生物環(huán)保型飼料配方的設(shè)計與應(yīng)用原則！

　　在飼料資源日趨緊缺、畜牧環(huán)境日趨嚴重的今天，如何充分提高動物對飼料的利用效率，減少飼料原料的浪費，減少人畜爭糧問題，并降低畜牧生產(chǎn)對環(huán)境的污染，是我國營養(yǎng)學界目前極為關(guān)注的一個問題。

　　按照理想蛋白模式，采用可消化氨基酸及有效磷等指標，來設(shè)計不同品種、性別、年齡動物的日糧模型，使養(yǎng)分供需達到精確平衡，可以在保證最大生產(chǎn)效率的同時減少氮磷的排泄;同時使用有機微量元素、酶制劑、微生物益生菌、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，并增強動物的抗病能力，改善動物產(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)對環(huán)境的氮污染問題。Jongblied等(1998)報道，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，氮的利用率最高(Lenis，1996)。

　　許多試驗表明，在日糧氨基酸平衡性較好的條件下，日糧蛋白質(zhì)降低2個百分點對動物的生產(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%(添加合成氨基酸達到與對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%飼喂生長豬時發(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，通過理想模型計算出日糧的粗蛋白水平每下降一個百分點，糞尿氨氣的釋放量就下降10%～12.5%。除氨氣外，動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，都嚴重危害人與動物的健康。Hobbs等(1996)通過向日糧中添加合成氨基酸，而使生長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，會使土壤和湖水中的磷濃度超過衛(wèi)生標準，造成土壤的營養(yǎng)累積和水體的富營養(yǎng)化，引起嚴重的環(huán)境污染。同時，植酸又是一種重要的抗營養(yǎng)因子，會嚴重影響動物對于多種微量元素的吸收。植酸酶(Phvtase)是能夠?qū)⒅菜?肌醇六磷酸)水解成肌醇與磷酸(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。現(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物，主要使用對象是豬、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，提高鱒魚和草魚(Parr,1997)的磷利用率，降低其磷排泄量;另外一些學者對虹鱒(Rodchutscord等，1995)、胡子鯰(Jackson等，1996)、鮭魚(Cain，1996)等進行了試驗，都發(fā)現(xiàn)經(jīng)過植酸酶處理的飼料飼喂養(yǎng)殖對象后，生長率提高、磷排泄減少、攝食增加等;Storebakkcn等(1996)對大西洋鮭進行試驗，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磷，大大降低對養(yǎng)殖水體的污染。

　　當前，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，因此以適當比例添加于畜禽飼料中對于植酸磷的利用和生產(chǎn)成本的降低都有很好的效果。一般認為，飼料中植酸磷含量在0.2%以上時，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)價值高于玉米，且資源豐富，是玉米的最佳替代品。但麥類籽實中含有較多的非淀粉多糖(NSP)，它具有抗營養(yǎng)作用，嚴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)和無機離子等結(jié)合在一起。

　　作為苷細胞壁的主要成分，NSP不能被單胃動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)是當前研究的熱點.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胚乳細胞壁中，可在動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，有很強的持水力，而不易與消化液接觸。同時，這些多糖又具有極高的粘性，會結(jié)合消化酶，抑制消化酶對底物的滲透，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，也會使代謝廢物排出量增多，對環(huán)境的污染程度大大增加。

　　為提高畜禽對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充畜禽內(nèi)源酶的不足，而是以最大限度地消除NSP的抗營養(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，降低動物飼養(yǎng)對環(huán)境的污染為目的。這也是十多年來發(fā)達國家為充分挖堀飼料資源，降低養(yǎng)殖業(yè)對環(huán)境污染所采取的措施之一。

　　國外大量試驗證明，添加非淀粉多糖酶能夠提高動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豬的消化能力和生長性能(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仔豬和生長肥育豬的料重比(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 、有機微量元素的使用

　　過去廣泛使用的無機微量元素，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，使其被動物吸收的數(shù)量遠小于理論值。近來發(fā)現(xiàn)，有機微量元素的效價一般高于無機微量元素，所以用有機微量元素替代無機微量元素，可減少微量元素在飼料中的添加量，減輕動物微量元素排泄對環(huán)境造成的污染。

　　有機微量元素是微量元素的無機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，至今已對頭進行了大量研究。已證實，有機微量元素對畜禽生(產(chǎn))長性能、畜產(chǎn)品品質(zhì)、抗應(yīng)激、機體免疫功能和其它養(yǎng)分利用率等多個方面均表現(xiàn)出一定的生物學效應(yīng)。李素芬等(2001)在綜述中總結(jié)了有機微量元素對動物作用效果的59次試驗，絕大多數(shù)表明有機微量元素對畜禽的作用效果高于(半數(shù)以上)或等同于等量的無機微量元素。

　　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)等對動物的效果最為顯著。另據(jù)報道，這些氨基酸螯和物還可能作為"單獨單元"在動物機體內(nèi)起特殊作用，如改進動物毛皮狀況，減少早期胚胎死亡等，而這些不能用添加高水平的無機狀態(tài)下的微量元素來代替。

　　5 、益生菌與酸化劑的應(yīng)用

　　長期以來，抗生素作為生長促進劑應(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"作用等危害日益嚴重，人們開始尋求抗生素的替代品，這已成為動物營養(yǎng)研究中的一大熱點

　　5.1 益生菌

　　益生菌 又稱活菌制劑或微生態(tài)制劑等，是指攝入動物體內(nèi)參與腸內(nèi)微生物平衡的具有直接通過增強動物對腸內(nèi)有害微生物群落的抑制作用，或者通過增強非特異性免疫功能來預(yù)防疾病，而間接起到促進動物生長作用和提高飼料轉(zhuǎn)化率的活性微生物培養(yǎng)物。已有許多試驗證實了益生菌具有提高增重、改善飼料轉(zhuǎn)化效率、促進畜禽機體免疫功能、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速度，有效防止仔豬腹瀉(王士長等1999，劉偉等1999);提高生長育肥豬日增重，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，益生菌能提高萬氏對蝦幼苗的成活率(Carriques等，1995)，增強成蝦、大西洋鮭對病原菌的抵抗力(Moriarty1998，Austin等1995);并能降解進入養(yǎng)殖池塘中的各種有機廢物，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，達到預(yù)防疾病、健康養(yǎng)殖的效果。游錦華等(1995)和崔競進等(1997)把光合細菌用作餌料添加劑和水質(zhì)凈化劑，均取得顯著效果。目前使用的益生菌主要是芽孢桿菌、乳酸桿菌、糞鏈球菌等單一菌種或復(fù)合菌種的制劑。

　　5.2 酸化劑

　　動物胃為酸性環(huán)境，其中的細菌多為產(chǎn)酸菌和耐酸菌，幼年動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，促進乳酸菌等耐酸菌的大量繁殖，使之在胃中保持優(yōu)勢菌的地位，而大腸桿菌等外來菌則不能適應(yīng)酸性環(huán)境，并受到乳酸菌等的"排擠"而不能定植存活，因此可以降低動物病理性腹瀉的發(fā)生率。酸化劑還能幫助機體調(diào)整免疫系統(tǒng)反應(yīng)，增強家禽的抗病力(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(包括有機酸化劑和無機酸化劑)與復(fù)合酸化劑兩大類。其中，有機酸化劑主要有檸檬酸、延胡索酸、乳酸、丙酸、蘋果酸、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。無機酸化劑包括強酸(如鹽酸、硫酸)和弱酸(如磷酸)，其酸性較有機酸化劑強，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酸和無機酸復(fù)合而成。許多試驗表明，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，并顯著促進仔豬消化器官的發(fā)育。多數(shù)研究者認為，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%,美國認為2%～3%最好，歐洲則認為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;同時能與腸內(nèi)微生物協(xié)同，共同促進營養(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不同牧場的900與5 780頭豬進行的研究表明，飼糧中添加120mg/kg除臭靈可明顯減少牧場氨濃度(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。

　　有研究報道，膨潤土和沸石粉也有與糞尿中氨結(jié)合的功能。向生長豬飼糧中添加海泡石或膨潤土時，糞尿中氨散發(fā)量會減少。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)計中，營養(yǎng)學家們應(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)對策，分別改變或控制其中的每個環(huán)節(jié)，從而最終實現(xiàn)畜禽生產(chǎn)的高效率、高品質(zhì)、高效益與低污染，以滿足人們對于畜禽產(chǎn)品質(zhì)量和生活環(huán)境的要求