21世紀飼料新主張
前言
在過去的幾十年裡，全世界許多國家的飼料及飼養工業都有卓越表現。它們不但在規模上漸趨於飽和(Grill, 1996)，而且在技術上也不斷完善(Ensminger, 1980)。然而，一系列由此而產生的問題也逐漸暴露出來。譬如，飼養工業的高度集約化，雖然使生產效率提高，但同時也引起了對飼養過程的負面影響(如群體緊迫和環境污染)。動物品種的推廣，使動物生產周期縮短，產品質量提高，但同時也造成動物自身免疫和繁殖功能的普遍下降。抗生素類物質的廣泛使用，減少了動物疾病的發生，確保了動物生產的經濟效益。但由於病原菌對藥物的抗性越來越強，飼料中的投藥也不得不越來越高。許多發達國家已經和正在考慮禁止在動物飼料中使用藥物添加劑。本文將回顧當前飼及飼養工業所面臨的若干問題，探討未來10年內世界飼料工業的發展趨勢。
1. 高品質飼料將扮演愈來愈重要的角色：
由於各國飼料工業發展的趨勢放慢下來，加上原料供應緊張和價格不斷上漲，各國飼料製造商都會在提高和保持其產品的質量方面大作文章，以保持其產品的競爭力。標準將成為商業競爭的重要法碼。
生產高品質飼料的關鍵之一是確保原料的品質，因為沒有優質的原料就不能生產出優質的飼料。飼料工業原料有以下特點：體積大、來源廣泛和各自的性質差異懸殊。這些特點使保持原料品質產生困難。儘管如此，只要遵循一些正確原則，原料和飼料的品質保護就可以做好，或減少經濟損失。第一項原則是及時做好保護工作。因為飼料及其原料品質的下降是非常容易發生並且是不可逆的過程。因此，保護工作可以使得優質原料能維持其優良品質，而較次質的原料不會進一步惡化。第二項原則是在保護工作中同時防止由自氧化作用(Autoxidation)和微生物降解(Microbial Degradation)所引起的品質下降。儘管這兩類反應所產生的後果是相同的，即嚴重影響飼料的銷售和動物的營養表現，但它們的機制不同。前者是由自然界裡存在的自由基(Free radical)所引起的一系列氧化分解反應。它的破壞對象主要是油脂類化合物，譬如脂溶性維生素和色素，動物脂和植物油等。防止這類化合物分解的要點是正確地使用抗氧化劑(Antioxidant)。要充分了解所用抗氧化劑及其使用對象的性質並"對症下藥"。因為不同性質的原料，需要不同類型的抗氧化劑來保護(Liang, 1995)。譬如，用於液態油脂和固態飼料的抗氧化劑的技術指標極為不同。前者需要良好的表現活性性質(如Rendox)，而後者則需要單位重量裡儘可能多的有效顆粒數(如鮮靈，Endox)。這些技術指標能確保抗氧化劑能充分地分散在被保護的體系裡，從而有效地與自由基結合，達到抗氧化作用。除此之外，科學研究結果也表明 ，多種抗氧化劑混合使用，遠比單一抗氧化劑的使用效果好。這是因為，各種抗氧化劑之間存在著"相乘效果"(Synergism,Kiugawa et al., 1990)。
另一類分解作用是由霉菌的生長及其代謝產物。通常的觀念是當飼料或原料水分含量低於12％就不需要使用防霉劑了。其實這種觀念是不正確的。因為在穀物或飼料的儲存過程中，儘管水分的平均含量會低於12％，但在穀物或原料的儲存過程中，某些局部位置的含水量會遠遠超過12％。這是由於儲存過程中，普遍存在的"水分遷移"(Moisture Migration)和"水分平衡"(Moisture eqaulibium)所引起的(Liang,1995)。前者是由於儲存環境裡氣溫不斷變化(日夜溫差)而造成的水分不斷地遷移，最後由於冷凝作用而造成某些部位的水分大大地高於12％。後者是當水分低於12％的穀物或飼料當處於相對濕度(Relative Humidity)偏高的環境時，會在很短的時間內吸收環境裡的水分而使自身的水分含量大大地超過12％。一旦穀物或飼料的水分含量超過12％，它們就非常容易發生霉變。霉菌生長過程中，代謝作用(Metabolism)會產生出大量二氧化碳和水分，使霉變問題進一步惡化。
目前在穀物或飼料中防止霉菌主要是使用有機酸產品。在各種有機酸中，又以丙酸及其鹽類，如鈣鹽、鈉鹽和氨鹽最為普遍。不過，研究結果表明，含有混合有機酸的防霉劑產品遠比單一丙酸要有效(Rahnema & Neal, 1994)。另外，防霉劑產品分為粉劑及液態兩類。一般來說，液態產品(如霉敵霸，Myco Curb)的效果要優於粉狀產品。在選用防霉劑產品時，除了需要考慮有機酸含量外，還需要考慮是否有多種有機酸的合理搭配、表面活性劑、腐蝕性、供應商的信譽以及售前售後服務等因素。
2. 減少飼料中抗營養因子及抗飼養因子：
減少飼料中的抗營養因子(antinutrition factor)及抗飼養因子(anti-feeding factor)，也與提高飼料的品質有關。所謂抗營養因子是某些飼料中已經存在，或者在儲存過程中產生的化學物質，它們被證明能造成動物營養障礙。而抗飼養因子則是指由於某些化合物的存在而影響了動物的攝食量，最終給動物營養狀態產生不良影響。
目前，在動物飼料中被充分研究報導的抗營養因子包括：自氧化作用產物(Vorek & Kirehgemajner, 1981；Smith et al., 1993)，真菌毒素(Mycotoxin, Wang, 1988)，和非澱粉多糖(Non-starch polyaccharide, Dusterhoft et al., 1993；Choct & Annison, 1990)。在飼料製造過程中，由於添加了某些礦物質、藥物，或非常規原料等，可能會造成動物拒絕攝食或減攝取食。我們把這類因子流稱為"抗飼養因子"。這兩類因子的區分，主要是分析角度不同。從營養及生理的角度來看是抗營養因子，而從飼養或管理的角度來看，是抗飼養因子。由於這類問題涉及面太廣，我們只能對某些方面作一簡要的討論。
關於自氧化作用產物，關鍵在於及早和正確地使用抗氧化劑。其原理和方法除了參照上一節所列舉的原則外，尋求專業指導也十分有幫助。至於真菌毒素的防止，要及早和正確地使用防霉劑。有些公司已經研製出一類能通過吸附作用(Absorption)而減少飼料中已經存在的真菌毒素(Araba & Wyatt, 1991)。儘管這類對策不算上乘，但在毒素已經存在的情況下，也是可以採用的權宜之計。由於飼料可能存在的真菌毒素十分複雜，而目前面市的吸附劑的作用力也有一定的限制，因此不能期望使用了毒素吸附劑就可以高枕無憂了。另外也應該有限度地使用毒素吸附劑(如Mycobon)，因為毒素吸附劑是非專一性的，它們也可以把飼料裡某些營養成分吸附掉。把含毒量較高的原料與含毒量較低的原料進行搭配，使飼料裡的含毒量降低到安全水平以下，也是生產中的策略之一。
飼料裡非澱粉多糖是指β-葡聚糖，戊聚糖(如阿拉伯木聚糖)，纖維素、果膠、甘露聚糖等。這類化合物的共同特點是，不能被單胃動物的內源消化酵素(Endogenouse digestive enzyme)分解。它們會直接進入大腸，而被大腸裡的微生物分解和發酵。這類分解和發酵作用，通常造成單胃動物，特別是禽類的營養障礙。其表現是飲水量顯著增大，糞便水份含量高，飼料效率降低，生長緩慢等等。解決飼料中非澱粉多糖的途徑是使用消化酵素添加劑(Digestive enzyme additive)。現在，已有越來越多的研究結果和生產實驗證明消化酵素添加劑能減少飼料中非澱粉多糖對動物營養負面影響(Liu, 1994)。此外，消化酵素添加劑的合理使用，還可使飼料配方更為靈活，採用更多的非傳統飼料原料，譬如大麥、黑麥、燕麥等等。使用消化酵素添加劑(如八寶威，Kemzyme)，要特別注意多種酵素活力的適當搭配，因為飼料中的化學成分是非常複雜的。過分強調某種酵素效果，在理論上和實踐上都是錯誤的。另外，在使用消化酵素添加劑時，要注意正確的使用方法。一般來說，要避免使用直接由發酵物製成的產品。這類產品由於沒有適當地純化處理，所以含有很高的霉菌孢子數。它們會使飼料發生霉變，換句話說，這類產品的添加，實際上是接種霉菌的過程。由於缺乏適當純化處理，這類產品還可能含有真菌毒素。此外，使用消化酵素添加劑後，要注意降低製粒過程的溫度和時間。過高的溫度和太長的保持時間，可能降低某些酵素的活力。因為所有的酵素製劑都是由蛋白質所組成的，它們一般都不能忍受超過攝氏90度的高溫。另外一種使用消化酵素添加劑的方法是在飼料製成粒後，以液態噴灑在冷卻的飼料顆粒上。這種方法比較適合於大型飼料廠。其優越性是能自動化，不受製粒過程的影響，但需要特殊的設備和技術。
添加某種礦物質、藥物和非常規原料而造成動物拒食或減食的現象，可用誘食劑、味蕾封閉劑、甜味劑，或者三者的組合來解決。所有的動物都會對某類特殊的氣味產生特殊的好感。譬如貓對魚味以及山羊對青草的喜愛。誘食劑的原理就是利用動物本能，研製出適合於各類動物的誘食劑，以抵消飼料"抗飼養因子"的不利影響。動物的味覺是由其舌頭上的味蕾所決定的。味蕾有不同分工，有的負責苦味、有的負責酸味。自然界有些化合物可以專一性地封閉某一類味蕾，從而使動物不再感覺到它不喜歡的味道。味蕾封閉劑的客觀效果會使甜味更甜等，譬如托馬丁(Thumatin)就是屬於這一類物資。甜味是絕大多數動物都喜愛的味道。將誘食、味蕾封閉和甜味三者合為一體，譬如"豬樂"(Pig Lure)，應是抵消"抗飼養因子"的理想途徑。
3. 非藥物途徑以及清潔飼料的概念
隨著現代化飼養的發展，動物密度不斷增高生產周期也越來越短。這種趨勢使現代化飼養場成為微生物病源菌數量最高的區域(Gansu Agricultural University, 1990)。因此現代化飼養業成功與否的關鍵之一是在飼養生產中控制病源菌的泛濫(Swick, 1995)。由於病源菌的傳播(譬如沙門氏菌)還關係到人類的健康，病源菌控制因而越來越被人們所重視。
家禽生產中防止沙門氏菌的各項措施，即以生物隔離、病源菌的監測、免疫接種、熱處理、競爭性益生菌、消毒處理以及使用酸化劑等方法相互結合。由於病原菌的多樣性和複雜性，人類肉眼無法觀察，及它們的繁殖極快，人們除了採用上述措施之外，通常還在動物飼料裡添加低劑量(Subclinical dose)的抗生素作為抑制病源菌和促進動物生長的手段。然而，多年的實踐經驗表示，這種在飼料裡添加低劑量抗生素的做法，已造成許多負面問題。譬如，由於病源菌很容易對藥物產生抗性，使投藥量不得不越來越高。許多國家採取了法律手段禁止在動物飼料裡使用藥物添加劑。另外，抗菌素不但殺死病源微生物，同時也殺死腸道內有益微生物從而影響了動物的健康。由於病源菌的抗藥性基因不但可以在不同的細菌之間傳播，甚至可傳播到接觸動物的人身上(Levy, et al, 1976)。越來越多科學家、政治團體、及消費者不斷地呼籲採用以非藥物途徑控制病源菌和生產清潔飼料。
所謂非藥物途徑的概念，是以綜合措施為主體，加強使用酸化劑，有效地抑制病源菌的泛濫和保護動物的健康狀態，最終使動物生長得到促進，從而在保護消費者利益的前提下，提高動物生產效益。人類長期以來，一直把使用"酸化劑"作為保護自身健康有效方法之一。譬如目前家庭醫生治尿道感的處方之一，是富含檸檬酸的沖劑(如Citravescent)。這類沖劑能促進病人多喝水，同時檸檬酸也能抑制尿道裡的病原菌。世界各地的人們，都偏愛酸性食物，譬如韓國泡菜(Kimchi)、泰國冬蔭湯(Tongyong)、日本果醋(Fruit vineger)和德國泡菜(Sauerkraut)。它們的共同特點是含有多種有機酸，並被認為是保持健康的食物。人們在動物飼養中使用酸化劑也有數十年的歷史了。60年代即開始把有機酸投入動物的飲水裡，後來又把富馬酸或檸檬酸直接投入飼料裡作為飼料酸化劑。80年代中期以磷酸為主的酸化劑上市，乃至90年代中期，一種以乳酸為主體的飼料酸化劑(乳酸寶，Acid Lac)，開始被推廣應用。最新的研究結果表明，儘管無機酸能調節飼料裡的酸鹼值，但它們(鹽酸、硫酸和磷酸)完全不能抑制腸道病源菌的生長(Young et al., 1993；Liang, 1995)。無機酸的過多添加，也會影響飼料裡的離子平衡(Patience, et al., 1987)。有機酸雖然調節飼料酸鹼值的能力較小，卻可以有效地抑制某些病源菌，並且以乳酸的效果為最好(Zhou et al., 1996)。已有報導指出有機酸的使用可以提高抗菌素促進生長效果(Wyatt & Miller, 1985)。
在希臘進行的一項以乳酸寶作為抑制病原菌對乳豬的影響的實驗中，當每噸飼料添加3至5公斤乳酸寶時，可以使乳豬在24小時內的死亡率由17％降低到4％，14天累積的死亡率由31％降低至10％左右(Adams, 1995)。最近在中國農業大學動物科學技術學院所進行研究表明，乳酸寶在乳豬日糧的添加量為每噸5公斤時，可以十分顯著地使蛋白質含量較高飼料的效率提高。同時，乳酸寶在乳酸飼料的添加，還可能使必需胺基酸離胺酸的利用效率顯著提高(Li, 1996)。
非藥物途徑的概念並不是排斥在必要情況下使用藥物。而是反對漫無目的的濫用藥物，特別是在飼料中以低劑量添加藥物。合理方法是，搞好飼料與飼養的全面管理，以酸化劑取代或部分取代低劑量的藥物添加劑。藥物只是在動物生病而非用不可時，由獸醫師有控制地合理使用。
4. 功能食品及功能飼料
隨著人類認識自然規律的不斷深入，人們對自身的主要消費對象，食品的要求也越來越高。近年來被提倡的功能食品(Functional food)正是這種趨勢的表現。所謂功能食品，是指某些能在人體內發揮特殊功能的食品，譬如富含多元不飽和脂肪酸、天然抗氧化劑和低膽固醇含量的各類畜類產品。由於這種對功能食品的需求，促使飼料及畜牧業向食品工業提供相應的功能食品的原料，這將成為一種發展趨勢。
大量的科學研究證明，多元不飽和長鏈脂肪酸能減少人類因心血管疾病而造成的死亡率。多元不飽和長鏈脂肪酸的來源主要是海洋魚類。由於海洋魚類的不斷減少，環境污染可能造成越來越多殺蟲劑積累在魚體裡，以及遠洋捕撈成本不斷高漲，科學家已經開始通過基因工程，或者營養管理的方法，用陸地動物生產富含多元不飽和脂肪酸的畜產品。現在已經證明，通過營養管理的方法，生產富含多元不飽和脂肪酸雞蛋(Farral, 1993)。這種營養管理方法生產富含多元不飽和長鏈脂肪酸的關鍵是配制特殊的功能飼料，通過食物鏈(Food chain)效應，使得雞蛋成為含多元不飽和長鏈脂肪酸的功能食品。
天然抗氧化劑也是近年來人們所關心的話題之一。天然抗氧化劑之所以被人們所重視是因為天然抗氧化劑能顯著地減少許多常見的疾病，譬如心血管病、癌症、衰老過程等等。因此，科學家們已設法通過食物鏈來生產富含天然抗氧化劑的畜產品。最近的研究結果表明，高質量的牛肉(富含維生素E，儲存性能更好並在煮炒過程不易氧化)可以通過在飼料裡添加維生素E來達到(Liu et al., 1995)。另一項研究表明，在肉雞被屠宰前24小時飼餵富含維生素E，β-胡蘿蔔素，和維生素C的飼料，能顯著提高雞肉裡維生素E和C的含量。β-胡蘿蔔素雖然不能對雞肉的儲存性能有幫助，但可以顯著提高肉雞肝臟裡維生素A的含量(King et al., 1995)。建明公司在用全天然抗氧化劑產品(Naturox)所做的實驗表明，即使蛋雞飼料裡天然抗氧化劑的含量只有75ppm，28天後雞蛋黃γ-維生素E的含量可以增加43％，當飼料天然抗氧化劑含量為125ppm時，蛋黃裡的γ-維生素E含量增加103％，維生素E總含量可增加24％(Noel et al., 1996)。
長期以來，畜產品和水產品裡膽固醇的較高含量，一直是消費人擔心的問題。因此，人們一直期望有膽固醇含量較低的畜產品和水產品。有報導表明，通過飼料配方的改良，可以實現這一目標。最近，我在美國第87屆油脂化學年會上，報告了建明公司所生產的一種特殊天然乳化劑，它可以使幼年斑節蝦(Panaeus monodon)肌體所含的膽固醇比對照處理降低10％左右(Liang, 1996)。
5. 飼料的安全性及環保意識
飼料的安全性一直都受到特別重視。儘管如此，世界各地時常有因為飼料攜帶病原菌而給人類健康和社會秩序帶來麻煩的報導。今年初發生在英國的"瘋牛症"，正是一個較突出的例子。這個問題的發生，不但使英國的農業受到嚴重打擊，還一度導致歐洲共體國家與英國之間的緊張關係，並在全球造成"恐牛症"。因此，今後飼料安全將會更加受重視。譬如，越來越多的國家已經全面禁止在動物飼料裡使用由動物加工副產品製成的肉骨粉，對其他飼料原料實施更嚴格的監控。
另一個值得重視的問題是沙門氏菌(Salmonella)，它在飼料或畜產品中出現也常會引起公眾人士的不安。動物飼料是傳播沙門氏菌的主要媒體之一。而在飼料中防止沙門氏菌的方法包括：熱處理、添加競爭性益生菌、添加特殊碳水化合物、以及添加有機酸產品。多年的實驗證明，添加有機酸產品(如沙門淨，Sal curb)，是這幾種方法中最有效和最經濟的措施(Liang, 1995)。
近年來，與畜牧生產有關的環保問題也越來越受到關注。環保問題之一是集約化畜牧場所產生的大量糞便。科學家們正通過種種手段設法減少動物的糞便。一種方法是使用消化酵素添加劑來提高動物的消化功能，減少動物的糞便量，使飼料更有效地轉變為畜產品。長期以來，飼料裡的微量元素是以無機態化合物添加的。科學研究表明，當微量元素以有機態化合物存在時，其利用效率會大大提高。更廣泛地使用有機態微量元素，將對解決環保問題也有幫助。目前市場上有幾類有機態微量元素產品。建明公司研製出一系列以丙酸為配體的有機態微量元素產品，包括丙酸鋅(kemzin)、丙酸銅(Kem Trace)、丙酸鐵、丙酸錳和丙酸鈷等。這些產品已被證明比無機態的微量元素有高得多的利用效率。另外，一種特殊的植酸酵素(Phytase)，可以顯著地減少動物糞便中的含磷量，而使無機磷在飼料中的用量大大降低。
畜牧場的不良氣味也是畜牧場的環保問題之一。造成不良氣味的主要原因之一是飼料原料裡的尿酵素(Urease)。尿酵素可將尿素分解成二氧化碳和氨氣，而氨氣是引起惡臭的主要化合物。研究結果表明，一種美州植物(Yucca schidigera)所含的Sarsasaponine可以作為尿酵素的抑制物。當氨氣含量過高時，特別是在冬天或封閉式畜牧場，動物的表現會明顯下降。因此氨氣含量的降低，對動物自身也有好處。
6. 結論
今後十年裡，各飼料製造商都會在提高和保持產品的質量方面大作文章。這種新的競爭策略主要表現為：(1)提高和保持品質。(2)減少飼料裡的抗營養因子。(3)非藥物途徑及清潔飼料。(4)功能飼料。(5)強調安全及環保意識。
飼料營養雜誌(p.37∼46)─梁超、九六年十期