環(huán)保型飼料配方的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

和興

環(huán)保型飼料配方的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究
    在飼料資源日趨緊缺、畜牧環(huán)境日趨嚴(yán)重的今天，如何充分提高動(dòng)物對(duì)飼料的利用效率，減少飼料原料的浪費(fèi)，并降低畜牧生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，是我國營養(yǎng)學(xué)界目前極為關(guān)注的一個(gè)問題。按照理想蛋白模式，采用可消化氨基酸及有效磷等指標(biāo)，來設(shè)計(jì)不同品種、性別、年齡動(dòng)物的日糧模型，使養(yǎng)分供需達(dá)到精確平衡，可以在保證最大生產(chǎn)效率的同時(shí)減少氮磷的排泄；同時(shí)使用有機(jī)微量元素、酶制劑、益生素、益生菌與酸化劑，及除臭劑等飼料添加劑，以有效地提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低畜牧生產(chǎn)的污染，并增強(qiáng)動(dòng)物的抗病能力，改善動(dòng)物產(chǎn)品的品質(zhì)。
    1 合成氨基酸的使用 采用"理想蛋白質(zhì)模式"，從氨基酸平衡著手在畜禽日糧中使用合成氨基酸，能夠降低飼料粗蛋白水平，提高日糧中氮的利用率，減少糞尿中氮的排泄量。這樣既可以節(jié)省天然蛋白質(zhì)飼料資源，又可以減輕集約化畜牧業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的氮污染問題。Jongblied等（1998）報(bào)道，畜禽日糧中氮的吸收率通常只有30％～50%，要提高氮的利用率，就必須提高日糧的平衡性。而日糧必需氨基酸占總氮的45％～55％時(shí)，氮的利用率最高（Lenis，1996）。許多試驗(yàn)表明，在日糧氨基酸平衡性較好的條件下，日糧蛋白質(zhì)降低2個(gè)百分點(diǎn)對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能無明顯影響（Jongblied等，1998），而這可使氮的排泄量下降20％。Shriver等(2000）用粗蛋白水平降低4％（添加合成氨基酸達(dá)到與對(duì)照組相同的氨基酸水平）的日糧，使總氮的排泄量降低49%（P＜0．01），但并不影響生產(chǎn)性能。而Canh等（1998）用添加合成氨基酸的方法，使各組日糧達(dá)到相同的氨基酸水平，而粗蛋白水平分別為16．5％、14.5%和12．5％飼喂生長(zhǎng)豬時(shí)發(fā)現(xiàn)，尿氮含量和糞尿pH值因粗蛋白水平的下降而下降，而糞氮含量不受粗蛋白水平的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過理想模型計(jì)算出日糧的粗蛋白水平每下降一個(gè)百分點(diǎn)，糞尿氨氣的釋放量就下降10％～12．5%。除氨氣外，動(dòng)物排泄物中的臭氣物質(zhì)還有殘余含硫氨基酸降解產(chǎn)生的硫化氫、過量色氨酸降解產(chǎn)生的吲哚類物質(zhì)，以及芳香族氨基酸、酪氨酸降解的苯酚類產(chǎn)物等，都嚴(yán)重危害人與動(dòng)物的健康。Hobbs等（1996）通過向日糧中添加合成氨基酸，而使生長(zhǎng)豬和肥育豬日糧的蛋白質(zhì)水平分別從21%降到14%、從19%到13％，結(jié)果使尿氮的排出量減少40％（P＜0．01），還使兩者糞尿中的臭味物質(zhì)顯著減少。
    2 植酸磷與植酸酶的應(yīng)用
    畜禽植物性飼料中約75％的磷是植酸磷，它不能被畜禽利用，大部分從糞尿中排出，會(huì)使土壤和湖水中的磷濃度超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，造成土壤的營養(yǎng)累積和水體的富營養(yǎng)化，引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。同時(shí)，植酸又是一種重要的抗?fàn)I養(yǎng)因子，會(huì)嚴(yán)重影響動(dòng)物對(duì)于多種微量元素的吸收。植酸酶（Phvtase）是能夠?qū)⒅菜幔〈剂姿幔┧獬杉〈寂c磷酸（或磷酸鹽）的一類酶的總稱，屬磷酸單酯水解酶，包括植酸酶與酸性植酸酶兩種?，F(xiàn)在已知有3種類型，即肌醇六磷酸3一磷酸水解酶（E．C．3．1．3．8）、肌醇六磷酸6一磷酸水解酶（E，C．3，1，3．26）和非特征性的正磷酸鹽單酯磷酸水解酶。
    植酸酶制劑目前僅用于單胃動(dòng)物，主要使用對(duì)象是豬、雞和魚類。許多研究表明，日糧中添加植酸酶，可以提高植酸磷的利用率，降低糞中磷含量（Simons等l900，Broz等1996，Kornegay等1996）。Simmons等（1990）和Pernev（1993）在肉雞飼料中添加植酸酶具有明顯增重效應(yīng)，并可改善飼料利用率，降低料肉比。張海堂等（2000）和孟志敏等（2000）在蛋雞飼料中添加植酸酶可以提高磷利用率，增加產(chǎn)蛋率，降低料蛋比。 Adela等（1995）和Michael等（1998）在豬飼料中添加植酸酶，豬增重明顯提高，料肉比降低。在水產(chǎn)養(yǎng)殖上。植酸酶能明顯提高小條紋石鱧（Soares等，1994）、小鲇魚（Parr，1997）的體增重和體長(zhǎng)，提高鱒魚和草魚(Parr,1997）的磷利用率，降低其磷排泄量；另外一些學(xué)者對(duì)虹鱒（Rodchutscord等，1995）、胡子鯰（Jackson等，1996）、鮭魚（Cain，1996）等進(jìn)行了試驗(yàn)，都發(fā)現(xiàn)經(jīng)過植酸酶處理的飼料飼喂養(yǎng)殖對(duì)象后，生長(zhǎng)率提高、磷排泄減少、攝食增加等；Storebakkcn等（1996）對(duì)大西洋鮭進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在飼料中含有大量豆粉的情況下，添加植酸酶可以提高對(duì)磷和鋅的消化吸收，從而可以在植物性飼料中減少甚至完全不添加無機(jī)磷，大大降低對(duì)養(yǎng)殖水體的污染。
    當(dāng)前，采用商品微生物植酸酶處理飼料的成本太高，限制了植酸酶的應(yīng)用范圍。而某些飼料原料，如小麥、小麥麩、黑小麥、大麥和燕麥等，含有較高活性的植酸酶，因此以適當(dāng)比例添加于畜禽飼料中對(duì)于植酸磷的利用和生產(chǎn)成本的降低都有很好的效果。一般認(rèn)為，飼料中植酸磷含量在0．2％以上時(shí)，才考慮使用植酸酶制劑。豬日糧中的添加劑量一般為500U／kg～700U／kg之間，歐洲各國整體推薦量為400U／kg～600U／kg，可取代0．1％～O．12％的飼料無機(jī)磷。
    3 非淀粉多糖與其降解酶的使用
    目前，玉米資源短缺，麥類的營養(yǎng)價(jià)值高于玉米，且資源豐富，是玉米的最佳替代品。但麥類籽實(shí)中含有較多的非淀粉多糖（NSP），它具有抗?fàn)I養(yǎng)作用，嚴(yán)重影響了麥類所含營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。NSP是植物組織中除淀粉外所有碳水化合物的總稱，包括纖維素、半纖維素和果膠類物質(zhì)等。它是由多種單糖和糖醛酸經(jīng)糖甘鍵連接而成的，大多數(shù)為有分支的鏈狀結(jié)構(gòu)，常與蛋白質(zhì)和無機(jī)離子等結(jié)合在一起。作為苷細(xì)胞壁的主要成分，NSP不能被單胃動(dòng)物自身分泌的消化酶水解?？扇苄园肜w維素類的β一葡聚糖和阿拉伯木聚糖（戊聚糖）是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)．β一葡聚糖在大麥、燕麥中含量較高，而木聚糖和戊聚糖則在小麥、黑麥和黑小麥中含量較高。這些多糖主要分布在谷物籽實(shí)胚乳細(xì)胞壁中，可在動(dòng)物消化道中部分溶解，與蛋白質(zhì)和淀粉共同形成粘性膠體，有很強(qiáng)的持水力，而不易與消化液接觸。同時(shí)，這些多糖又具有極高的粘性，會(huì)結(jié)合消化酶，抑制消化酶對(duì)底物的滲透，從而降低了營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和利用率，飼料能值也隨之降低。另外，未消化物質(zhì)的增加，也會(huì)使代謝廢物排出量增多，對(duì)環(huán)境的污染程度大大增加。為提高畜禽對(duì)這些麥類谷物的利用效率，研究者們提出了許多方法，添加外源性多糖降解酶是其中最有效的一種辦法。
    近來研制的新型多糖降解酶是以NSP降解酶為主體，兼有纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶和植酸酶的復(fù)合型酶制劑。其使用目的也不再是補(bǔ)充畜禽內(nèi)源酶的不足，而是以最大限度地消除NSP的抗?fàn)I養(yǎng)作用，充分釋放飼料中可利用養(yǎng)分，減少飼料資源的浪費(fèi)，降低動(dòng)物飼養(yǎng)對(duì)環(huán)境的污染為目的。這也是十多年來發(fā)達(dá)國家為充分挖堀飼料資源，降低養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境污染所采取的措施之一。國外大量試驗(yàn)證明，添加非淀粉多糖酶能夠提高動(dòng)物增重和飼料利用率。它能顯著提高肉牛的飼料轉(zhuǎn)化率和日增重（Lcwis等1996，Bcauchemin等1997，Allister等1999），提高奶牛的飼料消化率和奶產(chǎn)量（Yang等，1999）；提高肉羊日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和屠宰指數(shù)（Antunovic等1998，1999）；提高仔豬日增重和飼料利用率，降低仔豬死亡率（Prokop等，1999），顯著提高大麥日糧型生長(zhǎng)豬的消化能力和生長(zhǎng)性能（Drcschcl等，1999）；提高肉雞、雛雞和母雞的日增重、飼料消化率和蛋白質(zhì)沉積率（Choct等1992，Galantc等1998）。國內(nèi)大量試驗(yàn)也證明，添加非淀粉多糖酶可以顯著提高大麥型豬日糧中各種營養(yǎng)物質(zhì)的消化率（許梓榮等，2001）；顯著提高肉雞增重，提高飼料轉(zhuǎn)化率（鄭海剛，1999）；顯著降低高麥麩飼糧對(duì)仔豬和生長(zhǎng)肥育豬的料重比（許梓榮等1998，程偉等1998）；顯著提高肉鴨的日增重，并顯著降低料肉比和稀糞率（朱元招等，1999）。
    4 有機(jī)微量元素的使用
    過去廣泛使用的無機(jī)微量元素，由于其利用率低，且易受pH值、脂類、蛋白質(zhì)、纖維、草酸、氧化物、維生素、磷酸鹽、植酸鹽及霉菌毒素等諸多因素影響，使其被動(dòng)物吸收的數(shù)量遠(yuǎn)小于理論值。近來發(fā)現(xiàn)，有機(jī)微量元素的效價(jià)一般高于無機(jī)微量元素，所以用有機(jī)微量元素替代無機(jī)微量元素，可減少微量元素在飼料中的添加量，減輕動(dòng)物微量元素排泄對(duì)環(huán)境造成的污染。 有機(jī)微量元素是微量元素的無機(jī)鹽與有配位體形成產(chǎn)物的總稱。由于它在理論上的電荷中性和高穩(wěn)定性，使其一出現(xiàn)就受到廣泛重視，至今已對(duì)頭進(jìn)行了大量研究。已證實(shí)，有機(jī)微量元素對(duì)畜禽生（產(chǎn)）長(zhǎng)性能、畜產(chǎn)品品質(zhì)、抗應(yīng)激、機(jī)體免疫功能和其它養(yǎng)分利用率等多個(gè)方面均表現(xiàn)出一定的生物學(xué)效應(yīng)。李素芬等（2001）在綜述中總結(jié)了有機(jī)微量元素對(duì)動(dòng)物作用效果的59次試驗(yàn)，絕大多數(shù)表明有機(jī)微量元素對(duì)畜禽的作用效果高于（半數(shù)以上）或等同于等量的無機(jī)微量元素。目前應(yīng)用于生產(chǎn)的氨基酸螯合物有蛋氨酸鋅、賴氨酸銅、蛋氨酸錳、蛋氨酸鐵、甘氨酸鐵、蛋氨酸銅、蛋氨酸鉻及賴氨酸鋅等產(chǎn)品。其中，以蛋氨酸鋅（Nunnery等1996，陳洪亮等2001）、賴氨酸銅（Coffey等，1993）、蛋氨酸錳（朱玉琴等，1998）等對(duì)動(dòng)物的效果最為顯著。另據(jù)報(bào)道，這些氨基酸螯和物還可能作為"單獨(dú)單元"在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)起特殊作用，如改進(jìn)動(dòng)物毛皮狀況，減少早期胚胎死亡等，而這些不能用添加高水平的無機(jī)狀態(tài)下的微量元素來代替。
    5 益生素、益生元與酸化劑的應(yīng)用
    長(zhǎng)期以來，抗生素作為生長(zhǎng)促進(jìn)劑應(yīng)用于畜牧業(yè)取得了良好的效果，但由于其耐藥性、畜產(chǎn)品藥殘、過敏中毒反應(yīng)及"三致"作用等危害日益嚴(yán)重，人們開始尋求抗生素的替代品，這已成為動(dòng)物營養(yǎng)研究中的一大熱點(diǎn)。
    5.1 益生素
    又稱益生菌、促生素、利生劑、活菌制劑或微生態(tài)制劑等，是指攝入動(dòng)物體內(nèi)參與腸內(nèi)微生物平衡的具有直接通過增強(qiáng)動(dòng)物對(duì)腸內(nèi)有害微生物群落的抑制作用，或者通過增強(qiáng)非特異性免疫功能來預(yù)防疾病，而間接起到促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)作用和提高飼料轉(zhuǎn)化率的活性微生物培養(yǎng)物。已有許多試驗(yàn)證實(shí)了益生素具有提高增重、改善飼料轉(zhuǎn)化效率、促進(jìn)畜禽機(jī)體免疫功能、降低死亡率及改善環(huán)境等效果。具體地講，它可以提高肉雞成活率、增重及飼料效率（王士長(zhǎng)等1999，石傳林等1999，蘇軍等1999）；改善蛋雞生存環(huán)境，提高產(chǎn)蛋性能和蛋的品質(zhì)（孫建義等，1999）；提高仔豬成活率和生長(zhǎng)速度，有效防止仔豬腹瀉（王士長(zhǎng)等1999，劉偉等1999）；提高生長(zhǎng)育肥豬日增重，在母豬日糧中添加可使斷奶仔豬數(shù)和斷奶體重顯著提高（權(quán)吉錫等，1996）。而且，在水產(chǎn)養(yǎng)殖上，益生素能提高萬氏對(duì)蝦幼苗的成活率（Carriques等，1995），增強(qiáng)成蝦、大西洋鮭對(duì)病原菌的抵抗力（Moriarty1998，Austin等1995）；并能降解進(jìn)入養(yǎng)殖池塘中的各種有機(jī)廢物，消除有毒因子，穩(wěn)定pH值，平衡菌相與藻相，營造良好的水生環(huán)境，達(dá)到預(yù)防疾病、健康養(yǎng)殖的效果。游錦華等（1995）和崔競(jìng)進(jìn)等（1997）把光合細(xì)菌用作餌料添加劑和水質(zhì)凈化劑，均取得顯著效果。目前使用的益生素主要是芽孢桿菌、乳酸桿菌、糞鏈球菌等單一菌種或復(fù)合菌種的制劑。
    5.2 益生元
    又稱前生素、化學(xué)益生素等，是一種非消化性食物成分，到達(dá)后腸后可選擇性地為大腸內(nèi)的有益菌所利用，卻不為有害菌所利用。它包括多種物質(zhì)，如含氮多糖或寡糖、輔酶、某些氨基酸和維生素，甚至包括半纖維素和果膠等。但現(xiàn)在研究和應(yīng)用較多的為寡糖類物質(zhì)，如低聚果糖（FOS）、甘露低聚糖（MOS）及異麥芽低聚糖（GOS）等。大量研究表明，低聚糖能夠明顯增強(qiáng)動(dòng)物的抗病能力，顯著提高動(dòng)物日增重。0mar（1996）、吳天星等（1999）發(fā)現(xiàn)FOS能夠明顯提高肉雞抗病力和日增重；提高斷奶仔豬增重速度和飼料轉(zhuǎn)化率（盧福莊等，1999）。MOS可顯著提高犢牛的日增重，降低疾病發(fā)生率；提高斷奶仔豬的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率；提高雞白細(xì)胞吞噬能力和PHA淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率，有效改善雞腸道微生態(tài)環(huán)境，顯著減低大腸桿菌數(shù)和盲腸、回腸內(nèi)容物pH值，并顯著提高雞血清SOD和CSH-Px活性（邵良平等，2000）。另外還發(fā)現(xiàn)，低聚糖能夠顯著降低仔豬產(chǎn)生的氨、吲哚、糞臭素及對(duì)甲酚等有害物質(zhì)（劉勇等1999，劉亞力1999）。因低聚糖耐高溫、耐胃酸等，使其應(yīng)用性更為廣泛，在粉料、顆粒料和膨化料中均可使用。不同的低聚糖其適宜添加比例是不同的，果寡糖在仔雞日糧中的適宜添加量是0.25％～0.5％，而乳糖的適宜添加量是4.0%。左右。
    5.3 酸化劑
    動(dòng)物胃為酸性環(huán)境，其中的細(xì)菌多為產(chǎn)酸菌和耐酸菌，幼年動(dòng)物由于分泌胃酸能力較弱，外來菌容易存活和繁殖。使用酸化劑可以提高胃液的酸性，促進(jìn)乳酸菌等耐酸菌的大量繁殖，使之在胃中保持優(yōu)勢(shì)菌的地位，而大腸桿菌等外來菌則不能適應(yīng)酸性環(huán)境，并受到乳酸菌等?quot;排擠"而不能定植存活，因此可以降低動(dòng)物病理性腹瀉的發(fā)生率。酸化劑還能幫助機(jī)體調(diào)整免疫系統(tǒng)反應(yīng)，增強(qiáng)家禽的抗病力（Adama，1999）。目前國內(nèi)外應(yīng)用的酸化劑總的來說可分為單一酸化劑（包括有機(jī)酸化劑和無機(jī)酸化劑）與復(fù)合酸化劑兩大類。其中，有機(jī)酸化劑主要有檸檬酸、延胡索酸、乳酸、丙酸、$$酸、戊酮酸、山梨酸、甲酸、乙酸等及其鹽類，使用最廣泛且效果較好的是檸檬酸、延胡索酸和甲酸鈣。無機(jī)酸化劑包括強(qiáng)酸（如鹽酸、硫酸）和弱酸（如磷酸），其酸性較有機(jī)酸化劑強(qiáng)，雖然它們的成本較低，但其使用效果較差。復(fù)合酸化劑是利用幾種特定的有機(jī)酸和無機(jī)酸復(fù)合而成。許多試驗(yàn)表明，復(fù)合酸化劑的應(yīng)用效果大于檸檬酸大于延胡索酸。曹日高等（2000）和游尚武等（1999）報(bào)道了復(fù)合酸化劑可以顯著提高斷奶仔豬的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，并顯著促進(jìn)仔豬消化器官的發(fā)育。多數(shù)研究者認(rèn)為，在仔豬早期斷奶（3周齡～5周齡斷奶）后的頭1周～2周內(nèi)飼糧酸化處理效果明顯，其通常添加量為O．5％～3％,美國認(rèn)為2％～3％最好，歐洲則認(rèn)為1.5％～2％最佳。
    6 除臭劑的使用
    現(xiàn)用商品除臭劑，一種是從Smilacis Rhvzoma植物中萃取，能阻斷尿素酶活性，減少氨的產(chǎn)生，促進(jìn)乳酸菌增殖；另一種是從Yucca Schidigcra中提取的，可與氨氣、硫化氫、吲哚等有毒有害氣體結(jié)合，控制惡臭；同時(shí)能與腸內(nèi)微生物協(xié)同，共同促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，抑制尿素分解，使尿中氨含量降低40％～60%（廖新悌，1999）。美國奧特奇公司用Yucca schidigera提取物制造的除臭靈可降低密閉豬舍和化糞池中的氨氣散發(fā)量，有利于人畜健康，也提高了動(dòng)物的生產(chǎn)性能．Duffy等（1998）向25kg～30kg體重飼糧中添加120mg／kg的除臭靈，明顯較未添加組的日增重提高52％，背膘厚減少14％，尿素濃度減少12％～36%．Cole等（1998）在荷蘭和法國分別對(duì)不同牧場(chǎng)的900與5 780頭豬進(jìn)行的研究表明，飼糧中添加120mg／kg除臭靈可明顯減少牧場(chǎng)氨濃度（42．5％和28.5％），還可提高飼料轉(zhuǎn)化率，減少發(fā)病率，降低治療成本。
    有研究報(bào)道，膨潤(rùn)土和沸石粉也有與糞尿中氨結(jié)合的功能。向生長(zhǎng)豬飼糧中添加海泡石或膨潤(rùn)土?xí)r，糞尿中氨散發(fā)量會(huì)減少。另外還有將腐植酸鈉和硫酸亞鐵用作除臭劑的。
    7 結(jié)語
    在未來的飼料配方開發(fā)和設(shè)計(jì)中，營養(yǎng)學(xué)家們應(yīng)將物質(zhì)與能量相結(jié)合，系統(tǒng)考慮從飼料原料到糞尿排泄物全過程中的各種不合理因素，找出相應(yīng)對(duì)策，分別改變或控制其中的每個(gè)環(huán)節(jié)，從而最終實(shí)現(xiàn)畜禽生產(chǎn)的高效率、高品質(zhì)、高效益與低污染，以滿足人們對(duì)于畜禽產(chǎn)品質(zhì)量和生活環(huán)境的要求。

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非常棒！不管原創(chuàng)與否，總結(jié)得都全面和前沿。

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:tiaotiao: 很好，我也正在研究益生素的效果??！
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