21世纪饲料新主张
前言
在过去的几十年里，全世界许多国家的饲料及饲养工业都有卓越表现。它们不但在规模上渐趋於饱和(Grill, 1996)，而且在技术上也不断完善(Ensminger, 1980)。然而，一系列由此而产生的问题也逐渐暴露出来。譬如，饲养工业的高度集约化，虽然使生产效率提高，但同时也引起了对饲养过程的负面影响(如群体紧迫和环境污染)。动物品种的推广，使动物生产周期缩短，产品质量提高，但同时也造成动物自身免疫和繁殖功能的普遍下降。抗生素类物质的广泛使用，减少了动物疾病的发生，确保了动物生产的经济效益。但由於病原菌对药物的抗性越来越强，饲料中的投药也不得不越来越高。许多发达国家已经和正在考虑禁止在动物饲料中使用药物添加剂。本文将回顾当前饲及饲养工业所面临的若干问题，探讨未来10年内世界饲料工业的发展趋势。
1. 高品质饲料将扮演愈来愈重要的角色：
由於各国饲料工业发展的趋势放慢下来，加上原料供应紧张和价格不断上涨，各国饲料制造商都会在提高和保持其产品的质量方面大作文章，以保持其产品的竞争力。标准将成为商业竞争的重要法码。
生产高品质饲料的关键之一是确保原料的品质，因为没有优质的原料就不能生产出优质的饲料。饲料工业原料有以下特点：体积大、来源广泛和各自的性质差异悬殊。这些特点使保持原料品质产生困难。尽管如此，只要遵循一些正确原则，原料和饲料的品质保护就可以做好，或减少经济损失。第一项原则是及时做好保护工作。因为饲料及其原料品质的下降是非常容易发生并且是不可逆的过程。因此，保护工作可以使得优质原料能维持其优良品质，而较次质的原料不会进一步恶化。第二项原则是在保护工作中同时防止由自氧化作用(Autoxidation)和微生物降解(Microbial Degradation)所引起的品质下降。尽管这两类反应所产生的後果是相同的，即严重影响饲料的销售和动物的营养表现，但它们的机制不同。前者是由自然界里存在的自由基(Free radical)所引起的一系列氧化分解反应。它的破坏对象主要是油脂类化合物，譬如脂溶性维生素和色素，动物脂和植物油等。防止这类化合物分解的要点是正确地使用抗氧化剂(Antioxidant)。要充分了解所用抗氧化剂及其使用对象的性质并"对症下药"。因为不同性质的原料，需要不同类型的抗氧化剂来保护(Liang, 1995)。譬如，用於液态油脂和固态饲料的抗氧化剂的技术指标极为不同。前者需要良好的表现活性性质(如Rendox)，而後者则需要单位重量里尽可能多的有效颗粒数(如鲜灵，Endox)。这些技术指标能确保抗氧化剂能充分地分散在被保护的体系里，从而有效地与自由基结合，达到抗氧化作用。除此之外，科学研究结果也表明 ，多种抗氧化剂混合使用，远比单一抗氧化剂的使用效果好。这是因为，各种抗氧化剂之间存在着"相乘效果"(Synergism,Kiugawa et al., 1990)。
另一类分解作用是由霉菌的生长及其代谢产物。通常的观念是当饲料或原料水分含量低於12％就不需要使用防霉剂了。其实这种观念是不正确的。因为在谷物或饲料的储存过程中，尽管水分的平均含量会低於12％，但在谷物或原料的储存过程中，某些局部位置的含水量会远远超过12％。这是由於储存过程中，普遍存在的"水分迁移"(Moisture Migration)和"水分平衡"(Moisture eqaulibium)所引起的(Liang,1995)。前者是由於储存环境里气温不断变化(日夜温差)而造成的水分不断地迁移，最後由於冷凝作用而造成某些部位的水分大大地高於12％。後者是当水分低於12％的谷物或饲料当处於相对湿度(Relative Humidity)偏高的环境时，会在很短的时间内吸收环境里的水分而使自身的水分含量大大地超过12％。一旦谷物或饲料的水分含量超过12％，它们就非常容易发生霉变。霉菌生长过程中，代谢作用(Metabolism)会产生出大量二氧化碳和水分，使霉变问题进一步恶化。
目前在谷物或饲料中防止霉菌主要是使用有机酸产品。在各种有机酸中，又以丙酸及其盐类，如钙盐、钠盐和氨盐最为普遍。不过，研究结果表明，含有混合有机酸的防霉剂产品远比单一丙酸要有效(Rahnema & Neal, 1994)。另外，防霉剂产品分为粉剂及液态两类。一般来说，液态产品(如霉敌霸，Myco Curb)的效果要优於粉状产品。在选用防霉剂产品时，除了需要考虑有机酸含量外，还需要考虑是否有多种有机酸的合理搭配、表面活性剂、腐蚀性、供应商的信誉以及售前售後服务等因素。
2. 减少饲料中抗营养因子及抗饲养因子：
减少饲料中的抗营养因子(antinutrition factor)及抗饲养因子(anti-feeding factor)，也与提高饲料的品质有关。所谓抗营养因子是某些饲料中已经存在，或者在储存过程中产生的化学物质，它们被证明能造成动物营养障碍。而抗饲养因子则是指由於某些化合物的存在而影响了动物的摄食量，最终给动物营养状态产生不良影响。
目前，在动物饲料中被充分研究报导的抗营养因子包括：自氧化作用产物(Vorek & Kirehgemajner, 1981；Smith et al., 1993)，真菌毒素(Mycotoxin, Wang, 1988)，和非淀粉多糖(Non-starch polyaccharide, Dusterhoft et al., 1993；Choct & Annison, 1990)。在饲料制造过程中，由於添加了某些矿物质、药物，或非常规原料等，可能会造成动物拒绝摄食或减摄取食。我们把这类因子流称为"抗饲养因子"。这两类因子的区分，主要是分析角度不同。从营养及生理的角度来看是抗营养因子，而从饲养或管理的角度来看，是抗饲养因子。由於这类问题涉及面太广，我们只能对某些方面作一简要的讨论。
关於自氧化作用产物，关键在於及早和正确地使用抗氧化剂。其原理和方法除了参照上一节所列举的原则外，寻求专业指导也十分有帮助。至於真菌毒素的防止，要及早和正确地使用防霉剂。有些公司已经研制出一类能通过吸附作用(Absorption)而减少饲料中已经存在的真菌毒素(Araba & Wyatt, 1991)。尽管这类对策不算上乘，但在毒素已经存在的情况下，也是可以采用的权宜之计。由於饲料可能存在的真菌毒素十分复杂，而目前面市的吸附剂的作用力也有一定的限制，因此不能期望使用了毒素吸附剂就可以高枕无忧了。另外也应该有限度地使用毒素吸附剂(如Mycobon)，因为毒素吸附剂是非专一性的，它们也可以把饲料里某些营养成分吸附掉。把含毒量较高的原料与含毒量较低的原料进行搭配，使饲料里的含毒量降低到安全水平以下，也是生产中的策略之一。
饲料里非淀粉多糖是指β-葡聚糖，戊聚糖(如阿拉伯木聚糖)，纤维素、果胶、甘露聚糖等。这类化合物的共同特点是，不能被单胃动物的内源消化酵素(Endogenouse digestive enzyme)分解。它们会直接进入大肠，而被大肠里的微生物分解和发酵。这类分解和发酵作用，通常造成单胃动物，特别是禽类的营养障碍。其表现是饮水量显着增大，粪便水份含量高，饲料效率降低，生长缓慢等等。解决饲料中非淀粉多糖的途径是使用消化酵素添加剂(Digestive enzyme additive)。现在，已有越来越多的研究结果和生产实验证明消化酵素添加剂能减少饲料中非淀粉多糖对动物营养负面影响(Liu, 1994)。此外，消化酵素添加剂的合理使用，还可使饲料配方更为灵活，采用更多的非传统饲料原料，譬如大麦、黑麦、燕麦等等。使用消化酵素添加剂(如八宝威，Kemzyme)，要特别注意多种酵素活力的适当搭配，因为饲料中的化学成分是非常复杂的。过分强调某种酵素效果，在理论上和实践上都是错误的。另外，在使用消化酵素添加剂时，要注意正确的使用方法。一般来说，要避免使用直接由发酵物制成的产品。这类产品由於没有适当地纯化处理，所以含有很高的霉菌孢子数。它们会使饲料发生霉变，换句话说，这类产品的添加，实际上是接种霉菌的过程。由於缺乏适当纯化处理，这类产品还可能含有真菌毒素。此外，使用消化酵素添加剂後，要注意降低制粒过程的温度和时间。过高的温度和太长的保持时间，可能降低某些酵素的活力。因为所有的酵素制剂都是由蛋白质所组成的，它们一般都不能忍受超过摄氏90度的高温。另外一种使用消化酵素添加剂的方法是在饲料制成粒後，以液态喷 在冷却的饲料颗粒上。这种方法比较适合於大型饲料厂。其优越性是能自动化，不受制粒过程的影响，但需要特殊的设备和技术。
添加某种矿物质、药物和非常规原料而造成动物拒食或减食的现象，可用诱食剂、味蕾封闭剂、甜味剂，或者三者的组合来解决。所有的动物都会对某类特殊的气味产生特殊的好感。譬如猫对鱼味以及山羊对青草的喜爱。诱食剂的原理就是利用动物本能，研制出适合於各类动物的诱食剂，以抵消饲料"抗饲养因子"的不利影响。动物的味觉是由其舌头上的味蕾所决定的。味蕾有不同分工，有的负责苦味、有的负责酸味。自然界有些化合物可以专一性地封闭某一类味蕾，从而使动物不再感觉到它不喜欢的味道。味蕾封闭剂的客观效果会使甜味更甜等，譬如托马丁(Thumatin)就是属於这一类物资。甜味是绝大多数动物都喜爱的味道。将诱食、味蕾封闭和甜味三者合为一体，譬如"猪乐"(Pig Lure)，应是抵消"抗饲养因子"的理想途径。
3. 非药物途径以及清洁饲料的概念
随着现代化饲养的发展，动物密度不断增高生产周期也越来越短。这种趋势使现代化饲养场成为微生物病源菌数量最高的区域(Gansu Agricultural University, 1990)。因此现代化饲养业成功与否的关键之一是在饲养生产中控制病源菌的泛滥(Swick, 1995)。由於病源菌的传播(譬如沙门氏菌)还关系到人类的健康，病源菌控制因而越来越被人们所重视。
家禽生产中防止沙门氏菌的各项措施，即以生物隔离、病源菌的监测、免疫接种、热处理、竞争性益生菌、消毒处理以及使用酸化剂等方法相互结合。由於病原菌的多样性和复杂性，人类肉眼无法观察，及它们的繁殖极快，人们除了采用上述措施之外，通常还在动物饲料里添加低剂量(Subclinical dose)的抗生素作为抑制病源菌和促进动物生长的手段。然而，多年的实践经验表示，这种在饲料里添加低剂量抗生素的做法，已造成许多负面问题。譬如，由於病源菌很容易对药物产生抗性，使投药量不得不越来越高。许多国家采取了法律手段禁止在动物饲料里使用药物添加剂。另外，抗菌素不但杀死病源微生物，同时也杀死肠道内有益微生物从而影响了动物的健康。由於病源菌的抗药性基因不但可以在不同的细菌之间传播，甚至可传播到接触动物的人身上(Levy, et al, 1976)。越来越多科学家、政治团体、及消费者不断地呼吁采用以非药物途径控制病源菌和生产清洁饲料。
所谓非药物途径的概念，是以综合措施为主体，加强使用酸化剂，有效地抑制病源菌的泛滥和保护动物的健康状态，最终使动物生长得到促进，从而在保护消费者利益的前提下，提高动物生产效益。人类长期以来，一直把使用"酸化剂"作为保护自身健康有效方法之一。譬如目前家庭医生治尿道感的处方之一，是富含柠檬酸的冲剂(如Citravescent)。这类冲剂能促进病人多喝水，同时柠檬酸也能抑制尿道里的病原菌。世界各地的人们，都偏爱酸性食物，譬如韩国泡菜(Kimchi)、泰国冬荫汤(Tongyong)、日本果醋(Fruit vineger)和德国泡菜(Sauerkraut)。它们的共同特点是含有多种有机酸，并被认为是保持健康的食物。人们在动物饲养中使用酸化剂也有数十年的历史了。60年代即开始把有机酸投入动物的饮水里，後来又把富马酸或柠檬酸直接投入饲料里作为饲料酸化剂。80年代中期以磷酸为主的酸化剂上市，乃至90年代中期，一种以乳酸为主体的饲料酸化剂(乳酸宝，Acid Lac)，开始被推广应用。最新的研究结果表明，尽管无机酸能调节饲料里的酸硷值，但它们(盐酸、硫酸和磷酸)完全不能抑制肠道病源菌的生长(Young et al., 1993；Liang, 1995)。无机酸的过多添加，也会影响饲料里的离子平衡(Patience, et al., 1987)。有机酸虽然调节饲料酸硷值的能力较小，却可以有效地抑制某些病源菌，并且以乳酸的效果为最好(Zhou et al., 1996)。已有报导指出有机酸的使用可以提高抗菌素促进生长效果(Wyatt & Miller, 1985)。
在希腊进行的一项以乳酸宝作为抑制病原菌对乳猪的影响的实验中，当每吨饲料添加3至5公斤乳酸宝时，可以使乳猪在24小时内的死亡率由17％降低到4％，14天累积的死亡率由31％降低至10％左右(Adams, 1995)。最近在中国农业大学动物科学技术学院所进行研究表明，乳酸宝在乳猪日粮的添加量为每吨5公斤时，可以十分显着地使蛋白质含量较高饲料的效率提高。同时，乳酸宝在乳酸饲料的添加，还可能使必需胺基酸离胺酸的利用效率显着提高(Li, 1996)。
非药物途径的概念并不是排斥在必要情况下使用药物。而是反对漫无目的的滥用药物，特别是在饲料中以低剂量添加药物。合理方法是，搞好饲料与饲养的全面管理，以酸化剂取代或部分取代低剂量的药物添加剂。药物只是在动物生病而非用不可时，由兽医师有控制地合理使用。
4. 功能食品及功能饲料
随着人类认识自然规律的不断深入，人们对自身的主要消费对象，食品的要求也越来越高。近年来被提倡的功能食品(Functional food)正是这种趋势的表现。所谓功能食品，是指某些能在人体内发挥特殊功能的食品，譬如富含多元不饱和脂肪酸、天然抗氧化剂和低胆固醇含量的各类畜类产品。由於这种对功能食品的需求，促使饲料及畜牧业向食品工业提供相应的功能食品的原料，这将成为一种发展趋势。
大量的科学研究证明，多元不饱和长链脂肪酸能减少人类因心血管疾病而造成的死亡率。多元不饱和长链脂肪酸的来源主要是海洋鱼类。由於海洋鱼类的不断减少，环境污染可能造成越来越多杀 剂积累在鱼体里，以及远洋捕捞成本不断高涨，科学家已经开始通过基因工程，或者营养管理的方法，用陆地动物生产富含多元不饱和脂肪酸的畜产品。现在已经证明，通过营养管理的方法，生产富含多元不饱和脂肪酸鸡蛋(Farral, 1993)。这种营养管理方法生产富含多元不饱和长链脂肪酸的关键是配制特殊的功能饲料，通过食物链(Food chain)效应，使得鸡蛋成为含多元不饱和长链脂肪酸的功能食品。
天然抗氧化剂也是近年来人们所关心的话题之一。天然抗氧化剂之所以被人们所重视是因为天然抗氧化剂能显着地减少许多常见的疾病，譬如心血管病、癌症、衰老过程等等。因此，科学家们已设法通过食物链来生产富含天然抗氧化剂的畜产品。最近的研究结果表明，高质量的牛肉(富含维生素E，储存性能更好并在煮炒过程不易氧化)可以通过在饲料里添加维生素E来达到(Liu et al., 1995)。另一项研究表明，在肉鸡被屠宰前24小时饲喂富含维生素E，β-胡萝卜素，和维生素C的饲料，能显着提高鸡肉里维生素E和C的含量。β-胡萝卜素虽然不能对鸡肉的储存性能有帮助，但可以显着提高肉鸡肝脏里维生素A的含量(King et al., 1995)。建明公司在用全天然抗氧化剂产品(Naturox)所做的实验表明，即使蛋鸡饲料里天然抗氧化剂的含量只有75ppm，28天後鸡蛋黄γ-维生素E的含量可以增加43％，当饲料天然抗氧化剂含量为125ppm时，蛋黄里的γ-维生素E含量增加103％，维生素E总含量可增加24％(Noel et al., 1996)。
长期以来，畜产品和水产品里胆固醇的较高含量，一直是消费人担心的问题。因此，人们一直期望有胆固醇含量较低的畜产品和水产品。有报导表明，通过饲料配方的改良，可以实现这一目标。最近，我在美国第87届油脂化学年会上，报告了建明公司所生产的一种特殊天然乳化剂，它可以使幼年斑节虾(Panaeus monodon)肌体所含的胆固醇比对照处理降低10％左右(Liang, 1996)。
5. 饲料的安全性及环保意识
饲料的安全性一直都受到特别重视。尽管如此，世界各地时常有因为饲料携带病原菌而给人类健康和社会秩序带来麻烦的报导。今年初发生在英国的"疯牛症"，正是一个较突出的例子。这个问题的发生，不但使英国的农业受到严重打击，还一度导致欧洲共体国家与英国之间的紧张关系，并在全球造成"恐牛症"。因此，今後饲料安全将会更加受重视。譬如，越来越多的国家已经全面禁止在动物饲料里使用由动物加工副产品制成的肉骨粉，对其他饲料原料实施更严格的监控。
另一个值得重视的问题是沙门氏菌(Salmonella)，它在饲料或畜产品中出现也常会引起公众人士的不安。动物饲料是传播沙门氏菌的主要媒体之一。而在饲料中防止沙门氏菌的方法包括：热处理、添加竞争性益生菌、添加特殊碳水化合物、以及添加有机酸产品。多年的实验证明，添加有机酸产品(如沙门净，Sal curb)，是这几种方法中最有效和最经济的措施(Liang, 1995)。
近年来，与畜牧生产有关的环保问题也越来越受到关注。环保问题之一是集约化畜牧场所产生的大量粪便。科学家们正通过种种手段设法减少动物的粪便。一种方法是使用消化酵素添加剂来提高动物的消化功能，减少动物的粪便量，使饲料更有效地转变为畜产品。长期以来，饲料里的微量元素是以无机态化合物添加的。科学研究表明，当微量元素以有机态化合物存在时，其利用效率会大大提高。更广泛地使用有机态微量元素，将对解决环保问题也有帮助。目前市场上有几类有机态微量元素产品。建明公司研制出一系列以丙酸为配体的有机态微量元素产品，包括丙酸锌(kemzin)、丙酸铜(Kem Trace)、丙酸铁、丙酸锰和丙酸钴等。这些产品已被证明比无机态的微量元素有高得多的利用效率。另外，一种特殊的植酸酵素(Phytase)，可以显着地减少动物粪便中的含磷量，而使无机磷在饲料中的用量大大降低。
畜牧场的不良气味也是畜牧场的环保问题之一。造成不良气味的主要原因之一是饲料原料里的尿酵素(Urease)。尿酵素可将尿素分解成二氧化碳和氨气，而氨气是引起恶臭的主要化合物。研究结果表明，一种美州植物(Yucca schidigera)所含的Sarsasaponine可以作为尿酵素的抑制物。当氨气含量过高时，特别是在冬天或封闭式畜牧场，动物的表现会明显下降。因此氨气含量的降低，对动物自身也有好处。
6. 结论
今後十年里，各饲料制造商都会在提高和保持产品的质量方面大作文章。这种新的竞争策略主要表现为：(1)提高和保持品质。(2)减少饲料里的抗营养因子。(3)非药物途径及清洁饲料。(4)功能饲料。(5)强调安全及环保意识。
饲料营养杂志(p.37～46)─梁超、九六年十期