| 1 當前消費者對飼料添加劑的觀點 為了適應人口的增長，必須提高農產品的產量。但目前發(fā)達國家的消費者對食品質量提出了越來越高的要求，關注的焦點是食物的來源而不是產量。在食品和動物飼料中使用基因工程等新技術便受到質疑，甚至利用現(xiàn)代技術生產出的合成氨基酸、維生素以及其它飼料添加劑也在某些生產體系中被禁用。 由于大劑量使用抗生素，有可能增加病原微生物的耐藥性，1986年瑞士禁止使用抗生素作為飼料添加劑，歐洲其它國家對此進行了廣泛爭論，其目的在于如何安全使用有促生長作用的飼用抗生素。盡管SCAN(l996)報道表明，沒有足夠證據(jù)證明飼料中使用阿伏霉素會導致微生物對人用抗生素萬古霉素抗藥性的增加，但1997年4月歐盟仍禁止使用阿伏霉素。經過激烈討論，瑞士于1999年禁止使用全部飼用抗生素，只允許在家禽飼料中使用抗球蟲藥。同時，歐盟禁止使用硫酸泰樂菌素、維吉尼亞霉素、桿菌膚鋅和螺旋霉素。此外還將進一步禁止使用喹氧甲酷和卡巴氧。 動物性食品的品質有很多衡量標準: ①營養(yǎng)成分；②衛(wèi)生和健康；③口感味道；④生態(tài)方面；⑤動物福利方面；⑤動物的來源；⑥食物的外觀(尤其是肉類)；⑦價格。在現(xiàn)代人類營養(yǎng)中，正在定義一些新的食品和藥品種類。某些食物的健康特性導致功能食品、健康食品以及藥物食品等新名詞的出現(xiàn)。歐洲功能食品科學(FUFOSE)將功能食物定義為:含某種特殊成分(營養(yǎng)或非營養(yǎng)成分)，對人類身體機能起積極作用的食品，其中還包括那些具有潛在有害成分但通過技術手段可被除去的食品。這些特殊食品在日本、美國和其它發(fā)達國家起著越來越重要的作用。 以研究者的角度來看，營養(yǎng)、衛(wèi)生及風味是影響動物性產品品質的主要因素，而以消費者的觀點來看，食物外觀和來源是最重要的。然而，購買產品的最終決定因素是價格。生態(tài)價值經常以動物的來源為衡量標準，科學的表述應該是建立在能源轉化效率及環(huán)境污染程度上的科學標準。在多數(shù)情況下，生態(tài)價值客觀標準經常被忽略。因此，必須制定可以被科學家和消費者雙方接受的、概括性的新標準。 在討論動物生產對環(huán)境的影響時，沒有足夠重視營養(yǎng)物質的循環(huán)。在多數(shù)情況下，自由放牧被認為是減少污染唯一方法，另一方面人們又關心提高動物生產效率，這意味著少投入多產出。在集約化農業(yè)生產體系中，主要目標是單位面積的產量最高，同時養(yǎng)分損失最小。因此，生產的主要目的在于降低營養(yǎng)物質的損失。然而，提高生產強度產生的利益必須與環(huán)境所能承擔的負荷相平衡，這就要求禽畜數(shù)量與可利用面積之間必須有一個合理的關系，使得畜禽排泄物被有效用于營養(yǎng)物質的循環(huán)中，而且一些甲烷、氨氣或其它代謝氣體的損失不會超過環(huán)境的承受能力。 飼料添加劑可以改善畜禽健康狀況，提高繁殖力和生產性能，并通過調節(jié)采食量及提高營養(yǎng)物質和能量的消化率來提高飼料轉化效率;使用高利用率的營養(yǎng)物質(如蛋白質螯合礦物質)或特殊的可提高養(yǎng)分消化率的飼料添加劑，可以改善營養(yǎng)素的利用率;適量添加酶制劑、抗菌劑、益生菌有利于營養(yǎng)物質的利用。 利用當?shù)仫暳显虾图庸じ碑a品，將有效提高飼料利用率并降低對環(huán)境的負荷。使用這些原料，我們可以在農場或地區(qū)建立封閉的營養(yǎng)物質循環(huán)體系。由于本地飼料原料多數(shù)含有較高的粗纖維，可以在日糧中添加復合酶制劑(碳水化合物酶、蛋白酶、脂肪酶域值酸酶)，有助于提高飼料營養(yǎng)價值，尤其對于消化能力有限的單胃動物。 隨著即將限制或禁止使用抗菌劑(至少在某些特殊的生產體系中)，必須開辟新的途徑，來保護并提高畜禽健康、維持較高的生產性能，提高營養(yǎng)物質的利用率，這一目標可以通過改善飼養(yǎng)環(huán)境或使用所謂前營養(yǎng)物質(Rosen,1996)如益生菌、益生素、有機酸、日糧纖維及利用率高的營養(yǎng)成分或藥用植物來實現(xiàn)。Rosen(1996)將前營養(yǎng)物質定義為:以較小劑量混于飼料中，可提高動物日糧中營養(yǎng)成分利用率的微量飼料。 作為取代抗生素的飼料添加劑以多種途徑影響畜禽健康并(或)提高養(yǎng)分的利用率。這些飼料添加劑主要在消化道起作用。如有機酸可以改善消化過程(尤其對單胃動物)，通過調節(jié)pH，抑制不良微生物在消化道前端的定值。酶制劑主要用于單胃動物，可提高營養(yǎng)物質的利用。碳水化合物酶有助于減少日糧纖維的負效應，同時酶可減少糧食加工副產品或當?shù)氐推焚|飼料對畜禽造成的消化問題，蛋白酶與碳水化合物酶以適當?shù)谋壤?lián)合使用，可提高豆科植物(如豆粕、羽葉豆)的消化率；酵母培養(yǎng)物可以刺激反芻動物瘤胃和馬屬動物盲腸中微生物的活性，有助于提高飼料消化率，豬、雞日糧中主要添加腸球菌和乳桿菌，這些微生物可以刺激并保持消化過程的穩(wěn)定性，提高消化道對有害微生物的競爭性排斥。這些飼料添加劑的主要作用是增強養(yǎng)分的利用率并為畜禽提供營養(yǎng)物質。 其它類似物的廣泛應用，可以不斷完善消化過程，改善動物健康狀況。果寡糖通過加強競爭性排斥或提供特殊的營養(yǎng)物質，有選擇的影響畜禽腸道微生物(Gibson等，1995)。藥用植物可以影響采食量和適口性，通過著色提高產品質量、通過抗菌特性或降低不飽和脂肪酸在消化道內的氧化來提高飼料的利用率。 2 飼料添加荊及其在畜牧生產中的應用 在很多國家，飼料添加劑的應用是由政府部門管理的，表l列出了歐盟及瑞士合法的添加劑種類，各國間不同種類飼料添加劑的注冊產品也不同。 表l 歐洲允許使用的飼料添加劑種類 Ａ促生長劑（抗生素及其它；1999年1月1日禁用） B抗氧化劑 F著色劑 J粘著劑 Ｃ誘食劑 Ｇ防霉劑 K益生菌 Ｄ抗球蟲藥 Ｈ維生素及其前體 L復合酶制劑 E乳化劑、穩(wěn)定劑（例如有機酸）等 I徽量元素 歐洲禁止對任何動物使用代謝調節(jié)劑。盡管如此，β－興奮劑或其它類似產品仍在非法使用。由于歐盟禁用激素類飼料添加劑，本文對此不再討論了。 注冊飼料添加劑必須符合以下3個要求:必須通過試驗加以清楚的證明，該添加劑對畜禽的作用效果(如促生長、防病、抗氧化、著色等)；同樣需要證明，該添加劑不會對畜禽生長造成的不良影響；保證對人、畜及環(huán)境的安全性。 2.1 抗菌劑 做為飼料添加劑，抗菌劑是在消化道發(fā)揮作用(主要在小腸)，它們競爭性抑制那些消耗寄主營養(yǎng)并產生不良或有害物質的有害微生物，最終使腸粘膜處于最佳環(huán)境，使其更有效地吸收營養(yǎng)物質(Franco and Michel,1968)。因此，在多數(shù)情況下可以改善養(yǎng)分的利用，提高飼料轉化效率并促進生長?？咕鷦┛梢愿纳铺幱谳^差飼養(yǎng)環(huán)境中動物的健康狀況，而且即使在良好的衛(wèi)生環(huán)境和飼養(yǎng)管理條件下，健康仔豬日糧添加抗生素，仍使體增重和飼料轉化效率分別提高10%和15%(Wenk,1995)。一般認為抗生素對幼齡動物，尤其是飼養(yǎng)環(huán)境和管理較差的幼齡動物有效，隨著體重增加抗生素的促生長作甩逐漸降低，到上市階段基本無效。 在歐洲，可使用的抗菌劑被清楚的化分為用于飼料添加和用于治療兩大類。隨著對抗生素之間抗藥性轉移的了解，飼料添加劑類抗生素的種類數(shù)次更新。由于不能排除與人醫(yī)用萬古霉素或其他糖肽類抗生素之間抗藥性轉移的可能性，最近阿伏霉素被禁止使用，同時歐盟還禁用喹氧甲酯和卡巴氧。在消費者和市場的雙重壓力下，歐盟正在加緊討論是否全面禁止作為促生長劑使用的抗菌劑。雖然動物產生的抗藥性是否會轉移到人體內還沒有被流行病學所證實(SCAN,1996;Bager,1997)，但使用或誤用人醫(yī)治療用抗生素存在著極大的危害。對抗生素的使用很難精確區(qū)分是用于飼料添加劑還是用于藥物補充劑，其次我們也不了解寵物使用藥用抗生素對人類的危害有多大。 禁用作為畜禽促生長添加劑使用的抗生素，將導致具有抗菌效果的其它物質的誤用，如使用高劑量的銅、鋅等，勢必會加重環(huán)境的負擔. 2.2 益生菌和益生素 很多微生物以益生素或益生菌的形式用于動物飼料中，如乳酸菌用于青貯發(fā)酵，其它微生物可用做蛋白源或開發(fā)利用以產生氨基酸、維生素及高利用率微量元素等。 由于飼用抗生素被逐漸禁用，做為益生菌的乳酸菌(用于單胃動物)和酵母培養(yǎng)物(用于復胃動物和馬)的使用越來越廣泛。 在幼畜日糧中添加益生素的主要作用是競爭性排斥病原微生物(如沙門氏菌)(Savage等，1995;Sprin9,1996)。益生素同時也可做為有益微生物的特殊營養(yǎng)源，如果寡糖可為雙歧桿菌提供營養(yǎng)(Bornet 等，1994;Rochat,1994)。使用益生素的目標:刺激腸道內有益菌群的增殖→競爭性排斥病原菌。 益生素一方面刺激胃腸道有益微生物的增殖，另一方面競爭性排出病原菌，如酵母培養(yǎng)物可刺激反芻動物瘤胃中纖維素分解菌、乳酸利用菌的增殖(Dawson等，1990)，隨后這一適宜的pH調節(jié)劑又抑制了乳酸產生菌的活動。 單胃動物小腸前段處于較低的pH環(huán)境，有助于抑制大腸桿菌、沙門氏菌等病原菌的繁殖，因此單胃動物使用益生素可刺激乳酸產生菌的增殖。Wenk(1990)在肉仔雞和豬的試驗中發(fā)現(xiàn)，高纖維日糧中添加乳酸菌和酵母培養(yǎng)物，不僅可以提高動物的生長率和飼料利用率，還提高能量和部分纖維成分的消化率。 2.3 酶制劑 利用生物技術生產的外源酶，可以加強幼畜和病畜的消化能力，同時提高飼料消化率。不同種類的碳水化合物酶用于提高包括抗性淀粉或日糧纖維素在內的碳水化合物的消化(Annison等，1993；Chesson,1987；Johnson等，1993;Wenk,1993);蛋白酶提高大豆或其它豆科的植物蛋白的利用率(Pugh等1995;Schutte等，1996)；脂肪酶促進脂肪的分解利用(Pluske等，1997)；植酸酶提高磷和其它礦物元素的消化和吸收，特別是對集約化程度較高的地區(qū)，利用植酸酶以減輕環(huán)境的負荷(Pallauf等，1992；Jongbloed等1993)。 如果外源酶能夠與動物機體分泌的內源酶以及微生物合成酶相適應，就能成功地利用外源酶，這一點對幼畜、病畜以及應激動物尤其重要。對于成年動物，外源酶的選擇應依據(jù)飼料組成，同時要考慮到微生物合成酶。 一般情況下，酶制劑能夠提高有機物和能量的利用，同時對飼料轉化率以及環(huán)境有積極作用。植酸酶或蛋白酶能夠提高氮、磷及其它礦物元素的利用率，降低營養(yǎng)物質的供給量，對環(huán)境產生積極的影響。 瑞士和其他歐洲國家的飼料工業(yè)廣泛使用糧食加工副產品。在瑞典，豬飼料中60%的成分是加工副產品，而其它40%剛來自飼料作物，家禽日糧中加工副產品約占30%(Wenk,1995)。適當?shù)耐庠疵概c加工副產品的聯(lián)合使用，將獲得最佳的養(yǎng)分利用率。目前在集約化生產中，大多數(shù)肉仔雞日糧中都會添加碳水化合物酶，以提高營養(yǎng)物質的利用，同時減輕由于消化道粘度下降而造成的消化障礙。在仔豬日糧中，碳水化合物酶和其它酶被用于補充內源酶，共同促進飼料的消化巳Lin-demann等，1986;Inborr,1994)。 在可持續(xù)發(fā)展的農業(yè)中，使用當?shù)仫暳腺Y源是利用養(yǎng)分的最有效方式，這樣可促使營養(yǎng)物質在封閉系統(tǒng)內循環(huán)。在瑞典，整粒玉米是反芻動物日糧的主要組成成分，如果加入適當復合酶，以提高整粒玉米的飼用價值，則可用于生長肥育豬或懷孕母豬。 玉米在提供大量能量的同時，還含較高的纖維素。將3種不同的酶加入含50%整粒玉米的日糧中，觀測玉米的飼用價值是否提高。通過試驗發(fā)現(xiàn)其中一種酶可使受試日糧的能量利用率提高4%，能量消化率提高10%左右，通過添加飼用酶使日糧的消化能由不足l2MJ/kgDM上升到13%MJ/kgDM(Wenk等幾793)。 在斯里蘭卡，以泔水和米糠喂豬的試驗研究結果表明，碳水化合物酶和抗生素具有協(xié)同作用(Samarasinghe,1995)。雖然單獨添加酶制劑，提高增重的幅度較小，但酶和抗生素聯(lián)合使用卻可提高增重25%，很明顯，酶與抗生素之間有非常顯著的協(xié)同作用，Birzer等(1991)、Vukic vranjes等(1995)以及Wenk等(1997)的研究結果都表明兩者間有累加效應。 2.4 高利用率微量元素 螯合或蛋白結合形式的高利用率微量元素可以替代無機礦物元素滿足畜禽的營養(yǎng)需要，提高生產性能，改善健康狀況。生物學價值高的有機微量元素，可以相應降低日糧微量元素的需要量，最終減少對環(huán)境的污染。 有機鉻以生物可利用葡萄糖耐受因子的形式維持碳水化合物的代謝，影響胰島素分泌。雖然有機鉻影響多種生理代謝，但僅對其影響胰島素功能有清晰的了解。最近研究證實，鉻結合到某種寡肽上，形成一種低分子量的鉻結合物，可起到加強島素的作用(Davis等，1997)。鉻影響胰島素代謝只是人們關注的一部分，更大的興趣集中在鉻可以做為胴體調節(jié)劑。日糧添加鉻可以降低家禽(Hossain,1998)和豬(Lindemann,1996;Mooney等1995,1997)的脂肪沉積，增加蛋白質沉積。此外鉻還可以緩解動物的應激反應(Chang等，1992；Moonsie-Shageer等，1993)。 做為有機形式的微量元素，賴氨酸銅復合物(Coffey等，1994)、蛋白質螯合鐵和鋅(Wedekind等1994)可以改善幼齡和高產單胃動物的健康狀況。以酵母硒的形式補充硒，對動物的新陳代謝具有特殊的作用，可改善畜禽健康(Mahan，1995)。Mahna(1999)研究發(fā)現(xiàn)，用蛋氨酸硒代替無機硒飼喂動物，增加了畜產品(肉、蛋)中硒的含量。畜產品是硒的主要來源(Zimmerli等，1998)，因此富硒畜產品成為一種功能食品必將受到人們的歡迎。 2.5 代謝調節(jié)劑 肥育家畜使用代謝調節(jié)劑，使用于沉積蛋白質的能量和用于沉積脂肪的能量分配更加合理。β-興奮劑具有增加蛋白質沉積同時減少脂肪沉積的作用(Buttary等1987)。以生長畜禽為對象的各種試驗結果表明，β-興奮劑雖然不能提高能量的利用，但卻通過降低脂肪沉積而相應增加蛋白質的合成。由于β-興奮劑對心律和應激的不良影響以及人們擔心其致癌作用，已禁止在飼料工業(yè)中使用這類化合物。 2.6 飼料添加劑與環(huán)境 上面討論的飼料添加劑的主要作用是促進飼料的消化，更加有效的利用飼料營養(yǎng)成分。 飼料添加酶制劑、抗菌劑、益生菌和益生素，可以提高能量和有機物的消化率，降低糞中排泄物，減少環(huán)境污染。要降低單一營養(yǎng)素如氮、微量元素(磷、鋅、銅等)在排泄物中的含量，只有提高養(yǎng)分的消化率，同時降低日糧含量，因此，使用利用率高的礦物質和特殊酶制劑(如植酸酶)，從生態(tài)學角度來講是有意義的。 3 結論 代謝調節(jié)劑、抗菌劑、益生素、酶制劑以及高利用率礦物元素被廣泛使用的主要原因是可以提高生產性能，改善動物健康，提高營養(yǎng)物質及能量的利用率。雖然β-興奮劑在很多國家被禁用，但作為營養(yǎng)分配劑可偶爾用于育肥家畜。隨著畜產品生產體系的天然化趨勢，抗菌劑將在某些特殊領域或者全國范圍內被禁用，同時有關抗生素耐藥性可能從動物產品向人類轉移的討論，加強了禁用抗生素的呼聲。農業(yè)科研人員正在積極尋找更適應消費者要求的飼料添加劑。益生菌、益生素、酶制劑、藥用植物、高利用率微量元素或其它飼料添加劑能否滿足人們的要求，必須經過實踐的檢驗，我們只能推薦最佳組合的替代物。 對消化系統(tǒng)正處于發(fā)育階段的幼齡畜禽，代謝調節(jié)劑、抗菌劑、益生菌和益生素均表現(xiàn)出良好的作用。代謝調節(jié)劑影響營養(yǎng)物質的中間代謝，而抗菌劑、益生菌和益生素以不同的方式影響動物的消化過程，可以部分替代。飼用酶制劑提高幼畜禽的消化能力，減少消化障礙，最終改善動物的健康狀況。對于成年動物，酶制劑可促進含有較高纖維素或難消化營養(yǎng)成分的當?shù)仫暳显系氖褂?，從而減輕對環(huán)境的污染。 上述討論的大部分飼料添加劑主要在消化道發(fā)揮作用或以高利用率的形式存在(如有機礦物質)，其次可提高營養(yǎng)成分的吸收并改變微生物區(qū)系，進而滿足畜禽養(yǎng)分和能量的需要，最終提高動物的健康水平和生產性能。 隨著歐洲各國禁用抗生素，其它國家也將效仿。因此，人們正在積極討論可替代抗生素的新策略。這主要集中在仔豬和犢牛生產方面。這些方案必須以最佳的管理和良好的環(huán)境衛(wèi)生為先決條件，主要有: ①適宜的溫度(犢牛和仔豬所處的小氣候)；②新鮮空氣，無賊風；③合適的飼養(yǎng)空間，適宜的地板；④如果可能鋪上墊草；⑤降低濕度，減少粉塵。 動物營養(yǎng)主要集中在為畜禽提供足夠數(shù)量的必需營養(yǎng)成分和能量。大群飼養(yǎng)畜禽必須有足夠的飼槽，使所有動物采食到足夠的飼料，另一方面，應避免肥胖動物過度采食，以減少消化系統(tǒng)發(fā)生系亂。采取以下措施，可減少仔豬主要的消化問題。①降低酸結合能力:降低礦物質含量(每kg飼料中鈣＜6g，磷＜5g);降低蛋白質含量(但要滿足必需氨基酸的需要)使用有機酸(主要是延胡素酸和乳酸)。②使用酶制劑/益生菌和日糧纖維:主要利用植酸酶和碳水化合物酶;使用果寡糖和甘露寡糖;使用果膠或可溶性日糧纖維。③飼喂可發(fā)酵的液體飼料。④使用藥用植物、香味劑或必需脂肪酸。⑤使用益生菌(乳酸桿菌)。⑥提供數(shù)量充足的特殊氨基酸(谷氨酞胺和丙氨酸)。⑦消除抗營養(yǎng)因子(ANF)。 |
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畜牧人養(yǎng)豬
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