文/圖 農(nóng)牧前沿 羅丹 2018年10月24日-25日，“豬營養(yǎng)國際論壇”在上海開元名都大酒店隆重開幕。會議由美國動物科學(xué)學(xué)會、上海亙泰實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司主辦，以“凝聚全球科研力量，驅(qū)動豬業(yè)創(chuàng)新思維”為宗旨，特邀美洲、歐洲、亞洲等地16位動物營養(yǎng)領(lǐng)域頂級專家、學(xué)者，就其新理論、新發(fā)現(xiàn)及新視角與國內(nèi)近600位飼界精英進(jìn)行零距離對話。 飼料廠的生物安全思路
美國堪薩斯州立大學(xué)的副教授 Jason Woodworth博士 面對肆虐的非洲豬瘟疫情，飼料廠如何做好生物安全防控也是業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的問題，美國堪薩斯州立大學(xué)的副教授 Jason Woodworth博士從飼料有可能被污染嗎？微生物能存活下來嗎？它是否可以感染動物?以后如何預(yù)防？最后是如何減輕危害等幾方面介紹了如何做好飼料廠的生物防控工作。 飼料有可能被污染嗎？你使用哪些原料有被重要病原菌污染的風(fēng)險(xiǎn)？Woodworth博士認(rèn)為首先是考慮地域因素：比如正在爆發(fā)疾病的國家和地區(qū)，或者原料產(chǎn)地附近的豬病；二是農(nóng)業(yè)活動，如在地上晾曬的玉米；三是包裝，我們呼吁使用一次性包裝，但很多可能會多次利用包裝。 微生物能存活下來嗎？實(shí)驗(yàn)表明跨境35天運(yùn)輸下，PEDV可能會在一些原材料中會存活很長時(shí)間。不過還有更多的原材料需要去研究。為什么病毒能在有的原材料上能生存那么久？Woodworth博士回答說他并不知道答案。但從庇護(hù)病毒原料的觀察得出的可能性結(jié)果為：高蛋白、豬源性原料、還有比表面積大的產(chǎn)品（豆粕>大豆）、還有加載體的微量原料可能導(dǎo)致病原微生物的存活。 是否可以感染動物？Woodworth博士表示現(xiàn)有的評估感染性的檢測能力是有限的。以PEDV實(shí)例來說，PCR是相對低成本和可用方法，只能檢測病毒基因片段，陽性≠感染性，陰性≠不存在；VI并沒有被廣泛使用，也沒有被證實(shí);VI陰性≠無感染性；生物實(shí)驗(yàn)成本高，沒有被廣泛使用;生物實(shí)驗(yàn)陰性≠無感染性；飼料和飼料原料中大部分病原微生物的檢測方法還沒有被開發(fā)和證實(shí)。 如何預(yù)防？阻止豬飼料中病原微生物的系統(tǒng)方案(1)建立接收程序，包括首先考慮停止使用高風(fēng)險(xiǎn)原料；其次供應(yīng)商和搬運(yùn)工需經(jīng)過批準(zhǔn)；第三限制卡車和人員造成的污染；第四高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)期，卡車消毒。(2)減少粉塵；(3)監(jiān)控環(huán)境。為什么要監(jiān)控環(huán)境？因?yàn)?g污染可能會影響成千上百噸的飼料。美國飼料廠會考慮腸道菌的情況。美國12個(gè)飼料廠，59%出現(xiàn)腸道菌的陽性，而其中最主要的污染是工人的靴子。 如何減輕危害？首先是及時(shí)控制，可以采取稀釋至低于最小感染劑量、輻射、熱加工等方法；其次是持續(xù)控制，可以 酸、堿、精油、甲醛基產(chǎn)品、中鏈脂肪酸等產(chǎn)品，但需要注意的是，不同措施的作用機(jī)理不一樣，保證高風(fēng)險(xiǎn)原料和高風(fēng)險(xiǎn)日糧之間至少有兩批飼料；第三是消毒。Woodworth博士特別提到應(yīng)對非洲豬瘟的適合的消毒劑及使用方法。第四是進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)或主動消滅病原微生物，即使控制措施有助于降低風(fēng)險(xiǎn)，但要防止交叉污染和再次污染，包括考慮使用化學(xué)添加劑、建立廠區(qū)消毒計(jì)劃、物理清掃所有表面，包括設(shè)備內(nèi)部、用10%漂白劑加壓沖洗所有的地方、沖洗并風(fēng)干，同時(shí)防止再污染等。
高品質(zhì)單細(xì)胞蛋白質(zhì)技術(shù)值得關(guān)注
挪威生命科學(xué)大學(xué)Margareth Øverland 教授 隨著全球人口的快速增長和人民生活水平的日益提高，導(dǎo)致糧食安全面臨巨大挑戰(zhàn)。開發(fā)未充分利用的可再生自然資源來生產(chǎn)可持續(xù)的飼料原料迫在眉睫。“微生物的生長速度很快，不需要任何農(nóng)業(yè)用地，使用淡水資源很少，還不會直接與人類競爭食物，將是非常不錯(cuò)的研究方向。” 來自挪威生命科學(xué)大學(xué)Margareth Øverland 教授分享了她們現(xiàn)在這這方面做的前沿研究：以天然氣生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白、利用來自云杉或海藻來生產(chǎn)可持續(xù)生物質(zhì)來生產(chǎn)酵母。 由于天然氣儲量豐富，價(jià)格低廉，利用價(jià)值高，利用天然氣生產(chǎn)蛋白質(zhì)作為一種大規(guī)模蛋白質(zhì)替代方案是比較現(xiàn)實(shí)的。據(jù)Margareth Øverland 教授介紹，菌粉產(chǎn)品是通過使用天然氣作為能源和碳源進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)而成，發(fā)酵菌種有甲氧基菌、甲基球菌和少量的異源細(xì)菌如Ralstonia sp.Brevibacillus agri和Aneurinibacillus sp。此外，在發(fā)酵過程中加入了氧氣和氨氣，并加入了礦物質(zhì)溶液。采用循環(huán)發(fā)酵模式，細(xì)菌的生物量不斷地被收集、分離和超濾，以去除多余的水分，并經(jīng)過短時(shí) 間高溫消毒處理，最后噴霧干燥至水分低于10%的菌粉。菌粉中含有大約70%的粗蛋白和10%的粗脂肪，其氨基酸組成水平與魚粉相似，但賴氨酸和甲硫氨酸含量較低，色氨酸含量較高。通過對豬、雞、水貂、狐貍、狗、 大西洋鮭魚和虹鱒魚的一系列研究表明，菌粉是一種高品質(zhì)的蛋白質(zhì)原料，具有良好的氨基酸組成。菌粉可以用于提高生長效率，而且當(dāng)菌粉部分替代傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)時(shí)，沒有出現(xiàn)任何健康問題。菌粉還含有豐富的生物活性成分，如肽聚糖、天然存在的抗氧化劑，以及對大西洋鮭魚的胃腸道健康有積極影響的核酸。 受挪威地理環(huán)境因素影響，不太可能利用像豆類這樣的植物蛋白，而利用來自云杉的木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)作為基質(zhì)來生產(chǎn)飼料來說非常有吸引力。Margareth Øverland 教授提到，目前挪威利用云杉進(jìn)行酵母培養(yǎng)的生產(chǎn)加工，需要四個(gè)主要步驟：熱裂解預(yù)處理、酶水解、利用特定酵母菌株的發(fā)酵技術(shù)將糖轉(zhuǎn)化為微生物生物質(zhì)，以及后續(xù)加工成為高品質(zhì)的酵母菌蛋白質(zhì)，作為魚類和畜禽飼料原料來源。一種新酶叫做裂解多糖單加氧酶(LPMO)的發(fā)現(xiàn)與使用，可以使上游加工技術(shù)中來自樹木中的纖維素更加高效地轉(zhuǎn)化成糖。 Margareth Øverland 教授也以褐藻為例介紹了目前的研究進(jìn)展。通過使用新的酶制劑將海藻水解成糖和其他營養(yǎng)物質(zhì)，并用酶解產(chǎn)生的低分子量生物質(zhì)來培養(yǎng)酵母，作為蛋白質(zhì)來源。目前他們正致力于優(yōu)化海藻水解的條件，包括開發(fā)獲得較高糖產(chǎn)出的水解海藻方法。我們的研究結(jié)果表明，對糖產(chǎn)出的最佳條件是在生物反應(yīng)器中接種更多的海藻，同時(shí)加入由海藻酸裂解酶和商業(yè)復(fù)合酶組成的復(fù)合酶制劑也尤其重要。不過酵母的營養(yǎng)價(jià)值可能會因酵母品種、發(fā)酵條件和后續(xù)加工條件而不同。通過優(yōu)化最佳的干燥方式和下游加工技術(shù)提升酵母營養(yǎng)價(jià)值還有很大的空間和潛力。動物實(shí)驗(yàn)也表明，酵母可以作為斷奶仔豬的一種高品質(zhì)蛋白質(zhì)來源。在斷奶仔豬的飼糧中添加噴霧干燥和滅活的產(chǎn)朊假絲酵母菌，分別取代用作高采食量和生長速率的飼糧配方中傳統(tǒng)蛋白質(zhì)的10%，20%和40%，斷奶仔豬對粗蛋白和粗脂肪的表觀消化率都有明顯的提升，空腸和回腸中絨毛高度和絨毛：隱窩比例都在增加，減少腹瀉發(fā)病程度(試驗(yàn)還在繼續(xù)中)。 更關(guān)注飼料中真正可被利用的賴氨酸含量 “我們要了解飼料中真正可被利用的賴氨酸是多少，而不是總賴氨酸含量。” 新西蘭梅西大學(xué)Paul J. Moughan 教授在24日召開的豬營養(yǎng)國際論壇上提到，和蛋白質(zhì)利用率相比，賴氨酸利用率會更高，但日糧賴氨酸利用率仍未超過50%，解決日糧賴氨酸利用效率問題才能解決動物生產(chǎn)效率均衡問題。
新西蘭梅西大學(xué)Paul J. Moughan 教授 Moughan 教授強(qiáng)調(diào)，要理解體內(nèi)氨基酸損失的生理過程非常重，因?yàn)闋I養(yǎng)流失需要生理學(xué)家和生化專家共同的研究才可以。也要先了解蛋白質(zhì)氨基酸代謝的基礎(chǔ)框架，因?yàn)檫@能告訴你生產(chǎn)流程的重要性。了解了氨基酸利用過程的整體框架后，我們不難發(fā)現(xiàn)，未吸收和結(jié)構(gòu)改變的氨基酸、腸道內(nèi)源性氨基酸損失、不可避免的分解代謝的氨基酸、由于供應(yīng)過量導(dǎo)致分解代謝的氨基酸、作為能源供應(yīng)有限分解代謝的氨基酸等是生長動物氨基酸利用低效的主要原因。由于供應(yīng)過剩導(dǎo)致的氨基酸損失以及作為能量快速供應(yīng)氨基酸的損失。而以上2個(gè)過程依不同日糧和動物及其復(fù)雜的互作而變化，所以對于飼料配方而言，生物模型是有價(jià)值的。“未來，我們需要對日糧配方非常小心。” Moughan 教授說。 那怎么做能改變這種氨基酸利用的低效？針對未吸收和結(jié)構(gòu)改變的氨基酸，Moughan 教授介紹這是一個(gè)已經(jīng)取得巨大技術(shù)進(jìn)步的領(lǐng)域。回腸消化率對豬和家禽中是非常重要的，特別是豬，一定要看回腸消化率。“如果你希望豬的消化率非常穩(wěn)定，一定是要使用回腸消化率結(jié)果，而不是使用表觀消化率。” Moughan 教授提到。也有證據(jù)表明腸道會吸收由微生物合成的氨基酸，不過微生物合成和分解代謝氨基酸的凈值是很低的，還需要更多的研究來確認(rèn)。總結(jié)來說，解決方案是許多飼料經(jīng)過加熱、壓力和化學(xué)物質(zhì)等預(yù)處理的產(chǎn)品會越來越多；賴氨酸等經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)可能沒有辦法被動物利用，這樣的賴氨酸不一定是能被可利用的氨基酸，而且這種氨基酸的結(jié)構(gòu)可能是正常的。“我們需要了解日糧中可被利用的賴氨酸是多少，而不是總賴氨酸是多少。”
在對報(bào)告進(jìn)行總結(jié)時(shí)，Moughan 教授表示，氨基酸低效率的原因我們已經(jīng)基本了解，但還沒完全了解5大關(guān)鍵過程。還需要更多這些因果過程的研究，而不是關(guān)于日糧和日糧因素的一般研究。“我們有很多的方法，不過需要回到科學(xué)本源去了解因果的原因。另外，還有一些相應(yīng)的流程。” Moughan 教授也多次提到，有些看上去生澀難懂的東西是很好的工具，可以幫我們來做分析。“比如基因組學(xué)，可以幫助我們做最基本的科學(xué)研究，得到最基本的答案。”
最后，Moughan 教授也花了3分鐘介紹了一本新書——《飼料評估科學(xué)》，它是由Paul Moughan教授與Wouter Hendriks 教授共同編著，由瓦赫寧根出版社出版，涵蓋了營養(yǎng)的基礎(chǔ)科學(xué)，也包括日糧和飼養(yǎng)的實(shí)用方面，如飼料加工、飼料配方理論與實(shí)踐、預(yù)測營養(yǎng)素和能量的生物可利用率等。 |
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