诱食剂类饲料添加剂在反刍动物生产中的应用

张顺泉,范晓静

(济南天天香有限公司,山东 济南 250000)

近年来,饲料原料的价格居高不下,饲料厂为了更好控制成本,一些非常规饲料原料在饲料中的应用越来越广泛,导致饲料适口性成为大问题。反刍饲料诱食剂是一种改善饲料适口性的饲料添加剂,可提高反刍动物采食量,进而提高非常规饲料原料使用量。同时还能够在一定程度上提高反刍动物生产性能,提高机体免疫功能,帮助反刍动物摆脱疾病困扰。

1 反刍动物喜好的风味

反刍动物对饲料的喜好受到许多因素的影响。例如饲料加工工艺、营养成分、饲粮物理形态的变化等因素都会影响反刍动物对饲粮的采食量。国外研究发现,与20种非颗粒饲料(包括大麦粉、豆粕和菜籽粕)相比,反刍动物更喜欢主要由大麦、燕麦和甜菜浆制成的颗粒混合物[1-2]。同时反刍饲料中粗饲料形态的过长过大,会促使饲料与反刍动物瘤胃消化酶和微生物的接触面积减少,食糜在胃肠道中的停留时间增加,同时食糜过度填充度会刺激瘤胃壁和网胃壁上受体,二者都会降低动物采食量[3]。

不同动物对饲料风味的偏好各不相同。家畜如猪、牛味觉敏感度比较高,禽类味觉、嗅觉敏感度低。乳猪喜欢奶香、有机酸的味道,大猪喜欢水果味、糖蜜味、酸香味[4]。反刍动物是通过视觉、嗅觉、味觉和触觉来采食的饲料,能够识别饲料中甜、苦、咸、酸和鲜味。饲料气味与风味对反刍动物采食量有很明显的刺激[5]。牛喜欢甜味、酸味、香味,如砂糖、糖蜜、柠檬酸、挥发性脂肪酸、香兰素。羊喜欢甜味,对酸味偏好一般,但对苦味的忍耐力比牛强[6]。通过研究反刍动物对饲料味道偏好,有助于提升反刍动物采食量,提高经济效益,如使犊牛提早断奶开食、改善病弱反刍动物饮食情况、减缓奶牛产奶量下降等[7-8]。

反刍动物喜好的风味见表1。

表1 反刍动物喜好的风味

2 反刍动物生理特点及诱食剂类饲料添加剂作用机理

反刍动物最明显、特有的消化生理现象是反刍。反刍包括4个过程:反流、再咀嚼、混合唾液和吞咽[10]。反刍时间与饲料质量密切相关。饲料中粗纤维含量越高,反刍时间越长[11]。粗饲料中粗纤维含量过高及使用一些非常规饲料原料都会影响饲料适口性。反刍诱食剂类饲料添加剂在一定程度上能提高反刍饲料的适口性。因此反刍诱食剂类饲料添加剂的研究也成为反刍饲料开发过程中重要的一部分。饲料的诱食效果与动物的嗅觉、味觉、触觉、消化系统等密切相关。饲料中甜味、香味成分通过嗅觉和味觉等感受器的共同作用传递到神经中枢,刺激食欲,引起消化系统中大量唾液、肠液等消化液分泌,增加消化酶的含量,进而促进胃肠的运动和饲料的分解速度,提高饲料营养物质消化和吸收率,增加动物的饲料摄入量,从而提升动物的生产性能和经济效益[12]。

3 反刍动物诱食剂类饲料添加剂种类及研究进展

采食量是保证动物生产性能的重要前提,也是影响反刍动物体增重和饲料利用率的重要指标。目前,反刍诱食剂类饲料添加剂包括以青草香、奶香、水果香为主香味剂,以柠檬酸、苹果酸、富马酸为主酸味剂,以糖精钠、纽甜、糖蜜等为主甜味剂,以百里香酚、肉桂醛、大蒜素等为主的植物精油。

3.1 香味剂类饲料添加剂在反刍动物生产中的应用

反刍饲粮中添加香味剂类饲料添加剂如青草香、奶香、水果香等都能够有效提高反刍动物采食量,饲料利用率、增加日增重,进而改善其生产性能。在断奶的幼龄反刍动物饲粮中添加乳香味诱食类饲料添加剂可以提高其采食欲望,这是由于幼龄动物断奶前采食母乳,没有采食过其他的饲料,断奶后会偏向采食乳香味的饲粮。在荷斯坦牛的犊牛日粮中添加具有乳香味的诱食类饲料添加剂处理组,与未添加的对照组相比,采食量可提高8.1%,日增重增加9.2%。同时饲料添加0.13%乳香味诱食类饲料添加剂也对提高羔羊采食量有较好效果[2]。除此之外,幼龄反刍动物也更容易采食含青草香味、蔗糖香味的饲料。饲料添加香味剂类饲料添加剂对奶牛生产性能有明显影响,可提高其产后第3周的产奶量[13]。研究不同类型香味饲料添加剂在湖羊羔羊强制补饲料中的应用效果,结果表明在平均日采食量方面,蔗糖香、果香、炒黄豆香都具有明显诱食效果,可显著提高湖羊羔羊采食量[14]。对成年的反刍动物来说,香味类饲料添加剂除了能提高饲料采食量、增加体重,还可以提高产奶量及乳品质。使用杂粕型饲粮会降低育肥羊的采食量,但在杂粕型饲粮中添加400 mg/kg的果香型诱食类饲料添加剂后可以达到与豆粕型饲粮几乎相同的饲料采食量[5]。在荷斯坦犊牛饲粮中使用香味剂可以提高60日龄前犊牛的干物质采食量,其中添加500 mg/kg诱食剂的效果优于300 mg/kg[15]。刘鑫[12]研究表明,日粮中添加果香、山楂香、奶香型诱食类饲料添加剂能显著提升湖羊采食量。

3.2 甜味剂类饲料添加剂在反刍动物生产中应用

甜味剂类饲料添加剂是增强饲料甜味的一种调味剂,主要成分有纽甜、糖精钠等。动物体内的促食调控因子神经肽Y(NPY)可以刺激大脑中枢神经系统,调节动物对食物味道信息的情绪反应,影响动物对食物的偏好,刺激动物食欲,改变动物摄食行为[16-17]。研究发现甜味类饲料添加剂可以增加安格斯犊牛血清中NPY的含量,提高饲料采食量,进而在一定程度上提高反刍动物生产性能。牛羊的饲料中添加蔗糖、甜蜜素等甜味类饲料添加剂可以提高饲料适口性,改善反刍动物的健康[10-11]。院东[8]研究发现将1.5‰甜味类饲料添加剂喷洒在麦草上作为粗饲料饲喂奶牛,可以提高奶牛对麦草采食量,一定程度上改善奶牛后期产奶量的减少,并对体况恢复有良好的作用。含有尿素日粮中适量添加甜味类饲料添加剂可以提高饲料适口性。曹梦等[18-19]研究表明在饲料中添加0.4%甜味类饲料添加剂可以明显改善安格斯犊牛生长性能,提高日增重和采食量,同时改善日粮干物质、粗蛋白质、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维等消化率。

3.3 酸化剂类饲料添加剂在反刍动物生产中的应用

酸味剂类饲料添加剂含有一些酸性物质成分,如苹果酸、柠檬酸、乳酸、富马酸等。主要用于改善饲料pH值,降低饲料酸结合力,改善动物生长性能、采食量、提高养分利用率[20-22]。酸味类饲料添加剂可以增强反刍动物食欲,提高其采食量。也可以改善反刍动物的饲料消化和吸收[23]。在基础饲粮中添加复合酸味类饲料添加剂对奶牛的采食量有积极影响。与未添加酸味类饲料添加剂的基础饲粮相比,饲喂添加复合酸味类饲料添加剂的奶牛采食量、采食时长以及钙的表观消化率显著增加[24]。袁芳等[25]研究分析在日粮中每头每天添加48 g有机酸肠道调节剂能够有效提高奶牛产奶量、干物质采食量和乳中脂肪含量。在奶牛日粮中添加酸甜类饲料添加剂(柠檬酸20 g/d、甜蜜素10 g/d)有很好诱食效果,可以显著提高奶牛采食量、产奶量,提高牛奶乳蛋白率和乳乳脂率,改善牛奶品质,进而改善奶牛的生产性能[26]。王姗姗等[27]研究饲粮中添加不同剂量的柠檬酸对犊牛生长性能影响,发现荷斯坦犊牛开食料中添加柠檬酸(添加量1.0～1.5 g/(d·头),可以显著增加犊牛采食量,提高犊牛营养养分表观消化率,进而促进其生长发育。吴伟刚[28]研究发现,L-苹果酸(100 g/d)添加到泌乳早期奶牛日粮后,提高了奶牛产乳量,改善了瘤胃发酵类型,提高了饲料的表观消化率,降低了氨氮浓度,并且能够维持瘤胃微生态稳定。

3.4 植物精油类饲料添加剂在反刍动物生产中的应用

反刍动物中使用的植物精油类饲料添加剂主要成分是大蒜素、牛至油、肉桂醛等,其对反刍动物具有诱食作用,还具有提高生产性能、乳品质,提高机体免疫功能,此还具有改善营养物质消化率、瘤胃环境功效。

3.4.1大蒜素在反刍动物生产中的应用

大蒜素对反刍动物诱食主要是大蒜素含有特殊蒜香味的含硫化合物,可以提高反刍动物的食欲,进而影响采食量。大蒜素对反刍动物生产性能、乳品质的有一定影响。莫慧诚等[29]研究发现在基础日粮中添加20～60 g/(d·头)的大蒜油和肉桂醛,可以显著提高泌乳奶牛的干物质采食量。蒲仕文等[30]研究发现,用大蒜素饲喂小尾寒羊,可显著提高平均日采食量和皮下脂肪厚度。大蒜还可以改善反刍动物生产性能如日增重、产奶量与奶品质,提高营养物质消化率,调控瘤胃发酵影响瘤胃营养代谢。在肉牛日粮中添加大蒜素,可提高牛的日增重。在奶牛日粮中添加水溶性大蒜素(浓度25%)饲喂60 d后可以有效提高奶牛泌乳能力。主要原因是一方面大蒜素降低体细胞数,提升产奶量;另一方面是大蒜素的蒜香味刺激奶牛食欲,增加采食量,导致产奶量升高[31]。魏元浩等[32]研究表明,基础日粮添加50～100 g/d大蒜素,饲期60 d时可以提高奶牛生产性能,增加乳蛋白及乳脂肪含量,改善乳品质。

大蒜素对反刍动物机体免疫系统也具有重要影响,饲粮补充大蒜素可以提高反刍动物免疫力,进而增强机体的抗病能力[32]。泌乳奶牛日粮中添加大蒜素,血液中碱性磷酸酶含量显著降低,免疫球蛋白A、免疫球蛋白G含量显著增加,同时血清中总蛋白和球蛋白含量显著升高[33]。说明大蒜素可以降低奶牛肝脏的损伤,改善奶牛机体免疫功能。大蒜素可以提高营养物质消化率,调控瘤胃发酵影响瘤胃营养代谢。在反刍动物的饲粮中每天添加大蒜素,可以使瘤胃中纤维分离杆菌、产琥珀酸杆菌的数量显著增加,调节瘤胃pH值,改善瘤胃发酵环境,有效提高饲料的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率[34]。

3.4.2植物精油类饲料添加剂在反刍动物生产的中应用

植物精油类饲料添加剂具有芳香香味,能刺激食欲,提高反刍动物的采食量。一方面,精油可以抑制细菌的增长,减少反刍饲料腐败程度,提高饲料的新鲜度,从而增加动物的采食量,促进其生长发育;另一方面,精油可以促进动物肠绒毛的生长,延长饲料在动物胃肠中的停留时间,提高饲料的消化和吸收,从而增强饲料利用率和营养物质的消化率。牛至精油可以提高TMR的温度和新鲜度,还可以在炎热夏季,提高反刍动物的干物质采食量和产奶量[35]。李长志等[36]研究表明,适量的牛至精油可以改善奶牛的采奶量、产奶量和牛奶成分。韦胜等[37]研究表明,牛至精油(4 g/d)可有效增加绵羊的饲料采食量,还可以改善绵羊的生长性能和屠宰性能,提高肉品质。乔亚杰[38]研究发现,在4～5月龄小尾寒羊饲料中添加沙葱精油(40 mg/(kg·只))可有效增加其平均日采食量,显著改善肉羊的小肠形态,提高对粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维和淀粉等营养物质的表观消化率和其生长性能。犊牛断奶后在开食料中添加0.3%肉桂醛(浓度15%)有提高犊牛干物质采食量和降低犊牛腹泻率的趋势[39]。饲喂30或60 mg/kg复合精油(牛至油、百里香酚和香芹酚)对肉牛全混合日粮和小麦秸秆采食量无显著影响,但对日增重都有促进作用,对饲料效率和中性洗涤纤维表观消化率有促进作用[40]。植物精油芳香香味比较浓郁,在饲料中添加过多,反而会引起反刍动物采食量降低。

3.5 复合诱食剂类饲料添加剂在反刍动物生产中的应用

复合诱食剂类饲料添加剂对动物的诱食效果优于单一的原料。复合诱食剂对动物视觉、味觉、嗅觉等形成综合性诱食刺激,这种刺激比单一诱食剂的效果更强,能更好地引诱动物进食。王晶等[41]研究初乳香香味剂与植物提取甜味剂共同添加的复合作用对断奶仔猪的影响,发现0.4 g/kg复合剂可以有效提高仔猪的采食量、日增重及降低料重比、腹泻率。对于反刍动物复合诱食剂也有明显诱食效果。刘鑫[12]研究日粮中添加不同诱食剂对育肥湖羊采食偏好性,生长性能和血液参数的影响,发现日粮中添加香甜组合和甜橙奶香组合,育肥湖羊对其采食偏好更高。郭涛等[42]研究表明,与甜味剂1、香味剂和甜橙奶香诱食剂相比,育肥羊的基础饲料中添加复合诱食剂(300 g/t甜橙奶香+150 g/t甜味剂)能显著增加育肥湖羊平均日采食量。

4 反刍饲料行业中应用的诱食剂类饲料添加剂产品

目前,国内市场中反刍诱食剂类饲料添加剂商品较多,反刍动物诱食剂类饲料添加剂主要以香味剂、甜味剂为主。香味剂主要有焦糖味香精、甜橙味香精、甜枣香精、奶香香精;甜味剂主要有糖精钠、纽甜、葡萄糖;香味剂添加量150～1 000 g/t,甜味剂添加量100～500 g/t;主要载体成分为二氧化硅、碳酸钙、麦芽糊精;糖精钠添加量在10%～50%,纽甜添加量在3%左右,如表2所示。

表2 牛羊诱食剂商品化产品

5 小结

对反刍诱食剂类饲料添加剂的研究和开发仍存在不少挑战,除了提高反刍动物采食量,在某些生理系统中发挥的作用机制尚未完全阐明。近年来,反刍饲料原料的价格居高不下,原料选择与成本控制成为很多反刍饲料企业需要考虑的大问题。满足粗饲料的需要,尽量利用农副产品和新型的饲料资源,充分利用猪禽和水产不常用的原料,就会带来反刍饲料产品的适口性问题。很多厂家寄希望于通过添加诱食剂类饲料添加剂来增加牛羊反刍动物的采食,这就需要研究者努力研发复合型诱食剂,在保证饲料营养的前提下添加适量诱食剂,可改变饲料的适口性,提高反刍动物的采食量。饲料诱食剂需要不断探索研制和积极创新。同时在饲料制粒过程中,随着高压、高温调质膨化制粒,颗粒抽气快速降温降湿,造成诱食剂(特别是香味剂)的气味损失,这些问题都有待于寻找新工艺和新技术等进一步研究解决。