未來飼料研發(fā)的方向
——節(jié)約、環(huán)保、安全

本刊記者 王亞輝 李 娟

未來飼料研發(fā)的方向
——節(jié)約、環(huán)保、安全

本刊記者 王亞輝 李 娟

我國是世界畜牧業(yè)生產(chǎn)大國，2014年我國生豬出欄7.35億頭，家禽出欄100多億羽。如此大的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模對飼料的需求量自然也是巨大的；然而，我國又是蛋白質(zhì)和能量飼料原料嚴重短缺的國家，這使得飼料原料的供需矛盾十分突出，原料的缺口只能依靠調(diào)劑庫存和進口糧食來填補。但這又會帶來兩個問題：一是人畜爭糧狀況加劇。飼料產(chǎn)業(yè)高度依賴糧食資源，目前，我國飼料工業(yè)用糧消耗占糧食總量的2/3以上；畜禽與人爭糧，無疑會危及老百姓的口糧供給。二是飼料原料的長期大量進口也不利于國家的糧食安全。據(jù)FAO統(tǒng)計，2014年，我國大豆進口量達到了7 140萬噸，對外依存度高達85%；而自2010年起，我國玉米進口量也首次超過出口量，我國開始由玉米凈出口國變?yōu)閮暨M口國，海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2013年、2014年我國玉米進口量分別為326萬噸和260萬噸。且在未來，飼料原料進口有持續(xù)增加的趨勢。這就對我國的糧食安全提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，因為糧食具有戰(zhàn)略物資屬性，過多依賴進口必定會受制于人。那么在飼料資源趨緊的形勢下，如何實現(xiàn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時又能緩解人畜爭糧的矛盾、減少對進口糧食的依賴性，這是擺在我們面前的一個重大課題。

除了上述的資源短缺這一數(shù)量問題外，我國飼料行業(yè)還面臨著飼料利用效率不高、因配方不合理造成的畜禽營養(yǎng)素過剩并隨糞尿等排泄物污染環(huán)境以及因飼料中大量添加抗生素對動物機體健康與畜產(chǎn)品安全帶來威脅等諸多問題。

2015年8月29—30日，在由北京畜牧獸醫(yī)學會主辦的“第一屆北京畜牧獸醫(yī)工程科技高峰論壇”上，眾多來自政府、高校、企業(yè)以及關(guān)注新飼料、新技術(shù)的業(yè)內(nèi)人士圍繞我國飼料行業(yè)存在的原料緊缺、因飼料造成的環(huán)境污染和動物產(chǎn)品安全等話題展開了熱烈討論。本刊記者結(jié)合大會報告和專家觀點，從探索利用大宗非糧飼料以替代部分糧食飼料、精準配制日糧以提高飼料原料利用效率以及開發(fā)環(huán)保、安全型的飼料和飼料添加劑等方面，綜述了我國飼料行業(yè)在數(shù)量和質(zhì)量安全挑戰(zhàn)下的發(fā)展方向。

利用非糧飼料 緩解人畜爭糧矛盾

緩解常規(guī)飼料資源不足，需要“開源”，即多去開發(fā)一些非常規(guī)的飼料原料以替代玉米、豆粕等糧食飼料原料，而在這方面，我國是有自然資源稟賦的。據(jù)中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員、中國工程院院士印遇龍介紹，我國每年有4億噸非糧飼料原料，如農(nóng)林業(yè)加工副產(chǎn)物、中藥及其加工殘渣、食品加工副產(chǎn)品和屠宰加工廠下腳料等。在列入我國飼料原料目錄的578種飼料原料中，絕大部分也是非糧飼料原料。這些原料來源廣、種類多、總量大，且富含營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，可以代替部分常規(guī)飼料原料，用以補充動物所需營養(yǎng)，降低飼料生產(chǎn)成本，具有很大開發(fā)空間。高效利用這些非糧飼料資源，是解決常規(guī)飼料資源嚴重短缺、緩解國家糧食安全的根本出路。但印遇龍同時指出，雖然有資源、功能和成本優(yōu)勢，但非糧飼料在開發(fā)過程中也存在不少問題，如資源種類和數(shù)量不清楚、成分復雜、營養(yǎng)價值評定不準確、加工技術(shù)落后等，這也制約了目前我國畜牧業(yè)對非糧飼料資源的開發(fā)利用進度。為突破上述瓶頸，不少科研人員及飼料企業(yè)展開了積極的探索。其中，由印遇龍主持承擔的中國工程院咨詢研究項目“大宗非糧型飼料資源高效利用戰(zhàn)略研究”于2015年6月啟動。該項目將深入剖析非糧飼料資源產(chǎn)業(yè)開發(fā)的制約因素和解決突破口，有望凝練出大宗非糧飼料資源產(chǎn)業(yè)開發(fā)的幾個成熟可行的方案及其產(chǎn)業(yè)化前景。

精準配制飼料 提高原料利用效率

緩解常規(guī)飼料資源不足，還需要“節(jié)流”，即盡可能節(jié)約飼料，提高現(xiàn)有飼料原料的利用效率。這就需要科學、精準配制日糧，減少不必要的飼料浪費。中國農(nóng)業(yè)大學教授、中國工程院院士李德發(fā)指出，飼料配制是否精準取決于飼料原料有效能值的測定是否可靠，而有效能值又受飼料原料及其有效養(yǎng)分的含量變異影響。因此若不能準確、快速獲取飼料原料中的有效養(yǎng)分參數(shù)，飼料的精準配制、飼料原料資源的高效利用將無從談起。李德發(fā)團隊建立了玉米對豬有效能值的動態(tài)預測方程，飼料企業(yè)據(jù)此可在飼料配制現(xiàn)場即時估測出玉米貼近實際的能值，以做到精準配制飼料，從而節(jié)約了原料和生產(chǎn)成本。李德發(fā)列舉了一組數(shù)據(jù)，全國有1億多噸玉米用于飼料生產(chǎn)，如果每千克玉米節(jié)約100 kCal，每年可節(jié)約300萬噸玉米，假設(shè)每噸玉米2 700元，每年便可節(jié)約81億元。廣西揚翔股份有限公司河南河北區(qū)總裁兼集團副總裁付雙喜也表示，在目前飼料成本高企的情況下，精準飼料配制被越來越多的飼料和養(yǎng)殖企業(yè)關(guān)注。這不僅需要明確知道動物的營養(yǎng)要求，還要對飼料使用的各種原料有具體而精準的評估。他指出，飼料的精準配制不是一件容易的事情，有很多的因素要考慮。營養(yǎng)師在具有扎實的理論功底之后，還需要在實踐中多做嘗試和總結(jié)，才能配制出好的飼料。

▲印遇龍

▲朱偉云

▲汪以真

調(diào)整配方工藝 探索環(huán)保飼料

隨著國家對畜禽養(yǎng)殖污染治理力度的不斷加大，新型生態(tài)、環(huán)保飼料正成為研究熱點。環(huán)保飼料的研制，從產(chǎn)品定位、科學配方和精準加工等角度出發(fā)，在滿足動物生長發(fā)育要求的前提下，最大程度避免營養(yǎng)過剩，減少畜禽廢棄物排放和環(huán)境污染，實現(xiàn)養(yǎng)殖和環(huán)保效益的雙贏。不少專家指出，飼料被動物攝入后，各種營養(yǎng)成分不可能被完全消化吸收，沒有被吸收的這部分營養(yǎng)素將隨糞尿排出，其中的氮、磷和重金屬元素，將對環(huán)境造成嚴重污染。南京農(nóng)業(yè)大學動物科技學院教授朱偉云認為，氮排放污染問題是制約我國養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在當前我國養(yǎng)豬生產(chǎn)中，因日糧氮營養(yǎng)素供給模式不科學，造成蛋白質(zhì)資源浪費和環(huán)境污染加重。她指出，采用低蛋白日糧是國內(nèi)外養(yǎng)豬生產(chǎn)中提高氮營養(yǎng)素利用率的有效策略。當日糧中的所有必需氨基酸平衡時，降4～5個百分點的低蛋白日糧對日增重和料重比無影響，但可顯著降低氮的攝入和排放量，提高氮素沉積。浙江大學動物科學學院教授汪以真指出，通過新型飼料添加劑及其健康營養(yǎng)技術(shù)可以改善畜禽健康、減少養(yǎng)分排放。他領(lǐng)導的課題組針對高劑量氧化鋅（3 000 mg/kg）的應用帶來的環(huán)境污染、細菌抗性與營養(yǎng)拮抗等問題，研制出了具有高比表面積與納米粒徑的新型特殊結(jié)構(gòu)的氧化鋅。在斷奶仔豬上的應用研究表明，低劑量新型氧化鋅（300 mg/kg）可以達到高劑量普通氧化鋅相同的防腹瀉、促生長效果，同時還可以顯著降低鋅排放的污染。

借助現(xiàn)代技術(shù)，研發(fā)安全飼料

▲姚斌

▲譙仕彥

▲肖傳明

▲ Maurice P.Boland

隨著人們對綠色、安全畜產(chǎn)品需求量的增大，健康養(yǎng)殖成為發(fā)展趨勢。減少藥物性添加劑的使用，開發(fā)一些高效、安全的抗生素替代產(chǎn)品是當今飼料業(yè)亟待解決的問題。目前國內(nèi)對抗生素替代物和替代技術(shù)的研究聚焦于以酶制劑、酸化劑、益生菌、生物活性小分子多肽和寡糖等為代表的生物飼料以及中草藥、海洋植物提取物等幾類產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的研發(fā)將借助現(xiàn)代生物技術(shù)及精細化工提取技術(shù)，未來的推廣應用前景極其廣闊。

其中就飼料酶制劑的研究來說，中國農(nóng)業(yè)科學院飼料研究所研究員姚斌認為，飼料用酶是一類應用效果極為顯著的新型綠色飼料添加劑，在顯著提高飼料轉(zhuǎn)化效率、降低氮磷等有機物排放的同時，可以減少抗生素類添加劑的使用，從而保障動物產(chǎn)品安全。他指出，飼料用酶的產(chǎn)業(yè)將圍繞酶制劑特殊的性能要求和降低生產(chǎn)成本的方向發(fā)展，著重解決酶的分子生物學基礎(chǔ)問題，突破酶的構(gòu)效機制和高效表達機制。

就小分子多肽的研究來說，汪以真和中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院教授譙仕彥均認為，抗菌肽是最有望實現(xiàn)替代抗生素的小肽類物質(zhì)。汪以真透露，抗菌肽在動物體內(nèi)更重要的作用可能不僅僅是抗菌，而是對腸道屏障功能的保護和較強的免疫作用。雖然我國在抗菌肽的分離鑒定、作用機制等方面開展了比較深入的研究，但存在的問題還很多。譙仕彥指出，如何克服抗菌肽在胃內(nèi)易被降解的問題，提高抗菌肽的表達量以及評價其藥物代謝動力學和環(huán)境安全性，還需要我們花大力氣去研究解決。

就天然植物提取物的研究來說，北京康華遠景科技有限公司董事長肖傳明表示，中草藥兼有營養(yǎng)性和藥物性的雙重作用，既能促進新陳代謝，又能殺菌抑菌、調(diào)節(jié)機體免疫功能。我國是藥用植物資源大國，有豐富的中草藥資源，有著幾千年的中草藥研究歷史，大力開發(fā)中草藥飼料添加劑，發(fā)揮其安全無抗藥性、多功能性大有可為。而奧特奇歐洲研發(fā)總監(jiān)Maurice P. Boland 博士指出通過營養(yǎng)調(diào)控而非使用抗菌素來促進動物健康和動物產(chǎn)品安全更加符合消費者的需求，飼料應該在保證動物攝入足夠營養(yǎng)的同時還要有益于人體健康。因此可以研發(fā)一些對動物和人體有益的功能性飼料添加劑，如利用海藻中富含的二十二碳六烯酸（DHA），其是一種重要的ω-3多不飽和脂肪酸，可以提高兒童的認知和學習能力，還能降低成年人的心血管疾病，通過在畜禽日糧中添加海藻粉，可以成功用于生產(chǎn)富含DHA的肉蛋食品。