xiàn)狀

王 瑩 萬(wàn)伶俐

摘要畜產(chǎn)品中有害物質(zhì)殘留是影響畜產(chǎn)品安全的主要問(wèn)題,飼料添加劑是引起有害物質(zhì)殘留超標(biāo)的主要因素之一,研究和開(kāi)發(fā)安全、綠色飼料添加劑,替代抗生素添加劑,發(fā)展綠色畜牧業(yè)已成為現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展方向。對(duì)中草藥添加劑、益生素和復(fù)合酶作為綠色新型飼料添加劑的特點(diǎn)、功能、研究應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題和發(fā)展應(yīng)用前景加以綜述,以期為業(yè)界人士在研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用綠色飼料添加劑產(chǎn)品過(guò)程中提供參考。

關(guān)鍵詞綠色飼料添加劑;中草藥飼料添加劑;益生素;復(fù)合酶

中圖分類號(hào)S816.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 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(lái),國(guó)內(nèi)外畜產(chǎn)品安全事件頻頻發(fā)生,無(wú)污染、無(wú)公害的綠色畜產(chǎn)品愈來(lái)愈受到消費(fèi)者的青睞。抗生素等藥物添加劑的長(zhǎng)期應(yīng)用,會(huì)導(dǎo)致許多不良后果,世界許多畜牧發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)抗生素的使用提出限制,研究和開(kāi)發(fā)綠色飼料添加劑產(chǎn)品,已成為世界性的研究課題,現(xiàn)在已得到公認(rèn)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(chǎn)品的研制與開(kāi)發(fā),為綠色畜產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。現(xiàn)將目前處于研究與開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)的幾種綠色飼料添加劑研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景闡述如下。

1中草藥飼料添加劑

1.1特點(diǎn)

中草藥作為飼料添加劑,在我國(guó)古代已經(jīng)開(kāi)始,它是以傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)理論為基礎(chǔ),與現(xiàn)代動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)理論及飼料加工技術(shù)相結(jié)合,研制出單一的植物提取物或復(fù)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(fù)雜的有機(jī)化合物,其有效成分較多,保持了各種成分結(jié)構(gòu)的自然狀態(tài)和生物活性。經(jīng)過(guò)人和動(dòng)物長(zhǎng)期的篩選,保留下來(lái)的是對(duì)人和動(dòng)物有益的精華物質(zhì),是純天然物質(zhì);其本身的多種有效成分,通過(guò)合理配伍組合,形成獨(dú)特的多功能性,即營(yíng)養(yǎng)性作用、增強(qiáng)機(jī)體免疫作用、激素樣作用、抗生素作用等。

1.2研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

在20世紀(jì)70年代,隨著我國(guó)飼料工業(yè)發(fā)展,中草藥飼料添加劑也隨之快速發(fā)展,1980年在河北承德市召開(kāi)了首次全國(guó)中草藥飼料添加劑學(xué)術(shù)討論會(huì);1995年,北京市飼料工業(yè)協(xié)會(huì)成立了中草藥天然飼料添加劑委員會(huì);2003年我國(guó)發(fā)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(guó)家“八五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目,大量的中草藥飼料添加劑著作先后出版發(fā)行,研究成果和產(chǎn)品層出不窮,并以其獨(dú)有的特色,在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中得到發(fā)展。近幾年,國(guó)內(nèi)單一植物提取物或配伍組方后進(jìn)行有效成分提取加工制成飼料添加劑的研究報(bào)道較多,與原始的散劑比較有了較大的提高,生產(chǎn)工藝、設(shè)備、質(zhì)量穩(wěn)定性方面都有了很大進(jìn)步,雖然處于起步階段,但發(fā)展空間非常廣闊。國(guó)外對(duì)于中草藥的研究很少,但在化學(xué)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(guó)外對(duì)天然植物的研究很深入,且科技手段先進(jìn),并紛紛立法,或制定標(biāo)準(zhǔn)承認(rèn)天然藥物的可行性和合法性。如美國(guó)食品藥物監(jiān)督管理局(FDA)在對(duì)這類產(chǎn)品進(jìn)行初步研究后認(rèn)為:中草藥具有增進(jìn)動(dòng)物健康的作用,應(yīng)屬動(dòng)物保健營(yíng)養(yǎng)品類。歐盟各國(guó)也開(kāi)始大力提倡中草藥飼料添加劑,加大了對(duì)其研究投入。

根據(jù)中草藥添加劑功能主要有以下幾類產(chǎn)品:一是防治畜禽疾病類。如林占等(2004)報(bào)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(dá)92.4%;還有速效管囊散、白頭翁、催乳靈等。二是促進(jìn)生長(zhǎng)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(qiáng)消化吸收和合成代謝、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、提高生產(chǎn)性能在豬、牛、雞、兔上均取得廣泛應(yīng)用,如吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院(2004年)篩選出的綠康素系列復(fù)方植物提取物添加劑,其促生長(zhǎng)性能達(dá)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(qiáng)動(dòng)物免疫力類。中草藥中的多糖、生物堿、皂甙、蒽類等有增強(qiáng)免疫的作用。四是改善畜產(chǎn)品品質(zhì)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(chǎn)品味道鮮美等。

1.3發(fā)展趨勢(shì)

(1)精練組方,科學(xué)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(yīng)力求精練,降低添加量,向精品化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。此外,要保證藥源充足、穩(wěn)定和廉價(jià)。

(2)中草藥加工工藝研究。目前,投放市場(chǎng)的中草藥添加劑多為散劑,其生產(chǎn)工藝落后,品種單一,加工簡(jiǎn)單粗糙,使用的劑量普遍偏大,不僅增加了產(chǎn)品成本,而且影響飼料營(yíng)養(yǎng)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(jī)溶劑提取法。不同的加工工藝對(duì)中草藥添加劑的使用量和使用效果有很大影響,對(duì)不穩(wěn)定的化學(xué)成分,采用加熱煎煮或提取液濃縮,其有效成分發(fā)生破壞或生成沉淀,常產(chǎn)生大分子復(fù)合鹽析出;含有甙類或酯類的中草藥煎煮加熱濃縮時(shí),常遭到水解破壞。目前,又出現(xiàn)超臨界CO2動(dòng)態(tài)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(fā)展。

2益生素(微生態(tài)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(tài)制劑。它是選用動(dòng)物體內(nèi)的正常微生物或其促生長(zhǎng)物質(zhì),經(jīng)特殊工藝加工制成。它能夠在數(shù)量或種類上補(bǔ)充腸道內(nèi)缺乏的正常微生物,調(diào)整并維持腸道內(nèi)正常微生態(tài)平衡,增強(qiáng)機(jī)體免疫功能,具有促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收和畜禽生長(zhǎng)發(fā)育的作用。

2.2種類

益生素產(chǎn)品多是由各種有益微生物組成的復(fù)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(jī)制分為EM菌、芽孢桿菌制劑、乳酸桿菌制劑、酵母類制劑、優(yōu)桿菌類、擬桿菌制劑等類型。

(1)乳酸菌制劑。此類制劑應(yīng)用最早最廣泛,種類繁多。乳酸菌是能夠分解糖類以產(chǎn)生乳酸為主要代謝產(chǎn)物的無(wú)芽孢的革蘭氏陽(yáng)性菌,厭氧或兼性厭氧生長(zhǎng)。包括乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、片球菌屬,目前主要應(yīng)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(yīng)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(shí)多制成體眠狀態(tài)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(yǎng)物,包括真菌及其培養(yǎng)物的制劑,多用在反芻動(dòng)物方面。

2.3國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

美國(guó)準(zhǔn)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(chǎng)上銷售的益生素品種就不低于50個(gè);日本年使用量也在1 000t以上。我國(guó)對(duì)于益生素的開(kāi)發(fā)利用雖然起步較晚,但起點(diǎn)較高,發(fā)展較快,目前年使用量也在1 000t左右。隨著各國(guó)動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)對(duì)益生素的需求不斷增加,其商品制劑的研制開(kāi)發(fā)也取得了較大進(jìn)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(zhǎng)效果受多種因素影響,如動(dòng)物種類、生理狀態(tài)、飼料類型、加工工藝、制劑的細(xì)菌組成、飼喂方法、劑量、水分、溫度、pH值和制劑的保存時(shí)間等。目前益生素作為一種新型飼料添加劑產(chǎn)品,在生產(chǎn)中已有應(yīng)用,但也存在一些問(wèn)題,主要有以下幾個(gè)方面:一是益生菌的活性問(wèn)題。益生菌在運(yùn)輸、使用和保存過(guò)程中易失活,從而降低生物活性作用。二是有些菌進(jìn)入消化道后不能有效抵抗胃酸、膽汁酸等的作用,而無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間在腸道發(fā)揮功能。三是目前已確認(rèn)宜做飼料添加劑的菌種還較少,生產(chǎn)工藝還不完全成熟。但是,隨著該領(lǐng)域研究的深入,益生素前景非常廣闊,繼抗生素之后的時(shí)代,將是微生態(tài)時(shí)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(jīng)基因工程技術(shù)選出的細(xì)菌或真菌菌株,通過(guò)特定的微生物發(fā)酵生產(chǎn)工藝加工而成的包含單一酶或混合酶的工業(yè)產(chǎn)品,細(xì)菌、真菌等微生物是各種酶制劑的主要來(lái)源。酶制劑的最基本功能有2點(diǎn):一是補(bǔ)充內(nèi)源性消化酶不足,幫助畜禽對(duì)飼料的消化吸收,提高飼料利用率,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng);同時(shí),大大減少畜禽排泄物中有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排泄量,從而大幅度減少對(duì)環(huán)境的污染。二是消除降解日糧抗?fàn)I養(yǎng)因子,用酶制劑處理飼料,可消除或降低飼料中某些抗?fàn)I養(yǎng)因子的副作用,改善飼料原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,開(kāi)辟新的飼料資源。

3.2分類

飼用酶制劑的分類目前還沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),習(xí)慣將其分為消化酶和非消化酶兩大類。消化酶屬于動(dòng)物內(nèi)源酶,可由消化系統(tǒng)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(nèi)源酶,動(dòng)物體內(nèi)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(shù)是抗?fàn)I養(yǎng)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(jù)功能的側(cè)重點(diǎn)不同,對(duì)飼用復(fù)合酶制劑進(jìn)行分類:一是以蛋白酶、淀粉酶為主的飼用復(fù)合酶,主要功能為補(bǔ)充內(nèi)源性消化酶不足,適用于小動(dòng)物;二是以木聚糖酶、果膠酶、甘露聚糖酶為主的飼用復(fù)合酶,消除玉米-豆粕、小麥-豆粕等類型日糧的粘性抗?fàn)I養(yǎng)因子,目前國(guó)內(nèi)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?fàn)I養(yǎng)因子,歐美國(guó)家應(yīng)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(wěn)定的植酸磷的結(jié)構(gòu),提高飼料中磷的利用效率,可以節(jié)約大量的磷源和減少排泄磷的污染,在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用比較普遍。

3.3研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

在20世紀(jì)80年代末,一些國(guó)外企業(yè)的飼用酶制劑開(kāi)始進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng);1992年,廣東省珠海市溢多利有限公司的飼用酶制劑開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前在我國(guó)飼用酶制劑市場(chǎng)上,國(guó)外約有十幾家企業(yè),國(guó)內(nèi)約有30多家企業(yè)推出了自己的酶制劑產(chǎn)品。目前,已知的酶有幾千種,研究用酶已達(dá)5 000種,生產(chǎn)用酶多達(dá)300多種,世界上生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的酶制劑約80余種,應(yīng)用范圍覆蓋豬、雞、牛、羊和水產(chǎn)養(yǎng)殖等。越來(lái)越多的飼料、養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)營(yíng)者采用各種酶制劑。常見(jiàn)用酶的情況有5個(gè)方面:一是開(kāi)發(fā)高檔飼料,如高檔仔豬料、高檔小雞料等;二是配制非常規(guī)中大豬料、非常規(guī)禽料時(shí),為解決抗?fàn)I養(yǎng)因子問(wèn)題而應(yīng)用酶制劑;三是為解決營(yíng)養(yǎng)性拉稀而用酶制劑;四是為減少飼料品質(zhì)的變異系數(shù)而用酶制劑;五是為降低畜、禽舍及水體環(huán)境污染而用酶制劑。酶制劑的使用可提高日糧能量、蛋白質(zhì)的利用率,降低日糧配方成本,因而是一種節(jié)糧型飼料添加劑。3.4應(yīng)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(yīng)用前景。因?yàn)槠淇蓮浹a(bǔ)動(dòng)物內(nèi)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(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),同時(shí)減少畜禽排泄物中有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排泄量,從而減少對(duì)環(huán)境的污染;酶還可消除或降低飼料中某些抗?fàn)I養(yǎng)因子的副作用,改善飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,開(kāi)辟新的飼料資源;此外,酶制劑是蛋白質(zhì),是微生物發(fā)酵的天然產(chǎn)物,無(wú)任何毒副作用。近幾年我國(guó)配合飼料產(chǎn)量近1億噸,飼用酶制劑添加量按0.1%計(jì),如果全國(guó)20%～30%配合飼料添加飼用酶制劑,則需要20～30萬(wàn)噸的飼用酶制劑,可見(jiàn)我國(guó)飼用酶制劑的應(yīng)用尚有很大的空間。

4結(jié)語(yǔ)

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化時(shí)代的到來(lái),我國(guó)飼料工業(yè)和畜牧業(yè)面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),要在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中保持有利位置,必然要進(jìn)行一場(chǎng)深刻的綠色革命。綠色飼料添加劑的研究和應(yīng)用正是順應(yīng)這一形勢(shì)而采取的具有戰(zhàn)略意義的舉措。相信在不久的將來(lái),會(huì)有更多的新型綠色飼料添加劑出現(xiàn)和應(yīng)用,并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。中草藥、益生素和復(fù)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(lǐng)域研究的深入,這些綠色飼料添加劑將成為21世紀(jì)飼料工業(yè)中最有發(fā)展前景的高科技產(chǎn)品。

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