功能性饲料添加剂的研究进展及在动物生产中的应用

2018-03-18宋雪莹郭春晖刘学良张智慧赵金波

饲料博览 2018年1期

宋雪莹，李伟，王超，郭春晖，刘学良，张智慧，蒋薇，赵金波

（ 1.黑龙江省畜牧研究所，黑龙江齐齐哈尔 160006；2.中国农业科学院特产研究所，吉林长春 130000）

功能性饲料是一种具有动物保健功能的饲料添加剂，具有改善机体亚健康、提高免疫力和抗应激能力、降低发病率等作用。功能性饲料添加剂可直接从动植物中提取，也可利用化学方法进行合成，或利用基因手段、微生物发酵和酶解作用制备。本文将常见的功能性饲料添加剂作以综述。

1 低聚果糖

低聚果糖又称低聚寡果糖、果寡糖或蔗果三糖低聚糖等[1]。其是天然存在于微生物和植物体内，由果糖转移活性的酶作用而产生。除了天然存在，低聚果糖是也可人工制备。利用β-呋喃果糖苷酶或果糖转移酶将蔗糖分解为低聚果糖。低聚果糖具有调节机体免疫功能和肠道微生物菌群的作用。

低聚果糖最早被日本研究人员添加到猪饲料中，可通过改善肠道菌群达到提高消化能力的目的，从而增加平均日增重，减少料重比，降低腹泻率，提高母乳泌乳量，使养殖环境得到明显改善[2]。随着对低聚果糖研究的深入，在我国已将其作为抗生素替代物添加到畜禽日粮中。卢福庄等在断奶仔猪日粮添加低聚果糖0.2%，试验结果表明，仔猪日增重提高6.4%，料肉比降低11.7%[3]。瞿明仁等将低聚果糖添加到泰和鸡日粮中，与添加抗生素日粮进行对比，发现在饲养第5周和10周低聚果糖组，泰和鸡血清的蛋白质含量高于抗生素组，结果表明，低聚果糖具有增强泰和鸡免疫系统功能的作用[4]。王新峰等研究低聚果糖对断奶羔羊消化道功能的影响，选取40只断奶羊羔随机分为对照组和试验组。对照组仅饲喂基础饲粮，试验组在饲喂基础日粮中添加低聚果糖0.3%，饲养35 d，结果表明，试验组的瘤胃菌群总数提高且多样性显著降低（P＜0.05）[5]。

2 酶制剂

酶制剂又被称为“绿色饲料添加剂”，通过破坏不易被畜禽消化吸收大分子物质中的特殊的化学键，将蛋白质、脂肪、碳水化合物等物质分解为葡萄糖、氨基酸、游离脂肪酸等直接被畜禽利用的营养物质[6]。还可通过降低抗营养因子的含量，刺激内源性酶的活性及补充幼畜内源性酶的不足等方式来提高畜禽对饲料原料中营养物质的利用率。除此之外，酶制剂通过提高畜禽对饲料中磷、氮利用率，降低粪便中磷、氮的残留，最终达到降低污染，保护环境的作用。目前己被发现的酶有1 700多种，其中300多种能够被生产加工，其中有20多种被用作饲料添加剂[7]。目前，酶制剂饲料添加剂分为单酶制剂和复合酶制剂。单酶制剂是指单一酶成分的物质，按畜禽机能是否能自身合成，又将其分为内源性和外源性。内源酶主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶，外源酶主要包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、植酸酶等。复合酶制剂是指由两种或两种以上单酶制剂混合而成。

酶制剂被广泛应用于禽类饲料中，应用效果也较为明显[8]。章世元等研究结果表明，在蛋鸡日粮中添加植酸酶0.5%，可明显提高蛋鸡生产性能，改善蛋壳品质，增加蛋鸡养殖收入，并降低粪便中磷的排泄量，减少对环境的污染[9]。张超在肉鸡日粮中添加酸性蛋白酶1%，可提高肉鸡生产性能和营养物质表观代谢率，同时对脂多糖产生的应激有一定抑制作用[10]。李东东等将肉鸡日粮中蛋白质降低1%，之后添加蛋白质酶，结果发现21日龄肉鸡生产性能与使用正常蛋白质水平日粮饲喂效果一致[11]。黄其田等将液体复合酶制剂添加到白羽肉鸡日粮中，试验结果表明，添加复合酶制剂组肉鸡采食量虽无明显变化，但料重比降低，肉鸡出栏体重增加，养殖收益增加[12]。

何振富等将复合酶制剂添加到肉牛日粮中，测定肉牛的血液生化指标，试验结果表明，肉牛饲粮中添加复合酶制剂，可以增强肉牛免疫力，同时对肉牛血清生化指标和相关生长激素有一定影响[13]。刘瑞玲等用复合酶制剂处理秸秆后饲喂奶牛，提高了干物质的消化率和中性洗涤纤维消化率以及奶牛乳中非脂乳固体含量[14]。黄锋等研究表明，在草鱼和异育银螂鱼日粮中添加含木聚糖酶和β-葡聚糖酶的复合酶制剂，显著提高了草鱼和异育银螂鱼生长速率，增强其免疫能力[15]。

3 抗菌肽

抗菌肽是具有抗菌活性短肽的总称，一般是由12～50个氨基酸残基组成，具有亲水性和疏水性，结构种类多样，包括α螺旋结构、β折叠结构及无规则卷曲[16]。抗菌肽具有广谱抗菌性，通过与细胞膜脂质双分子层结合行成通道，或直接穿透细胞膜，进而使细胞裂解、死亡，可杀灭细菌、真菌、原虫及病毒等。抗菌肽可直接通过分离提取技术，从果蝇、黄鳝、家蚕体内提取获得；也可利用基因工程手段，构建表达载体获得抗菌肽；还可通过酶工程技术，水解乳铁蛋白、酪蛋白获得抗菌肽。

朱琪等研究抗菌肽对肉仔鸡免疫功能和生长性能的影响，在日粮中添加抗菌肽0.5%，发现肉仔鸡饲料转化率得到提高，机体免疫力有所增强[17]。王静研究表明，抗菌肽能提高肉仔鸡日增重、降低料重比、提高消化道功能[18]。宦海琳等将抗菌肽添加到仔猪日粮中，结果表明，抗菌肽能够显著提高仔猪血清总蛋白含量和谷丙转氨酶活性，同时改善了仔猪肠黏膜形态结构，提高了仔猪空肠上皮紧密连接蛋白的基因相对表达量[19]。张宏刚等研究抗菌肽对初产母猪生产性能的影响，在日粮中添加复合抗菌肽3‰，结果表明，产仔性能、哺乳仔猪增重、哺乳仔猪成活率均高于对照组[20]。林鑫等研究表明，在锦鲤的基础饲料中添加抗菌肽150 mg·kg-1可显著提高锦鲤的末重和特定生长率（P＜0.05）[21]。

4 中草药饲料添加剂

中草药饲料添加剂是指将中草药做为饲料成分添加到畜禽基础日粮中，具有天然性、多功能性、毒副作用小、药物残留低、无抗药性、资源丰富等特点，可提高畜禽生产性能、提高养分消化率、调控生殖机能、增强免疫力、改善畜产品品质及保护环境。中草药饲料添加剂可直接作用于菌体，杀灭有害菌；通过激发畜禽体内某些抗菌因子的活性，降低有害菌对机体的破坏作用，以提高畜禽生长性能。赵薇研究中草药对其生产性能、养分表观消化率的影响，将不同剂量的中草药添加到陕北白绒山羊日粮中，添加剂量分别为0.4%、0.8%和1.2%，与仅饲喂基础日粮的空白对照相比，干物质采食量、生产性能、养分表观消化率及经济效益均优于对照组，其中0.8%组为最佳添加剂量，各项指标表现最优[22]。陶川雄以添加云南沙棘、红花、柿和银杏为主的中草药饲料饲喂肉鸭，试验结果表明，可降低肉鸭死亡率，提高生长性能和肉品质，降低养殖成本[23]。杜改梅等将中草药饲料添加剂添加到生长猪基础日粮中，测定血清中白蛋白、总蛋白、免疫球蛋白M、免疫球蛋白G、补体C3浓度和猪瘟抗体水平，试验结果表明，该中草药饲料添加剂的应用可以提高生长猪的免疫功能[24]。

5 功能性氨基酸

氨基酸是构成畜禽体内蛋白质的基本单元，蛋白质是维持生命特征的重要物质。氨基酸根据动物机体是否可以自己合成，将其分为必需氨基酸和非必需氨基酸。近年来，研究发现有些氨基酸不仅参与机体代谢调控，而且与某些生物活性物质合成相关，这类氨基酸被称为功能性氨基酸。

精氨酸具有促进肌肉蛋白质合成、增强机体免疫力、细胞分裂、伤口复原和激素分泌等作用，并参与多胺和NO的合成。在母猪日粮中添加精氨酸可提高母猪繁殖性能、提高产仔数、初生重及仔猪成活率[25]。张凯凯研究发现，饲料中精氨酸能够提升斑点叉尾鮰、美国红鱼、杂交条纹鲈、大口鲈和石斑鱼的非特异性免疫力[26]。但精氨酸体外合成成本高，也是制约其发展的重要原因。谷氨酰胺参与细胞生长，调控氧化应激和免疫激活基因表达。刘艳芬等研究谷氨酰胺对肉仔鸡免疫能力的影响，将其添加到肉仔鸡日粮中，发现肉仔鸡外周血淋巴细胞的转化率及T淋巴细胞数量得到显著提高，结果表明，谷氨酰胺可以增强肉仔鸡免疫功能[27]。色氨酸参与骨髓T淋巴细胞前体分化，对T淋巴细胞合成具有重要作用。张晓玲等研究表明，当猪感染疾病时，血浆色氨酸是下降幅度最明显的必需氨基酸，补充色氨酸后发现猪免疫能力增强[28]。