生物技术在动物营养和饲料工业中的应用冯定远华南农业大学动物

饲料行业和养殖业可持续发展的影响因素及其饲料营养对策冯定远, 左建军(华南农业大学动物科学学院, 广东广州510642)随着饲料行业和养殖业的不断发展, 整个行业的趋势和面临的问题包括饲料安全的要求更严格、重大疫病的风险增加、环境污染的压力增大、饲料资源缺乏和生产成本不断上涨。

饲料安全、重大疫病、环境污染和饲料资源缺乏和成本都与饲料工业可持续发展有关。

饲料安全是保障健康养殖的基础; 健康养殖是控制重大畜禽疫病、饲料行业和畜牧业可持续发展的根本保证; 环境污染影响健康养殖和畜牧业可持续发展; 饲料资源缺乏和成本上涨影响畜牧业可持续发展。

解决这些影响可持续发展问题的根本出路是饲料营养手段。

1 饲料安全问题及其饲料营养对策饲料安全是健康养殖的基础, 广义的概念是指饲料通过动物进入食物链后对食物链中每个成员(动物和人)的生命活动及环境质量无不良影响。

狭义的概念只涉及动物和人。

饲料在规定的使用方式和用量条件下, 其本身所含有的有毒有害物质, 或在加工、贮存和运输过程中通过物理或化学反应生成的有毒有害物质, 或在动物体内产生的代谢产物对动物健康与生产性能不产生任何可见的和潜在的损害; 动物采食该饲料后生产出的产品作为人的食物或其他生活用品对人的健康不产生任何危害。

这种饲料称为安全饲料。

饲料安全是动物性食品安全的源头。

动物性食品安全不仅仅是养殖行业问题, 也涉及到政治问题、社会问题、国际问题。

例如, 国内外出现的“瘦肉精”事件, 国内“红心鸭蛋”、“蛋白精”、“多宝鱼药残”事件, 国外“疯牛病”、“二噁英”事件等等, 我们记忆犹新。

饲料安全问题主要有如下十个方面: ( 1)抗生素、药物的残留和耐药性传递问题; ( 2)盐酸克伦特罗(瘦肉精)残留问题; ( 3)激素类促生长剂残留问题; ( 4) 疯牛病与动物性饲料安全问题; ( 5)环境化学污染造成的二噁英问题; ( 6) 微生物污染问题; ( 7)重金属元素的污染问题; ( 8)农药的污染与残留问题; ( 9)胂制剂污染与残留问题; ( 10)转基因饲料的安全问题。

生物技术在动物营养学上的应用动物营养学是一门研究动物饲料及饲养管理方法对动物生长、发育、繁殖等方面的影响的科学。

生物技术则是一门应用生物学、微生物学、分子生物学等与其他学科的交叉学科。

在动物营养学中，生物技术被广泛应用于改良饲料、提高动物生长效率、改善产品质量等方面。

本文将介绍生物技术在动物营养学上的应用。

基因编辑技术基因编辑技术是近年来发展起来的一种生物技术，它基于CRISPR/Cas9系统，通过设计特定序列来对动物基因进行编辑。

通过应用基因编辑技术，研究人员能够处理动物基因以增强它们的生长速度、减少疾病发生率等。

同时，基因编辑技术还可用于生产经济效益更高的动物品种。

比如，在猪饲料生产中，基因编辑技术被用来调节猪的瘦肉率以提高肉质品质。

在奶牛生产中，则利用基因编辑技术来选择高产奶牛，以提高牛奶生产效率和质量。

基因编辑技术的应用虽然存在一些争议，但其获得的成果和潜在贡献不能被忽视。

生物反应器技术生物反应器技术是一种在约束条件下对微生物进行培养，从而获得特定产物的生产方法。

在动物营养学中，生物反应器技术被广泛应用于酵母菌、细菌等微生物发酵过程中产生酵素和营养成分。

比如，利用生物反应器技术，可以获得多种酶和多酚类黄酮等营养成分，以用于生产动物饲料。

这可以大大降低动物食品的生产成本，同时也可以提高动物的生长效率。

转基因技术转基因技术指的是向植物或动物的基码中引入外源性基因。

转基因技术在动物营养学中也被广泛应用于生产经济效益高的动物品种。

比如，将某种动物的基因组与其他动物的基因组相结合，可以生产出更加适应特定生产环境的动物品种。

这可以提高动物群体对慢性疾病的抵抗力，减少治疗相关成本。

除此之外，转基因技术也可用于改良饲料中的某些特定营养成分，提高动物群体的免疫力和健康状况。

转基因技术的应用存在一些争议，但是其贡献也不容忽视。

基因序列分析技术基因序列分析技术是研究人员借助高通量测序技术分析基因序列信息，从而确定其功能和分子结构的方法。

华南农业大学动物营养与饲料科学（090502）学术型博士研究生培养方案一、培养目标培养适应我国社会主义现代化建设需要的德、智、体全面发展的高层次创新型人才。

掌握动物营养与饲料科学专业坚实、宽广的基础理论和系统、深入的专门知识，以及科学实验和生产实践技能；了解本学科的国内外发展动态与最新科技成就；能熟练地掌握和使用一门外国语，具有独立从事科学研究工作的能力，在本学科理论或技术上做出创造性的成果。

二、研究方向1. 动物营养与饲料资源开发2. 动物生理生化与分子营养3. 动物营养与安全养殖4. 动物营养与免疫三、学习年限学制3年，最长学习年限不得超过7年。

四、课程设置课程学习实行学分制，课程成绩60分以上（含60分）可获得学分。

至少应修满12学分。

每18学时对应1学分，每门理论课一般不超过3学分，实验课不限。

（一）必修课1. 公共必修课①中国马克思主义与当代（2学分，36学时）② 博士生英语（Ⅰ）（2学分，36学时）或博士生英语（Ⅱ）（2学分，36学时）（二选一）2. 专业必修课① 动物营养与饲料科学研究进展（3学分，54学时）（二）选修课在导师指导下全校范围内选修，具体课程请参照“华南农业大学研究生培养管理系统课程库”。

（三）补修课以同等学历和跨一级学科录取的博士研究生，至少应补修该专业硕士阶段主干课程2门。

如果补修的课程已经在我校修过，可以按规定申请免修。

补修课不计学分。

① 高级动物营养学② 高级配合饲料学五、培养环节博士研究生除了完成规定的最低应修课程学分外，必须完成以下必修环节。

1. 开题报告及综合考试在第二学期启动开展论文开题工作，开题报告需得到博士研究生指导小组讨论通过。

提交开题报告至毕业论文答辩时间不少于18个月。

在进行开题报告的同时进行综合考试，内容包括：专业知识、学科发展动态。

2. 学位论文答辩研究生答辩前必须交回毕业论文实验的所有原始数据，由导师或所在实验室存档。

论文答辩按学校相关规定执行。

.23.抗营养因子[收稿日期]2000-09-26[作者简介]冯定远(1961-)，男，华南农业大学动物科学系副主任，教授，博士生导师。

1999年8月至2000年8月在加拿大麦吉尔大学合作研究，此文是在加期间整理的文章。

冯定远(华南农业大学动物科学系，广州510642)饲料中某些阻碍营养成分消化吸收和利用的物质，称之为饲料的抗营养因子(Antinutritional Factors ,ANF )。

抗营养因子可归为对动物生长或健康造成不良影响的非纤维性自然物质成分。

饲料抗营养因子研究的意义有：(1)对深化传统的营养研究有重要意义，通过抗营养机理的探讨，进一步阐明营养物质的消化、吸收、代谢和转化利用。

(2)有助于提高饲料加工处理的效果和效率，促进饲料加工工艺的改进。

(3)可以开辟新的饲料资源，开发和利用更多的非常规饲料原料。

(4)研究抗营养因子的机理，对开展动物营养调控理论的研究有重要意义。

已发现饲料中的抗营养因子有数百种之多，根据它们对动物采食后对饲料营养价值的影响和动物的生物学反应，可以把抗营养因子分为如下六大类(Huisman 等,1992)。

(1)对蛋白质的消化和利用有不良影响。

如胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶抑制因子、植物凝集素、酚类化合物、皂化物等。

(2)对碳水化合物的消化有不良影响。

如淀粉酶抑制剂、酚类化合物、胃胀气因子等。

(3)对矿物元素利用有不良影响。

如植酸、草酸、棉酚、硫葡萄糖苷等。

(4)维生素拮抗物或引起动物维生素需要量增加的抗营养因子。

如双香豆素、硫胺素酶等。

(5)刺激免疫系统的抗营养因子。

如抗原蛋白质等。

(6)综合性抗营养因子，对多种营养成分利用产生影响。

如水溶性非淀粉多糖、单宁等。

1蛋白酶抑制因子和植物凝集素蛋白酶抑制因子包括胰蛋白酶抑制因子胰凝乳蛋白酶抑制因子。

在动物营养中具有重要意义的蛋白酶抑制因子是KTI 和BBI 两类，大豆中含有1.4%的KTI 和0.6%的BBI ，KTI 主要抑制胰蛋白酶，而BBI 则同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。

X u m u s h o u y i随着我国畜牧养殖业的不断发展，给养殖户带来了巨大的经济收益，同时也满足了广大群众的日常需求。

现阶段生态环境的不断恶化，对人们的生活也造成了一定的困扰，各类传染性疾病都来自于畜牧业的传播，同时发病率也日渐提升，引起了人们的重视。

生物技术是一项新兴产业，在多个领域中都起到了重要作用。

尤其是在畜牧兽医领域中，通过生物科技的应用，引领畜牧业走上了一条全新的科学道理，有助于畜牧兽医的防疫工作，促进畜牧业的健康发展。

在畜牧兽医领域合理的运用生物技术不但能够改善畜牧养殖的饲料资源，同时也能够有效的预防疫病，做好科学的禽畜培育工作，全面推进畜牧兽医的现代化发展。

一、生物技术的概念在上个世纪七十年代，生物技术产业全面崛起，在我国多个领域中发挥着重要的价值，生物技术主要是将科学与生物学有效的融合在一起，并参照其他科学的原则，应用生物发酵技术与现代生物技术，将生物分子学应用到实际中，从而衍生出基因工程、发酵工程、酶工程和细胞工程等多项生物技术，此外，通过多项生物技术的应用，大力推进了生物制药领域的发展，在很多领域中都有所突破，对社会的发展具有重大的贡献。

随着我国生物基因工程的飞速发展，生物技术也实现了全面改革，特别是在畜牧兽医领域中，通过生物技术的全面发展，在饲料生产，疫病防治和动物培育中都起到了良好的效果，尤其是对于疫病防治和饲料质量的控制方面，展现出了良好的科学优势。

二、畜牧兽医领域中生物技术的应用分析1、在禽畜养育种环节中的应用在畜牧养殖过程中禽畜育种是一个重要环节，在此环节应用生物技术，可以全面提升动物培育质量，主要应用克隆技术、转基因技术、DNA重组技术以及胚胎技术等，实现良好的育种效果。

通过生物技术的合理运用，将生物分子学理论变为现实，实现了分子育种模式，改变了传统的人工育种，大大提高了育种品质，同时也缩短了动物的培育周期，实现快速培育效果，提高了畜牧养殖的经济收益，对畜牧养殖业的发展具有重要意义。

高粱替代玉米作饲料原料是趋势?好不容易盼来了猪价上涨，但饲料主要原料——玉米价格的上涨却给养殖户添了一份愁。

为了不让养殖利润被玉米吞噬，部分饲料厂与大型养殖场尝试研究用低价的高粱替代玉米作为饲料主要原料，但是高粱替代玉米还有营养和性价比等问题需要解决，有人表示此举只是不得已而为之，但也有人表示此法是未来的趋势。

高粱替代玉米是不得已根据资料显示，高粱中含有单宁，单宁是一种抗营养因子，它是水溶性的多酚化合物，又称鞣酸。

特点是苦涩味重，影响适口性。

与蛋白质及消化酶类结合，影响饲料的转化率和代谢能值。

高粱中粗蛋白含量低于20%，按国际饲料分类属于能量饲料。

而玉米作为饲料中能量主要来源，其价格今年以来持续走高。

有业内人士表示，自从去年年底我国禁止从美国进口转基因玉米之后，国内玉米短缺，目前北方大部分饲料企业都在研究高粱替代玉米的技术。

对于高粱替代玉米的这种做法，华南农业大学动物科学学院动物营养系教授冯定远认为，高粱可以部分替代玉米，而全部替代是不行的。

使用高粱是因玉米价格上涨不得已而为之，可以作为市场变动的调节，但不是长久之计。

冯定远告诉记者，用高粱主要有两个问题，第一是抗营养因子单宁对动物的影响，这可以通过减少用量、脱毒等方法解决;第二个是高粱能量低于玉米能量，生产过程中要减少其他低能量原料的使用，或者添加一些油脂。

冯定远表示，有一些企业开发单宁酶，用来降低单宁对动物的影响。

但这个做法不太现实，因为成本太高。

同时，冯定远强调，玉米在饲料中是无可替代的。

鸡饲料中高粱可占50%有人认为，高粱可以通过脱皮、熟化、加酶等方法解决抗营养因子问题。

高粱全部替代玉米对中、大肉猪没有影响，可以放心使用，也不存在适口性的问题。

但目前的技术做出来的饲料喂猪之后料肉比偏高，而且还要考虑氨基酸平衡的问题。

玉米在饲料中占比大概65%～70%，由于高粱能量比玉米低，高粱全替代玉米在饲料中占比大概75%，用高粱对饲料营养是没有影响的。

冯定远教授：饲用酶制剂对降低动物免疫应激与营养损耗的贡献饲用酶制剂对降低动物免疫应激与营养损耗的作用冯定远教授华南农业大学一、酶制剂提高营养消化吸收功能•酶制剂在畜禽饲料中有七种功能1、营养利用功能是酶制剂在饲料养殖中应用最先认识、最基本、最主要和最重要的功能。

酶制剂营养利用功能被广泛认识的是消化功能。

2、肠道健康功能3、生理调控功能4、免疫调控功能5、脱毒解毒功能6、抑菌杀菌功能7、抗氧化等功能•改善营养消化利用的功能，具有营养功能的酶制剂分为两类：第一类是直接水解营养底物；第二类是去除抗营养作用•酶制剂改善营养消化利用的途径（1）直接补充消化道营养水解所需的酶（2）间接去除饲料中抗营养因子（3）间接增加动物内源消化酶分泌•饲料酶制止剂的抗营养降解作用与营养消化1、降解可溶性非淀粉多糖，降低食糜粘性2、摧毁植物细胞壁，释放细胞内营养。

二、引起免疫应激的饲料抗营养因子•造成免疫反应的免疫原免疫原分四类（1）植物源抗原蛋白（2）植物凝集素（3）某些碳水化合物（4）血蓝蛋白三、动物免疫反应与营养代谢消耗•免疫应答—“免疫反应”免疫是机体的一种特异性生理反应，通过识别和排除抗原性异物维持机体内外环境的稳定。

包括非特异性免疫和特异性免疫。

•特异性免疫应答三阶段（1）致敏阶段（2）反应阶段（3）效应阶段•营养与免疫的相互关系营养增强免疫功能，免疫反应又影响营养代谢、营养消耗、营养需要。

•营养与免疫的关系•饲料成分及添加剂与免疫反应适度的免疫调控可以提高或者改善免疫功能；过度或者持续的免疫干预是一种营养的消耗，特别是能量、氨基酸、维生素等营养的消耗！•免疫应激引起营养代谢变化（1）免疫系统活化导致细胞因子的释放，通过对靶组织的直接作用；（2）或通过改变生长激素、胰岛素、胰高血糖素和皮质类固醇等激素的分泌；（3）在免疫应答过程中引起代谢变化，其中最主要的是提高基础能量代谢（静止能量代谢）的水平，造成额外的能量消耗。

家禽营养原理董泽敏，王修启，冯定远(华南农业大学动物科学学院广州510642)中图分类号：$831．5文献标识码：A 文章编号：1008-3847(2007)07-0002-04家禽主要包括鸡、水禽(鸭和鹅)及部分特禽(鸽、鹌鹑、火鸡等)等，其中以鸡、鸭、鹅的养殖最为普遍。

家禽本身具有生长迅速、性成熟早、繁殖力强和饲料转化率高等特点，能在短期内生产大批量的蛋、肉产品，这也是近些年来家禽业得以迅速发展的主要原因。

随着相关技术的发展，养禽业几乎完全脱离自然条件，实行集约化生产，尤其是全价平衡饲料的普遍应用和禽舍内环境条件的人工控制等，大大提高了现代养禽生产的经济效益。

动物机体以及相应动物产品都是由饲料的营养成分转化而来，掌握家禽营养原理对养禽业有重要指导意义。

1家禽的消化系统 ．饲料中的营养物质主要包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水，这些养分一般不能直接进入动物体内，必须经过消化道内一系列消化过程，将大分子有机物质分解为简单的、在生理条件下可溶解的小分子物质，才能被吸收。

家禽的消化器官包括喙、口腔、咽、食道、嗉囊(鸭和鹅称为食道膨大部)、腺胃、肌胃、小肠、盲肠、大肠、直肠、泄殖腔以及肝、胰等(见图1)。

家禽没有牙齿，食物摄入口腔后不经咀嚼而在舌的帮助下直接吞咽，虽然口腔中有唾液腺，但分泌唾液不多，且主要成分是黏液，含唾液淀粉酶量少，因此唾液的消化作用不大。

嗉囊或食道膨大部主要用于贮存饲料，同时可以湿润和软化饲料，而有些家禽(如鸽)也用其嗉乳饲喂雏鸽。

由于嗉囊或食道膨大部内栖居着大量的微生物，饲料在此处发酵分解，少部分产物被嗉囊壁吸收，剩余大部分发酵产物则在消化道后段被进一步消化吸收。

嗉囊收缩使食物由嗉囊进入腺胃。

腺胃的体积小，食物停留的时间较短，胃液的消化作用主要是在肌胃内进行；而且由于腺胃黏膜缺乏主细胞，家禽的胃液(胃蛋白酶原和盐酸)由其壁细胞分泌。

混有胃液的食物在肌胃内除了充分发挥胃液的消化作用外，肌胃坚实的肌肉及其较坚实的角质膜、肌胃内所含一定数量的砂粒，及其有节律性的收缩使饲料粒度变小，有助于消化。