功能型饲料添加剂研究进展及在养猪生产中的应用

功能型饲料添加剂研究进展及在养猪生产中的应用,陈宝江 博士 教授河北农业大学动物科技学院,概念,指通过饲料添加、 进入动物体内发挥一定生物学功能的添加剂。,功能性添加剂所具备的条件,具有生物学功能。对动物体的营养代谢、生理作用有没有生物学功能是评判功能性添加剂的核心条件。效益成本比高。生物安全性高。环境污染小。,分类,按物质属性分为：营养性添加剂非营养性添加剂。按物质功能分为：生长调节剂免疫调节剂采食调节剂代谢调节剂畜产品品质调节剂微生态调节剂,生长调节剂,定义主要是调控、改善、促进生长，或者是在某些条件下稳定体重、 保持体况的一类添加剂。机理：核心：调控生长激素。手段：刺激生长激素释放激素释放或者抑制生长抑素释放。,免疫调节剂,定义以某种方式（粘膜、细胞、体液）调控机体免疫反应的添加剂类产品种类：糖类：包括来自植物的多糖以及低聚糖；蛋白类：包括抗体（Ig 卵黄抗体）、氨基酸、小肽；脂类：PUFA（不饱和脂肪酸）；核酸：核苷酸；微量养分：矿物元素、维生素；植物提取物：酮、苷；其他：抗氧化剂、防霉解毒剂。,采食调节剂,采食量调控方向：提高采食量控制采食量。采食量的调控机理：神经调节，内分泌调节，化学调节，物理调节重点神经内分泌成分中枢神经细胞或者外周组织分离的肽类物质对采食量具有明显的调控作用。 手段从外部调控其分泌量；从外部直接引入这些物质进行调控。 由于很难从外部引入这些物质，所以调控其分泌就成了现在研究的重点。目前对采食量有调控作用的物质很可能都要通过这些环节发挥作用，如氨基酸、微量元素、矿物元素、维生素，植物提取物、中草药，卵黄抗体等,采食调节剂,常用的：饲料中加入香料、 调味剂，这只是表面的条件，不能从根本上发挥作用；真正有效的：-氨基丁酸、瘦素、CCK、NPY等这些神经内分泌的物质，可以外源性的生产再添加进饲料。,畜产品品质调节剂,影响畜产品品质的因素：营养、遗传、疾病控制、饲养管理以及加工技术等。畜产品品质形成的原理构成畜产品的化学组成和化学结构。凡是能影响肉蛋奶化学组成的物质一定都会影响肉的品质， 凡是能够影响肉蛋奶化学结构的物质也会影响肉的品质。肉：抗氧化剂、有机盐、中草药、甜菜碱、多糖、肉碱； 蛋：电解质、有机盐、着色剂、酶制剂、中草药、PUFA 等；,微生态调节剂,微生态环境定义：微生态主要指肠道的内环境；影响因素：消化道形态结构，消化液的组成，食糜的理化性质，pH值，温度，微生物的菌群，微生物代谢产物等，这些要素统称为微生态环境。微生态调节剂定义：凡是能调节微生态环境的物质称为微生态调节剂。具有微生态效应的添加物有两大类： 直接调控剂： 传统大量使用的抗生素； 间接调控剂：包括益生素、活菌制剂、有机酸、酶制剂、有机盐以及植物提取物等。,几种热门功能性添加剂,益生素寡糖功能性酶制剂酸化剂中草药有机微量元素,微生态制剂,定义微生态制剂也叫益生素， 是根据微生态学原理， 选用动物体内正常微生物制成的可直接饲喂动物的活性微生物或其培养物。作用机理通过在数量上或种类上补充肠道内减少或缺乏的正常微生物， 增强对病原菌的拮抗作用和对有益菌的促生作用，从而达到调节动物肠道微生态平衡。微生态制剂是良好的免疫激活剂， 直接饲喂动物可有效刺激肠道局部免疫反应， 提高巨嗜细胞的活性，增强机体的免疫力。种类乳酸菌双歧杆菌芽孢杆菌丁酸梭菌酵母菌,寡糖,寡糖（Oligosaccharide）又称寡聚糖、低聚糖，是由210个单糖经脱水缩合由糖苷键连接形成的具有直链或支链的低度聚合糖类。功能性寡糖：含有-1, 6、-1, 2型糖苷键，不能被人和单胃动物直接利用，但可以提高人和动物的免疫能力、促进肠道有益菌的增殖等。目前研究较多的功能性寡糖主要有甘露寡糖（MOS）、果寡糖（FOS）、壳寡糖（COS）、异麦芽寡糖（IMOS）、木寡糖（XOS）、大豆寡糖（SBOS）、卡拉胶寡糖、褐藻寡糖、异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、低聚乳果糖（LDL）、低聚焦糖（STOC）等。,作用机制,调节肠道微生态促进动物肠道后段有益菌，特别是双歧杆菌的增殖。屏障作用：双歧杆菌与肠道黏膜上皮细胞牢固结合并和其他厌氧菌共同占据肠黏膜表面，形成一个生物学屏障，阻止致病菌的入侵和定植；降低肠道pH：有益菌增殖过程中产生甲酸、乙酸和乳酸，降低肠道pH，抑制致病菌和腐败菌的生长增强动物机体免疫力具有免疫佐剂和抗原特性；激活动物机体体液免疫和细胞免疫；吸附霉菌毒素；,酶制剂,消化酶种类蛋白、淀粉、脂肪、非淀粉多糖、植酸酶作用对动物消化酶方面是内源的补充；消除某些饲料中抗营养因子，提高饲料生物学价值；功能酶葡萄糖氧化酶作用消耗氧气、产生葡萄糖酸和过氧化氢；降低PH值，杀菌；防霉，解毒,中草药制剂,中草药添加剂是以传统中医理论为指导，以动物饲养和饲料工业等现代科学理论技术而制成的纯天然饲料添加剂。 特点功能性强、毒副作用小、药物残留量低、不易产生抗药性、资源丰富功能：（1）抗菌和促生长作用。直接作用于菌体；激发调动机体内在抗菌因子的功能活性和数量， 降低菌毒力和消除菌对组织细胞的破坏作用； （2）激素样作用。 中草药本身不含动物激素，但有些可以起到激素样作用。 （3）增强免疫作用 富含生物活性物质，可以调节机体免疫系统的功能（4）代谢调节作用。 含有丰富的生物活性物质，可间接调节机体功能。 （5）改善饲粮风味、提高畜产品品质的作用含有丰富的植物色素， 可作为皮肤及蛋黄颜色的改良剂，从而提高产品的商品价值,有机微量元素,主要是指氨基酸类螯合微量元素；作用 可以提高微量元素的生物利用率，促进生长，增加免疫功能，改善胴体品质，降低维生素在矿物质预混料中分解和减少微量矿物质元素对环境的污染。有机微量元素与无机微量元素比较具有下列优点：有更高的生物学效价； 可避免肠腔中颉抗因子及其它影响因子 对矿物元素的沉淀或吸附作用；利用氨基酸和肽的吸收通道被吸收,从而避免利用同一通道吸收的矿物元素之间的竞争。 氨基酸络合物或螯合物是动物机体吸收和转运金属离子的主要形式， 又是动物体合成蛋白过程的中间物质，可以减少许多生化过程，节约体能消耗。,短链酸化剂,定义一般指七碳以下（包括七碳）、带有一个或一个以上羧酸基团的短链脂肪酸 （Miller 等，2006）。包含：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸、富马酸、乳酸、酒石酸、柠檬酸等。Tung 与Pettigrew（2006）详细综述了有机酸对猪促生长的效果，结果表明：有机酸改善增重效果随动物年龄增高而呈下降趋势；断奶仔猪 02 周增重改善 12.25%，04 周改善6.03%，生长猪及育肥猪分别改善 3.51% 及 2.69% 。,作用,杀菌防霉作用有机酸在低 pH 环境下具有亲脂性，并且可以自由扩散到细菌或真菌细胞中；进入细胞，pH 的变化就会引起这些弱酸的离解；将H+转移到胞外是耗能过程，这降低用于扩散的可利用能量，达到杀菌作用；提高动物对饲料中蛋白质和能量的消化率作用方式是降低动物的基础免疫应答水平，通过降低氨、抑制细菌生长或代谢、或降低有害微生物总量的方式，促进机体免疫介质的合成与分泌；调节肠道微生态环境；一元脂肪羧酸（如丁酸）促进胃肠黏膜的生长；可以进入肠道上皮细胞，氧化供能；无抗性,抗菌肽,是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽；通常由 1250 多个氨基酸组成，相对分子质量一般在 4 kDa 左右,作用机制,抗菌肽能够与细胞膜表面相互作用，使膜的通透性改变；进入细胞，通过与细胞内靶点的特异性结合干扰细胞代谢，抑制和杀灭细菌；抑制细胞壁的形成，抑制细胞呼吸作用和阻碍细胞外膜蛋白的合成；,抗菌肽特点,较好的杀菌效果易被机体消化不污染环境对饲料的口感无不良影响,不足,从未进行系统、全面的毒理学研究和安全性评价，且因成分复杂，无法说明哪些成分有益或有害。受遗传变异、年龄、使用剂量、提取方法、收获时间和与其他成分的相容性影响，有效成分含量差异大，难以进行准确的药效评定和质量控制。通过部分变性作用，植物性饲料添加剂与酶制剂或蛋白质饲料添加剂，可产生不良的相互作用。有益效果还受到动物的营养状况、感染、饮食成分和环境条件的影响；种植、炮制、制剂、包装、运输、储存等各个环节缺乏国际认可的标准规范，导致产品质量稳定性差。,营养性添加剂的非营养性功能：,氨基酸：调节采食、免疫、蛋白质的周转、抗病和供能。 维生素：抗氧化、抗应激、抗病、调节免疫、调节繁殖、调节畜产品品质。 矿物元素：抗应激、抗氧化、抗病、调节采食、调节免疫，调节微生态、调节繁殖、调节畜产品品质等。,功能性饲料添加剂研究进展,生产技术应用研究功能研究,产品生产技术的进展,技术包括：提取、 化学合成、微生物发酵、酶解、基因工程筛选技术的目的：提高或改善产品的产量、纯度和活性,应用研究进展,应用条件： 营养性的功能性添加剂在正常的生理、代谢和环境下可以发挥作用，而非营养性的功能添加剂在动物正常的情况下不发挥多少作用，但当动物处于应激、代谢等时可能有效果。添加量：过低无效，过高负效。 适宜剂量变异大，依条件和产品性质而异。养分的非营养性作用剂量通常高于营养需要量。配伍：大部分功能性添加剂是具有加性效应。,产品功能研究进展,酶制剂：基本功能是促进养分消化，新功能是微生态效应、解毒、抑菌；寡糖：基本功能是调节菌群结构，新功能为调节免疫功能、调节脂质代谢、改善畜产品品质、吸附霉菌毒素等；抗氧化剂：基本功能是抗氧化，新功能为调节免疫、缓解霉菌毒素的毒性；天然着色剂：基本功能是产品着色，新功能为抗氧化，改善繁殖，提高免疫的作用；,功能性饲料添加剂发展趋势,未来展望：前景光明，道路曲折；科技是根本，政策是保障。未来研究重点：产品的生产技术产品的质量控制和检查技术产品的安全评估应用方式与作用机制添加剂与营养互作条件下的应用条件依托手段：生物工程技术代谢组织学技术分析测试技术。,功能性饲料添加剂在养猪生产中的应用,仔猪母猪育肥猪,仔猪,丁酸葡萄糖氧化酶霉菌毒素降解酶植物提取物-单宁,酸化剂对断奶仔猪生长性能的影响,选择平均体重相近断奶仔猪90头,随机分为3个处理,每个处理6个重复,每个重复5头。试验1、2组日粮分别在对照组基础上添加0.12%、0.14%丁酸；试验时间为30 d,结果-1,结果-2,葡萄糖氧化酶对仔猪的影响,试验将 160 头 28 日龄断奶的三元杂交( 杜 长 大) 健康仔猪按体重随机分为 4 组，每组 4 个重复，每个重复 10 头。对照组饲喂常规断奶仔猪基础日粮，试验 1，2，3 组分别饲喂含 10，20，30 U/kg 葡萄糖氧化酶的日粮;试验持续 30 d。,结果：,结果-2,黄曲霉毒素解毒酶制剂对仔猪影响,选用日龄相差不超过 3 d、品种相同的断奶仔猪 108 头，按照遗传背景相同、体重相近、性别比例一致的原则随机分为 3 个组，每组 6 个重复，每个重复 6 头仔猪。为对照组( 基础饲粮) 、AFB1组( 基础饲粮 + 0.1 mg/kg AFB1) 、ADTZ组( 基础饲粮 +0.1 mg/kg AFB1+ 0.2% ADTZ) 试验期 30d。,结果-1,结果-2,单宁酸对仔猪生长性能、营养物质利用率及相关消化酶活性的影响,选用 180 头断奶仔猪，随机分为 3 个处理，每处理设5 个重复，每重复 12 头仔猪。,结果-1,结果-2,母猪,益生菌生殖营养素中药提取物,益生菌对母猪生产性能的影响,为了探讨益生菌对母猪生产性能的影响，试验将 40 头妊娠母猪随机分为对照组和试验组；试验组日粮中添加 800 g/t 益生菌；试验期为 50 d。,结果,复合添加剂(诸姆安)在母猪上应用,繁选择以往繁殖正常的第34胎次、体重和体况相近,配种妊娠1个月的长大(长白x大白)二元经产母猪40头,随机分成试验组和对照组,每组20头,试验组和对照组各分成5个小组,每个小组4头母猪于母猪妊娠1个月开始进入试验。对照组饲喂基础曰粮,验组在基础曰粮中每天每头添加-剂复合添加剂, 连续使用7天。全程跟踪测评两组母猪的后续各项繁殖性能及其所哺乳仔猪的生长性能。,复合添加剂(诸姆安) 产品有效成分：,多种生殖营养素必需氨基酸维生素矿物质元素其他当归、党参、淫羊藿、黄芪等中药发酵提取的活性物,结果-1,结果-2,生殖营养素和中草药复方制剂（喜满圈）对母猪繁殖性能影响,