◆文┃大北农(华南)集团 韦建福 孔俊领
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“无抗饲料”企业发展之道
◆文┃大北农(华南)集团 韦建福 孔俊领
随着人们生活水平提高,人们不仅对畜禽产品的需求量迅速上升,对其质量和安全性的要求也越来越高,加上2015年新《环保法》和《食品安全法》以及《饲料质量安全管理规范》的相继出台,这些都标志着我国对食品安全问题的重视程度已经到了一个新的高度,未来的畜牧业必将踏上可持续发展之路。在这样的大环境驱使下,饲料、养殖行业未来实现全面限抗、禁抗将是大势所趋。
二十世纪四十年代,抗生素被首次应用到畜牧养殖业,取得了成效,并迅速推广到全世界。随之,抗生素使用的负面作用和不良反应也逐渐被世人认识。瑞典1986年禁抗,是起步最早的国家,随后荷兰1998年禁抗,丹麦1999年禁抗。近年来,禁抗的步伐逐步加快,各国也出台相关政策加入禁抗行列,2006年欧盟全面禁止使用促生长抗生素;2008年起日本禁止在饲料中使用抗生素;美国公布指导性文件计划从2014年到2017年禁止在动物饲料中使用预防性抗生素;韩国计划从2018年7月起全面禁止使用抗生素。
2015年,我国打响了“饲料禁抗”第一枪,洛美沙星、培氟沙星、氧氟沙星、诺氟沙星4种兽药开始全面禁止在食品动物中使用。随着形势的发展,未来必将会有更多的抗生素被禁止在动物饲料中添加使用,“饲料禁抗”已成为我国畜牧养殖业从业者无法回避的问题。作为饲料企业在这样的大环境下应如何顺应趋势,实现由“低抗饲料”到“无抗饲料”的转变,是每一个企业面临的转型挑战。饲料企业实现“无抗饲料”应该考虑以下几个层面的问题:“无抗饲料”的技术研发、“无抗饲料”的生产加工以及“无抗饲料”产品市场应用推广。
作为饲料企业应加强“无抗饲料”的产品技术研发,主要应从以下几个方面考虑:产品的精准营养、低抗营养因子原料选择、低系酸力原料选择以及抗生素替代原料选择。
1.1 产品的精准营养
“精准营养”是一个替抗技术方案成功的基础,根据动物不同生长阶段的需求,了解原料的营养价值、动物和环境的情况,来计算动物达到怎样的生产速度对它的生长效率和经济效益是最好的,这种设计需要建立整套的动物营养模型和经济模型。只有最大程度地满足动物的生长需要而不提供多余的营养成分,才能使动物达到最大生长效率,降低动物代谢多余成分所承担的肠道以及其他脏器负担。通过营养的合理调控,增强动物对疾病的抵抗力,减少或消除疾病的发生,现代营养平衡理论提出的营养平衡是全方位的,不仅仅是蛋白质和氨基酸的平衡,所有的营养元素都应该讲究平衡。同时,由于动物的年龄和所处环境不断发生变化,导致这种营养平衡又是动态的。
大北农集团2011年“仔猪健康养殖营养饲料调控技术及应用”项目获得国家科技进步二等奖,该项目从饲料体制和饲喂模式、生理应激及其成因、原料营养与抗营养特性、养分需求、肠道健康及微生态着手,首次系统研究了不同断奶日龄仔猪饲养模式的生理效应以及能量、蛋白质、氨基酸等重要营养参数,建立了一整套的仔猪动物营养模型。这些为“无抗饲料”的系统开发奠定了基础。
1.2 低抗营养因子原料的选择
低抗营养因子原料来源,是替抗技术方案成功的重要途径。饲料原料中常含有一些抗营养因子,如营养抑制因子(蛋白抑制因子、碳水化合物抑制因子、矿物元素生物有效性抑制因子、拮抗维生素作用因子、刺激动物免疫系统作用因子)。这些抗营养因子干扰了饲料中养分的消化、吸收、利用,降低营养物质的消化率;更重要的是会造成肠道的损伤,而肠道是动物最大的免疫器官。肠道一旦受损,一则降低生产性能,增加死亡率;二则降低动物的免疫力,从而引起其他疾病。
所以,应选择更多优质低抗营养因子原料作为“无抗饲料”的配方基础,如膨化大豆、发酵豆粕、超级蒸汽鱼粉等。另外,饲料以及饲料原料的发酵也是降低抗营养因子的重要途径。饲料或饲料原料的发酵,一方面会显著改善饲料品质,如降低抗营养因子的含量,将多糖、蛋白质、脂肪等大分子物质降解为小肽、脂肪酸等小分子物质;另一方面会产生大量的有益菌和代谢产物,如:有机酸、B族维生素、细菌素等,对抑制有害菌有显著作用。
1.3 低系酸力原料选择
饲料的系酸力和pH值在很大程度上影响了动物消化道内容物的pH值。pH值的升高,一方面会对胰蛋白酶、羧肽酶、淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖酶和乳糖酶的活性产生影响;另一方面由于胃酸不足会反馈性引起胃排空加快,使饲料基本上完整地进入小肠,增加小肠负担,为病原菌繁殖创造了条件,致使消化道病源微生物群成为优势菌群。
配合饲料系酸力的计算方程如下:
式中a1-a7分别表示豆粕、鱼粉、麦麸、乳清粉、磷酸氢钙、石粉和玉米在仔猪日粮中的配比,x1-x7则表示各原料的系酸力。
饲料的系酸力是用/mol/L盐酸滴定100g饲料至pH=4.0时所用的盐酸毫升数。当饲料系酸力为19.5~23时,仔猪综合生产性能表现最佳。系酸力过高时,仔猪肠道消化将受到影响;系酸力过低(<20)时,仔猪的采食量急剧上升而生产性能下降。在饲料配方设计中应综合考虑饲料系酸力。常用饲料原料的系酸力见表1。
表1 常用原料的系酸力(张宏福等,2001)
1.4 抗生素替代原料的选择
抗生素替代原料的选择是开发“无抗饲料”的关键。目前市场上的饲用抗生素替代品有如下7种:A:有机酸;B:酶制剂;C:低聚糖类;D中草药类;E:微生态制剂;F:抗菌肽;G:植物提取物(植物精油)。
1.4.1 有机酸
饲料酸化剂可以在一定程度上降低畜体肠道pH值,而肠道弱酸性的环境正是其优势菌群乳酸菌的生活保障。通过有机酸,一方面可以促进乳酸菌的增殖和发育,另一方面降低有害微生物的繁殖,提高动物消化吸收率和肠道健康。但是有机酸化剂添加成本较高,并且对料槽和工具具有一定的腐蚀性,这也是我们需要考虑的问题。
1.4.2 酶制剂
饲料酶制剂一方面可以有效补充动物体内内源酶的不足,提高动物对饲料的消化吸收率;另一方面,可以消除或降低非水溶性多糖等抗营养因子的副作用。但是,市场上很难选到相对稳定、有效、安全的酶制剂产品。另外,酶制剂在高温制粒情况下易失活以及在胃肠道实际发生效应的情况,是我们需要关注的重要问题。
1.4.3 低聚糖类(又称“寡糖”)
目前饲料中常用的低聚糖有果寡糖、甘露寡糖等。寡糖具有促进机体肠道有益菌的生长繁殖,直接吸附病原菌,增强机体免疫力,改进动物健康状况等功效。但是,寡糖是一类间接提高免疫力的物质,本身没有杀菌作用,只是为有益菌提供养分或者为病原菌提供标靶,只能辅助抗病、防病;同时寡糖类物质易吸潮,不利于储存或均匀添加;成本也比较高。
1.4.4 中草药类
中草药是天然物质,安全可靠,副作用小,由于其抗菌作用的广泛性和协同而不会出现抗药性,克服了抗生素的缺点。有些中草药本身就含有丰富的蛋白质、维生素和矿物元素,兼有药效和营养双重功能。但是由于中草药的功效成分非常复杂,某些成分可能对其它饲料添加剂发生负作用,如对益生素拮抗、造成酶制剂失活等。一般中草药饲料添加剂相对抗生素类用量大、起效慢。所以对中草药的使用要做更多的产品试验。
1.4.5 微生态制剂
微生态制剂是采用已知有益的微生物经培养、提取、干燥等特殊工艺制成的用于动物的活菌制剂。微生态制剂主要通过构建正常肠道优势菌群、调节肠道健康,从而提高饲料消化吸收率、提高动物免疫性能。微生态制剂是最近研究相对热门且有前途的抗生素替代产品,但是目前市场上流通的产品也大都存在不耐热、易灭活、生物活性低的缺点,导致最终的使用效果差异较大。另外,微生态制剂只能够构建正常肠道菌群,对病原菌已经占优势时(疾病爆发阶段),益生素不能达到抗生素类药物的使用效果。
1.4.6 抗菌肽
抗菌肽是生物体内诱导产生的一种具有强抗菌作用的多肽类物质,它广泛存在于多种生物体内,是生物体对外界病原物侵染而产生的一系列免疫反应的产物。抗菌肽有着独特的不同于抗生素的抗菌机理,抗菌肽的作用机制与酶或受体等蛋白因子无关,抗菌肽作用于微生物膜(细胞膜外膜),主要是作用于膜脂质的基质,通过物理化学机制使膜通透性增大,破坏其屏障而达到杀伤细胞的效果。抗菌肽具有“传统抗生素”无法比拟的优越性。但是目前为止,由于抗菌肽本身价格比较昂贵,广泛推广应用还需要一段时间。
1.4.7 植物提取物(植物精油)
植物精油就是植物体内的次生代谢物质,一般以植物的花、叶、枝、根、皮、树胶、全草和果实等为原料,通过蒸汽蒸馏、压榨等方法萃取出的植物挥发性油样芳香物质。我国很早就批准了牛至油在动物体内的应用,从牛至草中提取的植物精油,其百里香酚、香芹酚等成分,跟人类医药上的精油一样,具有很强的抗菌作用,同时也能够起到促进动物机体调节,促进生长的作用。
综上所述,市场上存在的抗生素替代原料有很多种,需要企业使用过程中不断甄别、筛选。前期我们需要大量的试验,积累经验和数据,最终确定符合自身实际的抗生素替代方案。大北农集团长期以来重视“低抗饲料”以及“无抗饲料”的开发和研究。前期料中(教槽料、乳猪料、仔猪料)采取酸化剂+酶制剂+微生态制剂+低抗生素等,实现“低抗饲料”;后期料(中、大猪料)中采取低蛋白日粮+氨基酸平衡模型,实现减少抗生素以及无抗生素添加的目的,实现中猪“低抗饲料”、大猪“无抗饲料”;母猪料中采用微生态制剂+植物精油方案,完全取代抗生素添加,实现母猪“无抗饲料”。
“无抗饲料”最大的问题在于如何在不添加抗生素情况下提高动物免疫力和健康状况,所以要尽量减少外源性致病因子。所以从生产加工工艺方面也可以采取相应的措施,如饲料的膨胀/膨化、饲料的发酵以及饲料原料粉碎粒度的选择等等。
2.1 饲料的膨胀/膨化工艺
饲料通过高温、高压环境进行膨胀和膨化,首先可以在一定程度上降低饲料抗营养因子,提高饲料的消化吸收率;其次可以最大程度消灭饲料中的有害微生物,提高动物健康状况;最后,膨化玉米、膨化大豆等对幼龄动物肠道绒毛的发育具有较大促进作用。
饲料的膨化和膨胀现已大规模用于饲料生产,取得了良好的效益。无抗饲料的生产,将助推膨化和膨胀生产工艺的进一步发展。
2.2 发酵饲料工艺
微生物发酵是实现饲料无抗的有效方式之一,饲料发酵是以微生物、复合酶为生物饲料发酵剂菌种,将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体生物发酵饲料。通过发酵处理的饲料不仅能改善饲料营养吸收水平,还能降解饲料原料中可能存在的毒素,改善动物健康水平,从而提高生猪产品的食品安全性。
微生物发酵产品应用于动物饲料的研究已经有很长的历史,但是真正投入实际使用的产品还很少。其主要原因不是效果不理想,而是生产成本太高。一般在每吨配合饲料中只能添加1~2kg,效果不明显,所以推广应用有较大困难。
2.3 饲料原料粉碎粒度
不同原料的不同粉碎细度,除了影响其消化利用外,还被证明与动物消化系统健康甚至免疫力有关。
“无抗饲料”与常规饲料最大的区别在于抗生素的有无,缺少抗生素,动物的健康将受到直接的威胁。如何在没有抗生素情况下,最大程度保障动物的健康,不仅仅需要“无抗饲料”,更需要健康的养殖理念、科学的饲喂模式以及养殖环境水平和养殖管理水平的提高,这也将是未来饲料企业市场服务的重点。
3.1 健康养殖理念的推广
健康养殖理念的推广是“无抗饲料”市场推广的基础。要想改变一个人,首先从脑袋开始;要想改变一件事,需要理念开始。只有健康养殖理念深入人心,才能让更多的客户接受新型的“无抗饲料”。所以要积极宣传健康养殖的必要性,改变广大养殖户和养殖企业的旧观念。
3.2 高效饲喂模式的推广
高效饲喂模式推广是“无抗饲料”市场推广的根本途径。饲料企业的产品配方与饲喂模式一般是相辅相成的,产品配方的定位决定了产品正确的饲喂模式。作为饲料企业应大力推广适合公司自身产品的高效饲喂模式(比如饲喂阶段划分和换料过渡等)和饲养管理技巧,减少应激;再者就是帮助养殖场提供诸如抗体监测服务,以便提供更加合理的防疫免疫计划。
3.3 养殖环境与饲养管理水平的改善
养殖环境与饲养管理水平的改善是“无抗饲料”市场推广的终极目的。中国的养殖环境、养殖密度、养殖条件等相对发达国家还有很大的差距。饲料中真正完全取代抗生素使用将会引起整个养殖行业生产成绩下降,对于国内畜牧业的发展是一个很大的打击。所以中国真正实现“无抗饲料”,还有很长的一段路要走。在当前环境下,我们需要尽可能地改善畜禽场养殖环境、提高饲养管理水平,降低疾病发生率,为“无抗饲料”的全面推广奠定基础,为中国畜牧业全面“禁抗”作出努力。
“无抗饲料”是未来饲料行业发展的一个大趋势,要实现饲料“无抗化”,饲料企业要加大“无抗饲料”产品的技术研发,利用氨基酸平衡技术以及净能体系对动物“精准营养”,利用多种抗生素替代产品进行合理搭配,利用抗营养因子原料生产加工,最终提高动物健康状况。当前大北农饲料企业在“无抗饲料”的开发上做了很大的工作,开发出了很多“无抗饲料”产品,走在了行业的前列。相信未来将有更多的饲料企业从健康养殖的理念出发投身“无抗饲料”的技术研发。
“无抗饲料”的最终推广和成熟,需要的不仅仅是饲料企业的努力,更需要整个行业的推动发展。“无抗饲料”也需要更多的原料、工艺方面的技术突破,更需要高效管理的养殖企业的助推。路漫漫其修远兮,中国已进入“后抗生素”时代,但是离真正的全面“禁抗”仍然任重而道远。