营养性添加剂

(一)营养性添加剂

营养性饲料添加剂是指用于补充饲料营养的少量或微量物质,主要包括常量元素、微量元素、维生素和氨基酸等。农业部第1224号公告发布了《饲料添加剂安全使用规范》(见附录四),公告对允许作为饲料添加剂使用的氨基酸、维生素、微量元素和常量元素的化合物通用名称、化学式、含量规格、适用动物、在配合饲料中的推荐用量及最高限量等内容进行了规定,促进添加剂的规范使用,保障添加剂使用安全。

1.氨基酸类

氨基酸是构成蛋白质的基本单位。各种氨基酸对机体来说都不可缺少,但并非全部要由饲料来直接供给。只有那些在体内不能由组织细胞自我合成或合成速度不能满足机体需要的必需氨基酸,才需由饲料给予补充。

天然饲料的氨基酸含量差异大,且平衡性差。氨基酸添加剂,可平衡或补足畜禽特定生产所要求的氨基酸需要量,保证日粮中各种氨基酸含量和氨基酸之间的比例平衡。

(1)赖氨酸 赖氨酸是各种动物所必需的氨基酸,饲料添加剂使用的一般为L-赖氨酸盐酸盐。《饲料添加剂安全使用规范》中规定了赖氨酸工业生产的方式为发酵生产,通常以盐酸盐和硫酸盐两种形式存在,赖氨酸含量前者应≥78%,后者应≥51%。一般建议添加量为0~0.5%,即0~5 000g/t。

(2)蛋氨酸 蛋氨酸是一般饲料最易缺乏的一种氨基酸。天然存在的L-蛋氨酸与人工合成的DL-蛋氨酸的生物利用率完全相同,营养价值相等。猪饲料中蛋氨酸的添加量一般为0.05%~0.2%,即500~2 000g/t。以化学方法制备的DL-蛋氨酸,蛋氨酸含量应≥98.5%。

此外,目前已有工业化生产的蛋氨酸羟基类似物、蛋氨酸羟基类似物钙盐和N-羟甲基蛋氨酸钙。蛋氨酸羟基类似物又称液态羟基蛋氨酸,产品外观为褐色黏液。使用时可用喷雾器将其直接喷入饲料后混合均匀,操作时应避免该产品直接接触皮肤。据报道,作为蛋氨酸的替代品,蛋氨酸羟基类似物的效果按重量比计,相当于蛋氨酸的65%~88%。蛋氨酸羟基类似物钙盐是用液态羟基蛋氨酸与氢氧化钙或氧化钙中和,经干燥、粉碎和筛分后制得。作为蛋氨酸的替代品,蛋氨酸羟基类似物钙盐的效果按重量比计,相当于蛋氨酸的65%~86%。

(3)L-色氨酸 一般情况下,除赖氨酸、蛋氨酸外,色氨酸是猪最易缺乏的必需氨基酸。L-色氨酸产品外观为白色至淡黄色粉末,略有特异气味,难溶于水,含氮量13.7%。猪对DL-色氨酸的相对活性是L-色氨酸的80%,色氨酸在仔猪人工乳中应用普遍。在低蛋白饲料中添加色氨酸,对提高猪增重、改善饲料效率十分有效。一般添加量为0.02%~0.06%。

(4)苏氨酸 苏氨酸是必需氨基酸,共有四个异构体,常用的是L-苏氨酸。L-苏氨酸产品外观为白色结晶或结晶性粉末;无臭,味微甜;含氮量11.7%。在以小麦、大麦等谷物为主的饲粮中,苏氨酸的含量往往不能满足动物需要。在大多数以植物性蛋白质为基础的猪饲料中,苏氨酸与色氨酸均为限制性氨基酸,随着猪饲粮中赖氨酸含量的增加,苏氨酸与色氨酸则成为影响猪生产性能的限制性因子。

2.微量元素添加剂

微量元素是动物生存必需的营养素,在动物体内及饲料中含量虽少,但对于畜禽、水产生物的生长发育和健康却关系重大。为动物提供微量元素的矿物质饲料叫微量元素添加剂。畜禽饲料中需要添加的微量元素主要包括铁、铜、锌、钴、锰、碘与硒。这些微量元素除为畜禽提供必需的养分外,还能激活或抑制某些维生素、激素和酶的活性,对保证畜禽正常生理机能和物质代谢有着极其重要的作用。由于畜禽对微量元素的需要量极微,其添加剂生产必须预混合加工,防止混合不均匀导致畜禽中毒。

畜禽对微量元素添加剂需要量少,作用重要,但不能超过一定的用量,否则会影响饲料利用率和危害畜禽健康,还会影响畜禽产品质量安全和生态环境,为促进饲料工业和养殖业持续健康发展,根据《饲料添加剂安全使用规范》的要求,计算出铁、铜、锌、钴、锰、碘与硒等微量元素在饲料产品中的最高限量,以供大家参考,根据表26列出了不同饲料产品微量元素的最高限量。

特别注意的是,微量元素添加剂中的重金属砷、铅、镉含量容易超标,影响饲料安全。在国家抽检预混料时,发现有些预混料中镉严重超标,有的甚至高达1 000 mg/kg。其原因是饲料添加剂原料硫酸锌中镉超标造成的。

表26 饲料产品中微量元素最高限量标准

注:1.碱式氯化铜没有推荐牛羊精料补充料和鱼料的添加量;牛、羊精料补充料中铜的最高限量为35mg/kg。

2.仔猪断奶后前2周配合饲料中氧化锌形式的锌的添加量不超过2 250mg/kg。

3.使用时应先制成预混剂,产品需标示最大硒含量和有机硒含量,如是有机硒产品,无机硒含量不得超过总硒的2.0%。

4.饲料中铬的最高限量是指有机形态铬的添加限量。

(1)铁 含铁添加剂有硫酸亚铁、氯化亚铁、氯化铁、碳酸亚铁、蛋氨酸铁络(螯)合物、甘氨酸铁络(螯)合物、酵母铁、氨基酸铁络合物(氨基酸来源于水解植物蛋白)、柠檬酸亚铁、富马酸亚铁、乳酸亚铁等11种,常用的一般为硫酸亚铁。硫酸亚铁成本低,利用率高。有机铁能很好地被动物利用,毒性低,但价格昂贵,目前一般只有应用于幼畜日粮或高档饲料中。

(2)铜 含铜添加剂有氯化铜、硫酸铜、碱式氯化铜、蛋氨酸铜络(螯)合物、赖氨酸铜络(螯)合物、甘氨酸铜络(螯)合物、酵母铜、氨基酸铜络合物(氨基酸来源于水解植物蛋白)等8种,其中最常用的为硫酸铜,其次是氧化铜和碳酸铜。硫酸铜和氧化铜对雏鸡的增重效果相同,猪对硫酸铜、氧化铜和碳酸铜的利用效果基本相同。

硫酸铜的成本低,生物学效价高,饲料中应用最为广泛。除营养性添加剂外,在生长畜禽日粮中添加高剂量硫酸铜,能促进畜禽生长。尤其在饲养条件差的情况下,对幼畜使用效果特别显著,目前在促进仔猪生长中应用广泛,在促进仔鸡生长中应用很少。在铁、锌不足时长期使用高铜的日粮,可引起生长猪中毒,且猪肝铜浓度增加,对人的健康有威胁。另外,大量的铜不能被动物机体吸收而随粪便排出,会污染环境。

(3)锌 含锌的添加剂有硫酸锌、氧化锌、碳酸锌、氯化锌、乙酸锌、碱式氯化锌、蛋氨酸锌络(螯)合物、赖氨酸锌络(螯)合物、氨基酸锌络合物(氨基酸来源于水解植物蛋白)等9种,其中常用的为硫酸锌、氧化锌和碳酸锌。这三种化合物都很好地被动物所利用,生物学效价基本相同。但也有报道指出,氧化锌对1~3月龄仔猪的生物学有效性比含7 个结晶水的硫酸锌低17%。对鸡而言,有机锌的生物学效价都高于硫酸锌的生物学效价。日粮中使用氧化锌作为锌源,高剂量的锌可有效减少腹泻,增进食欲,促进仔猪的生长。

(4)锰 含锰的添加剂有硫酸锰、氯化锰、氧化锰、碳酸锰、磷酸氢锰、蛋氨酸锰络(螯)合物、酵母锰、氨基酸锰络合物(氨基酸来源于水解植物蛋白)等8种,其中常用的为硫酸锰、氧化锰和碳酸锰。

(5)碘 含碘的添加剂有碘化钾、碘化钠、碘酸钾和碘酸钙等4种,其中碘化钾、碘化钠可为家畜充分利用,但稳定性差,易分解,造成碘的损失。碘酸钙、碘酸钾较稳定,其生物学效价与碘化钾相似,饲料中最常用的为碘化钾、碘酸钙。

(6)钴 含钴的添加剂有氯化钴、乙酸钴、硫酸钴等3种,这些钴源都能被动物很好地利用,但由于其加工性能与价格,碳酸钴、硫酸钴应用最为广泛,其次是氯化钴。

(7)硒 含硒的添加剂有亚硒酸钠和酵母硒2种,目前在缺硒地区几乎所有动物饲料中都添加硒。二者效果都很好,有机硒效果更好,但由于生产和价格,目前未广泛应用。目前广泛应用的是亚硒酸钠。

3.维生素添加剂

维生素是个庞大的家族,现阶段所知的维生素就有几十种,可分为脂溶性和水溶性两大类。

(1) 脂溶性维生素 脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K。

①维生素A 维生素A添加剂常见的有维生素A乙酸酯和维生素A棕榈酸酯。

A.维生素A乙酸酯 由β-紫罗兰酮为原料化学合成,加入抗氧化剂和明胶制成微粒,此颗粒为灰黄色至淡褐色,易吸潮,遇热或酸性物质,见光或吸潮后易分解。产品规格有30万IU/g、40万IU/g和50万IU/g。

B.维生素A棕榈酸酯 外观为黄色油状或者结晶固体。

这两种酯化产品都要求存放于密闭容器中,置于避光、防潮的环境中,温度最好在20℃以下,且温度变化不宜过大。经过预处理的维生素A酯,在正常贮存条件下,如果是在维生素预混料中,每月损失0.5%~1.0%;如果在维生素矿物质预混料中,每月损失2%~5%,在配合饲料中,温度在23.9~37.8℃时,每月损失5%~10%。

C.β-胡萝卜素 1mg β-胡萝卜素相当于1 667IU的维生素A活性。饲料中多用10%的β-胡萝卜素预混剂,外观为红色至棕红色,流动性好的粉末。各种动物对β-胡萝卜素的吸收率和吸收后转化成维生素A的效率不同,鸡最高,反刍动物次之,猪最低。

②维生素D

A.维生素D2或维生素D3干粉制剂 外观呈奶油色粉末,含量为50万或20万IU/g。

B.维生素A/D微粒 将维生素A乙酸酯原油与含量为130万IU/g以上的维生素D3为原料,配以一定量的抗氧化剂,采用明胶和淀粉等辅料,经喷雾法制得的微粒。每克该产品含有50万IU维生素A和10万IU维生素D3

C.维生素D3颗粒 维生素D3颗粒是饲料工业中使用的主要添加剂,其原料为胆固醇。这种胆固醇可从羊毛酯中分离制得,然后经过酯化、溴化再脱溴和水解即得7-脱氢胆固醇,经紫外线照射得到维生素D3。维生素D3添加剂是以含量为130万IU/g以上的维生素D3为原料,配以一定量抗氧化剂,采用明胶和淀粉等辅料,经喷雾法制得的微粒。产品规格有30万IU/g、40万IU/g和50万IU/g。

③维生素E 维生素E的主要商品形式有D-α-生育酚、DL-α-生育酚、D-α-生育酚乙酸酯和DL-α-生育酚乙酸酯。维生素E在饲料工业中应用的商品形式有两种:一是DL-α-生育酚乙酸酯油剂,一般采用三甲基氢醌与异植物醇为原料,经化学合成制得。为微绿黄色或黄色的黏稠液体,遇光颜色渐渐变深。另一种是维生素E粉剂,DL-α-生育酚乙酸酯油剂加入适当的吸附剂制得,一般有效含量为50%,白色或浅黄色粉末,易吸潮。

维生素E本身是一种抗氧化剂,但它本身也容易被氧化失去活性,因为它是以自身的氧化来延缓其他物质的氧化。通常用吸附、喷射和固化对维生素E进行预处理。

④维生素K 维生素K主要有以下几种形式:

A.亚硫酸氢钠甲萘醌,有两种规格:一种含活性成分94%,未加稳定剂,稳定性差,另一种亚硫酸氢钠甲萘醌用明胶微囊包被,稳定性好,但价格贵,含活性成分25%或50%。

B.亚硫酸氢钠甲萘醌复合物,是甲萘醌和亚硫酸氢钠甲萘醌的复合物,含甲萘醌30%以上,不作为饲料添加剂。

C.亚硫酸嘧啶甲萘醌,含活性成分50%,稳定性好,但有一定毒性,不作为饲料添加剂。

(2)水溶性维生素

①维生素B1(硫胺素) 用于饲料工业的主要有两种:一是盐酸硫胺素,该产品为白色结晶或结晶性粉末,有微弱的臭味,味苦。二是单硝酸硫胺素,为白色或微黄色结晶或结晶性粉末,有微弱的臭味,无苦味。两者折算成硫胺素的系数分别是0.892和0.811,大多数产品的活性成分含量达到96%以上。

②维生素B2(核黄素) 主要商品形式是核黄素及其酯类,为黄色至橙色的结晶性粉末,添加剂常用的是含核黄素96%、80%、55%和50%等的制剂。

③烟酸 烟酸有两种形式,一是烟酸(尼克酸),另一种是烟酰胺,二者营养效价相同,但在动物体内吸收的形式是烟酰胺,活性成分含量为98%~99.5%。饲料工业使用的烟酰胺是烟酸与氨作用后生成,含量98%以上。

④胆碱 胆碱的商品形式是氯化胆碱,是胆碱与盐酸反应得到的白色结晶,有液态和粉粒两种形式。液态氯化胆碱的有效成分为70%,为无色透明的黏稠液体,具有特异的臭味和很强的吸湿性。固态氯化胆碱的有效成分为50%和60%,以70%的氯化胆碱水溶液为原料加入脱脂米糠、玉米芯粉、稻壳粉、麸皮、无水硅酸等赋性剂而制成,吸湿性很强。

氯化胆碱本身稳定,未开封的产品至少可储存2年以上,在使用中,最值得注意的是胆碱对其他维生素有极强的破坏作用,特别是在有金属元素存在时,对维生素A、维生素D、维生素K的破坏较快。因此,在生产中最好不要将胆碱加入到预混料中,直接加入到全价料中去,减少胆碱与其他维生素的接触。

⑤泛酸 游离泛酸不稳定,吸湿性强,生产中常做成其钙盐。

D-泛酸钙为白色粉末,无臭,味苦,易溶于水。泛酸钙的活性成分是泛酸,含量有98%、66%和50%的几种。泛酸钙单独存放稳定性较好,但不耐酸、碱和高温。在pH值大于8或小于5的环境下损失加快。在多维预混料中,泛酸与烟酸有配伍禁忌,同时注意防潮。

⑥维生素B6 维生素B6商业制剂为盐酸吡哆醇,外观为白色至微黄色结晶粉末,易溶于水,微溶于乙醇,对热敏感,遇光和紫外线易分解。维生素B6稳定性好,应贮存于阴凉干燥处。

⑦生物素 生物素的添加形式是D-生物素,纯品干燥后含生物素98%以上,商品可含相当于标示量的90%~120%。商品制剂一般用淀粉、脱脂米糠等稀释成粉末产品,含生物素1%或2%。外观为白色至淡黄色粉末,无臭无味。

⑧叶酸 叶酸产品有效成分在98%以上,因具有黏性,需要加入稀释剂降低其浓度,一般叶酸添加剂商品活性含量仅有3%或者4%。

⑨维生素B12 主要商品形式有氰钴胺、羟基钴胺等。外观为红褐色细粉,以碳酸钙做载体,有1%、2%等剂型作为添加剂。

⑩维生素C 维生素C的商品形式为抗坏血酸、抗坏血酸钠、抗坏血酸钙以及包被抗坏血酸。有100%的结晶,50%的脂质包被产品以及97.5%的乙基纤维素包被产品等产品形式。其中包被的产品比未包被的结晶稳定性高4倍多。由于维生素C的稳定性差,目前饲料工业中使用的产品一般为稳定型维生素C。

(3)维生素的应用 维生素添加剂主要用于对天然饲料中某种维生素的营养补充、提高动物抗病或抗应激能力、促进生长以及改善畜产品的产量和质量等。在各种维生素添加剂中,氯化胆碱、维生素A、维生素E及烟酸所占的比例最大。在玉米和豆粕为主的饲粮中,通常需要额外添加维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、维生素B2、烟酸、泛酸、氯化胆碱及维生素B12