页数:142页文件大小:801.0 KB来源: 饲料添加剂学ppt课件
本课件讲解非营养性添加剂,包括抗生素等药物饲料添加剂的分类与作用机理、驱虫保健剂与抗球虫药的使用、饲用酶制剂的种类与应用、益生素与寡糖的作用机理,以及饲料酸化剂的作用机制。
抗生素是微生物(细菌、真菌、放线菌等)的发酵产物,对特异性的微生物具有抑制或杀灭作用的物质。饲用抗生素包括促生长类抗生素和用于加药饲料的抗生素:前者以亚治疗剂量应用于健康动物饲料中,以改善动物营养状况、促进动物生长、提高饲料效率;后者主要用于治疗。
化学合成类抗生素由于毒副作用大,正被逐渐淘汰,大部分只允许做兽药,而不用作饲料添加剂。此类抗生素有磺胺类、喹乙醇、呋喃唑酮、硝呋烯腙等。
抗生素的抑菌杀菌机制:
抗生素的促生长和提高饲料利用率的作用机理尚不完全清楚,目前主要有以下几种解释:
日粮中使用抗微生物制剂对猪只能量、氮和磷的表观消化率的影响:本页以图表形式呈现添加前后的消化率差异,具体数值见原课件图示。
免疫系统(IS)激活水平对猪只生长的影响(由30kg喂养至114kg):本页以图表形式呈现不同免疫激活水平下的生长差异,具体数值见原课件图示。
在较低和较高免疫激活水平下,阉公猪对抗微生物制剂的生长反应:本页以图表形式呈现两组的反应差异,具体数值见原课件图示。
1950—1977年和1978—1985年期间猪对抗生素的反应:下表列出各生长阶段使用抗生素所得改进百分比。注:* Hays(1977);** Zimmerman(1986)。
| 生长阶段 | 项目 | 1950—1977* | 1978—1985** |
|---|---|---|---|
| 断奶期 | 日增重 | 16.1 | 15.0 |
| 断奶期 | 饲料/增重 | 6.9 | 6.5 |
| 生长肥育期 | 日增重 | 4.0 | 3.6 |
| 生长肥育期 | 饲料/增重 | 2.1 | 2.4 |
Wisconsin大学1950—1961年肉鸡日粮添加抗生素的效果(Heth和Bird,1962):原表按抗生素种类列出年份、实验次数与增重效果(+%)。涉及四环素(10—35mg/kg)、青霉素(4—30mg/kg)、杆菌肽锌(10—35mg/kg)。
说明:本页源文件表格数字与年份区间粘连,无法安全判定各列归属,未还原为真表格,建议对照原课件图示补齐。
畜禽年龄越小,其促生长及提高饲料效率效果越明显。一般犊牛6周龄内效果最佳,6月龄后效果减弱;鸡多用于6周龄前,6周龄后几乎没有促生长效果;抗生素对30kg以下的猪效果好,50kg以上的猪几乎无效果。一般抗生素以低剂量添加于成年家畜饲料,主要用于提高饲料利用率;对提高母畜繁殖性能主要在初产母畜效果明显。
畜禽有无疾病对抗生素添加效果影响很大。仅为促生长、提高饲料效率与用于疾病预防和治疗的抗生素添加量不同,畜禽感染病菌时必须达到一定添加量才能发挥作用。因此,要根据病情在兽医的指导下确定抗生素的添加种类和剂量。
在不同环境条件下肉猪补充抗生素的效果:下表比较新猪舍与旧猪舍条件下抗生素对日增重和饲料转化率的改善。
| 猪舍类型 | 平均日增重对照组(g) | 平均日增重加抗生素(g) | 日增重效果(%) | 饲料转化率对照组 | 饲料转化率加抗生素 | 饲料转化率效果(%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 新猪舍 | 604 | 649 | 7.5 | 4.15 | 3.92 | 5.5 |
| 旧猪舍 | 604 | 690 | 14.2 | 4.21 | 3.87 | 8.0 |
日粮养分不足时,抗生素可发挥更大的效果,尤其表现在蛋白质或维生素不足时。有实验表明,在肉用仔鸡日粮中使用安巴素,日粮粗蛋白含量为20%时提高增重6.7%,而粗蛋白含量提高到23.5%时只提高增重4.1%。
日粮养分不足时,抗生素可发挥更大的效果,尤其表现在蛋白质或维生素不足时。有实验表明,在肉用仔鸡日粮中使用安巴素,日粮粗蛋白含量为20%时提高增重6.7%,而粗蛋白含量提高到23.5%时只提高增重4.1%。
抗生素添加于玉米或黑麦为主的日粮中的效果:下表列出各抗生素的使用浓度及提高增重、提高饲料转化率的百分比。
| 抗生素种类 | 日粮中使用浓度(mg/kg) | 提高增重黑麦(%) | 提高增重玉米(%) | 提高饲料转化率黑麦(%) | 提高饲料转化率玉米(%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 杆菌肽锌 | 50 | 4 | 2.5 | 15.6 | 9.2 |
| 金霉素 | 50 | 5 | 0.9 | 24.7 | 10.4 |
| 红霉素 | 20 | 6 | 7.6 | 25.2 | 20.0 |
| 磷霉素 | 50 | 2 | 9.3 | 14.7 | 12.0 |
| 林可霉素 | 2.2 | 4 | 3.7 | 15.0 | 12.2 |
| 林可霉素 | 4.4 | 5 | 5.6 | 11.0 | 17.5 |
| 新霉素 | 38.5 | 2 | 1.8 | 11.9 | 5.5 |
| 青霉素 | 5 | 2 | 1.6 | 10.8 | 9.3 |
| 青霉素 | 50 | 3 | 1.6 | 23.1 | 15.0 |
说明:原表末两行为提高饲料转化率数据,源文件部分数值粘连,按抗生素种类与浓度顺序对齐还原,建议对照原图核实。
停用促生长剂后20~115kg猪日粮需要增加的养分浓度:本页以图表形式列出需提高的各项养分浓度,具体数值见原课件图示。
消化率和可利用率:本页讲解以改进饲料基质消化率和可利用率来替代促生长剂的方案,具体措施与数据见原课件图示。
微生物生长的最佳pH范围:下表列出三类微生物的pH三档区间。
| 微生物 | 最低值 | 最佳值 | 最高值 |
|---|---|---|---|
| 细菌 | 3.0—4.0 | 6.0—7.5 | 9.0—10.0 |
| 酵母菌 | 2.0—3.0 | 4.5—5.5 | 7.0—8.0 |
| 霉菌 | 1.0—2.0 | 4.0—5.5 | 7.0—8.0 |
猪消化道内常见的细菌种类:下表列出常见菌属。
| 细菌种类 | 细菌种类 |
|---|---|
| 拟杆菌 Bacteriodes | 丁酸杆菌 Butyrivibrio |
| 梭状芽孢杆菌 Clostridia | 埃希氏菌 Escherichia |
| 真杆菌 Eubacterium | 乳杆菌 Lactobacilli |
| 肽链球菌 Peptostreptococccus | 变形菌 Proteus |
| 瘤胃球菌 Ruminococcus | 月形单胞菌 Selenomonas |
| 链球菌 Streptococcus | 韦荣球菌 Veillonella |
早期隔离环境下断奶仔猪饲喂特别蛋白(SEP)的效果:本页以图表形式呈现免疫系统调节方案的效果,具体数值见原课件图示。
大蒜对断奶仔猪生长表现的作用(11—24kg,Jost,1996):本页以图表形式呈现大蒜的抗微生物性能效果,具体数值见原课件图示。
日粮中添加不同添加剂对仔猪生产性能的影响(Bolduan,1997):本页以图表形式比较各类添加剂的效果,具体数值见原课件图示。
通过更加关注良好的生产方式来改进动物生产性能,降低疾病的危害。水是一种关键的养分,但却常常被杆菌严重污染。猪舍室温保持过高造成猪只精神不振,采食和饮水次数减少,还能增加消化不良的发生率。寒冬季节通风不良使得猪舍内氨气和硫化氢浓度提高。
基因筛选的重点集中在改进胴体瘦肉率、降低背膘厚和提高产仔数上,现在人们的注意力开始移向肉质。通过基因图谱、基因转移、生物工程和DNA的操纵,更多的关注还会转移到对特定细菌有免疫力的“更健康猪种”选育上。
杆菌肽对革兰氏阳性菌十分有效,对部分革兰氏阴性菌、螺旋体和放线菌也有效,能提高哺乳仔猪、肉鸡和生长牛的抗菌能力,促进生长,提高增重速度和饲料利用率,还能降低蛋鸡的热应激和死亡率。毒性极小,属难吸收型,在消化道内分解后随粪便排出。
饲料添加剂量:猪4—40mg/kg;鸡4—20mg/kg;牛(3月龄以内)10—100mg/kg,牛(3月龄以上)4—10mg/kg。杆菌肽不能与莫能菌素、盐霉素等聚醚类抗生素混用。
黏杆菌素对革兰氏阴性菌有强的抑制作用,对绿脓杆菌有显著杀菌作用,对革兰氏阳性菌和真菌一般不起作用。与杆菌肽锌有较好的协同作用,二者以固定比例(1:5)配伍使用可弥补黏杆菌素易产生肾中毒的缺点。不易产生耐药性,与其他抗生素也无交叉耐药现象,在胃肠道内消化吸收少,毒性极低。
饲料添加剂量:猪(2月龄内)2—40mg/kg;肉鸡(10周龄内)2—20mg/kg;哺乳犊牛5~40mg/kg。产蛋鸡禁用,屠宰前需停止使用。
维吉尼亚霉素抗菌谱较窄,主要抗革兰氏阳性菌。在鸡饲料中添加4~100mg/kg可显著促进鸡的生长;仔猪饲料中添加较高剂量能较好地治疗急性痢疾和慢性痢疾;还能提高蛋黄色度和鸡的产蛋率。毒性低,极少在体内积累,有较高的安全性。
饲料添加剂量:猪10—20mg/kg;鸡10—20mg/kg;预防猪痢疾参考量10—25mg/kg;治疗猪痢疾参考量50—100mg/kg。不能与其他抗生素配伍使用,休药期为1d。
土霉素对大多数革兰氏阳性菌与部分革兰氏阴性菌、螺旋体、立克次体与大型病毒均有较强的抗菌力,但对真菌不起作用。可用于促生长、提高饲料转化率、产蛋率、孵化率;可控制仔猪、犊牛腹泻,控制肺炎,提高育成率。毒性低,但有残留,许多细菌易对其产生耐药性。
饲料添加剂量:促生长、改善饲料转化效率,猪为10—50mg/kg,鸡为10—50mg/kg。蛋鸡产蛋期禁用。
金霉素对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、螺旋体、立克次体和大型病毒都有抗菌作用,饲用可预防感染、降低死亡率、促生长、使动物肠壁变薄、提高饲料转化率。代谢快、残留少、毒性低。日粮中长期低剂量添加易使厌氧微生物(如双歧杆菌)产生抗药性,抗药性与使用剂量呈正相关。
饲料添加剂量:雏鸡10—100mg/kg用于促生长和提高饲料效率;哺乳犊牛50~20mg/kg用于预防疾病;哺乳仔猪10—20mg/kg用于促进生长。蛋鸡产蛋期禁用,休药期7d。
泰乐菌素主要作用于革兰氏阳性菌和类菌质体,对部分革兰氏阴性菌、支原体、螺旋体也有效,可以预防与治疗猪的痢疾、肺炎和鸡的慢性呼吸道疾病以及小牛支原体引起的肺炎,并具有促进生长、提高饲料效率的作用。毒性很低,残留少,口服吸收快,排泄快。
饲料添加剂量:猪(4月龄内)10~40mg/kg;猪(4—6月龄)5—20mg/kg;鸡(8周龄内)4—50mg/kg。该药安全性优于杆菌肽,但易产生抗药性,要注意用药方式与使用剂量;休药期5d。
北里霉素主要对革兰氏阳性菌有效,对某些革兰氏阴性菌(如流感杆菌和支原体)也有较大的抗菌作用,但对支原体的杀灭作用不如泰乐菌素。具有刺激生长、防治鸡呼吸道慢性病和幼龄动物肠道感染的功效。在肠道吸收快,广泛分布到各组织中,残留少,无致畸、致突变性,安全性较高。
饲料添加剂量:鸡5~11mg/kg;哺乳猪、仔猪56—100mg/kg。休药期5d。
黄霉素主要是通过干扰构成细胞壁的结构物质——肽聚糖的生物合成来抑制细菌的繁殖,肽聚糖结构的破坏导致细菌细胞破裂,从而抑制细菌繁殖生长;能使肠壁变薄,间接改善营养物质的消化和吸收,提高畜禽生产性能。黄霉素是欧盟1998年禁令后准许使用的4种抗生素促生长剂之一。
饲料添加剂量:肉鸡、蛋鸡1—5mg/kg;哺乳仔猪5~20mg/kg;其他猪2—10mg/kg;小牛6—16mg/kg;毛皮动物1—4mg/kg;肉鸭5—6mg/kg。
硝呋烯腙对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的敏感性高,能显著抑制肠道内有害菌对葡萄糖的利用,使其新陈代谢过程受阻,有效抑制并杀伤细菌,使饲料中的营养物质及能量充分被动物吸收而不致被细菌消耗。能增加空肠绒毛的长度,促进乳酸杆菌的生长,稳定小肠微生物菌群之间的平衡,从而提高饲料的消化吸收,促进动物生长。用量少,毒性低,在肠道基本不被吸收,停药后组织内残留极少。
饲料添加剂量:仔猪10~25mg/kg;生长猪5—15mg/kg;火鸡10—15mg/kg;肉鸡10—25mg/kg。
喹乙醇为广谱抗菌剂,对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有抑制作用,能促进肉鸡、肉牛、猪的生长,提高饲料转化率,并具有止痢、防止禽霍乱的作用。在体内吸收迅速,排泄较快,无蓄积作用,饲喂后24h内90%经尿液排出,5%由粪便排出,在饲料中具有稳定性。
饲料添加剂量:猪(2月龄以下)50~100mg/kg;猪(2—4月龄)15~50mg/kg;肉鸡10~25mg/kg。产蛋鸡禁用;应用于家禽应慎重,其安全范围较窄。
驱虫保健剂是指添加于饲料,能防治畜禽寄生虫病、促进畜禽生长和提高饲料利用率的饲料添加剂。其种类很多,但一般毒性较大,只能在加药饲料中使用。
越霉素A驱虫的作用机理是使寄生虫的体壁、生殖管壁和消化道管壁变薄,使虫体活性降低而被排出体外,对猪蛔虫、猪类线虫和猪鞭虫、鸡蛔虫、鸡盲肠虫和鸡毛细线虫都有良好的驱虫效果。可用于4月龄的猪、肉鸡及产蛋前母鸡。不易被肠道吸收,在组织中残留几乎为零,是动物专用抗生素,无副作用或应激反应,安全性高。
饲料添加剂量:每1000kg饲料添加5—10g,连用8周。蛋鸡产蛋期禁用;休药期猪15d、鸡3d。
潮霉素B作用机理是阻止成虫排卵,破坏寄生虫的生活周期,阻止幼虫生长使之不能成熟,从而使动物免受寄生虫侵害。可有效地杀死猪体内的蛔虫、结节虫和鞭虫,对鸡体内的寄生虫同样有效。在动物体内吸收量少,残留低,不易产生抗药性,不影响饲料适口性,驱虫时不发生应激反应,安全性较高。
饲料添加剂量:每1000kg饲料添加,猪10~13g,育成猪连用8周,母猪产前8周至分娩;鸡8~12g,连用8周。蛋鸡产蛋期禁用;避免与人皮肤、眼睛接触;休药期猪15d、鸡3d。
抗球虫药作用机理主要包括以下三个方面:
莫能菌素选择性地与金属离子结合,扰乱球虫体内的离子平衡,达到杀灭球虫的目的。抗虫谱较广,对危害鸡的6种艾美耳球虫都有效,对羔羊、犊牛、兔等动物的球虫病都有预防作用。转移到组织中的量较少,不易产生耐药性,停药96h后有99%被排出。
饲料添加剂量:鸡(16周龄以下)90—110mg/kg;雏鸡60—100mg/kg;肉牛每头每天200—360mg。蛋鸡产蛋期禁用;泌乳期奶牛禁用;禁止与泰妙菌素、竹桃霉素并用;搅拌配料时禁止与人皮肤、眼睛接触;休药期5d。
盐霉素改变和加大细胞膜上脂质屏障的通透性,抑制孢子和裂殖体正常离子平衡,最终杀死球虫。可有效抑制鸡的堆形艾氏球虫、毒害艾氏球虫、巨型艾氏球虫和柔嫩艾氏球虫,对革兰氏阳性菌特别是对梭状芽孢杆菌有较强的抑制作用,不出现耐药性。口服后在消化道吸收很少,毒性较低。
饲料添加剂量:鸡50—70mg/kg;羔羊10—25mg/kg;犊牛20—50mg/kg。蛋鸡产蛋期禁用;马属动物禁用;禁止与泰妙菌素、竹桃霉素并用;休药期5d。
拉沙里菌素破坏虫体内的离子平衡,造成球虫代谢紊乱而死亡,为广谱高效抗球虫药,可预防由柔嫩艾氏球虫、毒害艾氏球虫、变位艾氏球虫和堆形艾氏球虫引起的肉鸡球虫病。残留量少,毒性低,不易产生耐药性,但是对牛使用过量易导致牛的死亡。
饲料添加剂量:肉鸡50—125mg/kg;羔羊20—60mg/kg;犊牛30~40mg/kg。马属动物禁用;休药期3d。
马杜拉霉素造成球虫细胞内离子不平衡,从而使球虫代谢紊乱而死亡,其作用峰期在球虫生命周期最初1—3d。该药对危害家禽的6种艾美耳球虫均有杀灭作用,主要用于治疗鸡的球虫病,还能促进牛的生长、提高饲料效率。体内残留少,无致畸、致突变等副作用,但用量不能太高。
饲料添加剂量:每1000kg饲料添加5g。蛋鸡产蛋期禁用;不得用于其他动物;休药期5d。
盐酸氨丙啉抑制球虫裂殖体的生长发育,对配子体和孢子体也有抑制作用,对球虫的作用峰期在球虫发育的第3天。氨丙啉对毒害艾氏球虫和柔嫩艾氏球虫效果显著,对其他球虫的作用不明显,毒性较小。
饲料添加剂量:每1000kg饲料添加125g。蛋鸡产蛋期禁用;休药期3d。
尼卡巴嗪主要是抑制球虫的第二个无性周期繁殖体的生长繁殖,能大幅度降低卵囊的产生,作用峰期在球虫感染后的第4天。主要对毒害艾氏球虫、柔嫩艾氏球虫、巨型艾氏球虫、堆形艾氏球虫和布氏艾氏球虫有效,不易产生耐药性。
饲料添加剂量:用于16周的鸡,规定的添加量为100—125mg/kg。蛋鸡产蛋期禁用;高温季节慎用;休药期4d。
氯羟吡啶主要作用于球虫的无性繁殖初期,抑制子囊孢子在上皮细胞内或巨噬细胞内的发育,作用峰期在球虫生命周期的第2天即孢子阶段。可有效地抑制鸡的9种艾氏球虫和鸭的球虫,但易使球虫产生抗药性。
饲料添加剂量:每1000kg饲料添加,鸡125g,兔200g。蛋鸡产蛋期禁用;休药期5d。
氯苯胍主要抑制球虫的第一个无性周期裂殖体的生长繁殖,主要用于鸡和兔球虫病的防治,而且还可以治疗鸡的球虫病,疗效高,毒性小。
饲料添加剂量:鸡30—36mg/kg;兔50—66mg/kg。蛋鸡产蛋期禁用;休药期鸡5d、兔7d。
常山酮对球虫发育的3个阶段都有作用,可抑制早期的生殖性芽孢及第一代、第二代裂殖体,使虫卵无法形成,消除球虫的感染。常山酮为广谱抗球虫药,具有较高的杀灭球虫的作用,可杀灭鸡的多种球虫。使用剂量小,3mg/kg的添加量就可以杀死全部球虫卵囊,但适口性较差,易影响畜禽的采食量;对鸭、鹅等水禽及鱼类具有毒。
饲料添加剂量:用于16周龄内的鸡,建议添加量为3mg/kg。蛋鸡产蛋期禁用;停药期5d。
二硝托胺主要作用是抑制球虫的第二个无性周期裂殖芽孢的增殖,作用峰期在感染后的第2天,对鸡的毒害艾氏球虫、柔嫩艾氏球虫等多种艾美耳属球虫和火鸡的球虫都有效。效果较差,但不易产生耐药性,毒性小,使用安全,对鸡的生长、产蛋率、受精率和孵化率均无影响。
饲料添加剂量:16周龄内的鸡,建议添加量为125mg/kg。蛋鸡产蛋期禁用;无休药期。
使用抗生素带来的问题:
几种抗生素在鸡蛋中的转移量和消退时间(添加剂量为8000mg/kg日粮):下表列出蛋中转移量与停喂后的消退时间。
| 抗生素种类 | 蛋中转移量(mg/kg) | 停喂后消退时间(天) |
|---|---|---|
| 螺旋霉素 | 8.3 | 10 |
| 泰乐霉素 | 2.8 | 4 |
| 土霉素 | 0.8 | 2 |
| 金霉素 | 0.2 | 3 |
抗生素在畜产品中的残留允许量(FAO/WHO):下表列出各抗生素在三类畜产品中的限量。
| 抗生素种类 | 牛奶(mg/ml) | 肉(mg/kg) | 蛋(mg/kg) |
|---|---|---|---|
| 链霉素 | 0.20 | 1.0 | 0.50 |
| 新霉素 | 0.15 | 0.50 | 0.20 |
| 竹桃霉素 | 0.15 | 0.30 | 0.10 |
| 螺旋霉素 | — | 0.025 | — |
| 泰乐霉素 | — | 0.20 | — |
| 青霉素 | 0.006u/ml | 0.06u/g | 0.018u/g |
| 杆菌肽 | 1.2u/ml | 0.7u/g | 4.8u/g |
| 金霉素 | 0.02 | 0.05 | 0.05 |
| 土霉素 | 0.10 | 0.25 | 0.30 |
| 四环素 | 0.10 | 0.50 | 0.30 |
说明:原表中“—”表示未规定该项限量。
有关国家化学饲料添加剂规限:原表以“+”(允许)与“-”(禁止)标示德国、英国、法国、意大利、荷兰、丹麦、日本、美国对喹肼酯、喹乙醇、硝呋烯腙、有机砷、呋喃唑酮、氨丙林等品名的许可情况。
说明:本页源文件符号与国家列数无法安全对齐,未还原为真表格,建议对照原课件图示补齐。
抗生素的配伍作用表现在以下几个方面:
本页仅有章节标题,位于“抗生素的配伍作用”与“饲用酶制剂”之间,起篇章过渡作用。
饲用酶制剂是将一种或多种用生物工程技术生产的酶与载体和稀释剂采用一定的加工工艺生产的一种饲料添加剂。世界上已发现的酶的品种1700多种,生产用酶300多种,饲料用酶近20多种,这些酶主要为消化酶,多为水解系列酶。
复合酶制剂由一种或几种单一酶制剂为主体,加上其他单一酶制剂混合而成,或由一种或几种微生物发酵获得。
植物性能量饲料中的碳水化合物含量通常在60%以上,其中既有易消化的淀粉,也有难消化的非淀粉多糖(NSP)。这类酶包括淀粉酶和非淀粉多糖(NSP)酶。非淀粉多糖酶又包括半纤维素酶、纤维素酶和果胶酶:半纤维素酶主要包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶和半乳聚糖酶;纤维素酶包括C1酶、Cx酶和β-葡聚糖酶。
本页仅有章节标题,位于“消化碳水化合物的酶”总述与“淀粉酶”之间,起内容过渡作用。
淀粉酶包括α-和β-淀粉酶、糖化酶以及支链淀粉酶和异淀粉酶,将淀粉水解为双糖、寡糖和糊精,只能分解直链淀粉和支链淀粉的直链部分。饲料中添加多用β-淀粉酶,使用时应加少量的碳酸氢钠或碳酸钠以中和胃酸,以利于淀粉酶的活化,防止该酶在胃肠道失活。
半纤维素酶包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶和半乳聚糖酶等,主要作用是将植物细胞中的半纤维素水解为多种五碳糖,且降低半纤维素溶于水后的黏度。小麦和黑麦等谷物中含有阿拉伯糖基木聚糖,可以吸收其自身重量10倍的水,形成一种非常黏的液体,这种高黏性液体会减缓动物生长速度、降低饲料利用效率。
蛋白酶将蛋白质水解成为可被肠道消化吸收的小分子物质。根据最适pH不同,将其分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。由于动物胃液呈酸性,小肠液多为中性,所以饲料中多添加酸性和中性蛋白酶,其主要作用是将饲料蛋白质水解为氨基酸。
表4-18 蛋白酶来源和特性:下表按类别列出各蛋白酶的来源、最适pH值与可耐受最高温度。
| 类别 | 名称 | 来源 | 最适pH值 | 可耐受最高温度(℃) |
|---|---|---|---|---|
| 植物酶 | 木瓜蛋白酶 | 木瓜 | 5~7 | 70 |
| 植物酶 | 菠萝蛋白酶 | 菠萝 | 5~7 | 50 |
| 真菌酶 | 酸性蛋白酶 | A.Sanoi | 2~3 | 45 |
| 真菌酶 | 中性蛋白酶 | 米曲霉菌 | 4~7 | 45 |
| 真菌酶 | 碱性蛋白酶 | 米曲霉菌 | 8~9 | 45 |
| 细菌酶 | 中性蛋白酶 | 枯草杆菌 | 5~8 | 50 |
| 细菌酶 | 碱性蛋白酶 | 地衣芽胞杆菌 | 8~9 | 55 |
| 动物酶 | 胃蛋白酶 | 牛、猪胃 | 2~3 | 60 |
| 动物酶 | 凝乳酶 | 犊牛胃 | 4~6 | 45 |
| 动物酶 | 胰蛋白酶 | 牛、猪胰和小肠 | 6~9 | 45 |
脂肪酶是水解脂肪分子中甘油酯键的一类酶的总称。微生物产生的脂肪酶通常在pH 3.5~7.5时水解力最好,最适温度38—40℃,因此微生物脂肪酶非常适用于饲料。脂肪酶一般从动物消化液中提取。外源性脂肪酶的作用与动物的年龄有关,生长动物体内的脂肪酶足以满足自身的需要,但幼畜日粮中添加脂肪酶可能有益。
植酸酶又称为肌醇六磷酸水解酶,是一种可使植酸磷复合物中的磷变成可利用磷的酸性磷酸酯酶。作为商品生产的植酸酶主要是来源于真菌的发酵产物,也有一部分是用生物技术生产的。
细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶等组成的一种复杂聚合物,除草食动物之外,其他动物不能消化这类物质,大大影响了植物饲料中淀粉、蛋白质等营养物质的消化率。若在饲料中适当地添加能分解这类聚合物的酶,破坏饲料中的植物细胞壁,使细胞中的营养物质释放出来,可提高饲料中能量和蛋白质的利用率。
构成植物细胞壁的非淀粉多糖物质能够结合大量的水,增加了消化道食糜的黏度,使营养物质和内源酶难以扩散,这不仅降低了蛋白质、淀粉等营养物质的消化吸收,而且也使畜禽产生黏粪现象。饲料中添加酶制剂可降低食糜的黏稠度,缩小胰脏和胃肠道的体积,减少粪便量,降低氮的排出率,提高畜禽的生产性能。
有些饲料组分(如日粮纤维和植酸磷)是无法被动物内源酶消化的,同时这些不能被消化的养分还会产生抗营养作用。添加外源性酶制剂可以部分或全部消除抗营养因子(ANFs)所造成的不良影响。消化和降解这些抗营养因子的外源酶包括:植酸酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶、α-半乳糖苷酶。
几种饲料原料中的抗营养因子或难于消化的成分:本页以图表形式列出各类饲料原料中的抗营养因子,具体内容见原课件图示。
消化机能正常的成年动物能分泌足够的消化淀粉、蛋白质、脂类等养分的酶,补充这些消化酶对成年健康动物作用甚微。对于早期幼小畜禽来讲,主要是其内源酶分泌不足,应添加外源酶以弥补这一缺陷。一般在日粮中适当地添加淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶,以补充内源酶的不足,促进营养物质的消化和吸收,消除营养不良和减少腹泻的发生。
消化酶在水产饵料中的应用表现出明显的辅助消化、降低饵料系数、改善水质、减少肝脏和消化道疾病的作用;饵料中添加蛋白酶、脂肪降解酶能提高蛋白质、脂类的消化率,减少未消化物对水质的影响。
淀粉是植物饲料中的主要物质,也是人工饵料中最常用的安全、经济的粘合剂,而水产动物尤其是肉食水产动物体内淀粉酶活性低,对淀粉的消化力低,饵料中的淀粉不能被充分利用,这不仅造成养分的浪费、影响水质,还常产生消化不良和肝脏疾病,致使生长受阻,严重者导致死亡(俗称“胀死”)。在饵料中添加淀粉酶,能明显地提高淀粉的消化率,减少对水质的污染,保证水产动物健康,降低死亡率。目前蛋白酶、脂解酶、淀粉酶在对虾、鳗鱼等较高经济价值的水产饵料中已普遍应用。
酶制剂产品中所含酶的种类和活力是影响应用效果的关键因素,衡量酶制剂品质的核心指标是酶的活力。酶活力单位是在一定条件下测得的相对值,受温度、pH、底物浓度、饲喂方式等诸多因素的影响,不同厂家所使用的酶活单位可能不尽一致。酶的活力并不是愈高愈好,酶活力过高不仅会造成产品的浪费,而且引起饲养效果的下降,这可能与酶作用产物的反馈抑制有关。
使用酶制剂的效果受动物种类、品种、年龄及生理阶段等诸多因素影响。消化功能愈简单的动物,酶制剂的应用效果愈明显。家禽消化道较短,肠道后段的微生物少,添加酶制剂的效果就好。在肉鸡日粮中主要添加β-葡聚糖酶、木聚糖酶、淀粉酶和果胶酶;早期断奶仔猪日粮中需添加淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶,而生长猪和肥育猪日粮中主要添加β-葡聚糖酶、木聚糖酶和果胶酶。
酶处理猪饲料后干物质消化率的增加和NSP的水解比例:注A、B、C分别是比利时Slovay生产的纤维素酶、半纤维素酶和丹麦Novo Industri生产的复合酶。具体数据见原课件图示。
酶制剂本身的生物特性和作用规律十分复杂,许多问题尚不清楚,实际应用效果尚不稳定,在提高饲料利用率、减少环境污染、提高动物生产水平和经济效益等方面的功效尚未充分发挥。要解决这些问题,必须在酶活分析方法的标准化、酶制剂的稳定性、酶制剂与饲粮成分的关系、酶制剂之间及与内源酶之间的相互关系、酶制剂与饲料工艺之间的关系等方面开展系统深入的研究。
益生素是指可以直接饲喂动物并通过调节动物肠道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饲用微生物添加剂。
生产益生素的主要菌种有乳酸菌、双歧杆菌、粪链球菌、芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等几大类。美国FDA批准用作直接饲喂的微生物已有43种,其中乳酸菌28种(乳酸杆菌12种、双歧杆菌6种、链球菌6种、片球菌3种、明串球菌1种),芽孢杆菌5种,拟杆菌4种,曲霉菌2种,酵母菌2种等。我国农业部允许使用的饲料微生物添加剂有12种,分为乳酸菌类、芽孢杆菌类和酵母菌类。
乳酸菌是一种可以分解糖类产生乳酸的革兰氏阳性菌,厌氧或兼性厌氧。不耐高温,经80℃处理5min损失70%~80%;但耐酸,在pH为3.0—4.5时仍可生长,对胃中的酸性环境有一定的耐受性。活菌体内和代谢产物中含有较高的过氧化物歧化酶(SOD),能增强体液免疫和细胞免疫。乳酸菌在鱼体肠道系统定植,可以抵抗革兰氏阴性致病菌,增强抗感染能力,增加肠系膜的免疫调节活性,促进生长,可用于哺乳和断奶期动物。
目前应用的有乳酸杆菌、粪链球菌、双歧杆菌等几大类,在体内能增加血液中的蛋白态氮,改善蛋白质代谢和促进饲料消化;既用于饲料添加,也可用于治疗疾病,多用于猪;在肠道内繁殖一代需50min以上;抑制病菌的能力、刺激有益菌生长的能力以及稳定性较差。
酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶,具有增强动物免疫力、增加饲料适口性、加强消化吸收等功能,并可提高动物对磷的利用率。用于饲料中的酵母菌主要是假丝酵母、红色酵母、酿造酵母和啤酒酵母。酵母菌制剂无抑制病原菌和分泌乳酸的能力,稳定性及繁殖速度较低。
芽孢杆菌是好氧菌,在一定条件下产生芽孢,耐酸碱、耐高温和挤压,在肠道酸性环境中具有高度的稳定性,可使肠道pH及氨浓度降低,能产生较强活性的蛋白酶及淀粉酶。目前使用的菌株有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、东洋芽孢杆菌等。既可用于饲料添加,也可用作兽药,宜用于猪、鸡和牛。
光合细菌能在厌氧光照条件下同化CO2,有些菌还有固氮作用。光合细菌的细胞成分优于酵母菌和其他种类的微生物,菌体蛋白中多种必需氨基酸的含量高于酵母菌。光合细菌不仅为宿主提供丰富的蛋白质、维生素、矿物质、核酸等营养物质,而且可以产生辅酶Q等生物活性物质,提高宿主的免疫力,在改善水体环境、增加水产动物体重与色泽等方面有很好的作用。
美国通常认为是安全的饲用微生物包括:
寡糖亦称低聚糖,是指由2—10个单糖经脱水缩合,以糖苷键连接形成的具有直链或支链的低度聚合糖类的总称。甜度一般只有蔗糖的30%—50%,有少数寡糖有苦味,如龙胆寡糖。
甘露寡糖可作为益生素的替代品或补充物。与益生素不同,它是稳定的化合物,可以抵抗热、重金属离子和抗生素的破坏。它们在肠道中作为自由飘流的受体位点,使有害细菌结合它们而不是肠壁。此外,它们还可刺激和增强免疫系统的作用。
9kg体重仔猪饲喂甘露寡糖和喹乙醇的对比试验(Bolduan,Schuldt和Hackl,1997):所有日粮均含有0.65%富马酸。资料来源《养猪科学新概念》(第一卷),中国农业大学出版社。具体数据见原课件图示。
β-葡聚糖或甘露寡糖对断奶后0~13d仔猪生产性能的影响:本页以图表形式呈现日增重、采食量与饲料转化率的差异,具体数值见原课件图示。
β-葡聚糖或甘露寡糖对断奶后13~33d仔猪生产性能的影响:本页以图表形式呈现该阶段的生产性能数据,具体数值见原课件图示。
断奶后0~14d饲喂梯度水平的甘露寡糖或β-葡聚糖仔猪的生产性能:本页以图表形式呈现不同添加水平下的生产性能,具体数值见原课件图示。
作为动物饲料添加剂生产的益生素产品主要包括各种乳酸菌和粪链球菌的活菌制剂和化学益生素等。益生素主要由微生物本身和其代谢产物所产生,可以概括为:
益生素的作用特点是无毒、无蓄积残留、无环境污染等。
仔猪从出生后1—3d开始直接饲喂益生素可使仔猪成活率提高4%—5%,并且可显著提高仔猪日增重和饲料利用率。用蜡样芽孢杆菌治疗猪细菌性痢疾疗效达90%以上,用无毒芽孢杆菌治疗仔猪黄白痢也取得了较好效果。
在肉鸡日粮中添加益生素,肉用仔鸡增重可提高5%左右;在蛋鸡日粮中添加益生素,产蛋率可提高,并使蛋重略有提高。
犊牛日粮中使用益生素可使牛日增重提高,还可使牛腹泻发病率和死亡率降低,且病情减轻。用乳酸杆菌饲养奶牛,产奶量提高20%~26%。
在水产养殖上使用益生素,可提高鱼、虾、蟹等水产品的产量10%—30%,改善水产品的质量;具有防病抗病功能,能提高鱼种成活率5%~20%。目前国内外虾类、鱼类专用的活菌制剂大都由健康水产动物体内的微生物系统中分离、提纯,再作用于水产动物,不会对水产动物产生任何危害,也不会在水中和鱼体内有残留。
在猪和犊牛日粮中使用益生素对生产性能的影响:本页以图表形式呈现日增重与饲料转化率的差异,具体数值见原课件图示。
酸化,是指人为地将无机酸或有机酸,单独或以混合物的形式加入到畜禽的饲粮或饮水中,以降低其pH的过程。饲料的酸化是通过加入酸化剂来解决的。
几种有机酸化剂的物理特性:下表列出各酸的分子量、水溶性、1%水溶液pH值与外观。
| 种类 | 分子量 | 水溶性 | 1%水溶液pH值 | 外观 |
|---|---|---|---|---|
| 乳酸 | 90.80 | 易 | 2.41 | 无色或微黄液体 |
| 丙酸 | 74.08 | 易 | 2.86 | 无色液体 |
| 磷酸 | 98.00 | 易 | 1.56 | 无色液体 |
| 柠檬酸 | 192.12 | 易 | 2.20 | 白色结晶粉末 |
| 延胡索酸 | 116.07 | 微溶 | 2.75 | 白色结晶粉末 |
| 乙酸 | 60.05 | 易 | 2.76 | 无色液体 |
说明:源文件该行写作“碳酸”,其分子量98.00与磷酸(H3PO4)相符,按分子量修正为“磷酸”。
复合酸化剂利用几种特定的有机酸和无机酸复合而成,能迅速降低pH值,保持良好的缓冲值和生物性能及最佳添加成本。如进口的美国安肥1000、健宝,西班牙肥得乐、得卡肥等;我国珠海的溢酸宝、浙江的溢香酸等。复合酸化剂具有用量少、成本低、酸度强、酸化效果快、作用好等特点。
有机酸化剂在消化道内解离产生氢离子,有助于降低pH,另一方面酸根阴离子是体内的中间代谢物,参与能量代谢供能。多数有机酸化剂具有良好的风味,故被广泛应用。
磷酸既可以作为日粮酸化剂,也可作为磷来源。无机酸与有机酸相比,具有较强的酸性及较低的添加成本。开发无机酸化剂也是一种值得探索的解决饲料资源短缺和提高经济效益的途径。
复合酸化剂是利用几种特定的有机酸和无机酸复合而成,能迅速降低pH,保持良好的缓冲值和生物性能。最优化的复合体系将是饲料酸化剂发展的一种趋势。
酸化降低饲粮pH和酸结合力,抑制某些微生物的生长繁殖,减少饲料氧化酸败。在夏季高温季节,加酸的饲料减少了“哈口”,其原因可能在于加酸抑制了微生物生长繁殖,减少了油脂的氧化酸败。
消化道中大多数酶要求接近中性,如α-淀粉酶最适pH值为6.8—7.0、胃脂肪酶5.0—6.0、胰脂肪酶7.0—8.0,而分解蛋白质的酶在消化道中必须在极酸的条件下才被激活(胃蛋白酶适宜pH值2.0—3.5),pH值达到3.6时活性显著降低(pH大于6.0时失去活性)。
作用链条为:饲料中添加酸→胃内pH值下降→激活胃蛋白酶原为胃蛋白酶→促进蛋白质分解→分解物刺激十二指肠分泌较多的胰蛋白酶→蛋白质完全分解吸收。
饲粮酸化对胃肠道pH的影响:本页以图表形式呈现酸化前后胃肠道各段pH的差异,具体数值见原课件图示。
肠道中几种主要的有害微生物适宜生长环境的pH均为中性,如大肠杆菌适宜pH为6.0—8.0,葡萄球菌为6.8—7.5,梭状芽孢杆菌为6.0~7.5,而有益菌如乳酸杆菌等则适宜在酸性环境中生长繁殖。若消化道pH降至4.2,则上述有害微生物不易存活,而乳酸杆菌等则可生长。
酸化对肠道微生物的影响(单位:log10n/g粪样):本页以图表形式呈现酸化前后肠道微生物数量的变化,具体数值见原课件图示。
某些有机酸是能量代谢过程中的中间产物,可直接参与代谢、提供能量。如柠檬酸、延胡索酸是三羧酸循环的中间产物,是易于利用的能源;乳酸、丙酸等也可参与代谢。饲粮以延胡索酸酸化后,仔猪谷—草转氨酶活性上升,蛋鸡天冬氨酸转氨甲酰酶(嘧啶核苷酸生物合成的关键酶)活性上升,这些酶活性的上升反映了酸化剂不同的作用途径和机理。
复合酸化剂具有用量少、成本低等优点,通常添加量在0.5%以下,可以避免传统酸化剂用量过大所引起的适口性下降、采食量降低和产生“酸症”以及腐蚀加工设备等问题。而单一酸化剂用量可达1%~2%。目前对于复合酸化剂的作用机制了解甚少,其可能的机理在于刺激胃底腺区的壁细胞泌酸,从而间接达到酸化目的。
有机酸、高铜和抗生素的互作:注——有机酸为一种商业产品,内含98%的柠檬酸及其钠盐(酸:盐=2:1)。具体互作数据见原课件图示。
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