2.3 有機微量元素

　　微量元素是機體重要的必需營養素。微量元素添加劑經歷了無機鹽、簡單有機物、氨基酸螯合物等不同發展階段。無機鹽添加劑的優點是價格便宜，主要缺點是：

　?。?）某些金屬離子進入腸道后，可能與其他物質(如植酸、草酸 形成不溶性鹽而難以吸收。

　?。?）有些無機鹽對維生素E、C的活性有不利影響。

　?。?）生物學效價較低。氨基酸螯合微量元素則克服了無機鹽添加劑的上述缺點，但價格較高。

　　美國飼料管理協會(AAFCO）提出，有機微量元素可分為4種：氨基酸金屬復合物（Metal Amino Acid Complex）、氨基酸金屬整合物 Metal Amino Acid Chelate）、多糖金屬絡合物Metal Polysaccharide Camplex》、蛋白質金屬螯合物（Metal Proteinate）。目前市場上常見的有機微量元素有甘氨酸鰲合物、蛋氨酸螯合物、賴氨酸螯合物、酵母微量元素等。

　　有機微量元素的學術問題和使用問題：

　　問題 1：氨基酸螯合微量元素在動物胃腸道的分子狀態如何?穩定性如何?

　　問題 2：有機微量元素吸收的機理?微量元素與氨基酸同時吸收后的去向與歸宿?

　　問題 3：用戶如何辨別微量元素與有機物的混合物、絡合物及螯合物?

　　2.4 微生態制劑

　　微生態制劑是指從動物體內或從自然界分離、鑒定，或通過基因工程改造的有益微生物經培養發酵、干燥、加工等特殊工藝制成的含有活菌的生物制劑。廣義的微生態制劑既包括活菌制劑，即益生素菌(probiotics），還包括一些由微生物產生并能促進其他微生物生長的活性物質，如低聚糖等益生元(prebiotics}。微生態制劑具有來源廣泛、培養方法簡單、無毒副作用、無殘留、生物學功能顯著的特點，已廣泛用作畜禽和水產飼料添加劑，目前被認為是替代抗生素最有前景的候選產品。

　　用于制備微生態制劑的菌種主要包括：芽孢桿菌（枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌)、乳酸菌（嗜酸乳桿菌、乳酸乳桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌)、酵母菌（產朊假絲酵母、釀酒酵母)、光合細菌和硝化細菌(用于水產養殖)。

　　目前市場上的微生態制劑產品還存在一系列問題，如門檻過低、行業標準缺失、產品技術含量低、同質化嚴重、質量參差不齊等。我個人認為，微生態制劑是非常有前景的，因為微生物是非常神奇的，在我們的自然界，甚至我們的體內都無處不在它們的功能也非常強大，但目前我們對微生態制劑的了解還遠遠不夠。

　　新的組學研究表明，人的腸道含有500-1000種微生物，其數量是體細胞數量的10倍，腸道微生物的代謝特點已開始被揭開。對腸道微生物組的最新了解被列為《科學》雜志2011年度10大科學突破之一。目前認為，機體內存在細菌-腸道一大腦軸（Bug-gut-brain axis），腸道微生物具有幫助營養物質的消化、分泌代謝產物及活性物質影響機體代謝、維護腸道和機體健康等功能。新的研究表明，腸道微生物對營養物質的“首過代謝”，改寫了動物的營養需求參數，基本否定了以“理想蛋白質”模型為指導的日糧配制原則。

　　有關微生態制劑的學術問題和使用問題：

　　問題 1：現有微生態制劑的菌種來源?菌種特性如何?菌種馴化、保存、培養與復壯技術如何?

　　問題 2：外來微生物在動物腸道的增殖和定植效果如何?從微生物培養基到動物腸道環境，會給微生物帶來哪些變化？

　　2.5 寡糖

　　寡糖(Oligosaccharide OS），又稱低聚糖，一般為2~10個單糖以糖苷鍵相連接，形成具有直鏈或支鏈的低聚糖類。寡糖有耐高溫、性質穩定、無毒副作用等特點。根據組成寡糖的單糖分子種類、數量及糖苷鍵類型的不同，自然界中寡糖的種類有數千種。目前作為飼料添加劑的寡糖主要有：大豆低聚糖(BOS)、甘露寡糖(MOS)、果寡糖(FOS)、木寡糖(XOS)、低聚葡萄糖(GOS)、異麥芽寡糖(IOS)、殼寡糖(COS)等。

　　目前認為，動物消化道分泌的酶對碳水化合物的消化主要限于 α-1，4糖苷鍵，而多數寡糖含有β -l， 4或 α -l， 6、 α -l，2、 α-1，3糖苷鍵等，因此寡糖不能被動物消化道分泌的酶類所消化。鑒于寡糖具有增加機體免疫力、促進有益微生物繁殖的作用，并且作為一種安全、穩定、無毒、無污染、無殘留的新型飼料添加劑，具有廣闊的應用前景，因此也被看作是替代抗生素的候選產品。

　　據報道，寡糖的生物學功能包括：

　　(1)增強機體的免疫功能；

　　(2) 被雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌等有益微生物生長代謝所利用，從而使有益菌成為優勢菌群還有報道認為，寡糖與致病菌在腸壁上的受體結構非常相似，因此，寡糖能夠與致病菌外源凝集素結合，從而降低致病菌在腸道粘膜上附著的機會，甚至可清除已定植于腸道上皮的致病菌。

　　但是，對寡糖產品的認識還存在一些問題，并有待用科學試驗去解答。例如：

　　問題1：寡糖產品的分子結構及主效成分如何?在某種寡糖產品中，具體含幾個單糖(幾聚糖)?在 2-10個單糖組成的復合穿糖中，主效成分是哪一種寡糖?

　　問題2：寡糖促進有益菌生長、抑制有害菌的機制是什么?寡糖是否被有益菌分解為單糖，還是寡糖直接與菌體表面結合?被寡糖抑制的有害菌類，其表面的結合位點都相同嗎?哪一種寡糖的幾聚糖能與該位點結合?

　　2.6 小肽

　　自從上世紀90年代發現腸道上皮存在小肽轉運載體后，肽被小腸直接吸收的觀點在學術界已得到廣泛認可，小肽產品隨之進入飼料市場。在養殖業中使用的肽類產品主要來源于動植物蛋白質的水解。目前認為，蛋白質在胃腸道被消化分解后，以2、3肽的形式被吸收的比例大大超過以往的預期，表明肽具有很強的吸收優勢。大量研究表明，生物活性肽在體內發揮極其重要的生理調節作用，如促進動物采食、促進生長發育、調節免疫機能、調節機體代謝、抗菌、抗病毒作用等。

　　對肽類產品值得探討的問題有：

　?。?）對小肽概念的爭議，例如小肽、寡肽與多肽究竟以多少氨基酸殘基為準?其次，如何界定結構肽與功能肽?其實，小肽和寡肽都是一個相對概念我個人認為沒有必要、也很難以氨基酸殘基的數量去界定。盡管肽可以被解離為氨基酸而具有營養作用(結構肽)，但對小肽產品應該突出其特殊的生物活性和調節作用(功能肽)。

　　  (2）小肽的吸收問題。目前在腸道發現的肽的轉運載體(PepT)主要轉運的底物是2肽與3肽，更長的肽被直接吸收的證據尚不充分，是否存在其他的吸收途徑還值得研究。

　?。?）與許多新的功能性添加劑產品一樣，肽產品也缺乏統一的標準，因此易導致用戶產生疑惑?，F有些復合肽產品中，有必要明確其主體成分與含量。

　　（4）如何更全面地理解小肽產品的功效?例如，有些活性肽(如免疫調節肽)可能不是通過吸收入血來發揮作用的，而是作用于腸道黏膜細胞，在腸道局部即發揮作用?另外，小肽及水解蛋白類產品中是否還存在其他的活性物質?例如，發酵豆粕中不僅含有小肽，可能還含有其他因發酵而產生的生物活性物質。上述問題有待用科學試驗來解答。

　　2. 7 氨基酸

　　在這里對氨基酸添加劑討論兩個問題：即非必需氨基酸的添加問題和對功能性氨基酸的認識問題。傳統的營養學認為，非必需氨基酸可以在動物體內合成。因此，長期以來，蛋白質營養的焦點是必需氨基酸，非必需氨基酸一直被忽視。新的研究表明(Wu，2010），內源性合成的非必需氨基酸不能滿足動物最大化合成蛋白質和實現最佳飼料轉化率的需求，因而提出：非必需氨基酸是蛋白質合成最大化的限制因素。為此，在日糧中添加非必需氨基酸是提高飼料蛋白質利用率的有效方法。有研究表明，在仔豬日糧中添加谷氨酰胺可以防止早期斷奶仔豬空腸萎縮、促進仔豬的生長；日糧中添加脯氨酸也可以促進仔豬的生長；母豬日糧中添加精氨酸可以提高產仔數，仔豬日糧中添加脯氨酸可以促進仔豬的生長。

　　許多新的研究發現，氨基酸除合成蛋白質外，還具有其他的功能。例如，精氨酸、谷氨酰胺、色氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜氨酸、支鏈氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸)甘氨酸等對胚胎發育、動物生長、蛋白質周轉、中間代謝、腸道功能、免疫功能等具有廣泛的調節作用。對功能性氨基酸的深入研究也是當前營養學科的熱點之一。

　　3 新型飼料添加劑的研發

　　關于新型飼料添加劑產品的研發，我認為值得重點關注以下幾種類型的產品：

　　(1)微生態制劑：在產品研發上要注重優良菌種的篩選和改造，在使用上要重視不同菌種的組合效應。

　　(2)新型誘食劑：在現有以口腔誘食為主要功能的基礎上，兼顧口腔、腸道和中樞三個靶點，重點是揭示畜禽及水產動物的味覺偏好、抑制腸道飽感信號、刺激中樞采食信號，在此基礎上實現誘食劑產品的升級。

　　(3)新型抗應激添加劑：以往以添加電解質和維生素為主要方式的抗應激產品，主要是緩解應激帶來的負面影響，屬于“治標不治本”，沒有從應激內因中找到合適的突破口。當前的研究熱點是從內質網應激機理入手，從調節細胞代謝變化的角度去緩解應激，有望解決應激的內因。

　　(4)植物提取物(Plant extract)：是指采用適當的溶劑或方法，從植物(整個植株或一部分)為原料提取或加工的物質，這是目前添加劑研究當中非常引人注目的一個新領域。植物提取物成分復雜，包括生物堿、苷類、多糖、多酚、萜類、黃酮、氨基酸、蛋白質、酶、有機酸、油脂、蠟、樹脂、色素、無機物等。按照性狀不同，植物提取物可分為植物油、浸膏、粉體等。植物提取物是介于醫藥、精細化工、農業等行業之間的一個交叉行業，在近10年來發展異常迅猛。歐洲在禁用抗生素之后，植物提取物的使用越來越廣泛。

　　(5)有機酸(脂肪酸)：脂肪酸不僅是動物重要的能量來源，而且許多脂肪酸也是重要的信號分子，能參與調控胰島素分泌、脂代謝、細胞增殖和分化、細胞凋亡和免疫反應。研究表明，一些長、中、短鏈脂肪酸，包括飽和、單不飽和、多不飽和(ω -3、ω-6)脂肪酸和共軛亞油酸等都具有重要的調節作用。目前研究較多的脂肪酸有棕櫚酸、軟脂酸、油酸、亞油酸、花生四烯酸、二十碳五稀酸(EPA)、十二碳六稀酸(DHA) 等。

　　最后我提出三個觀點作為本文的總結：

　　(1)科技創新是產業發展的核心動力。飼料添加劑產業的創新和發展，必須依靠更加深入、系統的科學研究。

　　(2)基礎研究的不足是目前一些添加劑產品使用效果不穩定的主要原因。對目前一些添加劑產品在理論和實踐中存在的疑惑，有待通過嚴謹、科學的試驗研究提供答案。

　　(3)按照“安全、高效、科學、節能、環保”的原則，對現有添加劑產品及其使用進行優化，同時不斷開發新型飼料添加劑產品，是推動飼料添加劑產業健康、快速、可持續發展的最重要途徑。

　　(根據錄音資料整理，有刪改)

　　行業熱議：

　　廣東省微生物研究所副所長許國煥研究員：我們在全國 60多家具有代表性的微生態制劑生產企業采集了樣品，進行分離和鑒定，結果差別很大。我們總結出微生態制劑的幾大問題：一是菌種來源；二是產品標識與實際功能不相符；三是功能評價方法不科學，哪些物質在起作用，難以判定；四是轉基因工程菌的生物安全評估問題。

　　通威技術副總監張璐博士：水產飼料在高溫制粒過程中會造成酶制劑的損失；再者多數水生生物消化道呈中性或弱酸性，且體溫最多為 30℃左右，低于一般酶的最適溫度。因此對飼料添加酶制劑是否能夠提高利用率，其性價比如何還不是非常清楚，業界還處于觀望狀態。但可以肯定的是水產酶制劑的研究會是未來的熱點研究方向

　　廣東正大康地有限公司總經理余佳勝：飼料配方往往忽略了原料中微量元素的本底值，大宗原料的本底值盈缺狀況需要加強研究。

　　廣東愛保農科技有限公司董事長吳革華：維生素的研究仍然有很多東西去做，《美國養豬指南》對某些維生素的添加量已經做出變化。

　　元培產業情報：在 2011至 2018年期間，全球飼料酸化劑市場以年復合增長率為6.3%的比例增長。亞太地區是促進全球飼料酸化劑行業發展的主要市場，2018年該地區在全球市場份額中占據的比例預計約達 32%。

　　廣東巨元生物科技有限公司總經理朱基美：近十年國家幾乎就沒有批新的添加劑，品種減少很多。一項新型添加劑的研制，需投入大量經費。過程創新對企業、行業會是更好的選擇。廣東添加劑較大的企業如龍沙，生產的煙酰胺出口，占國際市場 70%的份額。再一個肇慶星湖，生產蘇氨酸最初是以蔗糖發酵，后來采用玉米淀粉來發酵，成本降低了很多。目前我省多維大都是拿別人的原料復配，如果將來BASE、DSM、新和成聯手起來，局面就會很被動。

　　華農大動物科學學院院長張永亮教授：飼料添加劑之前過分關注生產性能，今后將發生轉變。關注健康，如關注腸道健康的微生態制劑、酶制劑、氨基酸及其他化學物質等，這是近幾年關注熱點。②采食量調控，目前應用的采食量調控劑多是口腔刺激方面的，更高層次的調控劑研究的應用進展緩慢。③關注品質。④關注安全。