面臨十字路口的飼料生物技術
Alltech, Inc.董事長，Pierce Lyons博士曾說：生物科技與飼料工業正徘徊於消費者意識與立法管理者之間的交叉路口。一條路是走向消費者意識的覺醒，另外一條路則是政府機關對於生物科技產品的評論與做法。
在過去幾年，越來越多的消費者團體施加壓力，要求去禁止或限制荷爾蒙埋植(hormonal implants)、抗生素和任何他們認為是非自然的東西。而管理機構同時也嚐試著對新的生物科技領域──重組去氧核糖核酸(DNA)的產品加以設限。
Lyons博士說，未來的十年，飼料工業以及其在生物科技的應用上，將會有很大的改變。在最近幾年飼料業發生的主要變化，就是轉呈現出向完全自然產品發展的趨勢。
在今日，飼料工業界對於生長，促進劑的利用，尤其是荷爾蒙的埋植與飼料添加物的使用，已廣泛的受到消費者的注意與批評。在歐洲聯盟(European Community)
，由於消費者的壓力，在動物的生產系統上，荷爾蒙埋植，已被禁止使用。但很重要的一點是，事實上幾乎沒有科學的根據可來支持歐洲聯盟的這項措施。且最近不斷的有詳細的研究資料顯示，荷爾蒙埋植，若依照荷爾蒙製造商的推薦方法來使用，肉中的荷爾蒙殘留量，是在安全範圍內的，對消費者來說，是沒有危險性而無害的。然而，有極少數的情形，荷爾蒙製造商的推薦用法，受到使用者的漠視，而導致荷爾蒙的埋植成為一談論及政策上的話題。
歐洲聯盟認為，荷爾蒙埋植的禁止，也是對生產過剩問題的一種解決方法。埋植荷爾蒙的生產者與飼料公司，曾在不同的歐洲法庭中提出申訴，但均告失敗。所以在生產上，一度對肉牛事業影響很大的荷爾蒙埋植技術，已經不再可利用了。
牛生長激素的被推薦介紹至歐洲乳牛業，已引起歐洲聯盟及美國乳牛業的廣大注意與關切。贊成與反對之聲此起彼落，且已爭議一段時間。反對者認為，在美國牛乳已過剩的情形，使用生長激素將導致牛乳過剩問題更為嚴重；在另一方面，亦可能造成小農場的被淘汰。而贊成者則認為，生長荷爾蒙的使用，可使小農場在不必增加資金支出下，提高其乳產量；自然地，生長激素的使用，必須配合日糧中蛋白質水準的提高。
Lysons博士認為，生長激素由於它的名稱，會被認為與荷爾蒙埋植有關，所以在歐洲，生長激素的使用，未來一定會被禁止。在今天，乳業在一般消費者的印象中，是一種自然而且有益健康的食品，乳牛業者也正嚐試以乳牛業自然、健康的形象來促銷產品，若在這個時期，使用生長激素將可能在消費者的心中留下一非自然產品的印象，而降低了消費量。不可否認的，瑞士乳牛業的成功亦是由於它自然、健康的形象。
Lysons博士，以同時身為消費者與科學家的立場建議，乳業應該尋求一個較易為消費者所接受的方法來增加乳產量，同時，應將此一有益健康的食品，多方面的開發、應用。至於「是否該使用抗生素？」這個問題應該由消費者導向來決定，而非由技術人員決定。
最近，英國有些大的超級市場要求它的廠商必須書寫保證書，保證所有的豬肉都是選於1988年1月1日以後的，且這些豬隻在飼養與肥育過程中均沒有使用飼料添加物，尤其是zinc bacitracin, virginamycin, flavormycin, spiromycin, tylosin, avoparcin和carbodox。一家超級市場業者宣稱，他們對廠商的要求，是為了要使自已的食品達到有益健康、安全和儘可能自然化的目標。超級市場的要求，也就是消費者大眾的需要，牛乳和肉的生產亦必須是自然而有益健康的。所以飼料業所面臨的挑戰，就是如何做得自然化。
然而，現在由於立法管理機構並沒有設定明確的管理條文，使得彼此的立場混淆而呈現尷尬的狀況。Lyons博士認為，在我們未從FDA獲得一明確的指示前，應先避免使用重組DNA的技術。適當的介質培養基可幫助我們自不同的微生物中，選擇我們所需要的，且這將一直是增加純細菌產量與性狀的主要方法。在美國，為了消除一些飼料業的微生物產品所呈現的混淆場面，國際飼料原料協會(NFIA)亦比照著FDA的規定。
NFIA的Betty Pendleton表示，FDA可能在現在的任何一天，做成決定，也就是規定要在這些微生物是存在於自然界的，且註明該微生物的數量，和分析此微生物力價的方法。例如，乳酸菌、鋛和酵母菌，一般已被承認是安全的，所以這些微生物和它們的產物，FDA將不需要特別去規定，且由於酵母菌是百分之百自然的微生 物，所以酵母菌的培養與生產是不需要去登記的。
談到生物科技，Lyons說，細胞是生命的基本單位，而所有的食物或食物材料都是由細胞而來。細胞的主要組成物質是蛋白質、碳水化合物和脂肪，而基本的生物化學機構在所有的細胞都是相似的。每一個細胞都有它自已的蛋白質合成場所，而生物技術的重心，也就是去合成蛋白質。每一種蛋白質均由胺基酸以線狀的成聯結而成。在今天，蛋白質的生物合成方法，已經被廣泛的了解了。每一種蛋白質，無論它是在那裡發現的，其合成均是由DNA上的基因密碼所控制。大部分的DNA是位於染色體上。DNA是由線狀鏈的核侫酸鹼基所組成，而每三個鹼基，決定一個特殊的胺基酸。因此，假如一個蛋白質擁有100個胺基酸，那它的基因將是由300個核侫酸所組成。在蛋白質的合成過程中，基因的藍圖是由DNA分子轉錄而來的，這圖並被譯讀而控制正確的胺基酸，組合成蛋白質，這些過程分別稱為轉錄(transc- ription)和轉譯(tronslaction)。
Lyons指出，基因工程，這一尖端的生物技術可應用於飼料工業。一般來說，基因工程包含了重組DNA的技術，利用這種方法，可將特殊的基因由一個微生物轉移至另外一個微生物。基因轉移技術發展的關鍵，在於限制鋛(restriction enzymes)和聯結鋛(ligases)兩種鋛的發現。在遺傳工程中，限制鋛的作用，是在特定的位置切斷DNA。該注意的是，每一個DNA片斷均有可能是一種蛋白質的藍圖，這意謂著，我們可以根據基因所產生的蛋白質來將基因加以分類或切斷。且為了去插入或重組DNA片斷，我們需要第二種鋛，即DNA聯結鋛，來黏合DNA片斷。
一旦基因被確認，就幾乎可以插入任何種類的染色體內，且這種基因轉移至宿主細胞的過程稱為轉換(transformation)。轉換的方法和表現，在簡單的細菌，如大腸桿菌和單細胞真菌，如酵母菌，已經研究成功。但隨著微生物構造上複雜性的增加，基因的轉移就具有技術上的挑戰性了。而品種間基因轉移的例子比比皆是。例如，大部分品系的酵母菌，不能醱酵乳糖，而使得乾酪(cheese)生產過程中，百萬磅的乳糖副產物處理，變成一嚴重的問題。但Saccharomyces cerevisiae品系的酵母菌即可分泌乳糖鋛，而將乳清中的乳糖分解為葡萄糖與半乳糖並轉變成乙醇、單細胞蛋白質或Xanthan膠。
許多食物和飼料成分，包括色素、香料、維他命和脂肪酸，皆是由植物和微生物細胞衍生而來。這些成分，可以用微生物培養基、連續式或整批式的生產。這些成分對生物合成技術是很複雜的，而且它們的生產基因仍未被確定，所以基因工程在此即不能被使用。取代的辦法，只有從自然界的微生物篩選出能生產我們所須產品的微生物。
ALLTECH𠏋
Fourth Annual Biotechnology in the Feed Industry Symposium
Nicholasville, kentucky
April 25-27, 1988.
1988年，4月25∼27日，配合ALLTECH公司的正式開幕，ALLTECH舉行其第四次飼料工業生物科技的研討會，參加人員，由1987年的270人增加至1988年來自27個不同國家的470人。Bob Easter博士說，這研討會是飼料工業界的一件大事；主要議題，含蓋了對未來幾年與飼料工業有關的不同生物科技領域。
以下是這個研討會的摘要──
諸 言：
ALLTECH公司的創辦者與董事長，Pearse Lyons博士說明飼料工業產品的發展為何會成為消費者大眾與立法單位所關切、注意的焦點。這乃由於大眾要求完全自然與自然化飼養條件下的產品，並排斥非自然的添加物，如生長激素、類固醇的埋植和飼料抗生素。歐洲共同市場已禁止使用類固醇的埋植，且我們預期緊接著將會禁止飼料抗生素的使用。
甚至，被認為是飼料工業的生物尖端科技，如牛的使用生長激素以提高乳產量，豬的使用生長激素以增加屠體瘦肉率，最初是被美國和歐洲消費者所接受的，但仍有許多人懷疑，它是否符合自然化產品的形象。
因此，在強調自然產品這方面，將會有愈來愈多的酵母菌培養、消化鋛、酸化法和原始生物(probiotics)被應用。這些產品，可以藉著降低氨(NH3)的產量而使得環境的控制較為理想，如此則可避免飼料工業和FDA及環境保護機構(Environmental Protection Agency)衝突的發生。
NFIA的顧問，Betty Pendleton表示，在飼料微生物產品的使用上，FDA將會設定指導方針和管制措施。她強調，酵母菌自一百年前被巴斯德發現定義後，已身分明確，所以此刻在FDA並不需要特別去登記。而現在，原始生物(Probiotic)仍必須以種別來加以區分確認，所以在標籤上必須明確的標示。一旦以上這些都已做到，自然的微生物將被允許在飼料工業上，扮演一個有利的角色。
在特殊飼料方面，the Cornell Tunison Laboratory of Fish Nutrition的Gary Rumsey博士說明在魚類飼養和魚類營養上的主要改進。Rumsey博士言及在地球上，仍有很多地方的人民，依賴魚類為唯一的蛋白質來源，而使得魚類和小蝦類的飼養，變成一個主要事業。這對美國來說是一個扮演領導角色的好機會。而在魚類消費量上，與日本的每人96磅，丹麥的65比較，美國只有15磅，預計到西元二千年，將會成長百分之廿五的消耗量。
加拿大，Saskatchewan大學的John Patience博士，說明在自然飼料計劃的發展上，電解質的重要性。Patience博士解釋，在動物體內維持水的平衡是很重要的，飼料配方應該包含一些電解質，以提供必須的礦物質。他和Bob Easter博士認為，胃腸消化系統的生長發育，對仔畜來說，是很重要的。大約有40％的蛋白質消化是發生在腸道，所以此區獲得較多的注意。在幼畜，酸化飼料和水的重要性是被強調的。
來自Finland的Matti Nasi博士認為一多重鋛的配製藥劑，將有助於幼畜的生長。他提出，他成功使用鋛的例子，特別是在日糧中包含大麥時。
多重鋛(multi-enzyme)添加於產蛋白糧對性能的影響
鋛 補 充 產蛋速率 蛋 產 量 克／日 蛋 重 克 飼料採食量 克／日 飼料轉換率 公斤／公斤 |
＋ 鋛 85.1 50.6 59.5 113.6 2.25 |
控制組 83.3 49.6 59.7 114.8 2.32 |
營養專家Tom Bowen博士提醒大眾，蛋平均產量已從1940年的200增加到1985年的285，但母雞的體重卻從2.3kg下降至1.75kg。
以Acid-PAK來酸化水和添加維他命、電解質均是改善的有用方法。他指出，當環境充滿臭味時，使用氨的還原劑，如去臭味鋛(DEODORASE)是有效的。
Carrs Farm Foods的Jerry Hughes博士說明，他的公司對全自然化飼料的發展研究方法。他並以身為實驗主義者和實際營養專家的身分表示，飼料工業，不能違背公眾輿論，但是仍需追求合理的飼料效率改進，只是要朝自然化的方向發展。Hughes博士提及他對YEA-SACC的研究。在研究中，小牛在86天後，體重較控制組重8kg，且有較好的健康狀況，除此之外，小牛的代用乳若含有抗生素或原始生物素(probio- tic)，也會產生類似的效果。實際上的消費者反應可從Hughes博士的公司，推出所謂𤣳𡢞蛣M化的代用乳僟寣A增加約25％的消售額而看出。
體 重 和 飼 料 採 食 量
控制組 |
YEA-SACC組 |
SED |
|
| 開 始 重(公斤) 離 乳 重(公斤) 肥 育 重(公斤) 總 增 重(公斤) 採 食 量(公斤) 總採食量(公斤) |
57.4 73.9 113.8 61.4 26.2 174.5 |
52.6 77.6 122.5 69.9 33.0 192.5 |
2.94 4.50 6.99 － 3.26 － |
Hughes博士指出，在英國，有一家大的超級市場連鎖店，已經被委託，只供應不含抗生素的肉類給消費者。而歐洲農場必須滿足消費者的要求，當然這些農場有權去反抗或接受顧客的要求，但是基本上生產者該重視的是，產品是否有利可圖，且是否能被消費者所接受。Hughes博士已證明在牛和羊的飼養上，酵母菌的培養，所產生一自然化的產品，由他在Grange，Ireland肉牛研究中心的一個實驗可看出，添加YEA-SACC到牛的肥育日糧中，可增加體重14公斤，且可改善飼料效率。
ConAgra的Fred Madsen博士解釋某些礦物質，在動物營養上的重要性。這些礦物質必須有生物學上的有效性，且可存在於動物體內，特別是增加對Zn、Cu和其他微量元素的吸收。這種自然存在的整合性礦物質，亦存在於某些微生物細胞內，且其使用，是有利可圖的。
相同的題目被Dells Headon博士提出繼續討論。Headon博士說明，他和Alltech公司如何去經營生產一種酵母菌，這種酵母菌含有能自然而獨立的運輸鐵系統的高濃度乳酸鐵(lactoferrin)。這種糖蛋白，不僅可運輸鐵通過小腸壁，而且也是一種抑菌劑。通常在日糧中，只有8％的鐵可被動物體利用，其他過剩的鐵，即被潛在的破壞性微生物，如沙門桿菌(salmonella)和大腸菌(coliforms)所使用，而有益的微生物如乳酸菌和鏈球菌並不需要鐵，且這種微生物是被認可的。
根據Illinois大學的Michael Hutjens博士的看法，在今日的飼料工業上，酵母菌培養的時代已經來臨。他說，看到這麼多有關於自然產品，YEA-SACC的研究報告被提出，感到很欣慰。在將來，YEA-SACC可能變成乳牛日糧和豬飼料中的基礎成分。Rowett研究機構的反芻獸專家，Peter Williams博士也提到，這種產品的應用，在英國已收到良好的回響，並且已有研究指出，YES-SACC可改善乳產量、乳脂和乳蛋白量，且當使用於反芻獸時，可降低約30％的甲烷產生。除此之外，也可促進纖維素的分解，並導致醋酸和丙酸比例由1.6增加至2.1。以下是YEA-SACC 的淨影響：
*增加乳產量和／或乳脂固形物
*增進母牛的健康情形
*降低甲烷的量，增加纖維素分解而致飼料效率改善
*增加乾物採食量
麴菌(Aspergillus)是黴菌中著名的一種，在最近幾年的研討會中曾經被提出，而被喻為砞籈帢孆?。大部分的動物均對這種黴菌所產生的黃麴毒素敏感，即使是750ppm的低濃度，亦會使飼料效率降低約30％左右。根據Mark Diekmann博士的說法，無水氨的使用或熱，均會促進玉米的發霉。
Daug Dilday博士在言及使用YEA-SACC的反應時表示，假如動物不是處在良好的健康狀況，頭30天，影響是看不出來的，而在Usk College的一個對照研究中顯示添加YEA-SACC 30天後，動物健康有改善，乳蛋白質及乳脂的改善要60天，而乳產量的增加則要到90天才看得出來。
Nothwestern大學的Michael Glade博士發現，每8克的YEA-SACC，可使肌肉和骨骼增重500克。並測得，血漿中有精胺酸、離胺酸增加，而氨降低的情形。他假設，精胺酸的增加，可能引發了生長激素的分泌。Glade博士認為，所有的馬飼料，均應包含培養的酵母菌。這方面的研究在Moreton Morell做過，在那裡，飼料消化率，是以糞便中的酸洗纖維量來測得，而YEA-SACC的使用可降低酸洗纖維量從49％至41％。
泌乳乳牛日糧添加YEA-SACC時，健康狀況及牛乳生產的改善
30 天 後 |
60 天 後 |
|||
| 控 制 組 | YEA-SACC組 |
控 制 組 | YEA-SACC組 |
|
| 牛 乳(L)
乳蛋白質(％)
乳 脂 量(％)
體健康狀況 |
22.4 3.27 3.64 |
22.4 3.27 3.64 ＋0.5 |
22.4 3.27 3.64 |
22.4 3.36 4.08 ＋0.5 |
Kentucky大學的Karl Dawson博士描述第一次使用纖維素分解細菌，純培養的情形。他並證明，YEA-SACC的酵母菌品系的確能刺激纖維素分解細菌(cellulolytic bacteria)，且較其他品系優良。除此之外，將一種YEA-SACC和有被膜細菌重組而得的LACTO-SACC應用於肉牛的日糧中，可獲得類似的瘤胃醱酵影響，他也發現不同的纖維素分解細菌，對不同的酵母菌品系有反應。
貂和狐狸的營養專家，Pat McEnroe博士討論到這些動物的消化系統。他表示，利用乳酸菌能將不可消化物質轉為可消化，在Scandanavian的許多國家已經被實際利用，且這種方法在美國已被證實是相當有利的。
在寵物的食物方面，John Lowe博士表示，由寵物的被毛健康狀況及機敏性，可以了解主人對寵物的照顧關心情形，且這是可以改善的。Lowe博士覺得，礦物質的代謝狀況在這方面扮演了一個關鍵的角色，且已有一些資料能證明酵母菌培養在此的影響。
根據Oregon State大學的Pater Cheeke博士的看法，由兔肉的含有高蛋白、低脂肪和每年每隻雌兔產64隻仔兔的可能性上，兔肉可能在未來成為食物的主要來源。
歸因於腸道高pH值的幼兔離乳性腸炎，可藉著酸化的飲水來避免，以下的資料，對於Acid-PAK 4-WAY，和LACTD-SACC對離乳性狀的影響，顯示出有很大的可行性。
Don Orr博士討論到在豬場單位中，管理所扮演的角色，並建議，單位的大小，必須以最終利益為考慮基礎。
Gary Cromwell博士報告說，在他的觀點，再細分的藥劑(repartitioning agents)將有很好的未來。例如，平均200磅的屠體通常有30％的脂肪，但是生長激素和藥劑如cimaterol可以改變它。然而FDA和消費者大眾才是它們未來發展的決定者。
Mike Collins博士表示，良好的乾草品質是影響Kuntacky州馬和乳牛業者利潤的主要因子。苜蓿草(alfalfa)可由現在的35萬畝增加到200萬畝。一個好的，無污染的乾草保存法，例如ALFA-SAVE，是必須的。
Nancy Henderson博士描述說，1克細切的草料，約有10萬的細菌，但為了獲得更好的青貯醱酵，必須再添加至每克100萬或10倍以上。這些細菌必須能生產同種的醱酵乳酸，例如Lactobacillus plantarum或Pediococcus菌。這些存在於青貯的細菌，當以推薦速率使用時，會產生約100萬以上的細菌並伴隨著鋛，如纖維素分解鋛的產生。一個好的青貯，氨的產生是少量的。
(譯自Feed Stuffs May 9, 1988之𤧬eed Biotechnology Reaches Regulatory Crossroads?
飼料營養雜誌(56~64)
88年．第十期─許振忠．許瓊瑛
Copyright © 1998 
茂群峪畜牧網.
本網站圖文係屬茂群峪有限公司，內文之版權為該雜誌社所
有，非經本公司及該雜誌社正式書面同意，不得將全部或部分內容，
轉載於任何形式媒體
※ 最佳解析度 800x600
Copyright © 1998
MiobufferCo., Ltd. All rights reserved.
Unauthorized copying and reproduction is prohibited. All trademarks property of their
respective holders.