中國與國外飼料添加劑的比較研究

　　目前，世界各地區(qū)飼料添加劑產量分布北美約34.8%，西歐約21.3%，東歐、俄羅斯約13.5%，亞洲11.4%，中美洲11.1%，日本6.1%。世界各國飼料添加劑總量中營養(yǎng)性添加劑占55%～60%，獸藥占30%～35%，生物制品占10%～15%。美國飼料添加劑年消費量650萬t，歐共體560萬t。2008年中國添加劑預混料約500萬t,產值約300-400億元。

　　飼料成本占養(yǎng)殖業(yè)成本三分之二，飼料核心技術是添加劑技術，生物技術是添加劑技術核心之一。因此，研制能促進動物生產性能、安全無害的新添加劑一直是畜牧業(yè)和飼料業(yè)的優(yōu)先課題。近年中國飼料添加劑產業(yè)發(fā)生質的變化，主流產品基本實現(xiàn)了國產化，由進口國成為出口國;添加劑主流發(fā)展趨勢由一系列生物技術新產品所組成，包括抗生素替代品、飼料酶制劑、微生態(tài)制劑、植物提取物、發(fā)酵飼料、轉基因飼用作物等。值得指出的是：

　　(1)我國飼料酶制劑產業(yè)雖起步于1990年，但12年來取得了長足進步，作為第一飼料酶的國產轉基因植酸酶從研發(fā)、生產、應用到出口貿易都贏得了與國外產品比肩共進的可喜局面;

　　(2)新世紀初僅用3-5年時間就實現(xiàn)了第一飼用氨基酸即賴氨酸從進口國到出口國的轉變，這兩個典型產品的巨大進步說明我國生物飼料添加劑行業(yè)的科技貢獻和產品科技含量都達到一個新的水平和階段，具有標志性的里程碑意義;

　　(3)植物提取物是重要的飼料用抗生素替代品之一，植物源性的中草藥是我國具有數(shù)千年開發(fā)應用歷史的國粹，至今依然具有植物種質資源、方劑配方、臨床應用千年歷史的國際優(yōu)勢，短板在機制研究和分離工程方面。

　　中國在這三大添加劑產品方面的相對優(yōu)勢分別反映了我國技術研發(fā)的國際水平、產業(yè)發(fā)展的國際實力和悠久厚實的文化特色，是為“三優(yōu)”。除了以上三個代表性亮點外，我國飼料添加劑產品核心技術在宏觀面上與發(fā)達國家比還存在明顯差距，是為“一憂”。

　　下文以“三優(yōu)一憂”為主線簡要描述了生物飼料添加劑技術發(fā)展的國內外現(xiàn)狀，提出了“為適應健康、安全與環(huán)保等新經濟發(fā)展要求，急需采用最新科技尤其是生物技術進行飼料添加劑創(chuàng)新研發(fā)，以保障我國飼料產業(yè)可持續(xù)發(fā)展”的對策。

　　(二)五大生物飼料添加劑產品的國內外技術研發(fā)情況

　　隨著飼料添加劑向高效、安全、環(huán)保、多功能方向發(fā)展，采用現(xiàn)代生物技術等高新技術研制對動物具有特定生物學活性和功能的新型安全添加劑---包括飼用氨基酸、飼用活性肽、飼用酶制劑、微生態(tài)制劑和植物提取物等五大類---已成為當前生物飼料添加劑技術發(fā)展的主要趨勢。

　　1、國外生物飼料添加劑技術研發(fā)情況

　　以基因工程、蛋白質工程和代謝工程為核心的現(xiàn)代生物技術已成為新世紀生物飼料研制的主流技術。上世紀八、九十年代，以基因工程和蛋白質工程等高技術成果在酶制劑領域實現(xiàn)產業(yè)化和氨基酸基因工程菌研制成功并實現(xiàn)產業(yè)化都是具有劃時代意義的成果。目前，發(fā)達國家基本實現(xiàn)了主要飼用氨基酸和酶制劑基因工程化技術；抗菌肽研制核心技術還是基因工程和生化工程技術，其在微利飼料工業(yè)中成功應用的關鍵在于如何降低成本、篩選更高效廣譜或者特效抗菌而且安全的新產品，這是橫貫多個學科與領域的國際研究熱門，其瓶頸技術的突破尚須假以時日，達至實用還有相當距離。而代謝工程研究遠比基因工程和蛋白質工程要高級、復雜和困難得多，具有重要方法學意義。隨著現(xiàn)代分離技術、組合化學、代謝組學、藥理學與中藥學的結合應用，植物提取物在替代飼料用抗生素中將發(fā)揮重要作用。

　　(1)飼料用氨基酸研發(fā)主流趨勢

　　上世紀60年代后期氨基酸開始用于飼料添加劑。目前用于飼料添加劑的有賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸7種氨基酸。其中以賴氨酸和蛋氨酸為主,占飼料用氨基酸90%以上;其次是蘇氨酸和色氨酸。賴氨酸是世界氨基酸產業(yè)中僅次于谷氨酸的第二大氨基酸、是飼料工業(yè)中的第一大氨基酸。隨著飼養(yǎng)業(yè)技術水平的提高以及大豆面積增長有限以及動物性蛋白飼料禁用，賴氨酸消費將保持5—8%的年均增速。賴氨酸依靠微生物發(fā)酵方法生產，上世紀世界賴氨酸生產技術和產量由國外大企業(yè)壟斷，如美國ADM、日本Ajinomoto(味之素)、日本KyowaHakko(協(xié)和發(fā)酵工業(yè)珠式會社)等公司。蛋氨酸依靠化學方法生產，主要集中在法國Rhone-Poulenc、德國Degussa和美國Novus等公司，約占世界產量90%。蘇氨酸生產技術和市場基本被德國Degussa公司和日本Ajinomoto公司所控制。

　　目前全球賴氨酸總產能50萬t/年，國際賴氨酸消費量40余萬t/年，產能略顯過剩。其中，中國和美國是世界上賴氨酸的消費大國，年消費量在28和11萬t以上。近年美國賴氨酸消費保持年均增速約15%，西歐賴氨酸年消費量近8萬t、年增速5%以上。東南亞地區(qū)是近些年賴氨酸年消費量6萬t，增速強勁。國際賴氨酸生產大戶有：中國大成、日本味之素和美國ADM公司，產能分別為30、24和12萬t/年。由于需求的持續(xù)增長，國際大公司都在擴建或建設新的生產裝置，如德國Degussa新建了一套年產7.5萬t的生產裝置;日本擁有先進的賴氨酸生產技術，在世界各地建有多家賴氨酸合資生產企業(yè)，在全球賴氨酸市場舉足輕重。由于海外比日本本土生產成本低30—40%，因此海外工廠不斷擴大。世界蛋氨酸總產能將達到110萬t/a左右，但產量不會超過70萬t，世界蛋氨酸市場將明顯供過于求。

　　目前，這些世界氨基酸生產巨頭在應用基因重組技術生產氨基酸研發(fā)工作方面走在世界前列，如日本三井化學公司采用工程菌生產L-色氨酸和蘇氨酸;日本味之素公司利用基因重組技術生產L-蘇氨酸等新產品;日本的協(xié)和發(fā)酵采用基因重組技術開發(fā)藥物中間體-羧基脯氨酸;美國ADM公司利用基因重組工程菌生產的蘇氨酸、色氨酸已進入日本市場。

　?、贅嫿ǜ弋a氨基酸微生物代謝工程菌，通過重組DNA技術改變代謝途徑分支點上的流量或引入新的代謝步驟與管徑構建新的代謝網絡，得到性能優(yōu)良的氨基酸生產菌株。25年前，前蘇聯(lián)蘇氨酸基因工程菌研制成功和產業(yè)化開創(chuàng)了氨基酸技術新紀元，目前日本、美國都擁有采用工程菌生產L-色氨酸、蘇氨酸和色氨酸的技術，這代表著飼料氨基酸技術發(fā)展主流方向;

　?、诖x工程研究比基因工程研究要復雜得多，已建立了一系列特異性研究手段，包括定點突變,插入失活及計算機分子空間構象模擬等手段,揭開了許多關鍵酶如何受反饋抑制的謎底，會推動氨基酸代謝工程取得突破進展;

　　③生物化工技術在氨基酸工業(yè)中應用有力地推動了氨基酸工業(yè)的技術進步，許多大型企業(yè)如杜邦、孟山都、拜耳、陶氏化學都在投巨資進行生物化工技術研究，其中先進的現(xiàn)代化產物分離提取技術也是影響生產成本的重要元素;

　?、軕蒙锛夹g培育飼料專用作物作為作物科學一個新的分支學科值得注意;

　?、葑詈笠粭l就是氨基酸作為次生代謝產物其技術研發(fā)絕對是一個長線項目，需要長期的積累和沉淀形成優(yōu)勢。