生物技术在动物营养和饲料工业中的应用

罗小春

湖南省常德市桃源县畜牧水产事物中心，湖南常德 415700

生物技术具体是指利用生物体或生物体物质改良动植物，改进生物制品，或用于其他特殊用途的技术手段。在动物营养和饲料工业中合理运用生物技术，不仅可以提高饲料利用率，节省饲料，而且可以预防动物疾病，降低动物疾病发生概率，而这对于动物养殖业健康发展是极为有利的。除此之外，在动物营养和饲料工业中合理运用生物技术还能生产出一大批新型添加剂、保健品、营养品，而这对于食品加工产业发展也是极为有利的。因此，在当前背景下，对如何在动物营养、饲料工业中和应用生物技术展开探讨，具有非常重要的实际意义。

1 发酵工程技术

借助发酵技术生产单细胞蛋白，不仅可以解决当前粮食不足、饲料短缺问题，而且可以降低动物养殖对于环境的污染。除此之外，借助发酵技术还能生产抗生素、氨基酸、维生素等等。生物技术在动物营养中的应用主要以饲用酶的应用为主，将借助生物技术生产出的乳酸酶、脂肪酶、纤维酶、蛋白酶等合理添加到动物饲料当中，可以优化饲料营养配置，提高饲料利用效率，降低动物排泄物对周边环境的污染。

2 单细胞蛋白的生产

单细胞蛋白具体是指通过利用基质培养光合细菌、微藻、霉菌、酵母菌、细菌等获得的微生物蛋白质，而这也是现代食品工业、饲料工业蛋白质的主要来源之一。单细胞蛋白不仅蛋白质含量高，而且富含维生素，消化利用效率较高。除此之外，单细胞蛋白培养成本低，原料来源丰富，如动物粪便、果壳、蔗渣、稻秸等垃圾废弃物，以及淀粉副产物、细胞、酵母等都可以作为单细胞蛋白的转化原料[1]。最佳固态发酵条件为，发酵温度控制在30 ℃左右，含水量控制在60%左右，接种量控制在15%左右，即可使混合物的粗蛋白提高8%～10%。每千克单细胞蛋白可以代替5 ～7 kg 粗粮，在饲料中添加10%的单细胞蛋白，可使母牛产乳量增加7 ～8 kg，使蛋鸡产蛋量增加21%～35%。

3 酶制剂的生产

已往工业生产中运用到的酶一般是由自然酶筛选而得来，而利用现代基因工程技术，可以将难培养、自然界存在较低的一些生物酶，通过转基因的方式转接到对于生存条件要求较低的微生物当中，以此来更好的进行生产。甚至一些动物酶可以转接到植物体内进行生产，如植酸酶的生产。曲霉菌、啤酒酵母、枯草杆菌等许多植物微生物都具有植酸酶合成能力。使用酶制剂可以对底物直接加以分解，为动物机体供给营养成分；加快分泌内源性消化酶，可以使植物细胞壁水解，从而更好的释放植物体内的营养成分；参与动物代谢成分，调节动物机体内分泌。

粗饲料从结构组成上来看主要以细胞壁构成，细胞壁主要成分为木质素、半纤维素、纤维素。半纤维素和纤维素能够借助瘤胃消化被牛、羊等反刍动物吸收利用。影响半纤维素和纤维素营养价值的关键主要是瘤胃纤维消化率及消化道纤维消化率。通过在饲喂前对饲料进行预处理或运用微生物对饲料的木质素加以水解，可以显著提高半纤维素和纤维素的消化率。在半纤维素和纤维素的结构当中，木糖是其中较难分解的成分。因此在对秸秆等粗饲料分解时，常用的酶主要包括果糖酶、半纤维素分解酶、纤维素分解酶等，甚至糖化酶、蛋白酶。淀粉酶等都能将粗饲料中的大分子半纤维素和纤维素分解成小分子纤维素、半纤维素，从而更好的促进动物吸收消化，而这对于饲料品质的改善是极为有利的。借助生物酶分解，可以将粗饲料分解成更好被动物吸收消化的葡萄糖或低分子化合物。酶制剂可以帮助动物更好的开展营养吸收，提高奶牛产奶量，增加断奶仔猪增重。在梅花鹿日粮中添加酶制剂，不仅可以增加梅花鹿增重，而且可以增加鹿茸产量，从而可以显著提高梅花鹿饲养效益[2]。

4 合成氨基酸的生产

细胞工程中的转导技术、细胞融合技术在合成氨基酸方面具有重要应用。据相关研究显示，将乳糖发酵短杆菌多次进行诱变处理，即可生成能够高效生产赖氨酸的变异株。但这种合成氨基酸的生产存在一个明显问题，即糖消耗速度与赖氨酸收率成反比，即糖消耗速度越快，赖氨酸收率越低，从而导致这种氨基酸生产方式不利于大规模高效生产。

5 木质素的降解

纤维素和木质素之间有坚固的酯键作为连接，从而对瘤胃微生物降解纤维素造成了一定的阻碍。ASTON 大学研究人员从堆积的秸秆中提取出一种白腐真菌，这种白腐真菌不会对纤维素降解，只会降解木质素。经过白腐真菌降解，秸秆的体积会大幅缩减，蛋白质含量会显著增加，而这不仅可以为秸秆饲料运输、存储提供便利，而且对于秸秆饲料适口性、消化性的提高极为有利。

6 基因工程技术

动物集体的疫病与免疫、遗传变异、新陈代谢、生长发育等生理病理变化，从其本质来看，都是基因调控表达产生改变的结果。运用基因工程技术对调控动物代谢的几个关键蛋白质的基因编码加以操作，在动物受精卵或动物细胞中导入外源基因，由此对动物基因组产生稳定改变，并遗传给子代，而这也就是转基因技术。借助转基因技术，可以提高动物疫病抵抗力，改良动物性状，而这对于动物养殖业健康发展是极为有利的。具体而言，生物技术主要可以运用于以下几方面：一是利用各种生物制品，如维生素、氨基酸、饲用酶等，提高动物饲料消化吸收效率，以此来更好的促进动物生长发育；二是运用转基因技术，对动物性状加以改善，以此来提高动物养殖效益；三是转基因技术改变动物消化代谢途径，如赖氨酸只能从饲料中吸收，动物体内无法自行合成，而借助转基因技术对动物代谢过程加以改变，可以使动物自行合成赖氨酸成为可能。

7 益生素的利用

益生素也被叫作益菌剂，具体是指将微生物的产生物或菌体直接喂食动物，以此来维持动物体内肠道功能正常以及微生物群生态平衡，进而起到提高动物生产性能、促进动物体质健康的目的。益生素主要包括枯草杆菌、酵母技术、粪链球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌等。益生素可以产生过氧化氢、乳酸等能够杀灭或抑制病原微生物的物质；能够增加消化道有益微生物数量，排除或抑制有害菌数量；能够产生各类合成微生物及消化酶，从而可以显著提高饲料的利用率及转化率；能够提高巨噬细胞活性及机体抗体水平，从而可以有效提升动物机体免疫水平等。肖振铎等曾对益生素的应有效果做了对照实验，在实验过程中运用抗生素作为对照组。实验发现，与对照组相比产蛋鸡的产蛋率提高4.38%，肉鸡增加提高5.35%，60 日龄仔猪增加提高14.3%。

8 有害物质的处理

运用生物技术对有害物质处理是一种具有较强发展潜力的方法。Geiger 通过对酵母、细菌、真菌对黄曲霉毒素的消除能力比较后发现，橙色杆菌可以在体外的状态下对黄曲霉素予以消灭。Geber认为酵母细胞可以吸收致病细菌和毒素。Deveron等通过实验，证明了在含有黄曲霉素的日粮中添加啤酒酵母培养物，可以使鸡的饲料利用率、体重显著提高，同时抗新城疫的血凝滴度也会显著提高。虽然运用化学方法或物理方法也能对有害物质加以处理，但是利用生物技术，可以将有害物质含量降至可饲水平。杨景芝等曾利用生物技术，对菜籽饼粕和棉籽饼粕中的棉酚进行了降解，降解后棉酚的含量降解了60%左右。

各类饲料原料中广泛存在有毒物质、抗营养因子，这些有毒有害物质的存在会严重降低饲料原料的可利用性及影响价值，甚至会对动物机体的消化、代谢、吸收造成不利影响。而运用生物技术对饲料原料中的毒物、有害物予以消除，可以显著提高饲料的整体营养价值，更好的促进饲料营养吸收转化。运用生物技术对饲料原料中的有毒、有害物质处理，有以下几方面优点。一是处理速度快。运用生物技术，尤其是酶技术对饲料中的有毒、有害物质处理，不仅速度快，而且成本低；二是没有残留。运用生物技术对饲料中的有毒、有害物质处理后不会造成任何残留，使用非常安全；三是相较于化学或物理方法，生物技术对于饲料原料原有结构及营养破坏程度较小。

9 结语

综上所述，生物技术尤其是基因技术在提高动物生产性能，改造生产动物所需营养物质，调节动物机体代谢过程，解决动物机体病理生理变化等方面都具有重要应用。随着生物技术的不断成熟，各类生物产品也将层出不穷，不仅可以生产出营养均衡、吸收效率高、环境污染低的饲料产品，而且可以培育出生长迅速、疫病抵抗力强、肉质口感好的动物品种，而这对于动物养殖业持续健康发展极为有利。