飼料防霉劑的研究進展

sheshouleon · 發表于 2009-5-3 15:14:56

簡介：飼料霉變引起的飼料浪費是世界性難題，作為預防飼料霉變的措施之一即防霉劑的使用是非常重要的，目前飼料工業中化學防霉劑已被廣泛采用，本文綜述了飼料霉變的原因、危害、常用的飼料防霉劑及其作用機理。
飼料是發展畜禽業的物質基礎，它不僅能為畜禽的正常生長發育供給營養，還能提高畜產品的產量和質量。在炎熱多雨季節，飼料在儲存和運輸途中往往因水分含量過高而容易受到黃曲霉菌、灰曲霉菌、寄生曲霉菌、鐮刀霉菌和赫曲霉菌等有毒真菌的感染而導致霉變，使飼料的適口性變差，動物采食量減少，從而導致動物的生產性能下降，嚴重者會導致動物中毒。在這種情況下，搞好飼料的保藏，防止飼料霉變和腐敗已成為飼料生產中的一個重要環節。
一、飼料發生霉變的原因
1、霉菌的種類
　　能引起飼料霉變的霉菌主要有曲霉菌屬、青霉屬和鐮刀菌屬。其中曲霉菌屬包括黃曲霉、白曲霉、寄生曲霉等；青霉菌屬包括圓弧青霉、桔青霉、擴展青霉等；鐮刀菌屬包括禾谷鐮刀菌、串珠鐮刀菌、三線鐮刀菌等。這些霉菌在適宜的環境條件下都可引起飼料霉變。
2、溫度和濕度
霉菌的生長繁殖需要一定的溫度和濕度。霉菌大多數屬于中溫型微生物，最適生長溫度為20-30℃，霉菌繁殖產毒的最適溫度為25-30℃，其中曲霉菌屬最適宜生長溫度為30℃，青霉屬于最適宜生長溫度為28℃左右，鐮刀菌屬最適宜生長溫度為20℃左右。一般危害飼料的霉菌孢子在7℃時即可發芽生長，溫度高于49℃時霉菌則被殺死或進入孢子階段；當空氣中相對濕度達到75%時霉菌就能生長，在80%－100%時快速生長，在濕度低于75%時生長受到抑制。
3、飼料的含水量　
　　飼料的含水量是決定飼料中霉菌能否生長的一個重要原因之一，當飼料中水分超過13%－14%時，易于霉菌生長，當飼料水分>15%時霉菌可大量生長繁殖，其毒素產生也相應增加，飼料水分為10%－18%時是真菌繁殖產毒的最適條件。飼料及原料的安全水分為：谷實類為14%，粉狀飼料為≤13%,全價顆粒料為≤12.5%。
4、飼料的加工工藝
在生產顆粒飼料時，如果冷卻器及配套風機選擇不當，或使用過程中調整校核不當，致使顆粒飼料冷卻不夠或風量不足時，會導致顆粒飼料水分含量及料溫過高，這樣的顆粒飼料裝袋后易發生霉變。另外，飼料在加工過程中如果飼料流程設備中沒有及時清理，會在設備的一些死角積存發霉變質的料塊，特別是在生產全價顆粒飼料過程中，當這些物塊回流到制粒機重新被制粒后，易引起飼料霉變。
5、其它原因
飼料霉變還與飼料的質量、貯藏和運輸等因素有關。當使用較差的包裝材料，在貯存和運輸過程中飼料受到雨淋、曝曬等，都易引起飼料霉變。　
二、飼料霉變的危害
1、降低飼料營養價值
霉菌能利用飼料中的營養進行生長繁殖，降低飼料原有的營養價值。試驗表明長有霉菌的谷物能量損失達5％，蛋白質損失達7％，脂肪損失達3％。
2、影響動物繁殖性能
鐮刀菌屬霉菌所產生的脫氧雪腐鐮刀醇和玉米赫霉烯酮及黃曲霉菌產生的黃曲霉毒素，能引起動物陰囊紅腫、子宮擴張、腫脹及卵巢萎縮等癥狀，導致母畜發情周期延長、繁殖率下降，公畜宰丸萎縮，出現“雌性化”。
3、干擾動物免疫系統
黃曲霉毒素能降低動物的抗病力，干擾免疫接種與體內獲得性免疫力，單端孢霉素類是免疫抑制劑，能影響動物免疫系統，降低機體的免疫應答能力。
4、影響動物生長發育及生產性能
黃曲霉毒素能干擾體內蛋白質、碳水化合物和脂類的代謝，降低畜禽的生長速度。霉菌毒素還能侵害動物肝臟及腎臟，影響動物的生產性能。
三、常用的飼料防霉劑
1、雙乙酸鈉(ＳＤＡ)
雙乙酸鈉是乙酸鈉與乙酸的分子化合物,具有高效防霉、防腐、保鮮的效果,同時還具有增加營養的功能,能有效地調節畜禽腸道ｐＨ值、提高胃蛋白酶和消化酶的活性、提高蛋白質的消化率、有效調節畜禽腸道ｐＨ值、抑制有害菌的生長因而防止畜禽拉稀,促進有益菌生存。ＳＤＡ可增強動物對飼料的消化吸收,減少料耗,提高經濟效益。而且ＳＤＡ對人和畜禽沒有任何副作用,安全可靠,被美國食品與藥品管理局確定為安全物質。在飼料中添加0.1～0.5%的雙乙酸納,可以有效的防止飼料毒素的產生。若在青貯料中添加0.2～0.4%的雙乙酸納,可以使青貯料貯存期延長三周以上，雙乙酸鈉是目前比較理想的飼料防霉劑。
2、丙酸及其鹽
丙酸是目前較常見、用量較大的飼料防霉劑。丙酸為無色液體，具有揮發性，可溶于水、醇、醚等有機溶劑。丙酸揮發時產生的氣體可與飼料表面充分接觸，抑菌均勻，效果好。其防霉機理目前公認的有兩個：①非離解的丙酸活性分子在霉菌細胞外形成高滲透壓，使霉菌細胞內脫水，而失去繁殖能力；②丙酸活性分子可穿透霉菌細胞壁，抑制細胞內的酶活性，而阻止霉菌的繁殖。丙酸可用于配合飼料和青飼料中，在青飼料中添加0.5% 丙酸可保持6個月不發霉，而且可防止蛋白質分解并改善飼料的消化率。配合飼料中添加丙酸，應根據飼料的水分含量來決定丙酸的添加量，一般在0.25%-0.45%之間。
丙酸鹽為白色顆粒或粉末狀物質，溶于水。丙酸鹽防霉劑目前使用的有丙酸鈣、丙酸鈉和丙酸氨。研究表明，丙酸鹽可用于家禽飼料中，同時還能為飼料提供鈣、鈉和鉀等微量元素；丙酸鈣的添加劑量為飼料量的0.2％- 0.5％；丙酸鈉的防霉效果在丙酸和丙酸鈣之間，丙酸鈉在較高水分、大添加量(0.3％- 0.5％)時效果較好；丙酸氨的使用效果與丙酸相當。
3、山梨酸及其鹽
山梨酸又名2，4－己二酸，為化學合成品，白色結晶粉末或無色針狀結晶，無臭或稍有刺激性氣味，溶于水，它與丙酸一樣是目前最常用的防霉劑。山梨酸有抑制霉菌生長的效果，用山梨酸作飼料防霉劑，可以在PH＝5－6范圍內使用，它可以抑制有害微生物的生長，也可與微生物系統中的巰基結合，通過破壞酶系統達到抑制微生物代謝和細胞生長的目的。山梨酸的優點是，防霉效果好，對霉菌、酵母菌、好氣性細菌均有抑制作用，毒性小、價格低。缺點是防霉效果受pH值的影響，pH值大于7.5時，幾乎無抑菌作用；對乳酸菌幾乎無效；在水中易氧化，在塑料容器中其活性會降低。
山梨酸鹽為無色或白色鱗片結晶或白色結晶粉末。作為飼料防霉劑使用的山梨酸鹽主要有山梨酸鉀和山梨酸鈉。山梨酸鹽是目前國際公認的、具有良好發展前景的一種有機防霉劑。山梨酸鹽防霉效果好，產品毒性低，作為一種不飽和脂肪酸鹽，還可參與機體的新陳代謝，產生二氧化碳和水，可以看作是飼料的一部分。山梨酸鹽的一般添加量為0.05％-0.15％。我國規定山梨酸鹽在飼料中的最大使用量為1.0g／kg。山梨酸鈉因在空氣中不穩定，易氧化著色，很少使用。山梨酸鹽由于價格昂貴，現主要用于寵物飼料的防霉。
4、苯甲酸及其鹽
苯甲酸為無色或白色針狀或鱗片狀結晶，稍溶于水。是目前使用量最大的防霉劑之一，添加量一般為0.1％—0.3％，有效成分為非離解態的苯甲酸活性分子，其作用機理為完整的苯甲酸活性分子穿過霉菌細胞壁，抑制細胞內呼吸酶的活性及阻礙乙酰輔酶的縮合反應，使三羧酸循環受阻，代謝受影響，并可阻礙細胞膜的透性，從而達到防霉效果。苯甲酸及其鹽的優點是價格低、來源豐富、應用效果好、無蓄積作用、毒性小。缺點是對pH值要求很窄，只能在酸性條件下發揮作用，pH值大于4時防霉作用開始下降，且有苦澀等不良味道。由于苯甲酸的溶解度低，使用不便，因此在實際應用中多采用其鈉鹽。不過苯甲酸及其鹽由于有毒性作用，今后有被淘汰的趨勢。
5、富馬酸及其酯類
富馬酸對葡萄球菌、鏈球菌、大腸桿菌等有很強的滅活性，對乳酸菌無抑制作用。富馬酸還有抗氧化作用，在飼料中添加富馬酸還可促進動物生長，提高飼料利用率。
　　富馬酸的酯類主要有富馬酸二甲酯（DMF）和富馬酸單甲酯。DMF為白色結晶狀。分子式C6H804，分子量為144，在常溫下具有升華特性。DMF具有廣譜、高效的抑菌和殺菌作用；其防霉效果取決于其化學結構及化學性質等。因其幾乎不受PH值的影響，在任何PH值條件下都可保持較好的抗菌活性，此物質可穿透微生物的細胞膜，抑制細胞分裂，同時也可對三羧酸循環(TCAC)、磷酸己糖途徑(HMP)和酵解途徑的酶活性抑制，從而抑制微生物的呼吸作用。DMF易升華，形成DMF氣體，使這種活性分子更加活潑的分布在飼料表面，防霉效果徹底而均勻。
DMF防霉劑的缺點是對高水分飼料的防霉效果不佳，隨著飼料水分增大(超過15％)，DMF需要量增加，效果下降，成本提高。DMF因常溫下升華，浪費較大，同時還對人的皮膚及粘膜有強烈的刺激作用。　
6、其它防霉劑
其它飼料防霉劑還有制霉菌素、對羥基苯甲酸酯、脫氧乙酸、中草藥等。它們的防霉效果及作用機理各不相同。
四、作為飼料防霉劑應具備的特點
作為飼料防霉劑應具備以下特點：
1、添加量小，對動物及人無毒無刺激作用；
2、穩定性強，貯存期長，不與飼料發生反應；
3、無異味，添加到飼料中不影響飼料的適口性和飼料的營養成分，不危害動物的健康；
4、經濟，安全，操作方便，無致癌、致畸、致突變作用。
5、具有較強的廣譜抑菌效果
五、飼料防霉劑的作用機理
由于霉菌大量生長繁殖并產生毒素而使飼料發生霉變，從而影響了飼料的營養價值。飼料防霉劑的作用機理主要是以未電離分子的形式破壞微生物細胞及細胞膜或者細胞內的酶，使微生物的酶蛋白失去活性而不能參與催化，從而抑制微生物的增殖和毒素的產生。如苯甲酸抑制微生物細胞內呼吸酶的活性及阻礙乙酰輔酶的縮合反應，而使三羧酸循環受阻，代謝受影響，并可阻礙細胞膜的透性；山梨酸可與生物酶系統中的巰基結合，從而破壞了許多酶系統而達到了抑菌作用。另外，一些有機酸還在飼料表面形成均勻的有機酸保護膜，防止霉菌孳生。
六、飼料防霉劑的應用前景
隨著我國畜牧業的快速發展和人們生活水平的提高，人們對食品及衛生的要求也在不斷地提高，同時飼料防霉問題已越來越受到人們的重視。使用飼料防霉劑對保證飼料的品質起了重要的作用,其經濟效益以及社會效益已得到了人們的肯定。添加防霉劑已成為當今飼料生產尤其在高溫季節的必須措施。但我國飼料防霉劑的應用與國外相比還有很大的差距，在飼料防霉劑方面還有很多工作要做。如在基礎研究方面,我們對飼料防霉劑的防霉機理還不是很清楚。防霉劑在動物體內的代謝過程,最終產物以及殘留問題還要進一步深入研究和討論。復配技術也是防霉劑研究的一個方面,目前防霉劑產品以從單一型轉向復合型。這種復配不是簡單的把幾種防霉劑混合成一體，而需要經過嚴格的篩選和科學驗證,以取得最佳的防霉效果同時保證人畜安全。現在人們已經把目光放在了開發高效、低毒、價格低廉的天然防霉劑，這些料防霉劑的開發和應用前景非常廣闊。