非营养性添加剂

(二)非营养性添加剂

非营养添加剂主要包括生长促进剂、饲料保存剂和饲料品质改良剂。

1.生长促进剂

目前,允许在饲料中应用的生长促进剂主要包括:药物饲料添加剂、酸化剂、酶制剂、益生素和中草药及植物提取添加剂。

(1)药物饲料添加剂 药物饲料添加剂主要包括抗生素和一些人工合成的抗菌、促长、驱虫保健剂。抗生素是一类由微生物(细菌、放射菌、真菌等)发酵产生的能抑制和杀灭其他微生物的代谢产物。抗生素的主要功能是抑制动物肠道中有害微生物的生长与繁殖,从而控制疾病发生和保护动物健康;防止动物肠道壁增厚,增进动物对营养物质的消化与吸收,促进动物的生长与生产。尽管抗生素作为饲料添加剂在配合饲料中的用量极少(大多以mg/kg计),但若长期使用会导致体内微生物产生耐药性,从而使畜禽免疫功能下降,抵抗力降低,容易诱发畜禽内源性或二重性感染;若不按规定使用,抗生素会在畜禽产品中残留,直接威胁人类健康。寻找无(低)药残、无(低)污染,能替代抗生素的促生长物质,已成为当今研究的重点之一。饲料药物添加剂分为促生长药物添加剂和驱虫保健剂,饲料药物添加剂休药期和使用指南见附录五。

(2)酸化剂 酸化剂分有机酸化剂和无机酸化剂。常用的有机酸化剂包括乳酸、富马酸、丙酸、柠檬酸、甲酸、山梨酸等。有机酸化剂可以弥补幼龄动物胃酸的不足,降低胃肠道pH值,促进无活性的胃蛋白酶原转化为有活性的胃蛋白酶;降低饲料通过胃的速度,提高蛋白质在胃中的消化程度,帮助营养物质吸收;杀灭或抑制肠道有害微生物的生长与繁殖,改善肠道微生物菌群,减少疾病的发生;改善饲料适口性,刺激动物唾液分泌,增进食欲,提高采食量;同时某些有机酸也是能量代谢的重要中间产物,可直接参与体内物质和能量代谢。有机酸化剂是目前作为动物促生长剂取代抗生素的重要选择之一。目前商品酸化剂有以下几种:一是纯延胡索酸或柠檬酸;二是以磷酸为基础的产品;三是以乳酸为基础的产品。多以复合产品为主,其一般由两种或两种以上的有机酸复合而成,主要是增强酸化效果,其添加量为0.1%~0.5%。

(3)酶制剂 酶是一类具有生物催化性的蛋白质。随着科学技术的发展,目前除采用微生物发酵技术或从动植物体内提取的方法批量生产酶制剂外,生物技术已用于酶制剂的生产。饲用酶制剂按其特性及作用主要分为两大类:一类是外源性消化酶,包括蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等,畜禽消化道能够合成与分泌这类酶,但因种种原因需要补充和强化。其应用的主要功能是补充幼年动物如仔猪体内消化酶分泌不足,以强化生化代谢反应,促进饲料中营养物质的消化与吸收。另一类是外源性降解酶,包括纤维素酶、半纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和植酸酶等。动物组织细胞不能合成与分泌这些酶,但饲料中又有相应的底物存在。近年来,采用微生物发酵技术或转基因生物技术,已有这类酶制剂产品应用于畜牧生产。这类酶的主要功能是降解动物难以消化或完全不能消化的物质或抗营养物质,提高饲料营养物质的利用率,同时为开发新的饲料资源提供了有效途径。由于饲用酶制剂无毒害、无残留、可降解,使用酶制剂不但可提高畜禽生产性能,充分挖掘现有饲料资源,而且还可降低粪便中有机物、氮和磷等的排放量,缓解发展畜牧业与保护生态环境间的矛盾,应用前景广阔。

复合酶制剂是由两种或两种以上的酶复合而成的,其包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶等。其中蛋白酶有碱性蛋白酶、中性蛋白酶和酸性蛋白酶三种。许多试验表明,添加复合酶能提高饲粮代谢能5%以上,提高蛋白质消化率10%左右,可使饲料转化率得到改善。

植酸酶:在以植物性原料为主的饲料中,2/3的磷以植酸磷的形式存在,由于猪、禽体内无相应的分解酶,植酸磷很难被利用,饲料中的磷大部分通过粪便排出。排出的磷污染水质,威胁人类生存环境安全。国家对磷排放相应的法规有《畜禽养殖污染防治管理办法》《畜禽养殖业污染物排放标准》和《畜禽养殖业环境管理技术规范》。同时植酸还影响矿物元素的消化吸收。

使用植酸酶可减少日粮中需要补充的无机磷数量,提高饲料的营养价值。添加植酸酶后使猪饲料中植酸磷利用率提高30%~60%,降低磷的排泄量达40%~60%。植酸酶的添加量因畜禽不同生长阶段对磷的需求与代谢特点、饲料种类的差异,以及植酸酶的活力而有所不同。

非淀粉多糖酶:在谷物类饲料中存在的非淀粉多糖可通过添加相应的酶制剂来分解。小麦、黑麦和小黑麦中含有较多的水溶性阿拉伯木聚糖,而高粱、玉米中的则多为不溶于水的阿拉伯木聚糖,大麦和燕麦中主要含有水溶性β-葡聚糖。通过在饲料中添加外源性的β-葡聚糖酶和木聚糖酶,可水解相应的非淀粉多糖,减轻它们对动物生产的负效应和动物排泄物对环境的污染。一些饼粕类饲料中的果胶含量较高,应用果胶酶则可明显降低其负面作用,提高饲料的利用率。

由于酶对底物选择的专一性,其应用效果与饲料组分、动物消化生理特点等有密切关系,故使用酶制剂应根据特定的饲料和特定的畜种及其年龄阶段而定,并在加工及使用过程中尽可能避免高温。

(4)益生素 益生素是一类有益的活菌制剂,主要有乳酸杆菌制剂、枯草杆菌制剂、双歧杆菌制剂、链球菌制剂和曲霉菌类制剂等。活菌制剂可维持动物肠道正常微生物区系平衡,抑制肠道有害微生物繁殖。正常的消化道微生物区系对动物具有营养、免疫、刺激生长等作用,消化道有益菌群对病原微生物具有生物拮抗作用,对保证动物健康有重要意义。除了对有害微生物生长拮抗和竞争性排斥作用外,活菌体还含有多种酶及维生素,对刺激猪生长、降低仔猪下痢等均有一定作用。

益生素添加剂的活菌多为厌氧菌,发酵生产难度较大,产品质量标准也难统一;生产和储运过程中的氧气、高温等条件均易使其失活;外源性活菌制剂所需的营养、环境条件与动物肠道的条件并不完全一致,在肠道的定植能力不强,胃酸也容易使其失活。为克服活菌益生菌不耐高温、对抗生素敏感、不耐酸性环境等缺点,目前,已有灭活益生素产品,此类产品多是由经热灭活的嗜酸乳酸菌的菌体细胞及其培养过程所分泌的代谢产物组成,属于益生素性质的产品,主要用来预防及治疗猪特别是乳仔猪常见的细菌性和病毒性腹泻,具有耐高温、效果稳定等优点。

(5)寡糖 寡糖是由2~10个单糖单位通过糖苷键而连接的小聚合体,介于单体单糖与高度聚合的多糖之间。饲料学所研究的寡糖主要有寡木糖、α-寡葡萄糖、β-寡葡萄糖、寡果糖、寡乳糖和寡甘露糖等。由于这类物质在肠道内有类似抗生素的作用,也称其为化学益生素。寡甘露糖和寡果糖已作为饲料添加剂直接应用于畜牧生产。

寡聚糖主要促进动物肠道内健康微生物菌相的形成;可结合、吸收外源性病原菌和调节动物体内的免疫系统。饲料中添加少量寡糖,可改善动物机体的健康状态,增强机体潜在的抗病能力,进而提高动物生产性能。

2.饲料保存剂

由于谷物籽实颗粒被粉碎后,丧失了种皮的保护作用,极易被氧化和受到霉菌污染。饲料生产中原料及成品都必须经历贮存的过程,在此过程中,既会发生饲料成分的化学变化,也会发生饲料被霉菌污染的变化,尤其是营养成分浓度高的饲料产品和原料,如预混料、鱼粉、米糠、饼粕等更易受到损害,在高热、高湿地区或季节,这种损失尤其严重。因此,饲料保存剂应运而生,饲料保存剂大约有500多种,最常见的是抗氧化剂与防霉剂。饲料保存剂的安全性有待进一步评价。

(1)抗氧化剂 抗氧化剂主要用于含有高脂肪的饲料,以防止脂肪氧化酸败变质,也常用于含维生素的预混料中,它可防止维生素的氧化失效。乙氧基喹啉是性能优良的饲料抗氧化剂之一,是最经济的抗氧化剂,适用于预混料、鱼粉及添加脂肪的产品,可防止其中的维生素A、D、E等及脂肪氧化变质和天然色素氧化变色,并有一定的防霉和保鲜作用;其他常用的抗氧化剂还有二丁基羟基甲苯和丁基羟基茴香醚。

(2)防霉剂 防霉剂的种类较多,包括丙酸盐及丙酸、山梨酸及山梨酸钾、甲酸、富马酸及富马酸二甲酯等,常用的是苯甲酸及其盐、山梨酸、丙酸与丙酸钙。由于苯甲酸存在着叠加性中毒,有些国家和地区已禁用。丙酸及其盐是公认的经济而有效的防霉剂。防霉剂发展的趋势是由单一型转向复合型,如复合型丙酸盐的防霉效果优于单一型丙酸钙。

3.饲料品质改良剂

饲料品质改良剂主要有着色剂、风味剂、黏结剂等。

饲料着色剂包括天然着色剂和化学着色剂两种。黄玉米、金盏菊、万寿菊、苜蓿草粉等因富含叶黄素、玉米黄素、类胡萝卜素等天然色素,因来源丰富、着色自然、使用安全等特点,成为着色剂研究开发的主要方向。

饲料风味剂主要包括香料(调整饲料气味)与调味剂(调整饲料的口味)两大类,它不仅可改善饲料适口性,增加动物采食量,也可促进动物消化吸收,提高饲料利用率。养猪生产中常用的饲用香料有人工合成品,也有天然产物 (如从植物的根、茎、花、果等中提取的浓缩物),目前广泛使用的是由酯类、醚类、酮类、脂肪酸类、脂肪族高级醇类、脂肪族高级醛类、脂肪族高级烃类、酚醚类、酚类、芳香族醇类及芳香族醛类等中的1种或2种以上化合物所构成的芳香物质。如香草醛 (3-甲氧基-4 -羟基苯丙醛)、丁香醛(丁香子醛) 和茴香醛(对甲氧基苯甲醛)等。常用的调味剂有甜味剂(例如,甘草和甘草酸二钠等天然甜味剂,糖精、糖山梨醇和甘素等人工合成品)和酸味剂(主要有柠檬酸和乳酸)。

生产颗粒饲料时,加入少量黏结剂有助于颗粒成型,提高动物生产性能,延长压膜寿命。天然的黏结剂包括含淀粉较多的植物种子、块根、块茎加工物、植物分泌物、天然矿石等。