新型饲料添加剂的性能比较及发展趋势

2012-04-13鲁琼芬李琦华

饲料博览 2012年8期

鲁琼芬，李琦华

（云南农业大学动物科学技术学院，昆明 650201）

饲料添加剂分为营养性添加剂和非营养性添加剂两类，其基本功能是维护动物健康，促进动物生长，提高动物的各种生产性能。为追求经济回报，以往饲料添加剂的促进动物生长作用被过分强调，而忽视其造成的动物性产品药物残留、病原体耐药性等长期危害。随着欧盟、美国等地区和国家相继禁止使用激素、抗生素作为饲料添加剂，尤其是我国加入WTO以来承受的食品安全和环境保护压力加大，新型安全饲料添加剂的发展日益受到重视。安全的饲料添加剂应在动物生产过程中无药物残留，不产生毒副作用，对动物生产不构成危害，其动物产品对人类健康无害；动物排泄物不污染环境。现已开发及正在开发的新型饲料添加剂主要包括微生态制剂、酶制剂、低分子量糖类、中草药制剂等。为合理开发、应用这些新型添加剂，有必要对其各自的发展前景和实际应用效果做比较分析。

1 添加剂种类及性质

1.1 微生态制剂

微生态制剂是利用动物体内构成正常菌群的有益菌制成的活菌制剂，称作益生素，具有助消化、合成动物必需维生素、颉颃病原微生物和刺激免疫系统正常发育的作用，从而实现促进动物生长的目的。这些细菌包括乳杆菌属和链球菌属的很多乳酸菌成员，例如肠球菌、双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉、啤酒酵母菌、产朊假丝酵母、沼泽红假单胞菌等。微生态制剂能充分利用活菌在体内黏附与繁殖，对环境无任何污染，可提高饲料利用率，改善动物性产品品质，降低粪氨含量，净化水体环境。但活菌制剂多为厌氧菌，发酵难度大，在储运加工过程中氧气、高温等均使其大量失活，不得与抗生素合用，可能被胃酸灭活，质量标准亟待统一[1]。水产动物微生态制剂则有芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、噬菌蛭弧菌和脆弱拟杆菌等6大类微生物。微生态制剂可以是单一成分或者复合成分，其中活性菌（EM）就是由日本学者最初用乳酸菌、光合菌、放线菌和酵母菌群等10属80多种微生物复合培养而成的有效微生物群。益生菌也可以活性发酵饲料的形式提供给动物。微生态制剂的发展趋势之一是借助现代生物技术生产活性更好、耐酸、耐消化酶的益生素，例如甲醇酵母（巴斯德毕赤酵母）表达系统较原核表达系统在开发新型饲料添加剂方面具有更为广阔的应用前景，设法加强益生菌在动物肠道内的定植能力，也是一个重要的研究课题[2]。

1.2 酶制剂

酶制剂包括各种水解酶（消化酶），如淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶、果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、溶菌酶、植酸酶（针对单胃动物）、木聚糖酶、细胞溶解酶以及异构酶等[3]。酶制剂可补充机体内源酶的不足，分解饲料中的抗营养因子，但发挥作用有特异性，通常复合酶的应用效果较单一酶好。由于酶在饲料加工、保存等环节中容易失去活性，因此需要通过定点突变技术或制成特定剂型以便对酶活性特别保护。目前还需对酶活性指标及其测定方法做统一规范。

1.3 低聚糖

低聚糖用作饲料添加剂的研究很多。按单糖元数量差异，将常用的低聚糖分为双糖（乳果糖与乳糖醇）和寡糖（果寡糖、反式半乳寡糖和大豆寡糖）。其可充当益生元，主要起调节畜禽后肠微生物区系，促进有益菌生长繁殖，抑制病原菌黏附肠道细胞和增殖的作用[4]。此外，某些低聚糖如甘露寡糖能非特异性激活免疫细胞，保护小肠绒毛，调节血脂水平的作用，而硫酸多糖等可通过抑制病毒对细胞的吸附起到抗病毒的作用。

果寡糖（FOS）可从菊苣或黑曲霉培养物中提取，在饲料中应用较多。果寡糖不能被动物本身所消化，也不能被病原微生物利用，但可作为有益微生物的底物，促进有益微生物繁殖和抑制有害微生物[5]。酵母细胞壁活性成分主要由葡聚糖57.0%、甘露寡糖6.6%、糖蛋白22.0%和几丁质组成，可作为一种免疫促进调节剂，通过激发和增强机体免疫力，改善动物健康来提高生产性能[6]。低聚木糖是由2～7个木糖以β-1,4-糖苷键连接而成的聚合物，具有耐酸、耐热的特点。低聚木糖可采用定向酶分级降解等现代生物技术，从农林废弃物玉米芯等中提取。由于低聚木糖能耐受唾液、胃液、胰液和小肠液的消化，进入大肠后可选择性供给双歧杆菌利用，通过其产生有机酸（短脂肪酸）刺激肠道蠕动，发挥整肠通便功能，并能竞争性抑制病原菌对肠道上皮细胞的黏附[7-9]。菊糖是从天然植物（洋姜）或微生物中提取的一类低聚果糖，耐热性好，但会被胃酸水解成果糖，其作用机理也是促进后肠微生物发酵[10-11]。大豆低聚糖含有水苏糖、棉子糖和蔗糖等可溶性寡糖，具有调节肠道菌群平衡、降血脂、抗癌、保护肝脏、润肠通便和增强机体免疫功能等作用[12]。我国大豆资源丰富，值得大力开发，特别是应将大豆加工过程中产生的乳清水变废为宝。此外，还有一些天然植物提取物也可用作饲料添加剂。“促转素”是采用甜菊糖提取废弃物进一步提纯而制得，主要含糖苷、生物碱、维生素C、鞣质、活性因子等物质[13]。丝兰提取物由于其特殊的生理结构，对有害气体具有很强的吸附能力，可降低畜舍氨气、硫化氢等有害气体的浓度，改善动物饲养环境，提高健康状况，提高动物生产性能，故被广泛研究并应用于动物生产中[14]。壳聚糖又名可溶性甲壳素、甲壳胺，化学名称为β-l（1,4）-2脱氧-D-葡萄糖，可吸附脂类，减少胆固醇吸收，降低蛋黄中的胆固醇含量，并借助聚葡糖胺链四价铵离子，交换黏合胆汁酸，阻止胆汁酸循环，降低脂肪吸收[15-18]。壳聚糖还可用作生物医学工程材料以及作为过瘤胃添加剂的包装材料，对环境也无任何污染。壳聚糖还能以非特异性方式增强免疫力。糖萜素是从山茶属植物种子饼粕中提取的三萜皂苷类与糖类的混合物，理化性质稳定，商业化产品有效成分≥60%，常温下保存期为2年。糖萜素通过调节免疫细胞活性和抗应激效应，提高动物的整体免疫和内分泌系统功能，改善动物的健康水平，进而改善动物的生产性能，并且还有抗氧化功能[17-19]。

1.4 抗生素

尽管抗生素的安全性受到质疑，但抗生素作为抗菌促生长剂，仍然会在畜禽生产中发挥很大的作用。目前中国常用的动物专用抗生素添加剂主要有泰乐菌素、黄霉素、杆菌肽锌。泰乐菌素化学性质稳定，肠道内难吸收，休药期5 d，对支原体有特效，也能抗革兰氏阳性菌。黄霉素化学性质稳定，无配伍禁忌，肠道内不被吸收，在极低浓度就可抑制肠道革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖的合成，在土壤中可被降解。杆菌肽锌由地衣芽孢杆菌发酵生产而来，室温可保存3年，堆肥易降解，对革兰氏阳性菌效果显著，不会诱导细菌产生耐药性，无组织残留，但对肾功能有损害。黄霉素和杆菌肽锌都能使肠壁变薄，促进营养物质的吸收。

1.5 茶叶制剂与中草药制剂

利用茶叶生产过程中废旧茶叶、茶灰、茶末提取茶多酚（TP），其耐热、耐酸，急性、亚急性、慢性毒性试验及致畸、致突变试验结果安全，LD50=2.5 g·kg-1体重，具有预防龋齿、抑制病原微生物、降血脂、抗氧化、杀菌、抗病毒、抗癌、抗过敏、抗辐射等作用，可增强动物抗病力，提高畜禽生产水平[20-21]。中国是世界最大产茶国，茶叶资源丰富，对生产含低脂肪、低胆固醇的肉类有利。但与含铁化合物同饮时，能结合铁离子，影响机体对铁的吸收。此外，还可以开发利用茶多糖，其也具有降血糖、降血脂、抗氧化、增强机体免疫力、防癌等作用[22]。

大蒜素味辛辣，作为饲料添加剂可以提高饲料的适口性，增进动物食欲，促进生长发育，同时还具有广谱抑菌杀菌、杀灭霉菌、驱虫、解毒等功能，现已可人工合成。牛至油也有抑菌促生长作用。杜仲叶粉添加到鸡饲料中，可减少胴体的脂肪含量。甜菜碱是一种季胺型水溶性生物碱，化学名称N，N，N-三甲基甘氨酸内盐，对小鼠皮下注射LD50甜菜碱为18.14 g·kg-1作为一种甲基供体，能部分替代蛋氨酸提供甲基以合成肉碱，促进脂肪氧化分解，起到节约蛋氨酸的作用，但并不能替代蛋氨酸直接合成蛋白质[23]。陈常秀在肉鸡日粮中添加大蒜素12.5～62.5mg·kg-1，结果表明，显著提高了肉鸡血液T淋巴细胞阳性率，法氏囊、胸腺、脾脏等免疫器官的相对重量[24]。夏伦斌等在探讨大蒜素对肉仔鸡生长性能及免疫器官生长发育的影响，在1日龄雏鸡日粮中添加杆菌肽锌 80mg·kg-1和大蒜素650mg·kg-1，结果表明，大蒜素组和杆菌肽锌组与对照组相比，全期平均日增重分别提高7.05%和7.48%（P＜0.05）；料肉比分别降低10.20%和9.69%（P＜0.05）；大蒜素组与对照组相比，法氏囊、脾脏、胸腺指数均有不同程度的提高，且差异显著（P＜0.05）[25]。周宏茂等试验结果表明，大蒜素有效的控制了鸡白痢、肠炎、禽出败等疾病的发生[26]。由于中草药添加剂用量大、使用不方便、成本高及效果不稳定等原因，限制了在饲料中普遍应用。应提取其中的有效成分改变剂型、剂量和配方，提高疗效入手，逐步向中草药添加剂的微量化、系列化和标准化发展。

1.6 动物体源性成分

在饲料中添加使用的免疫因子主要是干扰素（IFN）和胆汁酸类产品，可促进脂肪分解。半胱胺是辅酶A的组成成分，其是半胱胺酸的脱羧产物，是存在于动植物组织中（包括人类组织中）的活性物质，起到调控动物生理机能、促进动物生长的作用。肉碱为B族维生素类似物，能促进脂肪代谢，减少脂肪沉积。

1.7 微量元素

海藻种类众多，资源丰富，营养价值高，含有多种促进动物生长的营养物质，因此可使用海藻粉作为饲料添加剂。海带（根）粉富含无机盐（特别是碘）和维生素。动物所必需的Fe、Cu、Mn、Zn、Co等金属微量元素和动物必需（或限制性）氨基酸螯合成络阳离子或内盐型的螯合物，其结构中的双五元螯环使金属离子的氧化还原性质相对稳定，提高利用效率。纳米微量元素（如碳酸钙和亚硒酸纳）可直接渗透进入动物体内，其吸收利用率远高于普通无机微量元素，可接近100%。粉碎至纳米级，钙的吸收利用率可大大提高。

1.8 酸化剂

常用的酸化剂有甲酸、丙酸、柠檬酸、延胡索酸、乳酸、异位酸等有机酸和盐酸、磷酸等无机酸，也可以是复合酸化剂，如乳香酸主要由乳酸、磷酸、柠檬酸、延胡索酸等组成。酸化剂应用于仔猪，能降低断奶仔猪胃肠道pH。改善胃肠道微生物区系，有益于肠道有益菌群繁殖，可用以克服断奶应激；在生长育肥猪的日粮中可代替药物生长促进剂。常娟等在1日龄艾维茵肉仔鸡日粮中添加酸化剂0.1%，结果表明，酸化剂对1～3周龄肉仔鸡增重作用明显（P＜0.05），酸化剂显著提高了 1～3周龄肉仔鸡蛋白质的消化率（P＜0.05）[27]。

2 小结

不同种类的饲料添加剂均有各自的优缺点，在逐步淘汰抗生素添加剂的过程中，应针对性发展纯天然、无毒害、对人畜安全、对环境无污染的新型添加剂。微生态制剂由能繁殖的活菌构成，应向耐胃酸、耐高温、耐消化酶、肠道定植能力强、复合型方向发展。酶制剂最为安全，但需要解决提高和保护酶活性的普遍问题。以果寡糖、低聚木糖和壳聚糖为代表的低分子量糖类，具有促进肠道有益菌生长的作用，但从长远角度看，应加强对来源丰富、可选择性促进益生菌生长繁殖、降低脂肪吸收、能有效刺激黏膜免疫的低分子量糖类的筛选的研究工作。动物源性饲料添加剂应加强抗病毒、抗菌、调节蛋白合成及脂肪代谢的基础研究。纳米化是微量元素制剂的一个重要发展方向。防霉剂、香味剂、着色剂等也有待进一步研究。

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