生物技術(shù)在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和飼料工業(yè)中的應(yīng)用

羅小春

湖南省常德市桃源縣畜牧水產(chǎn)事物中心，湖南常德 415700

生物技術(shù)具體是指利用生物體或生物體物質(zhì)改良動(dòng)植物，改進(jìn)生物制品，或用于其他特殊用途的技術(shù)手段。在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和飼料工業(yè)中合理運(yùn)用生物技術(shù)，不僅可以提高飼料利用率，節(jié)省飼料，而且可以預(yù)防動(dòng)物疾病，降低動(dòng)物疾病發(fā)生概率，而這對(duì)于動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展是極為有利的。除此之外，在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和飼料工業(yè)中合理運(yùn)用生物技術(shù)還能生產(chǎn)出一大批新型添加劑、保健品、營(yíng)養(yǎng)品，而這對(duì)于食品加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展也是極為有利的。因此，在當(dāng)前背景下，對(duì)如何在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、飼料工業(yè)中和應(yīng)用生物技術(shù)展開探討，具有非常重要的實(shí)際意義。

1 發(fā)酵工程技術(shù)

借助發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，不僅可以解決當(dāng)前糧食不足、飼料短缺問(wèn)題，而且可以降低動(dòng)物養(yǎng)殖對(duì)于環(huán)境的污染。除此之外，借助發(fā)酵技術(shù)還能生產(chǎn)抗生素、氨基酸、維生素等等。生物技術(shù)在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用主要以飼用酶的應(yīng)用為主，將借助生物技術(shù)生產(chǎn)出的乳酸酶、脂肪酶、纖維酶、蛋白酶等合理添加到動(dòng)物飼料當(dāng)中，可以優(yōu)化飼料營(yíng)養(yǎng)配置，提高飼料利用效率，降低動(dòng)物排泄物對(duì)周邊環(huán)境的污染。

2 單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)

單細(xì)胞蛋白具體是指通過(guò)利用基質(zhì)培養(yǎng)光合細(xì)菌、微藻、霉菌、酵母菌、細(xì)菌等獲得的微生物蛋白質(zhì)，而這也是現(xiàn)代食品工業(yè)、飼料工業(yè)蛋白質(zhì)的主要來(lái)源之一。單細(xì)胞蛋白不僅蛋白質(zhì)含量高，而且富含維生素，消化利用效率較高。除此之外，單細(xì)胞蛋白培養(yǎng)成本低，原料來(lái)源豐富，如動(dòng)物糞便、果殼、蔗渣、稻秸等垃圾廢棄物，以及淀粉副產(chǎn)物、細(xì)胞、酵母等都可以作為單細(xì)胞蛋白的轉(zhuǎn)化原料[1]。最佳固態(tài)發(fā)酵條件為，發(fā)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(xì)胞蛋白可以代替5 ～7 kg 粗糧，在飼料中添加10%的單細(xì)胞蛋白，可使母牛產(chǎn)乳量增加7 ～8 kg，使蛋雞產(chǎn)蛋量增加21%～35%。

3 酶制劑的生產(chǎn)

已往工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用到的酶一般是由自然酶篩選而得來(lái)，而利用現(xiàn)代基因工程技術(shù)，可以將難培養(yǎng)、自然界存在較低的一些生物酶，通過(guò)轉(zhuǎn)基因的方式轉(zhuǎn)接到對(duì)于生存條件要求較低的微生物當(dāng)中，以此來(lái)更好的進(jìn)行生產(chǎn)。甚至一些動(dòng)物酶可以轉(zhuǎn)接到植物體內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，如植酸酶的生產(chǎn)。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(duì)底物直接加以分解，為動(dòng)物機(jī)體供給營(yíng)養(yǎng)成分；加快分泌內(nèi)源性消化酶，可以使植物細(xì)胞壁水解，從而更好的釋放植物體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分；參與動(dòng)物代謝成分，調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體內(nèi)分泌。

粗飼料從結(jié)構(gòu)組成上來(lái)看主要以細(xì)胞壁構(gòu)成，細(xì)胞壁主要成分為木質(zhì)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(dòng)物吸收利用。影響半纖維素和纖維素營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵主要是瘤胃纖維消化率及消化道纖維消化率。通過(guò)在飼喂前對(duì)飼料進(jìn)行預(yù)處理或運(yùn)用微生物對(duì)飼料的木質(zhì)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(jié)構(gòu)當(dāng)中，木糖是其中較難分解的成分。因此在對(duì)秸稈等粗飼料分解時(shí)，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(jìn)動(dòng)物吸收消化，而這對(duì)于飼料品質(zhì)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(dòng)物吸收消化的葡萄糖或低分子化合物。酶制劑可以幫助動(dòng)物更好的開展?fàn)I養(yǎng)吸收，提高奶牛產(chǎn)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(chǎn)量，從而可以顯著提高梅花鹿飼養(yǎng)效益[2]。

4 合成氨基酸的生產(chǎn)

細(xì)胞工程中的轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)在合成氨基酸方面具有重要應(yīng)用。據(jù)相關(guān)研究顯示，將乳糖發(fā)酵短桿菌多次進(jìn)行誘變處理，即可生成能夠高效生產(chǎn)賴氨酸的變異株。但這種合成氨基酸的生產(chǎn)存在一個(gè)明顯問(wèn)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(dǎo)致這種氨基酸生產(chǎn)方式不利于大規(guī)模高效生產(chǎn)。

5 木質(zhì)素的降解

纖維素和木質(zhì)素之間有堅(jiān)固的酯鍵作為連接，從而對(duì)瘤胃微生物降解纖維素造成了一定的阻礙。ASTON 大學(xué)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(huì)對(duì)纖維素降解，只會(huì)降解木質(zhì)素。經(jīng)過(guò)白腐真菌降解，秸稈的體積會(huì)大幅縮減，蛋白質(zhì)含量會(huì)顯著增加，而這不僅可以為秸稈飼料運(yùn)輸、存儲(chǔ)提供便利，而且對(duì)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(shù)

動(dòng)物集體的疫病與免疫、遺傳變異、新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育等生理病理變化，從其本質(zhì)來(lái)看，都是基因調(diào)控表達(dá)產(chǎn)生改變的結(jié)果。運(yùn)用基因工程技術(shù)對(duì)調(diào)控動(dòng)物代謝的幾個(gè)關(guān)鍵蛋白質(zhì)的基因編碼加以操作，在動(dòng)物受精卵或動(dòng)物細(xì)胞中導(dǎo)入外源基因，由此對(duì)動(dòng)物基因組產(chǎn)生穩(wěn)定改變，并遺傳給子代，而這也就是轉(zhuǎn)基因技術(shù)。借助轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以提高動(dòng)物疫病抵抗力，改良動(dòng)物性狀，而這對(duì)于動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展是極為有利的。具體而言，生物技術(shù)主要可以運(yùn)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(dòng)物飼料消化吸收效率，以此來(lái)更好的促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育；二是運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，對(duì)動(dòng)物性狀加以改善，以此來(lái)提高動(dòng)物養(yǎng)殖效益；三是轉(zhuǎn)基因技術(shù)改變動(dòng)物消化代謝途徑，如賴氨酸只能從飼料中吸收，動(dòng)物體內(nèi)無(wú)法自行合成，而借助轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)動(dòng)物代謝過(guò)程加以改變，可以使動(dòng)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(chǎn)生物或菌體直接喂食動(dòng)物，以此來(lái)維持動(dòng)物體內(nèi)腸道功能正常以及微生物群生態(tài)平衡，進(jìn)而起到提高動(dòng)物生產(chǎn)性能、促進(jìn)動(dòng)物體質(zhì)健康的目的。益生素主要包括枯草桿菌、酵母技術(shù)、糞鏈球菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌等。益生素可以產(chǎn)生過(guò)氧化氫、乳酸等能夠殺滅或抑制病原微生物的物質(zhì)；能夠增加消化道有益微生物數(shù)量，排除或抑制有害菌數(shù)量；能夠產(chǎn)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(zhuǎn)化率；能夠提高巨噬細(xì)胞活性及機(jī)體抗體水平，從而可以有效提升動(dòng)物機(jī)體免疫水平等。肖振鐸等曾對(duì)益生素的應(yīng)有效果做了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中運(yùn)用抗生素作為對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比產(chǎn)蛋雞的產(chǎn)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(zhì)的處理

運(yùn)用生物技術(shù)對(duì)有害物質(zhì)處理是一種具有較強(qiáng)發(fā)展?jié)摿Φ姆椒?。Geiger 通過(guò)對(duì)酵母、細(xì)菌、真菌對(duì)黃曲霉毒素的消除能力比較后發(fā)現(xiàn)，橙色桿菌可以在體外的狀態(tài)下對(duì)黃曲霉素予以消滅。Geber認(rèn)為酵母細(xì)胞可以吸收致病細(xì)菌和毒素。Deveron等通過(guò)實(shí)驗(yàn)，證明了在含有黃曲霉素的日糧中添加啤酒酵母培養(yǎng)物，可以使雞的飼料利用率、體重顯著提高，同時(shí)抗新城疫的血凝滴度也會(huì)顯著提高。雖然運(yùn)用化學(xué)方法或物理方法也能對(duì)有害物質(zhì)加以處理，但是利用生物技術(shù)，可以將有害物質(zhì)含量降至可飼水平。楊景芝等曾利用生物技術(shù)，對(duì)菜籽餅粕和棉籽餅粕中的棉酚進(jìn)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(zhì)、抗?fàn)I養(yǎng)因子，這些有毒有害物質(zhì)的存在會(huì)嚴(yán)重降低飼料原料的可利用性及影響價(jià)值，甚至?xí)?duì)動(dòng)物機(jī)體的消化、代謝、吸收造成不利影響。而運(yùn)用生物技術(shù)對(duì)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值，更好的促進(jìn)飼料營(yíng)養(yǎng)吸收轉(zhuǎn)化。運(yùn)用生物技術(shù)對(duì)飼料原料中的有毒、有害物質(zhì)處理，有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)。一是處理速度快。運(yùn)用生物技術(shù)，尤其是酶技術(shù)對(duì)飼料中的有毒、有害物質(zhì)處理，不僅速度快，而且成本低；二是沒(méi)有殘留。運(yùn)用生物技術(shù)對(duì)飼料中的有毒、有害物質(zhì)處理后不會(huì)造成任何殘留，使用非常安全；三是相較于化學(xué)或物理方法，生物技術(shù)對(duì)于飼料原料原有結(jié)構(gòu)及營(yíng)養(yǎng)破壞程度較小。

9 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，生物技術(shù)尤其是基因技術(shù)在提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，改造生產(chǎn)動(dòng)物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體代謝過(guò)程，解決動(dòng)物機(jī)體病理生理變化等方面都具有重要應(yīng)用。隨著生物技術(shù)的不斷成熟，各類生物產(chǎn)品也將層出不窮，不僅可以生產(chǎn)出營(yíng)養(yǎng)均衡、吸收效率高、環(huán)境污染低的飼料產(chǎn)品，而且可以培育出生長(zhǎng)迅速、疫病抵抗力強(qiáng)、肉質(zhì)口感好的動(dòng)物品種，而這對(duì)于動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展極為有利。