绿色饲料添加剂
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概论

饲料添加剂(feed additive)是指为了某种目的,向基础饲粮中加入的各种少量或微量物质。饲料添加剂应具备的基本条件是:有确实的预期效果;对动物乃至人类有安全性;从动物体内排出后,很快分解,对植物与低等生物无毒害,对环境无污染。总之,饲料添加剂应是绿色的饲料添加剂。

对饲料添加剂原料的一般要求为:动物对其吸收利用率高,生物学效价高;适口性良好,无不良气味;有害重金属或有害元素含量符合规定标准;在动物体内无残留,对人体无害;来源广泛,价格合理;不易吸潮结块;不易氧化分解;无静电感应,流动性良好;纯度达到饲料级标准;粒度符合饲料级要求。

饲料添加剂包括营养性饲料添加剂和非营养性饲料添加剂。营养性饲料添加剂主要有氨基酸、维生素和微量元素等。使用氨基酸添加剂的原则是:充分发挥饲粮中各种饲料蛋白质的氨基酸互补作用。组成饲粮的饲料原料要尽可能多样化,在此基础上补添所缺的必需氨基酸即限制性氨基酸;注意氨基酸的添加次序,即先添加第一限制性氨基酸,然后才是第二、第三限制性氨基酸;确定氨基酸的适宜添加量。在仔猪、雏禽等的基础饲粮中一般需要补充赖氨酸、蛋氨酸等。

在中低产成年反刍动物基础饲粮中一般需要添加维生素A、维生素D、维生素E;在猪、禽、幼年反刍动物等基础饲粮中一般需要添加维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、胆碱、烟酸、泛酸、叶酸、生物素等;在人类、灵长类动物(猴、猩、猿)、豚鼠等食物中除应含有上述13种维生素外,还需要有维生素C;虹鳟、香鱼、鳗鲡、真鲷、罗非鱼等鱼类饵料中应含有上述13种维生素以及肌醇和维生素C。

确定维生素添加剂在动物饲粮中用量的一般原则是:除考虑动物的营养需要外,尚应考虑饲粮组成、饲养方式、环境条件、动物体质和健康条件、饲料产品储存时间等。在20世纪80年代初,动物营养科技工作者曾建议,将基础饲粮中维生素含量作安全裕量,再按畜禽的营养需要量,从饲粮中补加各种维生素。一些专家还建议,一般在大规模饲养和有各种逆境因子影响的情况下,配合饲料或饲粮中维生素的补给量,应高出标准需要量的一倍左右。

影响维生素添加剂稳定性的因素有温度、氧化(剂)、湿度、光线、储存时间、加工方式、矿物质、载体和稀释剂及稀释比例等。温度高,加快维生素的变性反应;矿物质也加快维生素的损失。玉米粉、高粱粉作为维生素添加剂的载体,对维生素稳定性的影响较大;而用玉米芯粉、脱脂稻壳粉,能较好地保护维生素。对含维生素的饲料加工宜采用柔和的加工方法。维生素添加剂储存时间越长,损失的就越多。保持维生素添加剂稳定的措施如下。①包被:如对维生素A、维生素D、维生素E等,可制成微型胶丸。②改变分子结构:如将维生素C,可和磷酸盐聚合,生成L-抗坏血酸-2-聚磷酸盐(ASPP)。ASPP的生物学有效性等同于维生素C,但其稳定性强于维生素C几十倍。③选用适宜的载体和稀释剂:如玉米芯粉、脱脂稻壳粉就是良好的载体和稀释剂。④禁用不利于维生素稳定的物质:如矿物质对维生素有破坏作用,氯化胆碱也影响维生素的稳定性。预混料生产时,在理论上不宜将这些物质和维生素混合在一起。⑤选用合理的加工方法:如加工颗粒饲料时,宜采用干风,温度不要过高,时间尽可能短。⑥创造适宜的维生素储存环境:要低温、干燥、避光地储存维生素,并尽可能缩短维生素的储存时间。

在单胃动物基础饲粮中一般需要添加铁、铜、锰、锌、硒、碘等微量元素;在反刍动物基础饲粮中一般需要添加铁、铜、锰、锌、硒、碘、钴等微量元素。选用作饲料添加剂的微量元素化合物须具备吸收率高和物理性质稳定的特点。例如,猪对硫酸锌利用率较高;蛋鸡对碳酸锌利用率较高;奶牛对乙酸锌利用率较高。又如,碘酸钙的稳定性比碘化钾强;亚硒酸钙的毒性比亚硒酸钠小。微量元素化合物的粒度要求视具体元素而定,如铁、锌、锰等的化合物的粒度可稍粗,一般要求能全部通过60目;铜、钴等的化合物的粒度宜细,一般要求能全部通过80~100目;碘、硒等的化合物的粒度应更细,粒径务必要在10μm以下。使用微量元素添加剂的目的是弥补基础饲粮中微量元素的不足。微量元素添加剂的用量取决于基础饲粮的本底值。应针对当地具体的基础饲粮,即应检测分析当地畜、禽常用的基础饲粮中各种微量元素含量,确定微量元素添加剂的用量。硒、碘、钴等微量元素有较大毒性,饲料中局部超量,就可使动物中毒,因此对其须特殊处理。可将这些元素中任一种元素定量溶于水中,然后喷洒到细化的稀释剂(或吸附剂)中,再混合均匀,干燥,粉碎,制成预混剂。

非营养性饲料添加剂主要有保健促生长剂(如抗生素、人工合成抗菌药物、中草药与植物提取物、酶制剂、高铜制剂、高锌制剂、微生态调节剂等)、饲料质量提高与保存剂(如诱食剂、增味剂、抗结块剂、吸附剂、黏结剂、抗氧化剂、防霉剂、青贮料添加剂等)、动物产品品质改进剂(增色剂、风味剂、抗氧化剂等)等。目前专家认为,相对安全的饲料添加剂主要有微生态添加剂(有益微生物、寡聚糖等)、酶制剂、大部分中草药与植物提取物添加剂与营养性饲料添加剂等。本书专门介绍这些饲料添加剂,即一般意义上的绿色饲料添加剂。

添加剂预混合饲料(预混料)由添加剂和载体(有时还含有稀释剂)组成。载体(carrier)是指能够接受和承载微量活性成分的可饲物质。脱脂稻壳粉、玉米芯粉、脱脂米糠、玉米粉、小麦麸、小麦粉、大豆粉、大豆饼、碳酸钙、沸石粉、膨润土、麦饭石粉、凹凸棒石粉、海泡石粉等可作载体。对载体的基本要求如下。①化学稳定性强:载体应是不易发生化学反应的惰性物质。②含水量少:无机载体含水量≤5%,有机载体含水量≤8%。③酸碱度:应近中性;④容重:应和添加剂容重相近。⑤粒度:比添加剂大2~3倍。⑥表面特性:应有粗糙的表面或表面有小孔。

稀释剂(diluent)与载体是有区别的。稀释剂虽也是被掺入到一种或多种微量活性成分中去,但它不起承载微量活性成分的作用,而是主要起着稀释微量活性成分浓度的作用。从粒度上说,它较载体细得多。在预混料中,能稀释微量活性成分浓度的可饲物质就称为稀释剂。可作为稀释剂的物质有:脱胚玉米粉、葡萄糖、石灰石粉、高岭土、贝壳粉、炒大豆粉、次麦粉等。对稀释剂也有6个基本要求,前四个要求同上述载体基本要求的①②③④。但要求稀释剂的粒度应比载体的粒度小得多,粒度大小一致;粒度的表面应光滑,流动性强。

吸附剂(adsorbent)是指具有吸附液体性能的可饲物质。其作用是使液体添加剂变成固态预混剂。一些饲料添加剂是液态的,如液体蛋氨酸、抗氧化剂乙氧喹等。使用微量元素硒作为饲料添加剂时,往往先将其溶解于水中制成溶液,后用吸附剂制成固态,再经烘干便成含硒预混剂。可用作吸附剂的物质有蛭石、硅酸钙、玉米芯粉、沸石粉、麦饭石粉等。

添加剂预混合饲料加工的基本工艺流程如图1。硒、碘、钴等添加剂预混剂加工的工艺流程如图2。

图1  预混料加工的基本工艺流程

图2 硒、碘、钴等预混剂加工的工艺流程

在预混料加工过程中加料程序是,先向混合设备里加入载体和稀释剂,然后再加微量活性成分(即添加剂)。每批料混合10~15分钟。

多种添加剂在载体(和稀释剂)物料中是否分散均匀,对它们在饲粮中的分散均匀度和安全性具有决定作用。应对每批产品混合均匀度进行检测。检测方法是:分别测出在不同空间位置取得的10~12个样本中某添加剂含量,然后按变异系数公式,求出变异系数。要求变异系数不超过5%为合格。

使用营养性饲料添加剂是为了补充基础饲粮中一些养分(如氨基酸、维生素和微量元素等)的不足或减少甚至省去动物体从头合成某些养分(如核苷酸、肉碱、牛磺酸、谷氨酰胺等),这样能保证满足动物的营养需要,加快同化代谢速度,提高动物的生产力。营养性饲料添加剂供量如果不是较大幅度地超过动物的营养需要量,那么一般就不会产生饲料任何安全问题。

使用非营养性饲料添加剂,从动物体层面上说,是为了帮助动物灭杀或抵御有害微生物(如中草药及其提取物、益生菌、寡聚糖等有此作用);从动物产品层面上说,是为了动物产品颜色美观(如胡萝卜素、虾红素等有此作用)或增强其风味(如次黄嘌呤核苷酸等有此作用)或富集某些营养成分(如多不饱和脂肪酸、锌、碘、硒等制剂有此作用);从饲料层面上说,是为了提高饲料转化率(如酶制剂有此作用)或改善饲料的适口性(如甜味剂、香味剂、鲜味剂等有此作用)或增强饲料的耐藏性(如抗氧化剂、防霉剂有此作用)。当然,使用非营养性饲料添加剂,还有许多其他多种多样的作用。然而,一些非营养性饲料添加剂(比较突出的是胂制剂、β-兴奋剂、抗生素、高铜制剂等)的使用,会产生严重或比较严重的饲料安全问题。要保障饲料产品乃至动物性食品的安全、促进饲料业的健康发展,开发安全、高效的饲料添加剂将是饲料添加剂工业今后发展的根本方向。