10动物营养学(饲料添加剂)

第十章饲料添加剂第一节抗生素一、概述二、饲用抗生素的种类及应用效果三、抗生素作用机制四、应用抗生素存在的问题第二节酶制剂一、概述二、酶制剂的应用三、应用酶制剂尚须解决的问题第三节益生素一、概述二、益生素的种类三、益生素的应用效果四、存在问题与发展方向五、化学益生素第四节其它饲料添加剂一、激素二、营养重分配剂三、酸化剂四、缓冲剂五、离子载体和甲烷抑制剂六、离子交换化合物第十章饲料添加剂概念：即添加到饲粮中能保护饲料中的营养物质、促进营养物质的消化吸收、调节机体代谢、增进动物健康，从而改善营养物质的利用效率、提高动物生产水平、改进动物产品品质的物质的总称。饲料添加剂的种类：饲料保护剂、助消化剂、代谢调节剂、生长促进剂、动物保健剂等。第一节抗生素概述饲用抗生素的种类及应用效果饲用抗生素的作用机制应用抗生素添加剂存在的问题一、概述抗生素：是指微生物的发酵产物，对特异微生物的生长有抑制或杀灭作用。目前所用的抗生素包括化学合成、半合成的具有相同结构或结构不同但功效相同的物质。饲用抗生素是指以亚治疗剂量应用于饲料中，以保障动物健康、促进动物生长与生产、提高饲料利用率的抗生素。饲用抗生素的发展历史：人畜共用的药用的抗生素；专用饲用抗生素、筛选研制无残留、无毒副作用、无抗药性的专用饲用抗生素。二、饲用抗生素的种类及应用效果（一）种类多肽类：吸收差，排泄快，无残留，毒性小，抗药性小，不易传递给人。主要有杆菌肽锌、硫酸粘杆菌素、维吉尼亚霉素等抗生素。大环内酯类：放线杆菌(小单孢菌)生产的含大环内酯环（糖苷配基）的抗生素的总称，与其它类抗生素不易产生交叉耐药性，但抗生素之间可产生交叉耐药现象。主要有红霉素、泰乐菌素、北里霉素、螺旋霉素、林肯霉素等。二、饲用抗生素的种类及应用效果（一）种类含磷多糖类：一类含磷脂的多糖类大分子物质，分子量大，不被消化道吸收，排泄快，不存在药物残留问题，主要对革兰氏阳性菌的耐药性菌株特别有效。作为饲料添加剂应用的主要有黄霉素、魁北霉素等。聚醚类是分子内含有几个五元或六元环的羧酸离子载体化合物，在动物消化道内几乎不被吸收，无残留。此类抗生素之间只有累加作用而无协同作用，属于降低机体免疫功能的药物，有很好的生长促进，抗球虫作用。主要有盐霉素、莫能菌素和拉沙里霉素。二、饲用抗生素的种类及应用效果四环素类广谱抗生素，人畜共用，易产生抗药性。四环素类抗生素在实践中应用的主要有土霉素和金霉素，它们是最早在猪饲料中使用的抗生素。氨基糖苷类主要由潮霉素B、越霉素A等，具有驱虫保健作用。化学合成抗生素毒副作用大，逐渐被淘汰，仅允许作兽药，主要有磺胺类、喹乙醇、卡巴多、呋喃唑酮、硝呋烯腙及有机砷制剂。二、饲用抗生素的种类及应用效果（二）饲用效果抗生素对保持动物健康、促进动物生长、提高饲料利用率有明显效果。其应用效果与抗生素种类、饲粮类型、圈舍条件、环境、动物种类及动物不同生长阶段等因素有关。二、饲用抗生素的种类及应用效果（二）饲用效果抗生素对幼年动物更效，生产潜力发挥越低的动物效果越好，如右表。几种抗生素联合使用比单独使用效果更好。三、饲用抗生素的作用机制抗生素能抑制或杀灭动物肠道内病原微生物，减少发病率。即阻碍蛋白质合成和改变核酸代谢。能抑制动物肠道内的有害微生物区系，有利于维持肠道微生物的平衡状态。动物采食抗生素后可使小肠重量变轻，肠壁变薄，绒毛变长，提高养分的吸收。饲喂抗生素后可减少幼龄动物的腹泻，尤其可降低未吮初乳的幼龄动物的腹泻发生率，因而促进动物生长。某些抗生素的促生长作用是通过降低肠内脲酶活性，减少氨生成，从而节省了肝脏用于解毒所需的能量实现的。四、应用抗生素添加剂存在的问题争论焦点：病原菌产生的抗药性问题和抗生素在动物体内和动物产品中的残留问题。限制或禁止使用的抗生素：青霉素、链霉素、四环素、泰乐菌素、卡那霉素、庆大霉素等抗生素。限制使用抗生素的措施：批准和限制本国饲用抗生素的品种、应用对象、使用剂量、停药期；制定畜产品中抗生素的最大允许残留标准；制定相关法律条文；设立监察机构监督执行。第二节酶制剂概述酶制剂的应用应用酶制剂尚需解决的问题一、概述概念：酶是一类具有生物催化活性的蛋白质，也可以说是一种生催化剂。酶的种类：非淀粉多糖酶（包括纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、半乳糖苷酶和果胶酶）、植酸酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶五类。饲酶制剂发展迅速的原因：饲料资源的合理利用与开发的需要；动物健康状态的需要；生态畜牧业的需要；饲用酶制剂是一种安全的饲料添加剂。二、酶制剂的应用（一）基本情况目前饲用酶制剂的品种虽然有二十多个，但畜牧生产中常使用的酶制剂主要集中在少数几种。欧洲，木聚糖酶用量最大，占使用总量的40%，其次是β-葡聚糖酶，占27%，植酸酶占20%，α-淀粉酶和蛋白酶共占3%。美国由于饲粮类型是玉米—豆粕型，甘露聚糖酶的用量较大，占酶总消耗量的10%。我国饲用酶制剂的应用历史较短，由国情所定，目前，植酸酶和非淀粉多糖酶的使用量较大。二、酶制剂的应用（二）应用酶制剂的条件饲用酶制剂的应用具有很强的针对性，只有当所选用的酶制剂产品适宜于使用此酶的饲料类型、动物状态和环境条件时，酶制剂才能显示出明显效果。从饲料类型看，不同饲料因所含的抗营养因子的种类和数量不同，所适用的酶制剂种类就有差别。如小麦、黑麦饲粮应选用木聚糖酶，大麦饲粮选用β-葡聚糖酶，而豆粕或大豆饲粮则用甘露聚糖酶。二、酶制剂的应用（二）应用酶制剂的条件从动物状态看，幼龄动物、老龄动物、高产动物以及患病动物使用酶制剂的效果更明显。从环境条件看，高温季节、潮湿环境以及其它恶劣条件下更应使用酶制剂。在生产实践中，配制和选用酶制剂产品，必须保证产品中有效酶的种类、复合酶类配比与饲料类型和动物的生理、病理状况相配套，同时考虑环境因素，才能发挥酶制剂的功效。二、酶制剂的应用（三）酶制剂的应用效果饲料加酶能够提高动物生长速度，改善饲料利用率，降低动物发病率，提高生产效益，减少养分的排泄。麦类饲料中的非淀粉多糖(NSP)对禽类危害很大，常导致脂肪吸收不良综合症。在家禽饲粮中（尤其是肉鸡）特别注意使用β-葡聚糖和木聚糖酶。饲料中添加植酸酶，可提高矿物元素和氨基酸的利用率，但成本高，未能大量使用。二、酶制剂的应用（四）酶制剂的应用方式直接将固体状的饲用酶制剂添加到配合饲料之中。目前的主要应用方式，操作简单，但饲料制粒可能破坏酶的活性。将液态酶制剂喷洒在制粒后的颗粒表面。国际上正在推行这种方式，可避免制粒对酶活力的影响，但液态酶制剂本身的稳定性比固态酶制剂差。用于饲料原料的预处理。直接饲喂动物。三、应用酶制剂尚需解决的问题在基础研究方面，必须开展酶动力学及其变异规律、外源酶与内源酶的作用机制、酶活力监测标准、酶的生产工艺和稳定化技术等内容的研究。在应用研究方面，必须针对饲料化学组成及动物的生理状态研究专用高效酶制剂配方，研究酶的最适添加量、添加时机与使用方法；同时研究酶制剂对饲料养分利用率的影响、酶与其它饲料添加剂的关系、饲料加工储藏对酶活力的影响等。第三节益生素概述益生素的种类益生素的应用效果存在问题与发展方向化学益生素一、概述益生素是指可以直接饲喂动物并通过调节动物微生态平衡达到预防疾病、促进动物生长和提高饲料利用率的活性微生物或其培养物。我国又称为微生态制剂或益生菌剂。特点：必须能够到达小肠并在此繁殖；必须是非病原性的和无毒的；必须有足够数量的活菌以建立和维持肠道微生物平衡；可被迅速激活并有很高的生长率；在储存和加工条件下有很强的耐受能力。益生素研制的理论基础：动物微生态学。一、概述正常定殖的微生物的群落间及微生物与宿主间在动物的不同发育阶段，均建立了动态平衡关系，它是动物健康的基础。导致生态失衡的因素：引入抗生素、激素、免疫疗法、细胞毒性药物及动物应激。二、益生素的种类益生素的生产菌种很多，美国已批准43种。主要使用的菌种有乳酸杆菌、粪链球菌、芽孢杆菌及酵母。饲用酵母一般不包括在益生素中。乳酸杆菌：该益生素应用最早，制剂种类最多。为革兰氏阳性菌，厌氧或兼性厌氧，耐酸但不耐热，可产生酸菌素，有效抑制大肠杆菌和沙门氏菌的生长。目前主要应用的是嗜酸乳酸杆菌、双歧杆菌和粪链球菌。二、益生素的种类芽孢杆菌：需氧芽孢杆菌中的不致病菌，以内生孢子存在，稳定，能耐酸、耐盐、耐高温、耐挤压。芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，能够有效降解复杂的碳水化合物。同时，芽孢杆菌还具有平衡和稳定乳酸杆菌的作用。目前使用的主要是枯草杆菌、地衣杆菌和东洋杆菌。三、益生素的应用效果具有提高增重和饲料转化率、增强机体免疫机能、防病治病、降低残废率、提高生产效益等功效。影响益生素作用效果因素：动物种类、动物年龄、与生理状态，环境卫生状况，益生素种类、使用剂量，饲料加工储藏条件及饲粮中其饲料添加剂的使用情况。四、存在问题与发展方向目前国内外关于益生素的研究主要停留在应用效果研究之上，基础研究十分薄弱，对其作用机制了解少。在产品开发上，品种较少，菌种单一，产品缺乏质量标准，应用效果不稳定，对影响应用效果因素缺乏定量研究。随生物技术的发展，利用生物技术开发具有独特功效的遗传工程菌，是国际上将来益生素的发展方向。五、化学益生素化学益生素：是指一类具有益生素功效的化学合成物质，本质上为低聚糖。作用机理：不能被畜禽自身沦、吸收、利用，也不能为肠道内大部分有害菌利用，但能为大部分有益菌利用，从而使有益菌群大量增殖；而且这类物质可与细菌细胞壁上的受体结合，而阻止细菌与动物肠粘膜上的糖基结合，保护肠粘膜结构和功能的完整。目前已形成产吕的化学益生素有果寡糖、甘露寡糖和半乳寡糖。第四节其它饲料添加剂激素营养重分配剂酸化剂缓冲剂离子载体和甲烷抑制剂离子交换化合物一、激素激素可促进牛、猪和鸡肥育生产性能。激素使用受到一定限制，因为激素的使用在动物体内可食组织中有残留，可能危害人类健康。通常使用的激素有两类：性激素类和抑甲状腺激素类。一、激素（一）性激素作用机理：第一种假设即雌激素的主要作用是通过下丘脑或脑垂体增加生长激素的分泌，刺激细胞活动过程和增加胰岛素的作用；雄激素可能直接作用于肌细胞的特异受体，增加蛋白质的合成。第二假设认为雄激素抑制糖皮质素，降低肌肉蛋白质的分解，因而促进生长和改善饲料利用率。常用性激素：己烯雌酚、己雌酚、孕酮及其它。一、激素（二）促、抑甲状腺素制剂碘化酪蛋白是一种人工合成的促甲状腺制剂，可刺乳牛泌乳的增加，亦可提高乳脂率，多应用于短期刺激产奶。其机理为：促进甲状腺生长和分泌甲状腺激素，提高物质代谢和能量代谢的效率。硫脲嘧啶是人工合成抑甲状腺制剂。其机理是抑制甲状腺激素的合成，使产热减少，基础代谢率下降，降低体内脂肪分解和氧化的速度。二、营养重分配剂营养重分配剂：指一些能改变体内瘦肉与脂肪比例的化合物。主要有生长激素和β-肾上腺素能刺激剂。二、营养重分配剂（一）生长激素生长激素是一种蛋白质，有种属特异性，无大的毒性或残留，对人体不会引起激素动态的紊乱。生长激素的作用：促进蛋白质代谢、水代谢和提高细胞对氨基酸的通透性，促生长效果明显。它具有调节动物代谢和将吸收的营养物质朝有利于肌肉组织增长方向分配的作用。牛生长激素（BST）和猪生长激素（PST）的使用效果。二、营养重分配剂（一）生长激素生长激素的作用机理三种解释：第一，生长激素从垂体腺分泌后进入血液，然后到肝脏。在肝脏引起生长调节素-C（一个小分子蛋白）的释放，生长调节素-C有选择性地与组织结合，并加快细胞分裂。第二，生长激素能使核糖核酸的合成增多，氨基酸进入细胞加速，这些作用可能是它促进蛋白质合成的原因。第三，生长激素作用于脂肪组织，加速贮存脂肪的水解和降低胰岛素促进脂肪贮存的作用，正常情况下供脂肪增长的能量就可供蛋白质合成之用，从而有效提高瘦肉的生产。二、营养重分配剂（一）生长激素使用生长激素注意的问题：第一，为充