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饲料防霉剂的研究进展

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  饲料防霉剂的研究进展 简介:饲料霉变引起的饲料浪费是世界性难题,作为预 防饲料霉变的措施之一即防霉剂的使用是非常重要的,目前 饲料工业中化学防霉剂已被广泛采用,本文综述了饲料霉变 的原因、危害、常用的饲料防霉剂及其作用机理。 饲料是发展畜禽业的物质基础,它不仅能为畜禽的正常生长 发育供给营养,还能提高畜产品的产量和质量。在炎热多雨 季节,饲料在储存和运输途中往往因水分含量过高而容易受 到黄曲霉菌、灰曲霉菌、寄生曲霉菌、镰刀霉菌和赫曲霉菌 等有毒真菌的感染而导致霉变,使饲料的适口性变差,动物 采食量减少,从而导致动物的生产性能下降,严重者会导致 动物中毒。在这种情况下,搞好饲料的保藏,防止饲料霉变 和腐败已成为饲料生产中的一个重要环节。 一、 饲料发生霉变的原因 1、 霉菌的种类 能引起饲料霉变的霉菌主要有曲霉菌属、青霉属和镰刀 菌属。其中曲霉菌属包括黄曲霉、白曲霉、寄生曲霉等;青 霉菌属包括圆弧青霉、桔青霉、扩展青霉等;镰刀菌属包括 禾谷镰刀菌、串珠镰刀菌、三线镰刀菌等。这些霉菌在适宜 的环境条件下都可引起饲料霉变。 2、 温度和湿度 霉菌的生长繁殖需要一定的温度和湿度。霉菌大多数属于中 温型微生物,最适生长温度为 20-30℃,霉菌繁殖产毒的最 适温度为 25-30℃,其中曲霉菌属最适宜生长温度为 30℃, 青霉属于最适宜生长温度为 28℃左右, 镰刀菌属最适宜生长 温度为 20℃左右。 一般危害饲料的霉菌孢子在 7℃时即可发 芽生长, 温度高于 49℃时霉菌则被杀死或进入孢子阶段; 当 空气中相对湿度达到 75%时霉菌就能生长,在 80%-100% 时快速生长,在湿度低于 75%时生长受到抑制。 3、 饲料的含水量 饲料的含水量是决定饲料中霉菌能否生长的一个重要 原因之一, 当饲料中水分超过 13%-14%时, 易于霉菌生长, 当饲料水分15%时霉菌可大量生长繁殖,其毒素产生也 相应增加, 饲料水分为 10%-18%时是真菌繁殖产毒的最适 条件。饲料及原料的安全水分为:谷实类为 14%,粉状饲料 为≤13%,全价颗粒料为≤12.5%。 4、 饲料的加工工艺 在生产颗粒饲料时,如果冷却器及配套风机选择不当,或使 用过程中调整校核不当,致使颗粒饲料冷却不够或风量不足 时,会导致颗粒饲料水分含量及料温过高,这样的颗粒饲料 装袋后易发生霉变。另外,饲料在加工过程中如果饲料流程 设备中没有及时清理,会在设备的一些死角积存发霉变质的 料块,特别是在生产全价颗粒饲料过程中,当这些物块回流 到制粒机重新被制粒后,易引起饲料霉变。 5、 其它原因 饲料霉变还与饲料的质量、贮藏和运输等因素有关。当使用 较差的包装材料,在贮存和运输过程中饲料受到雨淋、曝晒 等,都易引起饲料霉变。 二、 饲料霉变的危害 1、 降低饲料营养价值 霉菌能利用饲料中的营养进行生长繁殖,降低饲料原有的营 养价值。试验表明长有霉菌的谷物能量损失达 5%,蛋白质 损失达 7%,脂肪损失达 3%。 2、 影响动物繁殖性能 镰刀菌属霉菌所产生的脱氧雪腐镰刀醇和玉米赫霉烯酮及 黄曲霉菌产生的黄曲霉毒素,能引起动物阴囊红肿、子宫扩 张、肿胀及卵巢萎缩等症状,导致母畜发情周期延长、繁殖 率下降,公畜宰丸萎缩,出现“雌性化”。 3、 干扰动物免疫系统 黄曲霉毒素能降低动物的抗病力,干扰免疫接种与体内获得 性免疫力,单端孢霉素类是免疫抑制剂,能影响动物免疫系 统,降低机体的免疫应答能力。 4、 影响动物生长发育及生产性能 黄曲霉毒素能干扰体内蛋白质、碳水化合物和脂类的代谢, 降低畜禽的生长速度。霉菌毒素还能侵害动物肝脏及肾脏, 影响动物的生产性能。 三、 常用的饲料防霉剂 1、 双乙酸钠(SDA) 双乙酸钠是乙酸钠与乙酸的分子化合物,具有高效防霉、 防腐、 保鲜的效果,同时还具有增加营养的功能,能有效地调节畜禽 肠道pH值、提高胃蛋白酶和消化酶的活性、提高蛋白质的 消化率、有效调节畜禽肠道pH值、抑制有害菌的生长因而 防止畜禽拉稀,促进有益菌生存。 SDA可增强动物对饲料的 消化吸收,减少料耗,提高经济效益。而且SDA对人和畜禽 没有任何副作用,安全可靠,被美国食品与药品管理局确定为 安全物质。 在饲料中添加 0.1~0.5%的双乙酸纳,可以有效的 防止饲料毒素的产生。若在青贮料中添加 0.2~0.4%的双乙 酸纳,可以使青贮料贮存期延长三周以上, 双乙酸钠是目前比 较理想的饲料防霉剂。 2、 丙酸及其盐 丙酸是目前较常见、用量较大的饲料防霉剂。丙酸为无色液 体,具有挥发性,可溶于水、醇、醚等有机溶剂。丙酸挥发 时产生的气体可与饲料表面充分接触,抑菌均匀,效果好。 其防霉机理目前公认的有两个:①非离解的丙酸活性分子在 霉菌细胞外形成高渗透压,使霉菌细胞内脱水,而失去繁殖 能力;②丙酸活性分子可穿透霉菌细胞壁,抑制细胞内的酶 活性, 而阻止霉菌的繁殖。 丙酸可用于配合饲料和青饲料中, 在青饲料中添加 0.5% 丙酸可保持 6 个月不发霉,而且可防 止蛋白质分解并改善饲料的消化率。配合饲料中添加丙酸, 应根据饲料的水分含量来决定丙酸的添加量,一般在 0.25%-0.45%之间。 丙酸盐为白色颗粒或粉末状物质,溶于水。丙酸盐防霉剂目 前使用的有丙酸钙、丙酸钠和丙酸氨。研究表明,丙酸盐可 用于家禽饲料中,同时还能为饲料提供钙、钠和钾等微量元 素;丙酸钙的添加剂量为饲料量的 0.2%- 0.5%;丙酸钠的 防霉效果在丙酸和丙酸钙之间,丙酸钠在较高水分、大添加 量(0.3%- 0.5%)时效果较好;丙酸氨的使用效果与丙酸相当。 3、 山梨酸及其盐 山梨酸又名 2,4-己二酸,为化学合成品,白色结晶粉末或 无色针状结晶,无臭或稍有刺激性气味,溶于水,它与丙酸 一样是目前最常用的防霉剂。山梨酸有抑制霉菌生长的效果, 用山梨酸作饲料防霉剂,可以在 PH=5-6 范围内使用,它 可以抑制有害微生物的生长,也可与微生物系统中的巯基结 合,通过破坏酶系统达到抑制微生物代谢和细胞生长的目的。 山梨酸的优点是,防霉效果好,对霉菌、酵母菌、好气性细 菌均有抑制作用,毒性小、价格低。缺点是防霉效果受 pH 值的影响,pH 值大于 7.5 时,几乎无抑菌作用;对乳酸菌几 乎无效;在水中易氧化,在塑料容器中其活性会降低。 山梨酸盐为无色或白色鳞片结晶或白色结晶粉末。作为饲料 防霉剂使用的山梨酸盐主要有山梨酸钾和山梨酸钠。山梨酸 盐是目前国际公认的、具有良好发展前景的一种有机防霉剂。 山梨酸盐防霉效果好,产品毒性低,作为一种不饱和脂肪酸 盐,还可参与机体的新陈代谢,产生二氧化碳和水,可以看 作是饲料的一部分。 山梨酸盐的一般添加量为 0.05%-0.15%。 我国规定山梨酸盐在饲料中的最大使用量为 1.0g/kg。 山梨 酸钠因在空气中不稳定,易氧化着色,很少使用。山梨酸盐 由于价格昂贵,现主要用于宠物饲料的防霉。 4、 苯甲酸及其盐 苯甲酸为无色或白色针状或鳞片状结晶,稍溶于水。是目前 使用量最大的防霉剂之一,添加量一般为 0.1%—0.3%,有 效成分为非离解态的苯甲酸活性分子,其作用机理为完整的 苯甲酸活性分子穿过霉菌细胞壁,抑制细胞内呼吸酶的活性 及阻碍乙酰辅酶的缩合反应,使三羧酸循环受阻,代谢受影 响,并可阻碍细胞膜的透性,从而达到防霉效果。苯甲酸及 其盐的优点是价格低、 来源丰富、 应用效果好、 无蓄积作用、 毒性小。缺点是对 pH 值要求很窄,只能在酸性条件下发挥 作用,pH 值大于 4 时防霉作用开始下降,且有苦涩等不良 味道。由于苯甲酸的溶解度低,使用不便,因此在实际应用 中多采用其钠盐。不过苯甲酸及其盐由于有毒性作用,今后 有被淘汰的趋势。 5、 富马酸及其酯类 富马酸对葡萄球菌、链球菌、大肠杆菌等有很强的灭活性, 对乳酸菌无抑制作用。富马酸还有抗氧化作用,在饲料中添 加富马酸还可促进动物生长,提高饲料利用率。 富马酸的酯类主要有富马酸二甲酯(DMF)和富马酸单 甲酯。 DMF 为白色结晶状。 分子式 C6H804, 分子量为 144, 在常温下具有升华特性。 DMF 具有广谱、 高效的抑菌和杀菌 作用;其防霉效果取决于其化学结构及化学性质等。因其几 乎不受 PH 值的影响,在任何 PH 值条件下都可保持较好的 抗菌活性,此物质可穿透微生物的细胞膜,抑制细胞分裂, 同时也可对三羧酸循环(TCAC)、 磷酸己糖途径(HMP)和酵解 途径的酶活性抑制, 从而抑制微生物的呼吸作用。 DMF 易升 华,形成 DMF 气体,使这种活性分子更加活泼的分布在饲 料表面,防霉效果彻底而均匀。 DMF 防霉剂的缺点是对高水分饲料的防霉效果不佳, 随着饲 料水分增大(超过 15%),DMF 需要量增加,效果下降,成本 提高。DMF 因常温下升华,浪费较大,同时还对人的皮肤及 粘膜有强烈的刺激作用。 6、 其它防霉剂 其它饲料防霉剂还有制霉菌素、 对羟基苯甲酸酯、 脱氧乙酸、 中草药等。它们的防霉效果及作用机理各不相同。 四、 作为饲料防霉剂应具备的特点 作为饲料防霉剂应具备以下特点: 1、 添加量小,对动物及人无毒无刺激作用; 2、 稳定性强,贮存期长,不与饲料发生反应; 3、 无异味,添加到饲料中不影响饲料的适口性和饲料的营 养成分,不危害动物的健康; 4、 经济,安全,操作方便,无致癌、致畸、致突变作用。 5、 具有较强的广谱抑菌效果 五、 饲料防霉剂的作用机理 由于霉菌大量生长繁殖并产生毒素而使饲料发生霉变,从而 影响了饲料的营养价值。饲料防霉剂的作用机理主要是以未 电离分子的形式破坏微生物细胞及细胞膜或者细胞内的酶, 使微生物的酶蛋白失去活性而不能参与催化,从而抑制微生 物的增殖和毒素的产生。如苯甲酸抑制微生物细胞内呼吸酶 的活性及阻碍乙酰辅酶的缩合反应,而使三羧酸循环受阻, 代谢受影响,并可阻碍细胞膜的透性;山梨酸可与生物酶系 统中的巯基结合,从而破坏了许多酶系统而达到了抑菌作用。 另外,一些有机酸还在饲料表面形成均匀的有机酸保护膜, 防止霉菌孳生。 六、 饲料防霉剂的应用前景 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地提高,同时饲料防霉问题已越 来越受到人们的重视。使用饲料防霉剂对保证饲料的品质起 了重要的作用,其经济效益以及社会效益已得到了人们的肯 定。添加防霉剂已成为当今饲料生产尤其在高温季节的必须 措施。但我国饲料防霉剂的应用与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。如在基础研究方面, 我们对饲料防霉剂的防霉机理还不是很清楚。防霉剂在动物 体内的代谢过程,最终产物以及残留问题还要进一步深入研 究和讨论。 复配技术也是防霉剂研究的一个方面,目前防霉剂 产品以从单一型转向复合型。这种复配不是简单的把几种防 霉剂混合成一体, 而需要经过严格的筛选和科学验证,以取得 最佳的防霉效果同时保证人畜安全。现在人们已经把目光放 在了开发高效、低毒、价格低廉的天然防霉剂,这些料防霉 剂的开发和应用前景非常广阔。

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