无公害饲料添加剂的研究和应用

无公害饲料添加剂的研究和应用 【摘要】本文主要综述了畜禽日粮中添加合成氨基酸、植酸酶、非淀粉多糖酶、微生态制剂，以及除臭剂等添加剂对于改善目前动物养殖污染、提高饲料利用效率、促进畜牧业快速发展的重要意义。 在环境污染日趋严重、饲料资源日趋紧缺的今天，如何提高动物的饲料利用率，降低畜牧生产对环境的污染，提高畜禽产品的品质，是营养学家们极为重视的一个课题。使用合成氨基酸、酶制剂、微生态制剂、除臭剂等添加剂，能够提高动物对饲料的利用效率，减少代谢废物的排出，增强动物的抗病能力，改善动物产品的品质。 1．合成氨基酸的使用 畜禽日粮中氮的利用率通常只有30%-50%，要提高氮的利用率，必须提高日粮氨基酸的平衡；而日粮中必需氨基酸含量占总氮含量45%-55%时，氮的利用率最高。在日粮氨基酸平衡性较好的条件下，日粮蛋白质降低2个百分点对动物的生产性能无明显影响，而氮排泄量却能下降20%。使用相同氨基酸水平而粗蛋白水平低4%的日粮，使动物的总氮排泄量降低了49%（P<0.01），而生产性能未受影响。用相同氨基酸水平、粗蛋白水平分别为16.5%、14.5%、和12.5%的日粮饲喂生长猪时，发现尿氮含量和粪尿PH值随粗蛋白含量的下降而减少，粪氮含量则不受粗蛋白水平影响。据统计，通过理想模型计算出的日粮粗蛋白的水平每低出一个百分点，粪尿氨气的释放量就下降10%-12.5%。向日粮中添加合成氨基酸，能使生长猪和肥育猪日粮的蛋白质水平分别从21%降到14%、从19%降到13%，从而使尿氮的排出量减少40%（P<0.01），粪尿中的臭味物质也显著减少。因此，在畜禽日粮中使用合成氨基酸，能提高日粮氮利用率，减少粪尿氮排出量，从而节约饲料蛋白质，减少氮污染。 2．植酸酶的应用 植物性饲料中约2/3的磷是植酸磷，不能被畜禽利用，不仅造成磷资源浪费，而且植酸磷大部分从粪便尿中排出，会引起严重的环境污染。而且植酸还能与多种微元素结合，而阻碍其吸收。植酸酶(Phytase)能将植酸（肌醇六磷酸）水解成肌醇与磷酸（或磷酸盐），属磷酸单酯水解酶。目前已知有三种类型，即肌醇六磷酸3-磷酸水解酶（E.C.3.1.3.8）、肌醇六磷酸6-磷酸水解酶(E.C.3.1.3.26)和非特征性正磷酸盐单酯磷酸水解酶。 许多研究表明，植酸能够提高饲料原料中磷的利用率，降低粪中磷含量。它能明显提高肉鸡日增重和饲料利用率，降低肉料比；提高蛋鸡对磷的利用率，增加产蛋率，降低料蛋比；明显提高猪日增重，降低料肉比；明显提高小条纹石鳢、小鲇鱼的体重和体长，提高鳟鱼和草鱼的磷利用率，降低其磷排泄量；提高大西洋鲑对磷和锌的利用率，减少甚至完全不使用无机磷，大大降低养殖水体污染。 目前商品微生物植酸酶价格偏高，其应用有所局限。而某些饲料原料，如小麦、小麦麸、黑小麦、大麦和燕麦等，含有较高活性的天然存在的植酸酶，以适当比例加入畜禽饲料中时，也能提高植酸磷的利用率，并能较好地替代微生物植酸酶或无机磷酸盐的作用，同时显著降低了饲料成本。一般认为，饲料中植酸磷含量在0.2%以上时，才考虑使用植酸酶制剂。猪日粮中的添加量一般为500-700U/kg；欧洲各国整体推荐量为400-600U/kg可取代0.1%-0.12%的饲料无机磷。 3．非淀粉多糖降解酶的使用 目前我国玉米资源短缺，麦类的营养价值高于玉米，且资源丰富，是玉米的最佳替代品。但麦类籽料尤其是胚乳细胞壁中含有较多的非淀粉多糖（NSP），不能被单胃动物消化酶水解。而且它在动物消化道中部分溶解后，会与蛋白质和淀粉形成粘性胶体，而使它们不易消化液接触。NSP还会结合消化酶，抑制消化酶对底物的渗透，从而使营养物质的消化率和利用率降低，饲料能值也随之降低。另外，未消化物质的增加，会使代谢废物排出增多，对环境的污染程度也大大增加。为提高麦类中营养物质的利用率，最有效的方法就是添加外源非淀粉多糖降解酶。 近来研制的新型多糖降解酶以NSP降解酶为主体，兼有纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和植酸酶的复合型酶制剂。其使用目的主要是最大限度地消除NSP的抗营养作用，充分释放饲料中的可利用养分，减少饲料营养物质的浪费，改善动物生产对环境的污染。这也是十多年来发达国家为充分挖掘饲料资源，降低养殖业对环境污染所采取的措施之一。大量实验证明，添加非淀粉多糖酶能够提高动物增重和饲料利用率。它能显著提高肉牛的饲料转化率和日增重，提高奶牛的饲料消化率和奶产量；提高肉羊日增重、饲料转化率和屠宰指数；提高仔猪日增重和饲料利用率，降低仔猪死亡率，显著提高大麦日粮型生长猪的消化能力和生长性能；提高肉鸡、雏鸡和母鸡的日增重、饲料消化率和蛋白质沉积率；显著提高肉鸡的日增重，并显著降低料肉比和稀粪率。 4．微生态制剂的应用 长期以来，抗生素作为生长促进剂应用于畜牧业取得了良好的效果，但由于其耐药性、畜产品药残、过敏中毒反应及“三致”作用等危害日益严重，抗生素的替代品的研究便成为动物营养研究中的一大热点。根据动物肠道微生态理论开发和研制的微生态制剂，在大量的试验中显示出其替代抗生素、促进动物生长、增强动物抗病力的良好效果。 4.1 益生素又称益生菌、促生素、利生剂、活菌制剂或微生态制剂等，是指摄入动物体内参与肠内微生物平衡的活性微生物培养物，它能通过直接增强动物对肠内有害微生物群落的抑制作用。或者通过增强非特异性免疫功能来预防疾病，并间接起到促进动物生长和提高饲料转化率的作用。众多实验证实了益生素具有提高增重、改善饲料转化效率、促进畜禽机体免疫功能、降低死亡率及改善环境等效果。如提高肉鸡成活率、增重及饲料效率；改善蛋鸡生存环境，提高产蛋性能和蛋的品质；提高仔猪成活率和生长速度，有效防止仔猪腹泻；提高生长育肥猪日增重，在母猪日粮中添加可使断奶仔猪数和断奶体重显著提高。在水产养殖上，益生素能提高罗氏对虾幼苗的成活率，增强成虾、大西洋鲑对病原菌的抵抗力；而且光合细菌和化能异养菌能够降解进入养殖池塘中的各种有机废物，消除有毒因子，稳定PH值，平衡菌相与藻相，营造良好的水生环境，达到预防疾病、健康养殖的效果。目前使用的益生素主要是芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌等单一菌种或复合菌种的制剂。 4.2 益生元又称前生素、化学益生素等，是一种非消化性食物成分，到达后肠后可选择性地为大肠内的有益菌所利用，而有害菌则不能利用。它包括多种物质，如含氮多糖或寡糖、辅酶、某些氨基酸和维生素，甚至包括半纤维素和果胶等。目前研究和应用较多和为寡糖类物质，如低聚果糖9（FOS）、甘露低聚糖（MOS）及异麦芽低聚糖（GOS）等。大量研究表明，低聚糖能够明显增强动物的抗病能力，显著提高动物日增重。其中，FOS能够明显提高肉鸡抗病能力和日增重，提高断奶仔猪增重速度和饲料转化率。MOS可显著提高犊牛的日增重，降低疾病发生率；提高断奶油仔猪的日增重和饲料转化率；提高鸡白细胞吞噬能力和PHA淋巴细胞转化率，有效改善鸡肠道微生态环境，显著减低大肠杆菌数和盲肠、回肠内容物pH值，并显著提高鸡血清SOD和GSH-Px活性。另外还发现，低聚糖能够显著降低仔猪氨、吲哚、粪臭素及对甲酚等有害物质的排出量。因低聚糖耐高温、耐胃酸等，使其应用性更为广泛，在粉料、颗粒料和膨化料中均可使用。不同的低聚糖其适宜添加比例是不同的，果寡糖在仔鸡日粮中的适宜添加量是0.25%-0.5%而乳糖的适宜添加量是4.0%左右。 4.3 酸化剂动物胃为酸性环境，其中的细菌多为产酸菌和耐酸菌，幼年动物分泌胃酸能力较弱，而使外来菌容易存活和繁殖。使用酸化剂可以提高胃液酸性，促进乳酸菌等耐酸菌大繁殖，使之在胃中保持优势菌的地位，而大肠杆菌等外来菌则不能适应酸性环境，并受到乳酸菌等的“排挤”而不能定植存活，因此可以降低动物病理性腹泻的发生率。酸化剂还能帮助机调整免疫系统反应，增强家禽的抗病力。目前国内外应用的酸化剂总的来说可分单一酸化剂（包括有机酸化剂和无机酸化剂）与复合酸化剂两大类。其中，有机酸化剂主要有柠檬酸、延胡索酸、乳酸、丙酸、苹果酸、酮酸、山梨酸、甲酸、Z酸等及其盐类，使用最广泛且效果较好的是柠檬酸、延胡索酸和甲酸钙。无机酸化剂包括强酸（如盐酸、硫酸）和弱酸（如磷酸），其酸性较有机酸化剂强，虽然它们的成本较低，但其使用效果较差。复合酸化剂是利用几种特定的有机酸和无机酸复合而成。实验表明，复合酸化剂的应用效果大于柠檬大于延胡索酸。复合酸化剂能够显著提高断奶仔猪的日增重和饲料转化率，并显著促进猪消化器官的发育。多数研究者认为，在仔猪期断奶（3-5周龄断奶）后的头1-2周内饲粮酸化处理效果明显，其通常添加量为0.5%-3%，美国以2%-3%最好，欧洲则以1.5%-2%最佳。 5．除臭剂的使用 动物排泄物中的臭气物质，除氨气外，还有残余含硫氨基酸降解产生的硫化氢、过量色氨酸降解产生的吲哚类物质，以及芳香族氨基酸、酪氨酸降解的苯酚类产物等，它们严重地危害人与动物健康。除臭剂的使用可降低畜禽生产中的臭气所带来的危害，提高动物的生产性能。现用商品除臭剂，一种是SmilacisRhyzoma植物萃取物，它能阻断尿素酶活性，减少氨的产生，促进乳酸菌增殖；另一种是YuccaSchidigera提取物，它能跟氨气、硫化氢、吲哚等有毒有害气体结合，控制恶臭，并抑制尿素分解，降低尿中氨含量，还能与肠内微生物协同作用，共同促进营养物质的吸收。在25-30kg体重猪饲粮中添加120kg的除臭灵（一种含有Yuccaschidgea提取物的商品除臭剂），能明显提高日增重25%，减少背膘14%，减少尿中尿素浓度12%-36%。荷兰和法国的不同牧场分别对900和5780头猪进行试验，结果表明饲粮中添加120mg/kg除臭灵可明显减少牧场氨浓度(42.5%和28.5%)并提高饲料车化率，减少发病率，降低治疗成本。 另外，膨润土和沸石粉也能与粪尿中的氨结合，还有将腐植酸钠和硫酸亚铁用作除臭剂的。 6．结语 大量研究表明，这些新型饲料添加剂的使用，对于降低养殖污染、提高生产效益具有良好的效果，开发利用前景十分广阔。为加快我国畜牧业的发展，必须大力加强其研究和使用，这已成为当前一个十分紧迫的任务。