國際飼料工業科技動態分析
一、高科技的生長點
在農業學科領域一般公認的高科技生長點,一是計算機技術的開發與應用,一是生物技術,特別是基因工程的開發與應用。美國是公認的電腦科技領先國家。最近的一個調查分析指出,電腦科技人才的供求缺口仍然最大,認為這個問題已成為限制美國經濟發展的一個主要因素。為解決這一問題,提出了包括增加教育投資和人才引進等措施。盡管如此,該報告估計尚需十年時間來解決這一人才供求的矛盾。八十年代人們預測二十一世紀將是生物技術的世紀。許多高智商的年青人進入了這個領域。長期以來,生物學研究處在基于概率的“手工業”式的實驗性科學階段。近來的成就表明,在“定向性”或“可預期性”方面似有突破性進展。計算機技術與生物工程的結合將大大加速這一科技領域的發展速度。計算機與生物技術的進展將給飼料工業和飼養業帶來深遠的影響。
二、飼料與畜牧科技發展的熱點
1、動植物新品種
在動物方面,由人工授精到卵移植的有性繁殖科學技術對畜牧業起了并將繼續起著很大的作用。今天,出現了以體細胞進行無性繁殖的克隆技術的成功應用。這將大大加快優良遺傳性狀的傳遞速度與準確性。與此同時,人們也擔心不加節制地使用克隆技術,將給人類的未來帶來難以預測的后果。動物育種除繼續朝著高產優質發展外,一個振奮人心的動向是通過基因轉移培育專供人類器官組織移植用的動物品種。
在農作物方面,傳統的育種技術加上作為高科技生長點的基因標記與基因轉移技術的發展與應用,將給飼料工業和飼養業帶來更多的高產優質或有特殊用途的作物品種和飼料添加劑。已成功的例子如高油玉米和耐除草劑大豆品種的培育。高油玉米具備高能量,高蛋白和高賴氨酸的優點。耐除草劑大豆具備高產優質大豆品種的各種優點,不同之處在于可耐受高效低毒廣譜除草劑,從而提高單產。今年在美國推廣面積已達種植面積的三分之一。正在研究開發中的新品種有:低植酸玉米(可提高玉米中磷的利用率,減少糞便中磷的排出所造成的環境污染);低水蘇糖(Stachyose)、低棉籽糖(Raffinose)大豆(可消除氣脹,提高豆粕對家禽和魚的代謝能);低氧合酶大豆(可提高豆油/豆粕的穩定性);低抗胰蛋白酶因子大豆(提高大豆蛋白的利用率);低亞麻油酸大豆(可提高豆油/豆粕的穩定性);高OMEGA-3大豆。應當提到的是國內學者在培育高油玉米方面也取得了顯著成果,育成的高油玉米在含油量方面居領先地位。
2、飼料添加劑
禁止把抗生素作為促進生長的添加劑在飼料中使用的趨勢似更為明顯。非抗生素類促進生長或保健用添加劑的應用將相應擴大。近來在酶制劑及有關產品的開發與應用方進展較大。其中旨在提高碳水化合物的利用率的有葡聚糖酶(Glucanase),纖維素酶,半纖維素酶,淀粉酶等。旨在提高蛋白質消化率的蛋白酶也已進入了市場。植酸酶可有效地提高飼料中有機磷的利用率。隨著對環境污染控制的加強和植酸酶生產成本的降低,該酶制劑有可能得到廣泛應用。酵母培養物(Yeast Culture)的有效成分尚不十分清楚,但對反芻動物及豬似有良好效果。有機微量元素(Organic Trace Minerals)指的是微量元素與有機物結合的一類產品。由于結合的方式與程度不同,其效力可以有相當的差別。近來的研究表明,有機微量元素除生物效價較高外,還可提高動物免疫力。此外,與普通的無機微量元素相比,有機微量元素在預混料中可顯著提高維生素的穩定性。目前配合飼料中應用的工業生產的氨基酸有賴氨酸和蛋氨酸兩種。其他限制氨基酸因成本太高,尚不能用于商業生產,但看來只是時間問題。屆時配合飼料中的蛋白質的氨基酸將更加平衡,總蛋白含量可望近一步降低,既有利于蛋白資源的利用,又減少了糞便中的氮排出量,有利于保護環境保健營養品(Nutraceuticals)是近年來食品工業中流行的一個新詞。該詞一般說來指的是一些來源于天然的,對人體健康,防老與防病有特殊作用的添加劑或食品。膳食纖維,Omega-3不飽和脂肪酸,具備抗氧化作用的維生素C,維生素E以及單寧等均屬此類。最近在飼料工業中這一詞匯也開始流行起來。美國食品藥物管理局(FDA)不久前就如何管理這類產品進行了初步研究。一些中草藥具有增進動物健康的作用,應屬此類。對保健營養品在飼料工業方面的影響進行估測,似為時尚早。
3、飼料配方
應用營養學方面的一個重要趨向是從最低成本配方向最大收益模型的發展。最低成本配方,也就是目前國內普遍使用的配方技術,是以滿足一定生產水平的動物營養需要為基礎,設定適當的約束條件,以每公斤(或每噸)飼料成本最低為目標函數,用電腦篩選的最優配方。但每公斤飼料成本最低并不必然意味著畜禽生產體系的收益最大。建立一個較為完整的最大收益模型,除上述最低成本配方所需信息外,還應當包括動物品種的遺傳潛力,飼養環境,不同營養水平下動物的生產表現,人工、設備、管理費用及畜產品價格等參數。美國最新版的肉牛和豬的飼養標準中包含有基本的生長模型。國外不少公司和研究單位都在研究開發各自的配方模型。由于飼料成本是畜禽飼養成本的主要構成部分,飼料轉化隨飼料配方的營養濃度而改變,國內學者在八十年代曾提出以飼料轉化與單位飼料成本的乘積為目標函數的優化模型,并以產蛋雞和肉牛為例,進行了計算機模擬及飼養試驗或小范圍的生產應用。應用該模型的前提條件是,營養師要能夠準確地預測給定營養濃度的飼料配方的飼料轉化。參數配方是在將有效能量如ME與其他營養成分的濃度如蛋白質、必需氨基酸按比例掛鉤的前提下,以單位有效能量(的配方)價格最低為目標函數的優化模型。該模型的假設條件是:在一定的飼料能量濃度范圍內動物的有效能量日進食量不變(當采用ME時還要假定熱增耗HI可忽略不計),從而動物的生產水平(日增重、產蛋量、產奶量)等也保持在同一水平。因此營養師在設定可供電腦篩選的能量濃度范圍時,必須有充分的根據滿足上述假定條件。此外,參數配方不能篩選能量濃度低于上述范圍、動物生產水平較低但單位畜產品飼料成本最低的最優配方。最大收益配方模型最適合于“飼料-飼養-屠宰-加工”的一條龍經營系統。但國外較為先進的商品飼料公司也在推行這一技術體系。飼料公司的技術服務專家運用這類模型,將畜產品的預期價格、畜禽品種特征、飼養條件等方面的信息輸入電腦,即可向客戶提出最佳的飼料配方和飼養方案。現代化飼料企業目前還利用飼料配方優化技術包括影子價格,指導飼料原料的采購和飼料原料在企業內的合理使用,指導新技術、新工藝的開發利用,從而提高企業的效益與競爭力。現代化技術與現代化經營管理相結合,這也是飼料工業發展的總趨勢。
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