生物饲料的开发与应用

生物饲料的开发与应用（精选12篇）

生物饲料的开发与应用 篇1

随着人口数量的增加和人民生活水平的提高, 对粮食和畜产品的需求量也迅猛增长, 饲料的需求量越来越大, 使得饲料原料更为紧缺, 因此饲料资源开发与生物饲料的开发已成为重要问题。2000年, 比利时的二恶英事件和英国的疯牛病等, 在欧洲大陆以及全世界范围内引起强烈震动, 消费者对畜产品的消费信心出现严重危机。人们开始强烈呼唤绿色饲料, 于是以发酵工程、基因工程和酶工程等高新技术为手段, 开发新型的饲料资源和生物饲料添加剂就成为绿色饲料生产的一条新途径。

生物饲料又叫发酵饲料, 指利用某些特殊的有益功能微生物与原辅料混合发酵经干燥等特殊工艺制成的含活性益生菌的安全、无污染、无药物残留的优质饲料。这类产品不但蛋白含量丰富, 而且还含有脂肪、糖、核酸、酶、维生素、无机元素以及大量的有益菌、生物活性物质等, 能促进动物的快速生长发育, 因此是一种不可多得的优质的饲料。

1. 生物饲料的原料

发酵生物饲料的原料多为工农业生产的废弃物, 就原料的种类而言是多种多样的。其中有工农业生产的废水 (如酿酒、味精、制糖、造纸、石油工业等产生的废水) ;废渣 (如酱油、淀粉加工、糖蜜、甲醇、醋酸等富含有机物的工业废渣) ;纤维类物质 (如木薯、玉米秸、花生茎、豇豆藤、马铃薯皮、橘皮、香蕉皮、菠萝皮、可可豆、豆荚、棕榈粉、米糠、木屑等) ;菜籽、棉籽饼粕、桐饼、芝麻饼等蛋白质的下脚料;屠宰场废弃的毛、血、骨、蹄、壳、皮等;鸡、猪等的畜禽粪便;鱼虾等海产品深加工产生的废弃物;甚至包括城市生活垃圾。这些原料大都是工农业生产的副产品或废弃物, 价格低廉, 原料利用率低或污染环境而引起人们的关注。通过生物饲料的开发利用, 将饲料生产、农副产品利用和环境保护三者有机地结合起来, 不但可弥补我国蛋白饲料的不足, 又有效地降低了对环境的污染。

2. 生物饲料的菌种

生产微生物发酵生物饲料, 菌种是关键。从目前报道的资料看, 主要包括细菌 (芽孢杆菌、枯草杆菌、拟杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌、乳酸球菌、光合细菌等) 、酵母菌 (啤酒酵母、假丝酵母、石油酵母等) 、霉菌 (曲霉、根霉、木霉、青霉等) 、放线菌、担子菌和微型藻类 (小球藻、绿藻、螺旋藻) 等, 生产中可根据原料和生产条件选择适合的菌种。

3. 生物饲料的生产工艺

生物饲料的生产工艺主要分为固态发酵和深层液体

固体发酵与液体深层发酵工艺相比, 固体发酵产物的生物活性及使用效果优于深层发酵产品。加之固态发酵多采用低值的糟渣类为原料, 成本低, 投资省, 原料来源丰富, 适合因地制宜, 因此近年来, 固态发酵在生产菌体蛋白饲料方面发展很快, 产品和数量都已大大超过深层液体发酵。此外, 由于微生物基因遗转技术的应用, 优良菌株的发现和筛选, 以及生产工艺的改进, 也促进了固态发酵技术的发展。此外, 从环保角度看固体发酵也是值得提倡的。

4. 生物饲料的作用机理和功能

生物饲料中除含有多种活性物质外, 还有各种益生菌, 如酵母, 无论是活菌状态还是失活状态的益生菌, 都在动物体内都能发挥一定的作用。

(1) 提高了饲料的利用率生物饲料中有益菌群不仅能够增强消化道微生物的消化能力, 促进动物对营养物质的吸收、消化和利用, 而且一般发酵后的饲料有酒香味, 适口性好, 增加了牲畜的采食量, 提高了饲料利用率。此外, 微生物产生多种酶, 促进了一些高分子化合物 (如纤维素、果胶等) 的分解转化。有报道说, 可使得饲料的利用价值提高15%~20%。

(2) 改善动物的胃肠道环境, 促进体内微生态平衡牲畜摄入生物饲料后, 占有绝对优势的有益菌群就会调节肠道微生态环境与病原菌竞争的定植位点, 抑制其他有害菌和致病菌的生长, 增强机体对疾病的抵抗力, 同时改善肠胃内微生物的发酵。

(3) 产生有机酸在发酵过程中会产生乳酸、乙酸、丙酸等有机酸, 这些酸无论是在体内还是在体外都可抑制大肠杆菌等革兰氏阴性菌的生长, 增强动物体的抗病性。

5. 生物饲料在养殖业上的应用效果

(1) 生物饲料在猪日粮中的应用效果在猪日粮中使用发酵生物饲料, 具有提高生产性能、降低肠道有害菌、减轻畜禽异味和粪尿恶臭等作用。利用米曲霉和白地霉固态发酵鲜鸡粪, 使得鸡粪饲料粗蛋白与氨基氮含量都有一定的提高, 饲料适口性较好, 可替代部分配合饲料。喂猪试验表明添加40%鸡粪饲料后, 猪日增重比单喂配合饲料增加10.83%, 提高了鸡粪的利用价值。用1%“益福牌”生物饲料饲喂50日龄仔猪, 结果表明, 试验组每增重1 kg比对照组少耗料0.24 kg, 使断奶仔猪的发病率降低26.3%。使用复合酶制剂饲喂仔猪, 平均日增重比对照组提高12.7%, 比商品酶制剂组提高9.5%, 平均采食量比对照组提高10.1%, 料肉比比对照组降低2.38%。使用复合酶制剂饲喂生长肥育猪, 试验结果表明:添加酶的试验组比对照组增重提高8.8%, 饲料转化率提高5.2%, 每kg增重饲料成本降低4.6%, 且腹泻率减少90%。

(2) 生物饲料在奶牛日粮中的应用效果目前奶牛日粮中应用的生物饲料主要是发酵的果渣、秸秆类以及全天然复合生物活性饲料产品。在奶牛的日粮中使用该类饲料, 奶牛产奶量增加, 发病率下降。采用白地霉、热带假丝酵母和康氏木霉发酵苹果渣, 结果表明:发酵产物可使每头奶牛每天平均多产奶3.5 kg, 奶品乳脂率和乳蛋白率上升, 奶牛体细胞数和乳腺炎发病率下降, 对奶牛健康状况有较好的促进作用。使用中坤源牌生物1号料, 试验结果表明:试验组比对照组每日多产奶3.66 kg, 乳脂率比对照组提高了0.2%, 而且在试验期间, 试验组奶牛无一头下痢, 而对照组奶牛常有下痢现象。由此证明, 中坤源牌生物1号料对奶牛有防止下痢, 增加吸收利用率的作用。使用微珍100复合活性生物饲料增效剂饲喂奶牛, 结果表明:试验组比对照组每头牛日均多产奶1.99 kg, 乳脂率提高0.25%, 而且适口性好, 奶牛表现出较好的食欲, 试验组奶牛饲喂第6天, 粪便中过料现象明显减少, 粪便较光滑呈良好的消化状态, 粪尿气味降低。由此看来, 微珍100能有效改善瘤胃微生物环境, 提高有益微生物菌群的活力, 提高饲料的利用率和转化率, 从而提高产奶量。

(3) 生物饲料在鱼日粮中的应用效果生物饲料在鱼的日粮中应用不仅可以替代昂贵的鱼粉, 降低饲料成本, 而且有稳定和增强肠道消化功能与调节水质的作用。, 试验结果表明, 在浮式海水网箱 (1.5 m×1 m×1.5 m) 中养殖石斑鱼幼鱼 (9.4±0.1 g) , 在等氮 (52%CP) 基础上进行以发酵豆粕和普通豆粕替代鱼粉的试验, 为期56 d。结果显示:在石斑鱼饲料中添加14%发酵豆粕, 其增重率、特定生长率 (SGR) 、饲料效率和蛋白质效率与对照组无显著性差异 (P>0.05) , 以后随着发酵豆粕添加量的上升, 这些指标都显著下降 (P<0.05) 。在同样替代水平下, 添加21%发酵豆粕组, 增重率、SGR、饲料效率和蛋白质效率都比添加20%豆粕组高 (P<0.05) , 这表明对海水肉食性鱼类来说, 发酵豆粕是一种比豆粕更优良的蛋白源。通过用饲喂生物活性饲料与投喂水生植物小浮萍相结合的方法, 取得了草鱼水花成活率70%、夏花成活率90%以上的好成绩。

总之, 生物饲料做为新型饲料, 由于营养的全面性及资源的丰富, 在畜牧业发展中有着极其重要的地位, 它的开发和研究具有广阔的发展前景。

生物饲料的开发与应用 篇2

作 者：吴建敏 曹雪林 承尧兴 钱志平WU Jian-min CAO Xue-lin CHENG Yao-xing QIAN Zhi-ping 作者单位：吴建敏,钱志平,WU Jian-min,QIAN Zhi-ping(常州市农畜水产品质量监督检验测试中心,江苏,常州,213001)

曹雪林,CAO Xue-lin(常州市大伟生物饲料有限公司,江苏,常州,213176)

承尧兴,CHENG Yao-xing(常州市联农奶牛合作联社,江苏,常州,213115)

生物饲料的开发与应用 篇3

将昆虫作为畜禽饲料，既可以直接通过自然采集，又可以进行人工饲养。为保证畜禽生产中有充足的昆虫来源，必须进行昆虫的工厂化、规模化饲养。

1.黄粉虫。黄粉虫适应性强，对喂养设施要求不高，可用木箱、塑料盒、砖池等光滑的容器。喂养规模较大时，可采用直径1500毫米的竹筐，内铺设薄膜，然后一层一层放在立架上。食料以麦麸、米糠、饼屑、酱油渣等为主，适量添加青菜叶、胡萝卜、西瓜皮等辅料，保持75%~90%的相对湿度和25~30℃的室内温度，室内光线略暗。黄粉虫70多天就能繁殖一代，一只雌虫经交配后能繁殖幼虫3000条以上，每1.25公斤麸皮可生产0.5公斤黄粉虫。

2.蝇蛆。小规模饲养蝇蛆可用缸、盒等，大规模饲养应用池养。池口应用塑料纱网罩住，以防外来带菌家蝇的侵入。饲料蝇蛆的食料主要是米糠、麸皮、鸡粪、猪粪、下脚料等。蝇蛆的生产周期只需几天，饲养要经过成蝇的饲养繁殖、收集蝇卵和蝇蛆饲养、幼虫收集等过程。幼虫生长的最适温度为24~34℃，培养料含水量为70%左右。幼虫晒干或烘干后，经粉碎即成蝇蛆粉。

3.蚯蚓。养殖蚯蚓既可用土法养殖，也可用工厂化养殖。宜选择阴暗、潮湿的地方，挖长2.7~3.3米、宽1~1.8米、深0.3~0.5米的土坑，倒入发酵的猪粪、牛粪以及垃圾、污泥、烂草、烂树叶等，然后放入蚯蚓，盖上草帘或乱草，要注意经常浇水，保持坑土湿润。一般1平方米可养殖1万~2万条，15~20天后即可收集蚯蚓。

4.蚂蚁。野生蚂蚁可通过食物引诱、扒其穴洞、灯光诱集等方法收集。人工培养可在地下挖一个0.7~1米深的土坑，放入0.3~0.7米厚的松针、橡胶木、杂木、茅草、稻草等，倒入淘米水，再盖上0.3米厚的土，一周后就会长出许多白蚁，即可采集饲喂畜禽。

五、饲用昆虫的发展前景

由于畜牧业的迅速发展，蛋白质饲料的供求矛盾日益尖锐，因此世界各国都把解决蛋白质不足的问题作为开发饲料资源的主动方向。据报道，目前世界上已有许多国家把粪便养蛆作为一种成功的技术应用于畜牧业生产，如朝鲜和俄罗斯有许多养鸡场和养鱼场分别建立了养蛆车间，为养殖提供大量高蛋白饲料。近年来，我国人工养殖昆虫的研究和实践也有较大的发展，如蝇蛆、蚂蚁、蚯蚓、蜗牛等昆虫的人工养殖都有报道，但多数尚未形成规模达到产业化的程度。因此，开发饲用昆虫，利用昆虫来生产转化率高、营养成分齐全的高蛋白动物性饲料是开发饲料资源的一个新途径，对缓解高蛋白动物性饲料资源的不足、更好地解决人畜争粮的矛盾、促进饲料工业及养殖业的发展均有重要的意义，今后将会向规模化、工业化方向发展，饲用昆虫的开发应用前景广阔。（全文完）（山东 高自超 周元军）

昆虫饲料的开发与应用 篇4

1 昆虫的营养价值

1.1 昆虫的蛋白质营养

大量的营养分析结果表明, 昆虫蛋白质的含量很高, 很多昆虫干体的蛋白质含量高达50%以上。如:黄粉虫干粉和蝇蛆干粉蛋白质含量分别达到60.88%和54%, 稻蝗干虫体蛋白质含量高达68.61%, 优雅蝈螽干虫体中的粗蛋白含量可高达71.3%;而蟋蟀虫体中蛋白质达到鲜重的20.18%, 明显高于其它动物营养源。

不仅这些昆虫的蛋白质含量远大于鸡、鱼、猪肉和鸡蛋中的蛋白质含量, 更重要的是昆虫蛋白质中氨基酸组分分布的比例与联合国粮农组织 (FAO) 制定的蛋白质中必需氨基酸的比例模式非常接近, 因此, 昆虫是一类高品质的动物蛋白质资源。

昆虫不仅含有丰富的蛋白质和氨基酸, 还含有一些具有某些可以调节机体生理功能的特殊活性物质。例如, 许多昆虫还能产生抗菌肽, 如家蚕、蓖麻蚕、惜古比天蚕、蜜蜂、粉甲等。这些昆虫产生的抗菌肽具有明显的抗菌、抑制肿瘤作用。除抗菌肽外, 等翅目的白蚁科、鼻白蚁科和膜翅目的蚁科等昆虫中含有一种特殊的蛋白质———干扰素, 也具有抑制肿瘤的功效。此外, 应用基因工程方法, 将动物的生长激素、雌激素、促卵泡释放激素等对动物生长繁殖有重要作用的激素的基因, 通过电转移法将重组基因注入家蝇受精卵中, 使外源基因在蝇蛆中高效表达, 再将这些高效表达外源基因并可稳定遗传的家蝇种群所产生的蝇蛆蛋白, 分别作为不同动物的饲料, 这样不但可为动物提供营养丰富的动物性蛋白, 而且蝇蛆所高效表达的外源基因蛋白在动物体内发挥作用, 将会提高动物的生产性能。

1.2 昆虫的甲壳素与壳聚糖营养

壳聚糖又称几丁聚糖、可溶性甲壳素, 是甲壳素脱乙酰基后的产物。壳聚糖对动物具有多种生物活性, 如:增强动物体内巨噬细胞的功能, 增强小鼠肝脏的抗毒作用, 促进伤口愈合, 抗炎作用, 抗凝血作用, 降低胆固醇和预防胆结石的作用, 促进动物肠道益生菌乳酸菌和双歧杆菌的生长等。国内的相关研究还表明, 壳聚糖能降低蛋鸡血清和蛋黄胆固醇含量、降低肉鸡体内胆固醇含量和改善肉鸡生长性能、增强动物的免疫功能等。目前, 国内大都采用虾、蟹壳作为原料制备壳聚糖, 但由于其来源有限、壳聚糖含量低、灰分含量高, 提取成本相对较高, 使其应用受到一定限制。而昆虫是地球上最大的优势动物类群, 种类最多、分布广泛、富含壳聚糖。昆虫体壳中甲壳素含量高达70%、制备工艺成熟, 开发利用昆虫甲壳素/壳聚糖具有潜在优势。

1.3 昆虫的脂肪酸营养

研究表明, 许多昆虫都含有丰富的脂肪, 通常脂肪酸含量在10%～50%之间, 部分昆虫脂肪酸含量高达60%, 如竹节虫等。且昆虫体内的脂肪酸构成不同于一般动物脂肪的特点, 其不饱和脂肪酸含量很高。中国很早就有饲养家蚕生产丝绸的习惯, 并从蛹中提取蛹油供食用或生产保健品或药品。由此可见, 一些饲养容易, 虫体易得, 脂肪含量较高的昆虫, 可以用来提取油脂供食用或饲料原料。如:中华稻蝗脂肪酸以不饱和的油酸、亚油酸及亚麻酸为主要成分, 约占脂肪酸总量的83%, 多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值 (P/S) 为3.39～6.46, 油脂质量高于菜籽油和花生油等油脂。

尽管虫源性脂肪酸在饱和脂肪酸组分、含量等方面具有优势, 但目前对虫源性脂肪酸的应用研究很少, 仅见报道在饲料中添加亚油酸可提高鲇鱼的生长, 投喂添加亚油酸1%饲料, 鱼体增重比对照鱼提高12.6%, 饲料系数降低12.9%。

此外, 昆虫还含有丰富的矿质元素, 如K、Na、Ca、Cu、Fe、Zn、Mn、P等, 许多食用昆虫的Ca、Zn、Fe等含量较高, 并且昆虫体内还含有丰富的VA、VB2、VD及麦角甾醇等物质。虫菌复合体内还含有其他多种生物活性成分, 如:酶、非肽含氮类化合物 (芳胺类、蝶碇类等) 、激素类等物质。

2 昆虫饲料在畜禽生产上的应用

2.1 在养猪生产上的应用

黄自占等 (1984) 报道, 在基础日粮相同的条件下, 每头猪每天加喂100 g秘鲁鱼粉, 结果喂蝇蛆粉的仔猪比喂鱼粉的仔猪增重提高了7.18%, 而且每天增重0.5 kg, 成本下降13.2%。用蝇蛆粉喂养的猪瘦肉中蛋白质含量比喂鱼粉的高3.5%。张建红等 (2002) 报道, 用蚕蛹粉喂猪, 日平均增重比不加蚕蛹粉的要高23.6%, 而且可以缩短育肥期, 提高肥猪出栏率。姜利等 (2002) 报道, 在猪粗饲料中添加5%～8%蚯蚓粉喂猪, 其生长速度可提高15%。骆世军等 (1997) 报道, 在猪日粮中添加5%的蚕沙, 经济效益比对照组提高7.4%。张宏等 (1995) 用鲜蛆喂猪的效果很理想, 每天增喂100 g蛆粉和秘鲁鱼粉, 比单独喂鱼粉每天增重500 g (毛重) , 增重率为7.18%。

2.2 在家禽生产上的应用

祁芳等 (2001) 报道, 在其他条件完全相同的情况下, 用10%蝇蛆粉喂养蛋鸡, 其产蛋率比喂同等数量的国产鱼粉的蛋鸡提高19.5%, 饲料转化率提高15.8%, 成本降低40%, 且可提高鸡蛋及鸡肉的品质。武满伟等 (1997) 试验证明, 在蛋鸡饲料中用卤虫全部或部分替代进口鱼粉是完全可行的, 不仅为养鸡户提供了同样质量的饲料, 而且降低了饲料成本, 每1 kg蛋的饲料成本降低0.1元。郭宝忠 (2003) 报道, 在蛋鸡日粮中加入5%～10%的蚕蛹粉产量率可提高18%。杨海明等报道, 在粗饲料中添加5%～8%的蚯蚓粉喂养家禽, 可使其生长速度提高15%。

3 昆虫饲料的开发利用

将昆虫作为畜禽饲料, 直接通过自然采集远不能满足现在畜牧业的发展, 因此, 为保证畜禽生产中有充足的昆虫来源, 必须进行昆虫的工厂化、规模化饲养。

3.1 黄粉虫

黄粉虫隶属于昆虫纲鞘翅目拟步甲科, 是一种危害十分严重的储粮害虫, 但由于营养价值高, 所以也是一种重要的饲料昆虫。据报道, 黄粉虫干粉蛋白质含量在48%～54%之间, 脂肪含量在28%～41%之间。蛹和越冬幼虫脂肪含量较高, 相应蛋白质含量较低, 生长期的幼虫则蛋白质含量高而脂肪含量低, 黄粉虫成虫、幼虫及蛹粗蛋白含量分别为61%、57%和51%, 粗脂肪含量分别为15.81%、40.03%和37.97%。另据杨兆芬[1]分析, 黄粉虫幼虫干粉蛋白质含量为59.70% (氨基酸59.17%) , 脂肪29.80%, 含VA 337μg/100 g, VE 898μg/100 g, 硒37μg/100 g, 另外, 还含有VB1和VB2。

黄粉虫蛋白质和脂肪含量高, 氨基酸含量全面, 是一种优质的蛋白饲料, 已广泛应用于养殖业。饲养效果表明, 用黄粉虫作为饲料, 可使动物生长速度加快, 繁殖量增大, 抗病力增强, 存活率提高。据报道, 用3%～6%的鲜黄粉虫代替等量鱼粉饲喂肉鸡, 增重速度提高13%, 饲料报酬提高23%。用粉虫喂养猪, 皮毛光滑, 肤色红润, 长膘快, 饲养周期可缩短1个月。

3.2 蚯蚓

蚯蚓粉是较好的动物蛋白饲料。蚯蚓体内营养丰富, 蛋白质含量平均为56.5%, 最高可达70%, 且富含11种氨基酸, 其中精氨酸的含量比鱼粉高2～3倍, 色氨酸的含量是牛肝的7倍, 赖氨酸的含量也高达4.3%, 还含有丰富的维生素A、维生素B、维生素E族及多种微量元素、激素、酶类、糖类物质。其中每克蚯蚓含维生素B12.5 mg、维生素B223 mg, 此外, 蚯蚓体内的铁、铜、锌、锰的含量也比鱼粉高, 磷的利用率高达90%以上。

在傅规玉的试验中, 用蚯蚓粉代替鱼粉饲喂育肥猪, 结果表明用蚯蚓粉代替鱼粉饲喂育肥猪日增重可提高13.1%, 料重比降低0.9∶1。该试验也表明用蚯蚓粉替代鱼粉是可行的。

3.3 蝇蛆

家蝇营养成分全面, 其蝇蛆和蛹都是优质动物性蛋白饲料, 活蝇蛆蛋白质含15.60%, 可直接用来喂鸡、鸭、鹅。而蝇蛆粉粗蛋白含量高达60%左右, 最高的样品达68%;粗脂肪含量10.60%～63.00%, 与进口鱼粉相似;碳水化合物12.04%, 脂肪11.60%, 粗纤维5.70%, 灰分11.43%。王达瑞等研究表明, 无论是鲜蝇蛆还是干蝇蛆都略高于或接近鲜鱼粉及肉骨粉。蝇蛆粉共含有17种氨基酸, 氨基酸总量占干物质总重的52.33%, 其氨基酸总量是鱼粉的1.8倍, 每种氨基酸的含量均高于鱼粉, 必需氨基酸总量是鱼粉的2.3倍。研究发现, 家蝇幼虫体内干粉蛋白质含量高达43.26%～55.26%, 氨基酸构成合理, 人体所需8种必需氨基酸含量高达45.48%, 超过联合国FAO和WHO提出的40%的标准。此外, 蝇蛆粉中必需不饱和脂肪酸含量明显高于进口及国产鱼粉。

从20世纪70年代末开始, 我国不少地区便利用鲜蛆或蛆粉饲喂蛋鸡。湖南农业大学的姚福根、甘肃饲料研究所的楚焕彩等用蝇蛆粉代替等量鱼粉饲养蛋鸡, 都取得了理想的效果。在贾生福 (2005) 等的试验中, 分别添加5%的蝇蛆粉和5%的鱼粉作为试验组和对照组饲喂22日龄AA肉仔鸡, 试验组较对照组日增重提高了2.89%;料重比降低0.09;只收入增加1.27元。用于喂猪, 增重率可提高7.2%, 而成本下降13.2%。用于喂鱼, 比用鱼粉多增重20.8%, 而蛋白质利用率可提高16.4%。

蚕蛹是蚕的幼虫向成虫过渡的休眠状态。蚕蛹中含有丰富的蛋白质, 高于鸡蛋和猪肉, 且多为营养价值高的球蛋白和清蛋白, 易于消化吸收。柞蚕蛹粉中含有19种氨基酸, 人体所需的8种必需氨基酸含量高且均衡。据分析, 合成人体组织蛋白质最需要的赖氨酸, 柞蚕鲜蛹的含量高于鸡蛋含量的3.8倍, 促进生长发育不可缺少的蛋氨酸是猪肉的1.5倍。维持人体氮平衡的亮氨酸高于牛羊肉4倍多。家蚕干蚕蛹含粗蛋白55%, 脂肪25%, 脱脂蚕蛹含蛋白质70%以上。含18种氨基酸, 氨基酸含量高于鱼粉。柞蚕蛹还含有许多微量元素, 除此以外, 柞蚕蛹还含有促进生长、增强对疾病抵抗力的VA, 并含有VB1、VB2以及VE和胡萝卜素等。

蚕蛹在畜牧业及水产养殖业中的应用都取得了显著的效果。据报道, 用蚕蛹粉喂猪, 日增重比不加蚕蛹粉的要高23.6%, 而且可以缩短育肥期, 提高猪出栏率。猪饲料中添加蚕蛹粉, 其氨基酸真消化率达到88.22%, 明显高于啤酒糟、豌豆等饲料蛋白辅料。用8%的蚕蛹饲养仔鸡, 体重增加量比用等量的鱼粉饲养的仔鸡稍低, 但饲料报酬则高于鱼粉组, 从经济效益上看, 用蚕蛹饲养的鸡收入更多。

昆虫是动物界中的最大类群.生物量超过其它所有动物 (包括人类) 生物量总和的l0倍以上, 属于可更新资源。大量的营养学研究证明, 昆虫体内富含蛋白质, 且纤维少, 微量元素丰富, 易于吸收, 是最大的动物蛋白资源。随着现代化、集约化畜牧业的迅速发展, 饲料缺口很大, 特种专用饲料为数更少。因此, 开发饲用昆虫, 利用昆虫来生产转化率高、营养成分齐全的饲料是开发饲料资源的一个新途径, 对缓解饲料资源的不足, 促进饲料工业及养殖业的发展均有一定的意义, 今后将会向规模化、工业化方向发展。昆虫饲料能提高养分的利用率, 能够减轻畜禽排泄物造成的越来越严重的环境污染问题, 保持环境资源, 有目的、有步骤的开发研究生产, 逐步扩大我国蛋白饲料生产量, 促进我国畜牧业快速发展。

参考文献

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生物饲料的开发与应用 篇5

四川攀西地区生物资源的产业开发与发展思路

攀西地区生物资源丰富,产业开发也初有成效,但是受各种条件制约,依然有很大发展空间.文章分析了攀西生物资源的.产业开发的主要优势、制约条件,并提出了进一步的发展思路,以生态效益、经济效益、社会效益的良性互动为目标,以科技为先导,以生态建设为依托,第一、二、三产业综合开发,将生物资源开发、生态环境保护、产业结构调整、农民脱贫致富紧密结合起来,最终形成生物资源开发的可持续发展.

作 者：黄善明 张玺  作者单位：四川大学经济学院,四川成都,610064 刊 名：绵阳师范学院学报 英文刊名：JOURNAL OF MIANYANG NORMAL UNIVERSITY 年，卷(期)： 23(2) 分类号：F124.5 关键词：攀西   生物资源   产业开发  

肉牛秸秆饲料的开发与利用技术 篇6

1. 提高秸秆饲用价值的加工调制方法

改善作物秸秆营养价值主要有物理方法、化学方法、生物方法以及对采食低质秸秆日粮反刍家畜瘤胃的调控。物理方法是对秸秆进行切短、压扁、浸泡、粉碎、粒化、蒸煮、热喷等处理,不会改变秸秆的化学成分。这些处理有利于瘤胃微生物在饲料颗粒上的附着以及随后的生长繁殖和对秸秆的分解、消化,但不能提高甚至降低(尤其是细粉碎)秸秆的消化率。化学方法包括氨化、碱化和氧化处理。氨化不仅可以提高反刍动物对秸秆的消化率,还可以为瘤胃微生物提供氮源,因而近年来在反刍动物生产中得以推广使用。但单一氨化处理并不能充分发挥动物生产潜能,应改为复合氨化。碱化法虽然可促进瘤胃发酵,对消化率的改善较明显,但是对采食量的提高不明显,且此法具有一定的腐蚀性,同时对环境造成污染,有时甚至对动物产生毒害作用。生物方法就是向秸秆中添加纤维素酶等复合酶制剂或用细菌、真菌对秸秆进行接种处理,让部分纤维素在动物体外就被分解,以提高瘤胃微生物对秸秆的降解率和反刍动物对秸秆的采食量。应用微生物对秸秆进行处理,一般是将微生物制剂接种到秸秆上,并加入一定量的水及其他营养成分,然后进行无氧发酵,达到分解秸秆中纤维素的目的。生物学处理的实质是酶处理,即由微生物(如白色腐败真菌、放射菌与酵母菌等)生长繁殖时产生的分解纤维素或木质素的酶发挥作用。多菌株混合培养比单一菌株产酶更具多样性,并可减少单一菌株产纤维素酶过程中的抑制现象。王丽等利用木霉1号、黑曲霉2301、根霉v-8和饲料酵母共生培养,使稻草中酸性洗涤纤维降低38.5%、蛋白质提高39.4%,混合菌共发酵效果明显优于单一菌种发酵。徐坚平等选择绿色木霉和饲料酵母混合共同发酵稻草,试验组蛋白质含量提高到20%~25%,纤维素转化率达51%。熊智辉等(2006)用黑曲霉、绿色木霉、白地霉和假丝酵母菌4种微生物发酵稻草,发酵后稻草粉的纤维素含量为22.34%,粗蛋白含量达22.08%,可溶性糖含量为3.87%。

目前所用的生物技术如酶解法及微生物发酵法,仍处于初级水平阶段。具体选用哪种加工调制方法除要考虑是否经济实用外,还要考虑到各种加工方法自身的缺陷与不足。在生产实践中,上述各种方法常结合使用,如碱化后制成颗粒,切碎后碱化或氨化等。

2. 秸秆利用的系统动物营养工程技术

秸秆的加工调制虽然可较大程度提高其饲用价值,但是秸秆中可发酵氮源、可发酵能源、过瘤胃蛋白质、矿物质元素等瘤胃微生物和宿主动物所必需的养分含量仍很低,所以全面提高秸秆的饲用价值,需将粗饲料的加工调制与营养调控型补饲结合起来,进行整体调控。卢德勋(1998)提出“秸秆利用营养工程技术”,即针对秸秆本身存在的营养缺陷和反刍动物的营养生理特点,将加工调制技术、营养调控型产品的使用以及配套的饲养管理技术等多种营养技术措施加以系统集成,充分发挥各种技术措施的整体优势,以达到理想的秸秆饲用效果的成套营养技术。

系统营养工程技术具体内容简称“P+3M”。P技术为加工调制技术,通过该技术最大限度地提高动物采食量,并在一定程度上改善消化率。M1技术针对秸秆营养缺陷和反刍动物营养生理特点,设计和使用营养调控型饲料产品,调控日粮营养素平衡,调控其干物质采食量和瘤胃功能,以最大限度地发挥反刍动物瘤胃作为天然发酵罐的生物优势,使秸秆在瘤胃内的发酵达到最佳状态,从而提高日粮营养物质利用率。M1技术采用的一些具体措施:为瘤胃微生物提供足够的营养源(可发酵氮源、可发酵碳源和一些必需的矿物质元素);利用控制原虫技术,提高瘤胃微生物的生长率;利用粗饲料分级指数实现秸秆与其他粗饲料优化搭配;调整日粮营养结构和使用特殊营养调控剂来提高日粮营养物质利用率。M2技术是使用一些具有营养调控功能的管理技术,具体措施:通过将饲料加工成适宜粒度,以控制瘤胃食糜的流通速率;利用青饲催化性补饲技术,促进瘤胃微生物发酵;合理的饲喂次数和次序等。M2技术的目标就是要提高P技术和M1技术的整体效果。M3技术即营养检测技术,通过对动物营养状况进行有效检测,为营养调控和营养决策提供重要的技术依据,最大限度地提高营养工程技术的整体效果。因此,“P+3M”技术是一个整体,不可分割,相互促进。

张吉 等(2008)根据秸秆利用的营养工程技术原理,针对稻草可发酵氮源、可发酵糖类和过瘤胃蛋白水平以及生葡萄糖物质水平低、粗灰分中硅酸盐含量较高但又缺乏某些必需的矿物质元素,且其所含的矿物质元素利用率又低等缺陷,补充氮素、能量饲料以及矿物质元素、维生素等,并设计出科学的配方。改良肉用牛高效育肥专用稻草颗粒饲料的配方组成为62%稻草+31%具有调控功能的混合精料+7%复合处理剂。根据配方将各种原料充分混匀后,用特定的颗粒机制成颗粒饲料。稻草饲料颗粒化的过程中,稻草在复合化学物质的综合作用下,使其所含的纤维物质降解为动物容易消化吸收的单糖、双糖、氨基酸等小分子物质,从而提高饲料的消化吸收率,其有机物消化率比原稻草提高18.7%～25.5%,起到饲料机械起不到的深度生化加工作用;专用稻草颗粒饲料可使稻草的采食量净增60%,饲喂专用稻草颗粒料的肉牛平均日增重比用养殖户自配料喂养时增加一倍,出栏期缩短,饲料成本降低。稻草颗粒饲料可以作为改良肉用架子牛的基础饲料使用,日喂7.5~15千克,使用时最好与青绿饲料搭配饲喂,不需再饲喂任何精料。通过综合在泰和、高安、南昌三县的试验资料证明,用稻草颗粒饲料育肥较农户自配料育肥头均盈利增加8.3%~12.7%。

生物饲料的开发与应用 篇7

1 瘦肉型饲料添加剂的现状

降低禽畜酮体脂肪含量、提高禽畜酮体瘦肉率在过去几十年一直是动物育种、动物营养、饲料、养殖领域的重要研究方向和主要目标。虽然有关瘦肉型禽畜的育种工作一直在有序的开展,也有一定的成效,但是培育一个稳定高产的瘦肉型禽畜品种的周期长,工作量大,且对于瘦肉型品种的禽畜也要有相应合理的配比饲料和科学的养殖方法,才能得到高品质的动物酮体。

一直以来,世界各国科学家都在努力开发能提高禽畜瘦肉率的饲料添加剂。利用代谢调节剂促进动物脂肪消耗、提高蛋白质沉积是一条行之有效的方法。在生产实践应用中,使用肾上腺素受体激动剂、甾醇类药物作为饲料添加剂,如盐酸克伦特罗(俗称“瘦肉精”),能促使体内脂肪酶活化,促进甘油三酯分解成游离脂肪酸和甘油,能有效地缓解、减少脂肪沉积,增加肌肉蛋白含量,从而改善禽畜酮体品质,提高瘦肉率。这些物质虽然能有效提高瘦肉率,但是,却能在禽畜酮体中残留,对人体有一定的毒害作用,因此,国家相关部门已经禁止在动物日粮中使用该类物质[1,2,3,4]。

目前,市场上没有一种绿色安全、价廉物美、高效、广泛使用的瘦肉型饲料添加剂。同时,市场对瘦肉型饲料添加剂的需求量很大,当年风靡全国的“瘦肉精”足以说明瘦肉型饲料添加剂市场的庞大。这种突出的供需矛盾,促使不少的企业、研究机构、大专院校投入大量的人力、物力、财力研发瘦肉型饲料添加剂,并取得了一定的研究成果。如国家发明专利(NO.ZL86105967)提供了一种从含莨菪烷类生物碱的茄科莨菪类植物中提取有效成分,制取提高禽畜瘦肉率的饲料添加剂的方法。该发明提供的生产方法工艺简单、原料充足、无三废污染,由该专利方法制备得到的产品能有效促进禽畜生长,尤其能够提高禽畜的瘦肉率,并能改善肉质风味,减少饲料消耗,增强禽畜的免疫抗病能力,对禽畜无毒、无致畸、无致突变等副作用。但是,该专利制备的饲料添加剂很少在市场上销售[5]。

俞祖勋申请了一项“瘦肉型饲料添加剂”(NO.ZL0214-5029.3)国家发明专利,该专利提供的一种瘦肉型饲料添加剂为丙酮酸与一水肌酸混合物,其中丙酮酸盐含量为55%~75%,该专利制备的饲料添加剂对人体安全,也能有效提高禽兽类的瘦肉率。但是,这些得到专利保护的能提高瘦肉率的饲料添加剂,由于各种原因没有得到很好的应用推广,无法满足消费市场对瘦肉型饲料添加剂的大量需求,没能有效解决瘦肉型饲料添加剂供给问题[6]。

针对目前这种状况,急需开发一种绿色安全、能广泛使用的新型、安全、价廉的瘦肉型饲料添加剂,来填补市场需求的空白,以满足人们对高品质动物食品的需求。

2 生物基1,3-二羟基丙酮的生产及其安全性

2.1 1,3-二羟基丙酮简介及其生产

1,3-二羟基丙酮,也称二羟基丙酮,分子量为90.08,分子式为C3H8O3。它是一种简单酮糖,晶体呈白色,易溶于水以及乙醇、丙酮等有机溶剂。1,3-二羟基丙酮可以以甘油为基质通过微生物转化生产获得。由于甘油由动物脂肪、植物油脂转化获得,也可以通过微生物发酵生产,因此,由微生物转化甘油生产的1,3-二羟基丙酮是基于生物源和生物技术的一种化学品。

二羟基丙酮生产用的菌种与生产过程亦是绿色环保的,目前用于二羟基丙酮工业化生产的微生物菌种是葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans),该菌株对人体与环境都安全。二羟基丙酮是人体糖代谢过程中的三碳化合物中间产物,在人体内有存在,对人体无毒害作用,是一种绿色安全的化学品,目前已得到美国FDA认证,广泛应用于化妆品、医药中间体、饲料添加剂等领域[7,8,9,10,11,12]。

2.2 二羟基丙酮生物学功能

二羟基丙酮作为一个生物体糖代谢的中间产物,在生物体的代谢过程中有着十分重要的作用。一方面,二羟基丙酮在二羟基丙酮激酶(dihydroxyacetone kinase)催化作用下进行磷酸化反应,生成磷酸二羟基丙酮;磷酸二羟基丙酮在磷酸丙糖异构酶(trioseph-osphate isomerase)的催化下迅速转化为3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛是糖代谢过程中重要的三碳中间产物,二羟基丙酮能通过生物体的糖酵解途径,进入生物体内的新陈代谢。另一方面,二羟基丙酮能参与脂肪代谢,磷酸二羟丙酮在甘油磷酸脱氢酶作用下,还原生成α-磷酸甘油(或称3-磷酸甘油);生成的α-磷酸甘油在脂酰转移酶(acyl transferase)作用下,与2分子脂酰Co A反应生成3-磷酸-1,2-甘油二酯,即磷脂酸(phosphatidic acid),磷脂酸是合成含甘油脂类的前体。此外,磷酸二羟丙酮也可先酯化,后还原生成溶血磷脂酸,然后再经酯化合成磷脂酸。磷脂酸在磷脂酸磷酸酶作用下,水解释放出无机磷酸,而转变为甘油二酯,酯化生成甘油三酯[12]。二羟基丙酮在生物体内的代谢过程比较复杂,它是联系糖代谢和脂肪代谢重要的中间产物,能有效调节糖代谢与脂肪代谢的关系。

另外,体外供给二羟基丙酮,能有效提高生物体机体的性能,有效地减缓脂肪合成速率,从而起到减肥作用。二羟基丙酮喂养禽畜动物后,禽畜酮体的脂肪含量减少,蛋白质含量增加,酮体的蛋白质结构变得更加合理,使酮体的瘦肉率大大提高。Stanko等用丙酮酸与二羟基丙酮的混合物口服喂养大鼠112d,结果表明,喂养丙酮酸与二羟基丙酮的大鼠的脂肪细胞中的脂肪合成速率下降,肌体的脂肪含量比对照组下降32%,血浆中胰岛素水平下降,而且机体的能量消耗大大提高。二羟基丙酮与丙酮酸混合物(比例为3∶1)喂养猪的研究结果显示,该混合物能有效降低酮体的脂肪含量,而肌肉的蛋白质含量没有变化。用二羟基丙酮与丙酮酸1∶1的混合物喂养96羽1d龄肉鸡42d,随着二羟基丙酮与丙酮酸喂养量的增加,肉鸡的体重呈现曲线性减少。这些研究结果说明,二羟基丙酮和丙酮酸混合物对脂肪的稳定作用是非种特异性,具有普遍性,而且作用效果非常明显[13,14,15,16,17,18]。

3 生物基1,3-二羟基丙酮的开发前景

利用改变生物体内代谢流方向,调节糖代谢与脂肪代谢两大代谢的关联以及代谢流向,降低糖代谢向脂肪代谢迁移,从而减缓脂肪合成代谢,实现减肥,提高酮体蛋白质含量、机体性能的研究是一项非常复杂的系统工程,是各国科学家研究的热点。通过喂养二羟基丙酮为主,配比其他辅料的饲料添加剂,能有效改善糖代谢与脂肪代谢过程,改变糖代谢与脂肪代谢的流向,提高饲料利用效率,减少脂肪合成代谢,改善酮体品质,提高蛋白质含量,减少脂肪含量,提高瘦肉率。

目前还没有以二羟基丙酮为主要成分的饲料添加剂。该研究所以二羟基丙酮为原料,配以其他辅料,制备成瘦肉型饲料添加剂,初步研究结果表明:二羟基丙酮有良好缓解脂肪代谢、减肥等功效,能有效提高禽畜酮体瘦肉率,是一种很有开发前景的绿色安全高效的瘦肉型饲料添加剂。并申请了国家发明专利(申请号:200910097682.1)。另一方面,在原料二羟基丙酮的生产技术方面,以甘油为原料,采用微生物发酵法生产二羟基丙酮,经过膜过滤、结晶等工序制备得到二羟基丙酮结晶体,生产工艺的各项技术指标都处于领先,并申请了多项国家发明专利。目前二羟基丙酮已经投入了工业化生产,产品已经出售,产品质量得到用户的认可。因此,将二羟基丙酮开发成瘦肉型饲料添加剂,有显著的原料供给和生产成本优势[19,20]。

摘要：综述了瘦肉型饲料添加剂的研究现状,分析了生物基1,3-二羟基丙酮的生产及安全性,并对其前景进行展望。

生物饲料的开发与应用 篇8

因此,加快研发及应用天然饲料添加剂的步伐,对促进饲料和畜产品安全,保障消费者健康,全面推进饲料工业持续及健康发展具有重要意义。中草药饲料添加剂具有促进畜禽生长和保健作用,并因其毒副作用小、无残留、无耐药性的独特优势引起了畜牧业工作者的极大关注,作为饲料添加剂被愈来愈广泛的应用于饲料工业[1]。

冬虫夏草(Cordyceps sinens),简称虫草,它是由属于麦角菌科真菌的冬虫夏草菌,寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体所形成的虫菌复合体。另外,还有一种称为北冬虫夏草的虫草,简称北虫草、蛹虫草或蛹草。北虫草化学成分药理、药理与冬虫夏草相似,具有滋补作用和多种药效[2]。

虫草由于具有很高的保健和药用价值,一直被用作为人的保健品和药品,但野生虫草产量有限。随着人们利用天然虫草真菌菌种,通过人工发酵生产制备虫草技术的成熟,虫草的产量得到了提高。通过对虫草的研究发现,虫草也是一种有效的动物饲料添加剂,对动物的生长、防病治病等具有良好的效果。虫草饲料添加剂采用工业发酵技术实现产业化,可极大地降低了生产成本,为其在养殖行业中规模化应用,奠定坚实的基础。人工培养的虫草与天然虫草有效成分基本相同,人工培养简单、易于大规模生产,有利于在畜牧生产上推广应用。

1 虫草的组分[2,3]

虫草是一类十分重要的药用真菌。药理学现代研究结果中,冬虫夏草含有虫草酸约7%,碳水化合物28.9%,脂肪约8.4%,蛋白质约25%,脂肪中82.2%为不饱和脂肪酸,此外,尚含有维生素B12、麦角脂醇、六碳糖醇、生物碱等。经检测表明,北虫草的一些主要营养及药物成分如虫草素、虫草多糖、蛋白质等还要高于冬虫夏草。北虫草不仅含有丰富的蛋白质(含量为39.37%)和氨基酸,而且含有30多种人体所需的微量元素,其中磷的含量是冬虫夏草的3.5倍,锌铜铁三种元素的含量是28种补益药平均值的1.8倍、2.1倍和8.8倍,硒的含量与黄芪的含量相当。

2 虫草的药理学作用[4~8]

2.1 调节免疫系统功能

机体的免疫系统对内抵御肿瘤,清除老化、坏死的细胞组织,对外抗击病毒、细菌等微生物感染。冬虫夏草对免疫系统的作用像是在调整音量,使其处于最佳状态。它既能增加免疫系统细胞、组织数量,促进抗体产生,增加吞噬、杀伤细胞数量、增强其功能,又可以调低某些免疫细胞的功能。如虫草多糖主要表现在免疫增强和刺激作用。

2.2 直接抗肿瘤作用

冬虫夏草提取物在体外具有明确的抑制、杀伤肿瘤细胞的作用。冬虫夏草中含有虫草素,是其发挥抗肿瘤作用的主要成分。虫草素是一种具有抗菌活性的核苷类物质,对核多聚腺苷酸聚合酶有很强的抑制作用。在DNA转录m RNA过程中使mRNA成熟障碍,抑制癌细胞的生长,并且有降血糖作用。另外虫草多糖也具有抗肿瘤作用,多糖的抗肿瘤作用是刺激机体非特异性防御机能,尤其是在癌症病人经放疗、化疗后机体免疫力受损的情况下,成为放疗、化疗的辅助治疗手段。

2.3 虫草的延缓衰老作用

机体在需氧代谢过程中的氧化还原反应伴有氧自由基、羟自由基、过氧化氢等的生成,在正常生理情况下,这些自由基的产生和清除处于生理性低水平状态,并对机体有利,但是如果引起活性氧代谢产物过量,即可引发生物膜中多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应,损伤膜结构及功能,并产生脂褐素从而引发衰老。机体内的自由基,可以引起一系列的连锁反应,产生新的自由基,进一步增强氧化反应,生物体内存在清除过量自由基的酶系或生理防御系统很有限,那就需要我们补充外源超氧自由基清除剂来维持其在体内的平衡。

2.4 虫草的降血糖作用

北冬虫夏草多糖能显著降低四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的空腹血糖水平和糖基化血清蛋白水平,降低糖耐量实验的血糖曲线下面积,且呈一定的量效关系。对人工虫草菌丝多糖生理功能的研究发现,虫草多糖对正常小鼠与四氧嘧啶糖尿病和链脲佐菌素糖尿病的模型小鼠均有显著的降血糖作用,且有一定量效关系。

2.5 虫草的其他功能

冬虫夏草还能提高细胞能量、抗疲劳;调节心脏功能;调节肝脏功能;调节呼吸系统功能;调节肾脏功能;调节造血功能;调节血脂;还具有直接抗病毒、调节中枢神经系统功能、调节性功能等作用。

3 虫草饲料添加剂在畜禽生产上的应用

3.1 虫草饲料添加剂在家禽生产上的应用

魏建忠[9]等证实了虫草添加剂对鸡的生长具有较强的促进作用,能有效提高饲料转化率,节约了单位增重的耗料量。虫草添加剂含有多种营养成分,如矿物质元素和生物活性物质,可以被动物机体利用,参与机体的新陈代谢,此外它也是一种有价值的中草药,具有补肺益肾之效,从而能增强鸡体的免疫机能和抗病能力。饲料中添加虫草添加剂后,未见有不良反应和异常变化,宰后肌肉及内脏均无异常,说明虫草添加剂安全无副作用。

陈安徽[10]等报道虫草饲料添加剂基本不影响土杂商品肉仔鸡肌肉中的水分和灰分含量,但可显著提高肌肉中的蛋白质含量。肉仔鸡肌肉中粗脂肪的含量显著降低,这表明虫草饲料添加剂不仅可以促进动物的生长,也能降低动物肌肉中粗脂肪的含量。添喂虫草饲料添加剂的肉鸡肌肉中的氨基酸总含量,特别是人体必需氨基酸和风味氨基酸的含量有显著性提高。关于冬虫夏草的促生长作用,可能与冬虫夏草中含有的核苷酸和环状缩羧肽等生物活性成分有关;而提高肉仔鸡免疫力的功能,可能是冬虫夏草中所含的2种多糖类物质的作用。

王法盈等[11]利用蛹虫草和朴菇菌糠进行饲喂畜禽的效果试验研究。结果表明,蛹虫草菌糠能促进畜禽进食,提高产量,改善品质,降低饲养成本,提高经济效益。蛹虫草菌糠饲喂商品肉鸡,可提高仔鸡成活率3%,日增重提高5.52%,料肉比下降7.1%,饲料成本下降10%;饲喂蛋鸡可提高产蛋率1.5%,日产蛋量提高3.56%。

高士友[12]等利用北虫草菌糠饲喂家禽,证实了饲喂肉鸡,能提高仔鸡成活率3%,鸡腹泻等肠道疾病明显降低,日增质量提高5.52%,料肉比下降7.1%,饲料成本下降10%;菌糠饲料组平均产蛋率为75%,蛋鸡产蛋率提高1.5%,平均每只鸡日产蛋36.38 g,日产蛋提高3.56%,平均蛋质量提高1.46%;用北虫草菌糠饲喂蛋鸭比饲喂蛋鸡的效果更好,平均产蛋率能提高12.5%,日平均产蛋量提高21.85%,平均蛋质量提高2.8%,分析其增产原因,可能是因为鸭的盲肠发达,消化吸收能力大大优于鸡,所以能促进鸭的生长发育,降低饲养成本。

孙汉巨[13]等进行虫草饲料添加剂对蛋鸭的生长性能、产蛋率及鸭蛋品质的影响的研究。证实了通过饲喂虫草添加剂的基础日粮,试验组比对照组体重略有增加,能提高蛋鸭产蛋率和蛋重,降低料蛋比;并能提高鸭蛋品质,鸭蛋蛋形、蛋壳厚度稳定;提高鸭蛋蛋白质、卵磷脂和卵黄中IgY含量,并降低胆固醇含量。

孟翠亮[14]等利用人工栽培虫草的培养基对肉仔鸡生长性能和免疫功能进行研究。研究结果证明了添加虫草培养基作为饲料添加剂能提高肉仔鸡日增重,降低料重比,可提高肉仔鸡细胞和体液免疫功能。

3.2 虫草饲料添加剂在养猪生产上的应用

刘惠莉[15]等进行了虫草激活强化免疫饲料添加剂对猪饲喂效果试验。虫草激活强化饲料添加剂具有免疫增强作用,与特异性疫苗联合免疫可提高机体对疫苗的免疫应答,提高产生免疫抗体的水平,而且抗体持续期较长。且猪外周血淋巴细胞对外界刺激反应敏感,具有促进外周血淋巴细胞增殖作用,可有效增强机体细胞免疫反应和对外界抗原刺激的反应能力。同时表明虫草激活强化免疫饲料添加剂产品能促进猪生长及增重,提高饲料利用率。

陈明利[16]等通过用虫草头孢菌粉、黄芪粉及神曲粉作为原料,研究仔猪功能性饲料添加剂配方。结果表明:虫草头孢菌粉和黄芪粉以1∶1的比例混合后再按1%的比例添加到饲料中,可以改善了仔猪的生理状况、显著提高仔猪免疫力,促进其健康生长。与对照相比,试验组日增重提高27.3%、料肉比下降21.1%;血浆免疫指标IgG增加27.4%、一氧化氮含量增加13.4%、一氧化氮合酶活性增加26.7%。

孟秀丽等[17]研究利用虫草真菌和黄芪、山楂等中草药联用制成的“虫草泰”对生长育肥猪的影响,试验结果表明:虫草泰能够明显改善生长育肥猪的生产性能,可以促进生长育肥猪的生长,提高饲料转化,增加日增重,降低料肉比。虫草泰还能够提高生长育肥猪的胴体品质,但添加量达到一定程度时,提高屠宰率和降低背膘厚才能出现明显效果。

3.3 虫草饲料添加剂在畜禽治病防病上的应用

赵爱莲[18]等比较了蛹虫草水浸液、咪唑苯脲、灭滴灵对雏鸡艾美耳球虫病的治疗效果,证实了蛹虫草、眯唑苯脲和灭滴灵三种药物均有一定的抗雏鸡球虫作用。蛹虫草的抗球虫效果与常用的抗球虫药氯苯胍相似。可能是蛹虫草等药物对原虫的细胞生物化学过程的某一环节有直接的或间接的阻断或抑制作用,使感染雏鸡体内的原虫数量减少,虫体对盲肠的病变随之减轻,维护雏鸡肠道内的正常机能,从而提高感染鸡的存活率和相对增重率。

张深固等[19]利用虫草试验性治疗牛环形泰勒虫病,发现虫草可迅速使红细胞环形泰勒虫的感染率降低和淋巴结肿胀消退,一般临床症状恢复,从而表明虫草对红内期和红外期的环形泰勒虫均有显著的抑制作用。

方步武[20]等研究虫草多糖抗牛血清白蛋白免疫损伤性肝纤维化作用,证实虫草多糖具有广逆的免疫药理学作用,可增强细胞免疫和体液免疫作用,增强单接巨噬细胞的吞噬功能。由于在牛血清白蛋白诱导大鼠肝纤维化中,免疫复合物的沉积起着关键作用,因而推测其抗肝纤维化的机制可能与其增强肝脏枯否氏细胞的功能,减少免疫复台物在肝脏中的沉积,减轻非特异性炎症反应等有关,揭示了虫草多糖有一定的抗肝纤维化作用。

赵玲珑等[21]研究虫草地黄活血汤对家兔实验性肾动脉粥样硬化的影响,发现虫草地黄活血汤有降低动脉粥样硬化患者的血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、血清脂质过氧化物、血浆内皮素水平;及升高高密度脂蛋白、全血谷胱甘肽过氧化物酶活力、血清超氧化物歧化酶活力的作用,且差异具有显著性。同时表明,治疗组肾动脉粥样硬化及肾损害因素明显好于对照组,说明虫草地黄活血汤有明显的治疗血脂异常及肾动脉粥样硬化的作用。

林继红[22]、袁进[23]等,研究不同比例虫草培养基混合料对SPF级Wistar大鼠血液生化指标、主要脏器重量及其系数的影响。表明不同比例的虫草培养基混合料对受试的SPF级Wistar大鼠不但没有毒性,而且对其生长发育有促进作用;添加合适比例的虫草培养基混合料可以提高受试大鼠的主要脏器重量及其脏器系数,从而间接改善和提高大鼠的体质、生长发育和抵抗疾病的能力。同时可使大鼠的部分血液生化指标发生明显改变,可以使不同性别的大鼠血清胆固醇降低,血糖、谷丙转氨酶和谷草转氨酶水平提高。

4 结语

虫草是一种非常珍贵的中药材,随着人工虫草培育成功,使之在滋补保健品领域和饲料添加剂等方面得到了广泛应用。虫草饲料添加剂的研究和开发虽已取得了一定进展,且在一定范围内对提高畜禽生产性能和疾病控制等方面取得了较好效果,但还存在许多问题亟待解决,如产品添加量大、有效成分不明、作用机理不清、作用效果不稳定、剂型单一、缺乏毒理安全方面的研究、原料和产品质量控制标准不完备等。随着对虫草多糖及其它虫草生物活性成份进行深入的研究,可大大促进其在医药、保健品、饲料添加剂等领域的应用。

生物饲料的开发与应用 篇9

为了让重离子束在微生物诱变育种和生物能源开发中得到更加广泛和有效的利用, 近年来众多的科学家在这方面作出了努力, 对其在物理学以及生物学的应用当中所表现出的特点进行了广泛的研究分析。重离子束按照其能量的高低以及最终对生物体系所引起的作用, 大致有三种基本过程, 即表现为三重效应。作为一种新的辐射源, 重离子束的地位是十分独特的。重离子束有众多的优势, 大大优于常规的辐射能源。其优势的具体表现是LET大、RBE高、氧效应小等许多方面。重离子束还能够用在诱变育种之上, 重离子束特别是低能碳、氮离子束对植物种子和微生物方面具有很大的影响, 它会使得微生物和植物种子的致突变作用变强。将重离子束运用到微生物诱变育种和生物能源的开发中来具有很大的经济效益以及社会效益。

1 重离子束的理论基础

如果重离子的能量高于0.1Me V/u的时候, 在此时它通过介质之时就会使得介质的核外电子发生碰撞阻止, 并且会在单位路程上发生能量损失。而影响这个能量损失率的因素主要有三个, 分别是离子能量、介质材料性质、离子有效电荷数。重离子之所以在诱变育种中具有很大的优势, 主要是由其特性决定的。首先重离子的传能线密度比X、γ射线要大很多, 所以它比两种射线对生物介质作用到的部位损伤程度更加严重, 或者导致细胞致死, 或者是突变率高, 而且已经造成的这个程度的损伤是不容易修复的。这些特性都决定了重离子的使用不仅突变率高, 而且突变体的稳定性非常好, 育种周期也要短得多。所以为了达到最终的诱变育种目的, 可以选择使用份量小一些的重离子。当能量在0.1Me V/u之下的时候, 重离子在通过介子的时候, 就会相应的造成介子内众多的原子位移, 因为已经发生了位移, 所以原本的分子组分与结构就已经发生了变化, 而物质缺陷也因此形成。这样的反应对于中、高能离子也不例外, 因为就算最后被阻止了, 但在这之前中、高能离子也必然会经历以上那种能量低于0.1Me V/u的情况, 所以最后它们依然会具备低能甚至超低能的特性。除了以上的能量转移之外, 电荷交换以及质量沉积也是会发生的。而在进行生物分子改造的时候, 就可以充分利用这一特性。因为重离子的LET是根据它的行程而发生变化的, 则当多电荷离子射入介质之后, 可以依据以下的BetheBloch公式进行描述:

在开始的一段路程之上能量损失值基本是保持不变的, 而造成这样的结果主要有两个因素:第一, 因为重离子的能量是在一直损失当中, 所以速度会渐渐减慢。第二, 在其路程中因为会获得电子, 所以电荷数也会慢慢变小。随着离子在不断的前进中, 速度逐渐变小, 有效的电荷数却不会继续有变化, 当离子的能量最终耗尽的时候, 这个射程就会突然停止。在停止之前会产生一个Bragg峰 (能量损失峰) 。而这个Bragg峰形成会导致LET在前进的路程当中有极长一段会表现出相对较小的特征, 最后又突然加大。因为能量沉积空间分辨高的这个特性, 导致生物系统中只有局部地区会受到严重的影响, 而其他地区相对影响就小很多。根据以上的种种特性可以看出, 重离子束在生物体系当中的运用, 可以得到更多的突变体, 最终让突变率得到提高。而且因为局部受损的位置是可以选择和调控的, 所以在利用重离子的时候就可以采用宏观定点定位的方式进行诱变, 最终达到定向育种的目的。

重离子束在辐照生物体系之时, 会导致受体的DNA损伤和细胞膜透性以及跨膜电场的改变。而这两个结果又可能会提高外源基因导入率以及克服转基因沉默并且将表达时间延长, 不仅如此还能够转导大片段的DNA甚至全部的DNA。其好处就是有效的简化了原有的步骤, 缩短了周期和压缩成本。

2 重离子束在微生物诱变育种上的应用

2.1 离子注入

2.1.1 抗生素药物

在使用离子注入的过程中, 通过离子注入的方法将原有的抗生素抗力提高了27.39%, 其具体的过程是先选用了30ke V, 然后在剂量之上通过考量决定采用1.0×1015-5.0×1016ions/cm2的N+离子注入庆大霉素, 在成熟的孢子产生之后又从中选择高产的抗生素突变菌株, 最后进行摇瓶发酵发现原有的抗力显著提高。在红霉素产生菌上通过离子注入之后产量也显著提高, 在原有的基础之上提高了20%。首先选择利用的是40-60ke V, 通过研究考虑之后剂量选择采用1×1011-5×1014ions/cm2的N+离子注入红霉素产生菌, 然后再选择其中高产的突变菌株, 通过摇瓶发酵之后发现产量大大提高。

2.1.2 酶制剂

通过离子注入米曲霉WJ0521使得产酶水平在原有基础之上大大提高, 甚至高达77.5%。具体的过程是先经过了N+离子注入米曲霉WJ0521, 然后从中选出两株高产菌株M60-5-13和M80-10-7, 择选的标准是因为这两株氨肽酶的活力比之前提高了30%。接下来又进行了多次的传代实验, 证实了这两菌株遗传的稳定性优良, 最后通过将M80-10-7的发酵条件进行了初步优化, 最终使得产酶水平大大提高。

2.2 微波

微波作为一种高频电磁波, 能够通过对水、核酸、脂肪等的极性分子快速的震动, 再由震动引起摩擦, 然后可以对氢键以及范德华力、疏水键产生作用。通过这个原理可以利用微波让单孢子悬液内的DNA分子之间产生剧烈的摩擦, 孢子内部的DNA分子, 也就是氢键和碱基堆积化学力受损, 从而使得DNA的结构发生了变化, 最终产生遗传变异。利用微波辐照诱变阿维拉霉素, 研究所得最后的产量结果比之前提高119.4%。利用微波进行了诱变之后, 阿维拉霉素就产生了菌SV并从中得到一株阿维拉霉素突变菌株SV-15, 其产量达到了21.5mg/L。

3 重离子束在生物能源开发中的应用

目前通过对生物能源的开发所得到的新型二次能源主要形式有两种, 即生物柴油和燃料乙醇。首先在生物柴油这方面, 主要就是以重离子辐照微生物诱变育种的技术作为依托, 并且通过HIRFL的利用而产生的重离子束在产能微生物菌种方面的改良工作, 通过这种方式对那些油脂含量高以及原料的利用广泛的产油菌株进行选择, 最后用在微生物油脂生产之上并通过转酯化的方式来进行生产生物柴油工作的探索。其次是燃料乙醇产业, 通过重离子束在微生物诱变育种之上的利用, 最后培育出一种酒精发酵的新的菌种, 而这种新的菌种有两个特性就是耐高温和耐酒精。与此同时通过对甜高粱做了品种方面的改良, 从中选择最优良的四个品种, 在含糖量方面在以前的基础之上大大提高, 超过了24%。并且将培育出来的新的菌种利用到甜高粱的榨汁中, 从很大程度上减少了发酵时间。这个技术不仅达到了提高设备的利用率, 从而减少了能源浪费, 而且极大的减少了成本投入。

4 结语

通过重离子束在微生物诱变育种以及生物能源开发中的运用, 可见重离子束具有许多独特的优越性, 决定了以后在这方面的研究还应该加大力度, 扩大其优越性, 推动微生物诱变育种和生物能源的发展。

摘要：本文对重离子束在微生物诱变育种和生物能源开发利用中的应用原理、优势、成果等方面进行了研究分析。

关键词：重离子束,微生物,诱变育种,生物能源

参考文献

[1]张建华, 王乃彦, 张丰收, 王广甫.离子注入诱变微生物应用与研究进展[J].北京师范大学学报 (自然科学版) , 2011, 03:262-267.

[2]张楠, 张昺林, 王婉如, 徐俊泉, 张东明, 薛林贵.重离子诱变选育聚β-羟基丁酸酯高产菌株研究[J].中国农业科技导报, 2012, 02:95-100.

[3]赵晓彬.截短侧耳素高产菌株重离子诱变及高通量筛选[D].兰州理工大学, 2012.

[4]石坡.离子注入D-核糖产生菌的诱变效应及作用机理研究[D].河北师范大学, 2013.

生物能源的开发与利用策略 篇10

1 生物能源的优点

生物能源, 由于其可再生性, 它的发展不仅可以从根本上解决能源危机, 而且还能改善日益恶化的环境, 主要表现:一是能源植物在生长过程中要吸收大量的二氧化碳, 减少空气中二氧化碳的浓度;二是生物燃料可以彻底地燃烧, 便于在环境中分解;三是能源植物的种植对野生动物、生态系统、农田、水土保持和水质有着积极的影响。因此, 人类环境问题的解决, 根本在于能源问题。能源问题解决好了, 环境问题也可从根本上解决。而生物能源, 由于能够促进生态环境的改善, 必将成为一种可持续发展的新兴产业。

2 开发与利用生物能源的必要性

目前人类所普遍使用的能源是化石能源, 主要是石油、煤炭等, 这些化石能源有其致命的缺点:一是化石能源是不可再生能源, 地球储量有限, 快速的经济增长使得地球上可供使用的不可再生能源日趋枯竭;二是化石能源在其使用过程中产生大量的污染, 造成的环境危机已经非常严重。由于能源与人类的生产、生活密切相关, 能源革命对人类经济与社会的影响, 对人类生产方式、生活方式和思维方式的影响也是目前其他任何技术革命所无法比拟的[2]。因此, 人类应及早寻求新的能源革命来摆脱以上两大危机。开发利用生物能源是调整能源结构、保障能源安全的重要措施;是保护环境、实现可持续发展的重要途径;是促进农村经济发展、建设社会主义新农村的重要举措。

3 生物能源的开发策略

3.1 制订生物能源的发展政策与规划

生物能源的发展不仅关系到国家的能源战略、科技战略、“三农”问题和生态环境, 也关系到地方经济长远发展和竞争力水平。各级领导要高度重视, 把生物能源产业作为新的重要的经济增长点来进行培育。政府应制订促进生物能源发展的法规政策, 对生物能源给予必要的政策支持。注重调整能源结构, 制订生物能源开发利用的中长期发展规划。每一个阶段都要从数量上予以界定, 如明确规划出在未来几年内生物能源替代化石能源所必须达到的生产比例、使用比例等;要有科学的参考指标, 如生物能源的市场占有率、推广范围等。同时, 还应努力形成有利于生物能源产业发展的大环境。

3.2 提高技术研究水平, 为生物能源产业化奠定基础

生物能源的开发利用, 前端是农业, 中端是发酵等生物转化技术, 后端是大化工产业。生物能源产业的兴起与发展必然会对农业产业化、农村工业化、城乡一体化具有明显的促进作用。有计划地开展能源植物物种选择、引种栽培、遗传改良等工作, 变土壤劣势为能源优势, 为进一步形成规模化工业资源做准备。在全面提升生物能源开发利用水平的过程中, 应注重地区特色与科研优势的有机结合, 尽快将科研优势转化为产业优势。生物能源开发利用涉及能源、农业、林业等多个行业和多种技术, 是一项复杂的系统工程, 必须坚持以科学发展观为指导, 以建设资源节约型、环境友好型社会为目标, 以增加能源供应、改善能源结构、保障能源安全、保护生态环境为重点, 紧密结合社会主义新农村建设, 因地制宜, 统筹兼顾, 突出重点, 加快发展。

3.3 搞好试点示范, 推进生物能源产业化发展

生物能源利用是一个新兴产业, 许多技术尚处于初级发展阶段。为了促进生物能源物质的产业化发展, 要选择有发展潜力的生物能源技术进行试点和示范。我国南方的甘蔗、木薯, 中东部地区的小麦、水稻, 北部的土豆、玉米, 西部地区的油桐、麻疯树, 干旱地区的山芋等都是加工转化燃料酒精、生物柴油的良好原材料。其中麻疯树籽含油率达50%, 是制造生物柴油的良好材料。

3.4 治理有机废弃物污染, 保护生态环境

我国现在因利用能源而导致严重的环境污染, 例如烟尘和SO2年排放量为2 857万t, 燃烧后的垃圾排放为年均57.3亿t, 利用生物生产能源对其进行利用, 不仅没有环境污染问题出现, 而且还可使目前污染严重的环境状况得以缓解。生物能源物质是由植物通过光合作用而储存的太阳能, 最有可能成为21世纪主要的新能源之一。据估计, 植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍, 而作为能源的利用量还不到其总量的1%。通过生物能源转化技术, 可以高效地生产各种清洁燃料, 替代煤炭、石油和天然气等燃料。由此可见, 发展生物能源, 对保障我国未来能源安全具有重要作用[3]。

3.5 广泛应用生物技术, 大力开发生物能源

能源生物技术就是用可再生的生物资源生产各种能源产品。农林生物技术提供能源作物, 工业生物技术则将能源作物以最经济的方式加工成能源产品, 这些能源产品包括以燃料乙醇、生物柴油为主的液体燃料, 以甲烷为主要成分的沼气。另外, 还有可再生的生物氢能。沼气是由作物秸秆、树木落叶、人畜粪便、工业有机废物和废水等有机物质在厌氧环境中, 经微生物发酵作用生成的一种可燃气体, 是一种清洁、高效的可再生能源。生物柴油也是近年来发展迅速并规模化使用的生物替代能源, 它是以植物油如大豆油、菜籽油, 其他丰富的非食用油和动物油脂如猪油、牛油、鱼油等, 以及废弃的食用油为原料生产出的清洁可再生能源, 是柴油优良的代用品。发展生物制氢技术, 也是为发展新能源提供技术储备。目前, 各国正在竟相开发氢燃料电池, 尤其是氢燃料电池驱动的汽车。

4 发展前景

我国生物能源原料十分丰富, 已经到了大规模发展的起步阶段。目前, 全国农村每年有7亿t秸秆, 可转化成1亿t的酒精。我国南方地区有2 000万hm2沼泽地, 可以种植油料作物, 发展生物柴油产业;有1亿hm2盐碱地, 可以种植抗盐碱植物, 加上畜禽粪便、森林加工剩余物等, 我国现有可供开发用于生物能源的生物资源至少达到4.5亿t标准煤[4]。此外, 我国还有约1.33亿hm2宜农、宜林荒山荒地可用于发展能源农业和能源林业。

摘要：生物能源由于其可再生性, 它的发展不仅可以从根本上解决能源危机, 而且还能改善日益恶化的环境。阐述了生物能源的优点, 分析了开发与利用生物能源的必要性, 提出了生物能源的开发策略, 展望了生物能源的发展前景。

关键词：生物能源,优点,必要性,开发策略,发展前景

参考文献

[1]严陆光.中国可再生能源发电技术[J].中国能源, 2005, 19 (5) :15-20.

[2]蒋剑青.生物能源应用研究现状与发展前景[J].林业化学与工业, 2002, 22 (1) :25-29.

[3]吴创之, 马隆龙.生物质能现代化利用技术[M].北京:化学工业出版社, 2003.

生物饲料的开发与应用 篇11

【关键词】 高中生物 课程资源 开发 利用

【中图分类号】 G633.91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2014）03-081-01

《基础教育课程改革纲要》指出：“积极开发并合理利用校内外各种课程资源，学校应充分发挥图书馆、实验室、专门教室及各类教学设施和实践基地的作用；广泛利用校外的图书馆、博物馆、科技馆、工厂、农村、部队和科研院所等各种社会资源以及丰富的自然资源；利用并开发信息化课程资源。”在生物教学中，教师除使用“纸质”的文本资源外，还要走出课堂，深入到社区企业、自然界中引入“鲜活”的资源，带动教学方法、教学组织形式的变革，促进学生学习兴趣、学习观念和创新意识的发展。

一、新课改对生物课程资源开发与利用的要求

1. 课程改革的需要。新课程实施国家、地方和学校三级课程管理，因此学校要加强校本课程的开发，力求改变过于注重书本知识的现状，加强生物教学与科技发展、社会生产、生活实际的联系，引入学生感兴趣和探究意义的学习内容，丰富生物课堂教学。

2. 课程标准的要求。生物课程标准对资源的开发和利用提出了明确的要求，因此教师要引导学生多观察、多发现，除利用学校的资源外，还要从家庭、从社区中获得唾手可得的资源，从电视、广播、报纸、网络中挖掘资源并加以利用，提高课堂教学效益。

3. 个性发展的需求。传统的生物教学中，采用教师“灌输——接受”的教学方式，大搞机械训练，学生缺少自主思考的时间，毫无兴趣可言，学生千人一面，缺乏个性。新课程呼唤学生的个性化发展，强调实施探究式学习，注重学生的全面发展和终身发展。

二、生物课程资源开发与利用的原则

1. 趣味性原则。“未见意趣，必不乐学。”学生对学习内容感兴趣，势必会热情地参与其中，乐此不疲。因而教师要摒弃枯燥、乏味的教学内容，尽可能地开发和利用学生感兴趣的生物课程资源，调动学生的学习兴趣。

2. 生活性原则。生物教学应植根于学生的生活世界，选取贴近自然、贴近生活、贴近社会的素材，让学习变得轻松、愉悦。教师引导学生关注生活实际，不断改造、不断超越现实生活，改善当下的生存状态。

3. 探究性原则。新课程倡导自主探究学习，教师要支持学生走向自然、走向社会，从多方面、多途径收集材料，注重发现问题、提出问题，通过用眼观察、动手操作、动脑思考， 运用生物知识解决生活中的问题。

三、生物课程资源的开发与利用策略

1. 加强校内外课程资源的开发与利用。迫于应试的压力，教师片面追求考点，课堂内容被简化成枯燥的课本，加之高中生的学习空间狭小，他们对身边的自然现象缺乏观察。教师要摆脱课程资源相对封闭的现状，要高效利用校内外的课程资源，避免资源的闲置浪费。（1）利用校园环境资源。教师要充分利用高中校园植物种类繁多的优势，与学生共同分享自然环境资源。除对校园的花草树木进行标注，让学生学会辨识植物外，还要根据季节特点，开展对花草的特征进行探究，如夏季对月季花进行观察了解被子植物的花粉发育过程，了解产生花粉植株的途径，以及影响花药培养的因素。秋季利用校园的菊花进行组织培养的实验，学会母液和培养基的制作，掌握接种、培养、移栽和栽培的方法。（2）利用图书和网络资源。学生要利用下午的活动课时间，通过借阅书刊、上网浏览等方式了解生物识别、克隆、转基因食品、杂交水稻、生物柴油等前沿技术，提高学习生物的兴趣。

2. 挖掘身边的隐性课程资源。（1）教师资源。教师有着丰富的专业技术，集理论与教学实践与一身，是课程进行开发利用和拓展延伸的实施者，是最重要的课程资源。教师要通过“优质资源下乡工程”教学视频、公开课教学的观摩，以及从专家学者、骨干教师的讲座中学习专业知识，感受他们身上的人格魅力和专业素养。要通过集体备课活动互相补充、分享经验、共同进步，要认真研读课标、分析教材，定期开设公开课，不断地反思教学行为，促进自身的专业化成长。（2）学生资源。“师不必贤于弟子”，学生的生活经验、兴趣爱好也是极好的教学资源。有家长是搞蔬菜大棚种植的，有的是做水果批发的，有的是搞花卉培植的，学生受到耳濡目染，教师可以让他们讲授水果的保鲜、花卉的嫁接，能引发学生的探究兴趣，起到良好的教学效果。

3. 注重多媒体技术的使用。近年来，多媒体教学设备已步入寻常教室，它以资源丰富、形象生动、声色俱备的特点深受师生的青睐。在生物实验中，部分实验受时间、条件的限制，往往在较短的时间内无法完成，有些教师因此而省去了不必要的“麻烦”，让学生“背实验”现象，学生机械地记忆结论，没有什么兴趣可言，更谈不上教学效果了。教师要借助于现代教学媒体的展示，让学生通过观察实验现象，获取实验结论。如在“土壤微生物的分解作用”教学中，教者先让学生了解土壤中的微生物以及其分解作用，提出“树林中的落叶无人打扫而不会越积越多，是不是被分解者分解”的问题，让学生作出“树林中的落叶被土壤中的微生物分解了”的假设，设计实验方案，观看土壤在灭菌处理和不做处理情况下的土壤分解对比视频，得出“土壤中的微生物能分解叶片”的结论。

总之，我们生物教师既要充分利用现有的课程资源，又要根据课程开发的基本原则，深入挖掘身边的潜在资源，合理开发新的课程资源，培养学生的学习兴趣，促进学生的全面发展。

[ 参 考 文 献 ]

非常规饲料资源的开发与利用 篇12

1 动物性蛋白质饲料资源的开发利用

1.1 畜产品加工下脚料

畜产品加工下脚料是指屠宰场、皮革加工厂、水产品加工厂的副产物, 包括动物血液、羽毛、皮革加工副产物等。这些资源可采用发酵法、酸化法、热喷法、膨化法等技术处理后作为畜禽饲料。

动物血液经脱水加工得到的血粉含粗蛋白质80%以上, 富含铁, 是一种良好的蛋白质饲料。如将占全血55%的血浆分离提纯, 干燥后得到血浆蛋白粉, 含蛋白质70%~80%, 且含有多种功能性蛋白质[2]。我国动物血液资源十分丰富, 每年猪血资源就有20多亿千克。

羽毛粉是家禽羽毛经过蒸煮、酶解、膨化而形成的粉状蛋白质饲料, 含粗蛋白85%~89%[2]。我国年出栏家禽100多亿只, 羽毛资源十分丰富。

动物加工下脚料消化率低, 但经过发酵处理后消化率大幅度提高, 羽毛粉蛋白质消化率从32%提高到80%, 皮革蛋白质消化率从48%提高到90.6%, 蹄壳蛋白质消化率从32%提高到76%, 血粉蛋白质消化率提高到93%~97%[3]。

1.2 昆虫

昆虫是动物界中最大的类群。世界上昆虫种类有200多万种, 地球上80%的动物是昆虫, 昆虫生物量超过地球上所有动物 (包括人类) 生物总量的10倍[4,5]。

昆虫世代周期短, 多的一年能繁殖到50代[5], 繁殖力极强, 产量极高。在适宜的条件下, 一对成蝇4个月内即能繁殖到10×1020只[6]。

一些昆虫能工厂化养殖, 且可利用废弃物饲养。如畜禽粪便经微生物发酵处理后饲喂苍蝇, 养殖过苍蝇的粪便可混合秸秆或草料、垃圾饲养蚯蚓。1 t猪粪经过上述处理, 能得到100~300 kg蛆虫、20~60 kg蚯蚓和1 000 kg蚯蚓粪肥[7]。

昆虫含有特殊的生物活性物质, 如免疫活性物质和几丁质。苍蝇和蛆体内含有杀菌力极强的活性蛋白;对黄粉虫采取饥饿后饲喂含菌物的诱导方式, 在其体内能产生大量抗菌肽, 具有极高的医药价值。

昆虫营养丰富, 蛋白质含量很高[8,9,10,11]。无论是虫卵、幼虫、蛹或是成虫, 蛋白质含量都很高。干物质蛋白质含量一般都在50%以上, 如苍蝇为61%、蝴蝶为75%、蝉为72%、蚂蚁为67%、黄蜂为81%、白蚁为93%;而且氨基酸占蛋白质的比例大, 为32.82%~65.97%;必需氨基酸含量占14.00%~22.81%, 必需氨基酸占氨基酸总量的36.00%~41.49%。

昆虫幼虫和蛹的脂肪含量高, 为10%~50%;并以不饱和脂肪酸为主, 其中亚油酸含量高达10%~40%。

昆虫是地球上优于肉和蛋类的最大的动物性蛋白质资源和动物资源, 除少数有剧毒外, 大多数种类都可以收集、加工和人工饲养。

1.3 蚯蚓

蚯蚓属环节动物, 目前已知全球有3 000多种。蚯蚓在野外生长良好, 也可以家养和工厂化养殖、规模化生产。

蚯蚓食性极广, 除金属、玻璃、砖石、塑料、橡胶以外, 绝大多数废弃物, 如人畜粪便、秸秆、杂草及人类生活、商业、工厂等排放的有机废弃物都是蚯蚓的良好食物。

蚯蚓的采食量极大, 每天的采食量相当于自身体重的1/3耀1/2[7,12]。10头猪一天排的粪 (20 kg) 可被2 400条澳洲蚯蚓1周吃完, 或被1 600条日本太平2号蚯蚓1周吃完[13,14]。1 kg蚯蚓48 h内能吃完1 kg粪便[15]。10亿条蚯蚓1 d能吃掉500 t垃圾[7,12], 并能转化为蛋白质含量很高的蚯蚓粪。

蚯蚓分解有机质的能力很强, 利用蚯蚓对畜禽粪便、生活垃圾和其他有机废弃物进行无害化处理, 工艺简单, 费用低, 还能获得高蛋白质的蚯蚓粪, 且并不产生二次污染。

蚯蚓繁殖力极强, 产量极高。在适宜的环境条件下, 每年增殖量高达1 000倍。1 000条性成熟蚯蚓, 2 a内就能增殖到10亿条, 能收获商品蚯蚓500 t, 平均每月收获20.8 t。动物废弃物转化为蚯蚓组织的效率很高, 1 t动物废弃物可稳定转化为100 kg蚯蚓[16]。

蚯蚓排粪量极大, 且粪便价值高。1亿条性成熟赤子爱胜蚯蚓每日进食量40 t, 排粪20 t[7,12], 一年排粪多达7 300 t。蚯蚓粪便蛋白质含量高达22.5%[7], 可作饲料, 添加量为15%~30%。在水产饲料中添加量可达70%, 甚至可用全粪喂鱼, 饲养鱼生长良好。蚯蚓粪便经济价值高, 养殖场蚯蚓粪的经济价值是蚯蚓本身的1.5倍[7]。

蚯蚓营养价值高[7,12,17], 富含蛋白质, 鲜蚯蚓含量为8%~10%;干蚯蚓含量高达56%~60%, 最高达71%。组成蚯蚓蛋白质的氨基酸全面, 尤其是亮氨酸、精氨酸和赖氨酸含量高, 赖氨酸含量高达4.3%。蚯蚓脂肪含量为4.4%~17.3%, 其中以亚油酸为主的不饱和脂肪酸特别多。另外, 还含有丰富的维生素, 钙、磷含量高, 磷的利用率达90%以上。

可以替代鱼粉、豆粕配制畜禽饲料和水产配合饲料, 也可以用蚯蚓直接饲喂畜禽。

2 单细胞蛋白饲料的开发利用

单细胞蛋白 (SCP) 是指酵母菌、真菌、霉菌、非致病性细菌等单细胞微生物所产生的蛋白质, 又称生物菌体蛋白或微生物蛋白。菌体蛋白 (MBP) 是指多细胞微生物, 主要是丝状真菌、大型真菌的菌丝体蛋白质。目前二者基本通用。

生产单细胞蛋白的微生物主要是酵母菌、细菌、真菌和藻类, 主要采用液态发酵和固态发酵2种生产工艺。

单细胞蛋白含有很高的优质蛋白质, 而且蛋白质氨基酸种类齐全、配比适当。细菌单细胞蛋白含蛋白质40%耀80%, 酵母蛋白含35%耀60%, 真菌含20%耀50%, 霉菌含40%耀50%, 藻类含40%耀70%;单细胞蛋白在畜禽体内经水解转化为多肽和氨基酸, 吸收率高达90%;另外, 还含有丰富的维生素 (特别是B族维生素) 、生物酶和丰富的微量元素[18,19,20]。

2.1 生产原料来源广泛

植物淀粉糖类、纤维素类、农林产品加工副产物、轻工业和食品工业下脚料、石油原料和石油化工产品等都能作为单细胞蛋白的生产原料。我国最有前途的原料是可再生植物原料, 如农作物秸秆、林业枝叶、树皮、木材加工副产物。糖厂、味精厂、造纸厂、淀粉厂、柠檬厂等轻工业和食品工业排放的废渣、废液都能作为单细胞蛋白的生产原料。

纤维素类, 如秸秆、林业枝叶、木材加工下脚料、糖渣等, 经酸化处理后采用水解方法, 将其变为还原糖, 再经发酵生产酵母蛋白。谷壳水解液经深层发酵生产酵母蛋白, 每3 t谷壳就能生产1 t酵母蛋白[19]。我国每年有谷壳、棉子壳、玉米芯等纤维素农副产品数千万吨, 如用其中的20%作为原料, 就能生产100万t单细胞蛋白饲料[21]。采用固体发酵技术处理秸秆, 能使秸秆粗蛋白质含量达到15%~20%, 2亿t秸秆通过微生物发酵工程处理, 能转化为相当于8 000万t饲料粮[18]。我国年产8亿t秸秆, 还有林业枝叶、木材加工下脚料10多亿t, 这些都是可以用作生产单细胞蛋白的巨大资源, 有待开发。我国年产菌糠1 000多万t, 目前尚未开发利用。若利用微生物制作发酵菌糠, 就能有效利用这一巨大饲料资源。马纯艳等[22]利用菌糠生产单细胞蛋白质饲料, 使菌糠蛋白质提高到15.23%。对酒糟、醋糟、糖渣、淀粉渣等11种糟渣进行固体发酵处理, 粗蛋白质含量增加35.74%~130.04%[23]。我国年产糟渣1.68亿t[24], 这是生产单细胞蛋白的巨大资源。据报道, 仅用我国食品与发酵工业废糟渣就能生产单细胞蛋白饲料1 000万t[25]。张建红等[26]报道, 5亿t轻工业、食品加工业废液, 就能生产500万t单细胞蛋白。据资料, 1988年, 我国食品和发酵行业产生的废液、废渣多达207 488万t[27]。这是一巨大的资源, 但目前利用率极低, 尤其是废液, 利用率不到1%[26]。

2.2 生产效率高

一般动物蛋白质的生产速度与体重的倍增时间成正比。而微生物的倍增速度比猪、牛、家禽等动物快千万倍[21]。微生物富集蛋白质的能力远远高于动植物, 酵母菌合成蛋白质的速度比植物快500倍, 比动物快2 500倍[18], 细菌更快。1头500 kg重的公牛每天只能生产蛋白质0.4 kg, 而500 kg酵母每天能生产蛋白质50 000 kg[21]。

2.3 占地少

单细胞蛋白生产是在大型发酵罐中立体式培养, 占地面积很少。据报道, 年产1 t100%蛋白质占地数量为:大豆为24 500 m2、鱼为11 150 m2、鸡蛋为273 m2, 而酵母蛋白仅为3 m2[28]。年产10万t的单细胞蛋白工厂, 如产品蛋白质按45%计算, 1 a可生产蛋白质45 000 t, 而1 hm2耕地生产的大豆蛋白质只有1 200 kg。所以, 一个占地不多、年产10万t单细胞蛋白的工厂, 一年所生产的蛋白质相当于37 500 hm2耕地所生产的大豆蛋白质总量[21]。

3 林业饲料资源的开发利用

林业饲料资源主要指包括乔木、灌木、半灌木、竹类、林质藤木等在内的嫩枝、叶、花、果实、种子、树皮及林业产品加工副产物。

饲料林木适应性强, 分布广。除一般环境外, 还可以在干旱地、半干旱地、甚至是年降水量少于400 mm的地区生长良好, 并能提供大量饲料资源。饲料林青绿期和利用年限长, 生物产量高, 同等饲料林的产品比草本植物高2~4倍[29,30]。

科技工作者对中国林业饲料资源作了大量调查研究工作。在我国8 000多种木本植物中, 可用作饲料的有1 000多种[31], 其中乔木最多, 其次是灌木、半灌木和竹类植物。其中乔木类饲料植物年均可提供饲料5亿多t, 灌木和半灌木植物多达500多种[32]。据周芳萍[33]报道, 2000年, 中国森林面积1.3亿~1.4亿hm2, 活立木总蓄积量118.9亿m3, 根据森林面积、活立木总蓄积量和采伐情况进行估算, 每年树叶产量约5亿t, 抚育间采伐和主伐残留在林地或伐区内的嫩枝叶约1亿t, 木材加工下脚料约1亿t。这7亿t是可以加工利用的饲料资源。按照这个比例计算, 2012年, 中国 (森林面积1.95亿hm2) 林业饲料资源多达10亿t, 其中7亿t树叶中含蛋白质多达7 000万t以上。

孙祥[34]对我国数十种木本植物的风干枝叶营养成分作了分析和阐述:10种乔木枝叶粗蛋白质含量为6.5%~13.6%, 粗脂肪5.10%~12.21%;18种阔叶乔木枝叶粗蛋白质含量为10.50%~29.24%, 粗脂肪1.39%~9.32%;6种灌木枝叶粗蛋白质含量为8.48%~18.84%, 粗脂肪含0.26%~3.82%;26种半灌木粗蛋白质含量为10.38%~19.37%, 粗脂肪1.05%~13.81%。另据对19种风干树叶分析, 含粗蛋白质10.2%~26.2%, 粗脂肪2.1%~8.6%, 粗纤维7.1%~26.9%, 无氮浸出物24.3%~54.6%, 灰分6.4%~19.1%, 钙0.05%~3.31%, 磷0.02%~1.37%[33]。

林业饲料资源纤维素含量较高, 需加工处理后饲用价值才高。加工工艺主要包括青贮、水贮、微贮、发酵、蒸煮、热喷、酸化、碱化、氨化、糖化、膨化等。木材加工下脚料, 如木皮、刨花、木屑、锯木等, 经过酸化处理, 使纤维素水解为糖类, 再经过发酵, 除可以提取酒精、糖醛、木醇等外, 还可以生产酵母蛋白。

我国林业饲料资源利用率很低, 除新疆树叶利用率达到20%外, 全国乔木枝叶饲用率平均只有1%[35]。如果我国林业饲料资源中1/5能得到有效利用, 就相当于全国饲料用粮的3倍[36]。

3.1 葛藤

葛藤是我国南方地区具有代表性的高产优质林业饲料资源。

1) 资源丰富。葛藤适应性强, 能在干旱地带、丘陵山区、疏林地里、悬岩峭壁、裸露石缝中栽种, 且生长良好, 把裸露的岩石峭壁覆盖成绿茵, 不但能保持水土、绿化环境, 同时又能生产饲料和药材。

葛藤具有速生性和再生性, 一季之内, 葛蔓可延长15~30 m, 每年能刈割3~4次[37]。茎叶繁茂, 产量极高, 野生葛每年产鲜草3 750 kg/667m2, 人工栽植年产量可达5 000 kg/667m[38,39]。

2) 营养丰富。据刘建林等[38]报道, 风干茎叶含粗蛋白质20.89%~29.20%, 粗脂肪2.45%~4.20%, 粗纤维26.55%~34.20%, 灰分5.91%~9.96%, 钙2.11%, 磷0.09%。另据杨吉华[40]报告, 葛藤的根、茎、叶含粗蛋白质21.21%, 粗脂肪4.8%, 粗纤维24.39%, 粗灰分10.0%, 无氮浸出物39.6%, 钙2.63%, 磷0.40%。

葛藤营养价值高, 适口性好, 是牛、马、羊、猪、兔及家禽的一种高产优质林业饲料资源。

3.2 沙棘

沙棘在我国西北、华北、西南等地区均有分布, 在西北干旱地区、沙漠地区生长良好, 是防风固沙的重要林木, 同时也是良好的饲料资源。

1) 资源丰富。2000年, 中国沙棘资源总面积超过200万hm2, 以后每年以6.7万hm2的速度发展[41]。中国沙棘面积占全球总面积的90%[42]。随着我国生态建设发展及防沙工程的实施和推进, 沙棘人工种植面积将大幅度增加。

2) 产量高。一般野生沙棘年产叶量为150~200 kg/667m2, 产果80~120 kg/667m2。人工种植沙棘产量相应提高1.0~1.5倍和4.0~5.0倍[43]。据刘莹[44]报道, 每公顷沙棘年产叶5 t、嫩枝3 t, 估算中国年产沙棘叶、嫩枝、果实共计超过2 000万t, 这是一巨大饲料和药材资源。

3) 营养丰富。沙棘叶:含粗蛋白质11.47%~22.92%, 粗脂肪3.42%~6.10%, 粗纤维14.28%~19.72%, 灰分3.86%~6.10%, 无氮浸出物48.36%~61.30%;沙棘嫩枝:含粗蛋白质13.7%, 粗脂肪1.93%, 灰分6.8%;沙棘树皮:含粗蛋白质17.4%, 粗脂肪2.33%, 灰分4.7%;沙棘果渣:每100 kg沙棘果能榨取20 kg果渣。风干果渣含粗蛋白质18.3%, 粗脂肪11.6%, 粗纤维12.5%, 无氮浸出物64.7%, 灰分2%, 钙0.19%, 磷0.16%[41,42,43,44]。

我国年产沙棘果5亿kg, 可获得沙棘籽5 000万kg[45]。沙棘籽含粗蛋白质26.06%, 粗脂肪9.02%, 粗纤维12.33%, 灰分6.48%[46]。

沙棘枝叶通过青贮发酵后蛋白质含量提高25%, 粗纤维降低, 适口性改善, 保存期延长[47]。

4 秸秆

中国年产农作物秸秆8亿t[48], 但多数被废弃或在田间燃烧, 成为我国一大农业面源污染源。

4.1 秸秆的营养成分

稻草、麦秆和玉米秆分别含纤维素38.8%、43.2%和32.9%, 半纤维素20.9%、14.2%和32.5%, 木质素5.2%、7.9%和4.6%, 粗蛋白质4.96%、12.4%和20.6%[48,49,50]。

4.2 秸秆的加工处理

秸秆粗纤维和木质素含量高, 要经处理后才能提高其消化率。秸秆加工处理方法很多, 化学处理是提高秸秆营养价值和消化率的有效方法, 包括碱化、酸化、氧化、氨化等方法[48,49,50]。

氨化处理成本低, 设备简单, 基本无污染, 易推广。其中液氨氨化处理和尿素氨化处理效果好。麦秆氨化处理后粗蛋白质从原来的3.6%增加到11.6%, 干物质体内消化率提高24.14%, 粗纤维体内消化率提高43.77%, 有机物体内消化率提高29.4%, 粗蛋白质消化率提高35.3%[50]。稻草氨化处理后粗蛋白质含量提高幅度为109.5%~129.9%[48]。如采用氨化和碱化复合处理, 能使稻草消化率提高到71.2%, 麦秆消化率提高到66.3%[50]。

据彭世良[51]报告, 秸秆经氨化处理后, 粗蛋白质增加1.0~1.5倍, 粗纤维部分降解, 消化率提高20%以上, 适口性好, 如将5亿t秸秆进行氨化处理作饲料, 可转化成80亿~100亿kg动物性食品, 相当于800亿~1 000亿kg粮食。

秸秆是中国一巨大饲料资源。据报道, 用秸秆饲喂反刍动物, 每千克秸秆的能量营养价值相当于0.25~0.45 kg精料, 如将全国8亿t秸秆全部利用, 可节省2~3亿t饲料粮[24]。

5 糟渣类饲料资源

糟渣类饲料资源主要包括酒糟、醋糟、酱糟、粉渣、果渣等。我国每年产生糟渣类总量多达16 869万t, 其中可做精料的糟渣14 584万t, 粗料糟渣2 285万t[24], 是一巨大的饲料资源, 但目前尚未得到合理利用, 甚至被废弃成为一大环境污染源。

5.1 玉米酒糟及可溶物

玉米酒糟及可溶物 (DDGS) 是由DDC和DDS组成。DDC是指将玉米酒糟作简单过滤、将滤渣干燥而获得的饲料, 其中含有除淀粉和糖以外的其他成分, 如蛋白质、脂肪和维生素。DDS是指玉米经发酵提取酒精后的稀残留物中的酒糟可溶物干燥处理的产物, 其中含有一些可溶物、发酵物、发酵产生的未知生长因子、糖化物、酵母等。将DDC和DDS按一定比例 (通常是7∶3) 混合烘干即得到DDGS。在采用干法生产酒精时, 每100 kg玉米能产生大约36 L酒精、DDGS和CO2各32 kg。

DDGS中除碳水化合物外, 其他成分为原料的2~3倍[52]。因样品来源不同, 营养成分有一定差异。据国外300个样品分析[53], 各种营养成分均值:粗蛋白质为27.15%, 粗脂肪10.67%, 粗纤维6.21%, 灰分4.5%, 钙0.43%, 磷0.76%。据国内报道, 国产DDGS含粗蛋白质28.7%~32.9%, 粗脂肪8.8%~12.4%, 粗纤维5.4%~10.4%[54]。DDGS中氨基酸含量和可消化氨基酸水平通常是玉米的3倍, 赖氨酸消化率为46%~84%[52]。脂肪含量是玉米的3~4倍, 亚油酸含量达到2.3%[55]。

据资料, 2000年, 中国产白酒糟2 000多万吨, 大中型酒厂已将其加工成DDGS, 而广大农村众多小酒厂的酒糟有待开发利用[24]。近些年中国每年都要进口大量DDGS, 以满足养殖业需求。

5.2 果蔬渣

根据国家统计局资料, 2012年, 中国水果产量为15 105万t。其中苹果3 841万t、柑橘3 168万t、梨1 707万t、葡萄1 054万t、香蕉1 156万t, 还有为数不少的菠萝等水果。

我国水果约有38%用于深加工[56], 每加工1 000 kg水果就能产生下脚料400~500 kg, 烘干后得到干果渣120~165 kg[45,46]。据报道, 2003年, 中国果渣产量为620万t, 估算2012年约为700~900万t[56]。

果渣经微贮发酵制作蛋白质饲料, 能使粗蛋白、真蛋白和粗脂肪分别提高74.63%、165.45%和50.67%, 粗纤维降低61.34%[46]。但目前果渣未能得到有效利用。

1) 苹果渣。苹果渣营养丰富, 干渣含粗蛋白质6.2%、粗纤维16.5%、无氮浸出物61.5%、钙0.13%、磷0.12%、含铁量为玉米的4.9倍[57,58,59];赖氨酸、蛋氨酸和精氨酸分别为玉米的1.7倍、1.2倍和2.75倍, 维生素B2为玉米的3.5倍[46]。

2) 柑橘皮渣。我国柑橘产量居世界之首, 其中40%用于深加工[60], 大量加工下脚料未能利用。未经处理的柑橘皮渣含干物质90%, 含粗蛋白质6%~8%、粗脂肪2.2%~3.4%、粗纤维12%~18%、无氮浸出物55%~65%、钙0.06%~1.0%、磷0.1%~0.2%[61,62]。经青贮发酵后, 粗蛋白质、粗脂肪含量提高, 苦味物质降低, 适口性改善[63,64]。

3) 葡萄渣。中国盛产葡萄, 80%用于酿酒, 13%鲜果食用, 7%用于加工果汁。葡萄渣主要由籽 (8%~10%) 、皮 (20%~25%) 和梗 (10%~15%) 组成[65]。目前, 葡萄渣利用很少, 大多数被废弃, 少数用作燃料, 很少用作饲料。

葡萄皮含粗蛋白质14.75%, 粗脂肪7.23%, 粗纤维18.46%, 无氮浸出物40.17%;葡萄籽含粗蛋白质8.9%~10.87%, 粗脂肪10.15%~18.50%, 粗纤维23.16%~27.14%, 无氮浸出物32.17%~38.66%;葡萄渣含粗蛋白质13%, 粗脂肪7.9%, 粗纤维31.9%;蛋白质中氨基含量为7.76%;脂肪中亚油酸高达75%[66,67,68]。

在葡萄渣中饲料利用较多的是葡萄籽, 其加工产品有饼、粕和熟化葡萄籽粉。葡萄籽饼蛋白质含量高达21%。

4) 番茄酱渣。番茄酱渣由55%~58%的种籽和42%~45%的果皮组成, 干物质含粗蛋白质10%, 粗脂肪12%~22%, 赖氨酸比大豆高13%[69,70];维生素E含量特别高, 达到224 mg/kg, 故有较强的抗氧化功能[71]。

6 制糖业副产物的开发利用

我国制糖原料主要是甘蔗和甜菜。糖渣是榨糖后的残渣, 糖蜜是制糖过程中产生的含糖废液。糖蜜经发酵进行粗馏过程中产生的高浓度有机废物称酒精废醪液。酒精废醪液含丰富的氮、磷、钾和有机质, 其中含有10%~12%的固形物, 固形物中70%为有机质, 如酵母菌体、蛋白质、糖分、氨基酸、维生素、有机酸等。滤泥是在制糖过程中, 蔗汁通过澄清, 由压内机或真空吸滤机过滤后的残渣, 一般占压榨量的3%~4%。滤泥含甘蔗纤维、蔗糖和蔗蜡凝胶体, 粗蛋白质含15%~17%, 粗脂肪含10%~15%, 总糖分10%~15%, 还有部分微量元素[72,73]。

6.1 甘蔗渣

我国年产甘蔗渣1 600万t[24], 甘蔗渣含纤维素44%~46%[74], 如不经过处理, 动物的消化率只有20%~25%[75]。经氨化发酵处理后, 粗蛋白质达到8%~11%。多种微生物共生发酵甘蔗渣能使纤维素降低60%, 粗蛋白质和粗脂肪提高数倍[75,76]。

6.2 甜菜渣

我国年产甜菜渣670万t, 甜菜渣含粗蛋白质9.2%~12.9%、粗纤维16.7%~23.3%, 其中粗纤维消化率高达80%;含钙0.91%[24]。

6.3 糖蜜

糖蜜又称糖稀, 是以甘蔗、甜菜等为原料的制糖业的副产物。国外60%用作饲料。中国年产300多万t, 几乎全部用作发酵工业, 每年还要进口一定数量以补国内欠缺, 极少用作饲料[77]。

1) 营养成分。糖蜜是一种能量饲料原料, 含糖40%~46%, 主要含蔗糖、果糖、葡萄糖等可溶性糖类;含蛋白质3%~6%, 还含有生物素、胆碱和可溶性B族维生素;含烟酸300~800 mg/kg, 肌醇500mg/kg, 锰20 mg/kg, 钴0.5 mg/kg[77,78]。

2) 利用方式。一是配制日粮。可在日粮中添加一定比例饲喂猪、家禽和草食动物。二是制作尿素糖蜜舔砖。舔砖是以糖蜜、尿素、食盐、维生素、矿物质和微量元素为主要营养成分, 添加一定量的凝固剂和填充剂压制而成[79], 供给舔砖是反刍动物补充蛋白质和微量元素的有效方法。三是在青贮中应用。糖蜜主要含可溶性糖类, 而可溶性糖是制作青贮饲料的关键, 含量在4%以上可以制作出上等优质青贮料;而含量在2.5%时, 质量难以保证;含量在1.5%以下时多为劣质青贮料。豆科植物含糖量低, 难以青贮, 若在其中添加一定比例糖蜜, 能缩短青贮发酵进程, 改善青贮效果, 提高青贮品质[80,81,82]。

7 糠麸类

我国每年有稻谷糠和麸皮资源5 000万t, 糠不能食用, 主要用作饲料和酿造行业。

菌糠是指以农作物秸秆、棉子壳、甘蔗渣、玉米芯、锯木、工业废物 (酒糟、醋糟、造纸厂废液、制药厂黄浆液等) 为主要原料栽培食用菌后的废弃培养物。菌糠的归类尚未定论, 有的将其归为糟渣类[1], 张建红等[26]将其归为糠麸类。据资料, 我国食用菌产量从1978年的6万t, 增加到2007年的1 682万t, 占世界总产量的70%以上, 年产生菌糠600~700万t[83]。据中国食协行业信息部提供的数据, 2012年, 中国食用菌总产量达到2 571.7万t, 推算菌糠已超过1 000万t。菌糠经过加工处理后能成为一种新型蛋白质饲料, 但目前大多数被废弃, 成为一大环境污染源。

菌糠培养物原料的营养价值不高, 但因食用菌的栽培原料经真菌的生物发酵和酶解作用, 纤维素、半纤维素和木质素被不同程度降解, 通过食用菌的生物固氮作用、酵解作用等一系列转化过程, 粗蛋白质、粗脂肪含量比原培养物提高2.2~2.9倍, 粗纤维、木质素和抗营养因子大幅度降低。如纤维素降低50%, 木质素降低30%以上, 棉酚降低60%以上[84]。同时产生许多糖类、有机酸和生物活性物质。不但营养物质增加, 还提高了营养物的消化率、适口性和安全性。

对17种菌糠常规营养成分含量测定结果显示:干物质69%~92%, 粗蛋白质5.80%~15.44%, 粗脂肪0.12%~4.53%, 粗纤维2.00%~37.11%, 无氮浸出物33.0%~63.5%[85]。经过发酵处理的苹菇菌糠, 粗蛋白质从10.60%提高到25.83%[86]。

8 再生饲料资源的开发利用

畜禽粪便中含有大量营养物质, 尤其是蛋白质。经发酵处理, 鸡粪蛋白质含量达30%以上, 猪粪含20%以上。畜禽粪便中氨基酸含量丰富, 几乎含有所有必需氨基酸, 并含有丰富的B族维生素、微量元素和生长因子。

据报道, 我国年产猪、鸡粪干物质分别为17 685万t和3 285万t, 能提供粗蛋白质4 400万t[24]。据张建红等[26]报道, 我国畜禽粪便如能有60%被充分开发利用, 大约可以节省5.2亿t饲料用粮, 可生产畜禽肉2.5亿t。

9 海洋植物饲料

中国海洋植物饲料资源很丰富, 其中产量较高的是海藻、海带草、海青菜、海更菜、紫菜、海谷菜等。

海藻是海洋中分布最广的生物, 从微小的单细胞到长达数十米的巨藻, 种类繁多, 约1万多种。这些海洋植物的体内含有丰富的多糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、微量元素和具有特殊功能的生物活性物质, 不但是人类食品、医药原料, 同时也是一巨大的饲料资源库。

营养成分:以海藻为例, 含粗蛋白8.95%, 粗脂肪0.3%, 粗纤维0.6%, 甘露醇11.3%, 褐藻胶24.7%, 褐藻淀粉1.7%, 褐藻糖胶0.3%, 碘4 500mg/kg, 铁1 900 mg/kg, 锰37 mg/kg, 锌39 mg/kg, 胡萝卜素10 mg/kg, VC 32 mg/kg, 生育酚7.2mg/kg[87]。

生产应用:猪饲料中添加8%~10%的海洋植物饲料, 日增重提高10%, 发病率降低, 猪肉品质改善, 饲料成本降低[87,88]。在鸡饲料中添加2%~5%海藻成分, 蛋黄碘含量增加10倍以上, 维生素A含量提高17%~46%[87,88]。

此外, 海洋植物含有苯酚类化合物和琼胶、褐藻酸等化合物。苯酚类化合物有较强的抑菌防霉作用, 是天然饲料防霉剂。因含琼胶、褐藻酸等吸水物质, 又是天然粘合剂和防潮剂, 在饲料中添加2%~3%海洋植物饲料, 可杀灭90%的螨虫和有害细菌, 同时又可吸收饲料中的水分[88]。

10 结语

2012年, 中国进口粮食达到8 000万t[89], 为世界粮食贸易量的20%。中国粮食自给率不到90%, 农产品自给率仅80%[90], 农产品进口总量相当于利用境外4.2×107hm2耕地[91]。中国农产品消费水平实际上已超过中国农产品综合生产能力。

在进口的8 000万t粮食中, 主要作为饲料用的大豆、玉米占80%。2012年, 中国进口大豆5 838万t, 为全球大豆生产总量的1/4, 为世界大豆贸易量的63.9%[92], 中国大豆消费量的80%依赖进口。