饲料防霉剂的开发及应用

王姣姣，赫彩霞，高文惠

（河北科技大学生物科学与工程学院，石家庄 050000）

我国农业结构战略性调整以来，玉米播种面积和产量都有所增加，但仍满足不了饲料生产需求，已经连续4年动用国家储备粮作为饲料粮。据测算，近10年全球谷物消费需求增加2200亿kg，年均增长1.1%；产量增加1000 亿kg，年均增长0.5%，世界谷物库存消费比已接近30年来最低水平，逼近饲料粮储备的国际警戒线，对粮食安全构成了严重威胁[1]。而各种禽畜和水产饲料在贮存中容易产生大量的有害霉菌和毒素，饲料在储存、运输、销售和使用过程中，极易发生霉变，大量生长和繁殖的霉菌污染饲料，不仅消耗饲料中的营养物质，使饲料质量下降，饲料报酬降低，而且畜禽食用后会引起腹泻、肠炎，从而使消化能力降低、淋巴功能下降，严重的可造成死亡。饲料霉变及霉菌毒素污染严重影响着饲料工业和畜牧业生产，饲料的防霉保鲜一直是饲料业要解决的重大问题。因此国内外的饲料生产厂商和科研人员十分重视防霉技术的研究和应用[2-4]。控制饲料霉变的措施很多，目前在生产中应用最广的是防霉剂。

1 防霉剂的种类

1.1 化学防霉剂

1.1.1 单方防霉剂

单方防霉剂包括丙酸盐类、甲酸及甲酸钙、山梨酸、柠檬酸以及马酸二甲酯等。这些防霉添加剂具有破坏或阻断病原微生物的作用，但又不会阻碍消化道中正常有益菌群和酶的活动，有的还能改变饲料的口味和提高饲料的适口性。

1.1.2 复方防霉剂

为了提高防霉剂的防霉能力和综合品质，除了使用单方防霉剂以外，还经常使用复方防霉剂，复方防霉剂的抗菌防霉能力更强，适用范围更宽。用海藻物92%、碘酸钙4%和丙酸钙4%组成防霉剂，使用时按8%的比例添加到饲料中，除了防霉效果好以外，最大特点是增加了海藻物中各种微量元素，如钙、铁、锌、碘以及铜等，使饲料中的微量元素更丰富。用1 份醋酸钠和2 份醛酸混合均匀，然后在混合物中加入山梨酸1%，充分搅拌干燥即可，使用时按1%的添加量加入到饲料中。

化学防霉剂由于影响饲料适口性、有药物残留、价格昂贵而不被广泛采用，不符合当今及未来对绿色食品的消费需求。因此，开发天然防霉剂成为饲料添加剂研究的热点问题。

1.2 天然防霉剂

天然防霉剂主要包括中草药和部分植物提取物。大量研究表明，陈皮、丁香、藿香、艾叶、蒲公英、杜仲、大蒜、橘皮及其提取物对霉菌活性和霉菌的生长繁殖均有抑制作用[5-9]。

2 化学防霉剂的开发和应用

2.1 丙酸及丙酸钙

包红朵等以体外培养的方式考察了丙酸钙复合型和高效复合型防霉剂对黄曲霉菌和镰刀菌的抑制效果，并且又以饲料为防霉抑菌试验基质，研究了饲料破坏性试验条件下两种防霉剂的防霉效果[10]。结果表明，两种防霉剂对禾谷镰刀菌（F.0705）和黄曲霉菌均有抑制作用，随着防霉剂浓度的增大，其抑菌效果增强，从饲料破坏性试验来看，在第9和13 天采样时，两种防霉剂处理过的饲料霉菌总数极显著低于空白对照组（P＜0.01），添加的防霉剂浓度越大，饲料中霉菌总数越少。说明高效复合型防霉剂的抑制效果优于丙酸钙复合型。

颜邦民等以丙酸、甲酸、苯甲酸、丙酸钙为主要原料配制了新型吸附型饲料防霉剂，将防霉剂配比作为可变因素，将其防霉能力为考察指标进行了4 因素3 水平正交实验，结果表明，该复合配制的防霉剂最佳配方为：丙酸16%，丙酸钙8%，甲酸20%，苯甲酸1%，其他55%[11]。朱丹等选用丙酸钙、苯甲酸钠、山梨酸钾、甘油4种因子按正交实验（4×4）设计，同时设正对照（不加任何防霉剂）和负对照（添加市售复合防霉剂），每个处理3个重复，将各种防霉剂按试验方案添加到不含防霉剂的肉鸭配合饲料中组成试验饲料，每隔15 d对霉菌总数和饲料水分进行测定，直至第60 天，结果表明，防霉剂的配比和饲料水分含量对防霉效果均有显著影响（P＜0.05）[12]。

2.2 有机酸及有机酸盐

何万领等将膨润土与有机酸及有机酸盐适当配合制作饲料防霉剂，结果表明，普通有机酸复合后的防霉剂对临界水分（14%）时的原料有较好防霉效果，对高水分（16%）原料无防霉作用；用有机酸与有机酸盐复合配制的效果优于普通有机酸防霉剂，在有机酸盐-有机酸复合防霉剂添加量为0.5%和1%时，对高水分原料有较好的防霉效果[13]。脱氢醋酸钠复合防霉剂的防霉性能，比饲料界公认的效果较好的复合有机酸防霉剂还略好一些，可以大规模应用于饲料生产。

2.3 富马酸二甲酯

富马酸二甲酯（DMF）作为食品饲料防霉剂，其使用效果也显著优于目前广泛应用的苯甲酸钠、山梨酸钾、脱氢醋酸、丙酸钙等。另外，其可常温升华从而具有直接和熏蒸杀菌双重作用，由于其生产成本及应用成本低，发展前景广阔，已引起国内外食品行业的高度重视。樊素芳等采用浓盐酸浓硫酸复合催化剂，使马来酸酐与甲醇反应生成富马酸二甲酯的合成方法，该方法具有条件温和、操作简便、产品质量稳定等优点，便于工业化生产[14]。陈钢等以马来酸酐和甲醇为原料用微波辐射的方法一步合成富马酸二甲酯，结果表明，此方法反应时间短，产率达87.1%[15]。周斌对冰醋酸、富马酸二甲酯、丙酸及其盐等防霉剂进行了研究，经过科学的配伍，采用特殊的载体吸附技术，研制出性能优异、使用方便、成本低、无毒性、高效广谱抑菌、防霉力强的复配型饲料防霉剂[16]。魏木山对几种防霉剂混合使用抑制颗粒饲料霉菌能力进行了比较，5种防霉剂为“霉敌”、“丙酸钙”、“防霉灵”、“霉镇”和“山苍子油”，分设8个处理，结果表明，所加防霉剂的种数与饲料的水分含量不同，霉菌数上升快慢和霉变程度也不同[17]。防霉剂种类越多，饲料水分越低，防霉效果越好。

2.4 双乙酸钠

双乙酸钠为乙酸与乙酸钠的分子化合物，白色结晶，略带醋酸味，易溶于水。以双乙酸钠为主要成分的防霉剂成本低、防霉效果显著、无毒且无刺激作用。Sadeghi Mahounack 等检测不同浓度的双乙酸钠对面包中曲霉、黑曲霉、根霉和青霉的抑制程度，结果表明，使用双乙酸钠3000 ppm，不仅霉菌的生长被抑制，还可以防止面包老化，此浓度的双乙酸钠不会对面包质地和风味有任何有害的影响，并可以将面包的保质期增加4 d[18]。较高浓度的双乙酸钠可以完全抑制霉菌生长，但面包质地和风味上有负面影响。因此，在双乙酸钠的使用上应注意适口性。黄通旺通过在饲料中加入不同浓度梯度的双乙酸钠防霉剂，在一定的间隔时间对饲料中的霉菌进行计数，由霉菌数的变化而得出防霉剂的抑菌效力，对霉菌进行分离纯化，对常见的几种霉菌进行最低抑菌浓度测定，得出该防霉剂的有效抑菌浓度。通过饲料贮藏试验，与市售其他两种防霉剂比较防霉效果，结果表明，双乙酸钠防霉剂对饲料具有较好的防霉作用[19]。

3 天然防霉剂的开发和应用

进入21 世纪，随着人们生活质量不断提高，食品添加剂掀起强烈的回归自然，享受绿色与健康的浪潮，化学合成物质越来越受到排斥，因此功能性天然提取物或一些生物发酵产品，成为食品添加剂领域的发展热点[20]。

3.1 大蒜素

大蒜素是近年来发展起来的一种无副作用、天然无污染的绿色药物型饲料添加剂，具有诱食、促生长、抗菌、抗应激、提高免疫力等生物学活性，且在水产动物体内不存积，不产生耐药性，没有致畸、致癌、致突变的副作用，还可提高水产品的品质。在水产养殖饲料中正确使用大蒜素防治鱼病，既能起到节支增收的作用，又不污染环境[21]。

Karuppiah等用95%（V/V）乙醇提取丁香大蒜和姜的根茎中的物质，将乙醇提取物对临床常见的病原体进行抗菌药敏试验，研究大蒜、丁香、干姜（姜）根茎对多药耐药病原体引起感染的抗菌性能，结果表明，天然香料大蒜、生姜对临床病原体具有有效的抗菌活性，可用于预防耐药性的细菌性疾病[22]。杨俊峰等主要从大蒜素的提取方法、化学合成方法、检测方法和药理作用进行阐述，大蒜素结构简单，易于实现提取分离和人工合成，其检测方法简便易行，并且具有广泛的药理活性，如抗菌、抗癌、预防心血管疾病等[23]。目前试验研究主要集中在药理作用机制方面，随着作用机制的不断清晰和其制剂的研发，大蒜素的应用将会更加广泛。王烨从大蒜素的来源、饲用价值及相应作用机理等方面简要综述了大蒜素在养殖业中的研究应用现状，并对其应用前景进行了探讨[24]。李蕾等测定了新鲜大蒜中的水分、灰分、脂肪、总糖和蛋白质含量，分别为69.67%、1.05%、1.02%、16.2%和3.3%，并对切片后的鲜大蒜进行酶解反应，试验考察了酶解时间和温度对大蒜片中蒜氨酸经酶促反应生成大蒜素的影响，通过正交实验优化得到较好酶解反应条件：时间15 min、温度40℃，在此条件下的大蒜片中大蒜素含量为710.93 mg·100 g-1新鲜大蒜，结果显示，酶解时间、温度及两者的交互作用对大蒜片中蒜素的含量均有显著影响（P＜0.05）[25]。

3.2 丁香挥发油

丁香资源丰富，尚未得到有效的利用。近年来，有关丁香有效成分和药理作用的研究已经引起关注。

3.3 山苍子油

班大明等用正交实验优化水蒸气蒸馏的提取条件，从野生和栽培的山苍子果实中提取山苍子油，并用GC-MS 对其进行定性定量分析，通过对正交试验结果的比较得出最优化的提取条件，并用GC-MS 定性定量分析两者所含成分异同及相对百分含量，得出栽培与野生山苍子油的主要化学成分基本相同，且栽培的出油率更高，可以大力推广栽培种植[26]。Liu 等研究了山苍子中个别挥发性组分在不同食品体系中对副溶血性弧菌、单核细胞增生李斯特氏菌、植物乳杆菌等的抑制过程中活性的变化，结果表明，70%被测试的生物体其活性没有受到影响[27]。Si 等用气相色谱-质谱法对山苍子精油进行了分析，对总共59 种化合物进行了鉴定[28]。

3.4 杜仲叶提取物

杜仲叶提取物作为饲料防霉剂具有与化学防霉剂相同的效果，并且有开发饲料新型抗氧化剂的潜力[29]。Zhang 等对3年中5～10月每隔1个月收取的杜仲叶进行了抗氧化能力及活性物质含量的测定，结果证明，8月和5月是最好的收取月，相比其他月，8月收集的样品显示出高含量的酚醛树脂，5月收集的样品含有较高量的类黄酮[30]。陈静等采用HPLC-ELSD 法，应用Thermo Hypersil Gold C18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），以体积分数为0.05%醋酸溶液-乙腈（96∶4）为流动相，柱温为15℃；流速为0.1 mL·min-1；蒸发光散射检测器漂移管温度40℃，气流压强3.5 Bar，在此条件下研究了杜仲叶饲料对鸡肉及鸡皮中胶原蛋白含量的影响，结果表明，羟脯氨酸的线性范围为0.562～6.744 μg（r=0.9994），平均加样回收率为97.04%，RSD 为2.35%（n=6），说明用杜仲叶作为饲料添加剂喂养鸡可增加鸡皮中胶原蛋白的含量[31]。

3.5 其他

Rodríguez 等通过水蒸气蒸馏获得月橘叶精油，用气相色谱-质谱法进行分析得出18个化合物，主要成分是β-石竹烯（约30%），与南瓜籽油相比较，月橘叶挥发油表现出更强的抗氧化活性，但低于没食子酸酯，精油也对肺炎克雷伯氏菌和枯草芽孢杆菌表现出良好的中度抑制作用[32]。

蛋壳是天然的优质钙源，张穗娟等在研究中采用中和法制备饲料防霉剂丙酸钙，不受蛋壳色素及有机成分的影响，质量好，不含有害组分（如重金属离子）[33]。产品色泽洁白、无异味、是一种安全无毒的优质有机钙，不仅可作为饲料防霉剂，也可作为强化剂或者食品添加剂。用极性溶剂（如甲醇、乙醇、乙醚、丙酮等）以橘皮（干物质）3～6 倍体积，在常温或加热条件对柑橘皮进行提取处理。处理后用蒸馏或其他方法从提取物溶液中将溶剂除去，即得到具有防霉作用的橙黄色黏性浓缩物，将这种防霉剂以1%～3%的比例添加到饲料中去，可大大延长饲料的保质期[34]。

4 小 结

随着我国畜牧业的快速发展和人们生活水平的提高，人们对食品及卫生的要求也在不断提高，同时饲料防霉问题也越来越受到重视。但是我国饲料防霉剂的应用和国外相比还有很大的差距，在饲料防霉剂方面还有很多工作要做。例如因为药物超限量残留而引起的动物急、慢性中毒，以及有些防霉剂存在致癌、致畸和致突变等不良作用。其他防霉剂例如乙酸、丙酸等有机酸类挥发性较大，容易影响饲料的口味。因此，化学防霉剂应当具有抗菌范围广、防霉能力强、易与饲料均匀混合、经济实用等特点。

天然防霉剂是饲料防霉的发展趋势，Al-Samarrai等对环保植物药（天然植物提取物）作为合成杀菌剂替代品进行评估，所选植物在抑菌方面显示出积极的作用[35]。但是天然防霉剂在添加过程中由于原料中有效成分太少导致需要大量添加，而原料量过大则会影响其他营养成分的选择空间。又因为提取、纯化难，产品成本高等原因使用户难以接受。由此看来，发展和应用生物工程、超临界提取技术、微粉技术以及现代药理学、药代动力学、分子生物学等现代高科技是制约防霉剂发展的重要影响因素。

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