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飼料防霉劑的種類應用研究及發展趨勢

2020-09-22 00:00:00  華瑞牧業   點擊: 請關注艾格農業微信公眾號,獲取更多精彩文章
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   飼料被霉菌及霉菌毒素污染已成為飼料業和畜牧業生產中不可忽視的問題。在農作物和飼料產品的生產、加工、運輸及貯存過程中,由于霉菌及霉菌毒素對飼料和食品不同程度的污染,從而造成巨大的經濟損失,據聯合國糧食組織估算全世界每年大約有5%~7%的糧食、飼料等農產品受霉菌的侵害。霉菌大多屬于中溫型微生物,最適宜生長溫度一般為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℃,青霉屬為28℃左右,鐮刀菌一般為20℃左右,一般危害飼料的霉菌孢子在7℃時,即可發芽,溫度高于49℃時霉菌被殺死或進入孢子階段。我國南方地區從5月份至9月份的各月平均氣溫在20℃以上,平均相對濕度在80%以上,特別在梅雨季節(3~6月),霉菌生長繁殖最為旺盛,飼料容易發霉,給飼料企業及養殖戶帶來巨大的損失。

  飼料中添加防霉劑是預防霉變的重要措施,如何選用合適的防霉劑是在實際生產中值得重視的問題,本文就目前防霉劑的應用研究作一綜述以期為防霉劑的生產選用作參考。

  1 飼料防霉劑的概念和類型

  飼料防霉劑是指能降低飼料中霉菌的數量,抑制霉菌毒素的產生,預防飼料貯存期間營養成分的損失,防止飼料發霉變質并延長貯存時間的飼料添加劑。防霉劑按其作用方式可分為:擴散型、接觸型、擴散接觸型。擴散型主要指單一有機酸或復合有機酸類。接觸型指有機酸鹽類;擴散接觸型主要為單一有機酸或多種有機酸結合特殊載體制成的復合有機酸。按其理化特性可分為有機酸類、有機酸鹽類、復合有機酸及鹽類、有機酸酯類等。

  2 常用有機酸防霉劑及其作用機理

  2.1 丙酸

  丙酸為無色液體,帶有乙醇味,飽和水溶液pH為2.0~2.5,具有揮發性,在飼料貯存中可揮發產生丙酸氣體,與飼料表面充分接觸,抑菌均勻,主要的有效作用菌是酵母菌、細菌霉菌,特別對好氣性芽孢桿菌、黃曲霉有較好的抑制作用。有效用量低,每噸飼料的添加量為0.8~2.5kg,發揮作用的最適pH范圍在5.5以下。其缺點是:熱穩定性差,80℃制粒過程中揮發量達40%,用于制粒時損失大;在貯存過程中損失快,藥效持續力短,不利于長期保存;易受飼料中鈣鹽和蛋白質的中和,而失去活性。市場上的露保絲、萬路保、克霉霸及詩華抗霉素等主要成分為丙酸。Jones建議添加1%~1.5%的丙酸來貯存水分含量高的玉米;Santurio推薦含水量為11%~12%的谷物,丙酸添加量為0.1%。

  丙酸防霉機理是:單體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,而失去繁殖力;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。

  2.2 山梨酸

  山梨酸又名2,4-己二酸,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,飽和水溶液pH為3.6,對霉菌、酵母菌、好氣性菌均有抑制作用,毒性小,每噸飼料使用量為0.5~1.5kg, 防霉效果好,價格低,最適宜pH范圍是2.5~4.0。缺點是:受pH值影響大,當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。其作用機理是:山梨酸與微生物酶系統中的巰基結合,而破壞酶系統,抑制微生物代謝和細胞生長,從而達到抑菌的目的;山梨酸還可以在飼料表面形成一均勻的有機酸保護膜,阻止霉菌進入內層。

  2.3 苯甲酸

  苯甲酸為無色或白色針狀或鱗片狀結晶,稍溶于水,飽和水溶液pH為2.8,有效成分為非離解態的苯甲酸活性分子,對酵母菌、細菌、霉菌有較好的抑制作用,每噸飼料的適宜使用量為0.5~2.5kg,價格低,來源豐富,無蓄積作用,毒性小,但大于山梨酸,最適宜pH范圍是2.5~4.0。其缺點是:對pH值要求窄,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,有苦澀等不良味道。

  苯甲酸防霉作用的機理是:苯甲酸活性分子穿過霉菌細胞壁,抑制細胞內的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,從而防霉。

  2.4 脫氫乙酸

  為白色或淡黃色結晶粉末,無臭,無味,熔點108~110℃,沸點270℃,難溶于水,對光熱穩定,是一種廣譜抗菌劑,對細菌、霉菌和酵母都有較強的抑制作用,且不受堿條件的影響,在每噸飼料中的添加量為0.4~1.2kg。其缺點是:毒性較大,飼喂動物有殘留,被部分國家和地區限用和禁用。

  由上可知,有機酸類防霉劑的防霉效率主要受飼料pH值的影響,應用pH值范圍窄。其主要的防霉機理是干擾細菌內pH值的穩定性,從而引起蛋白質、核酸和磷酸酯結構的改變,并且改變或破壞一些酶的作用,從而抑制霉菌生長。

  3 有機酸鹽類防霉劑及其機理

  有機酸鹽類防霉劑主要有丙酸鹽(丙酸鈉、丙酸鈣、丙酸銨)、苯甲酸鈉、山梨酸鉀、雙乙酸鈉等。

  3.1 丙酸鹽

  丙酸鹽主要有丙酸鈣、丙酸鈉、丙酸銨,為白色顆?;蚍勰?,無臭或稍有異臭味,溶于水。丙酸鹽的有效作用成分是丙酸分子而非丙酸鹽類。其作用機理同于丙酸,丙酸鹽釋放丙酸分子受飼料中水分和pH的影響,當pH為7時,丙酸鹽溶于水,游離出丙酸分子僅為0.8%當pH為4.9時,游離酸含量為50%。丙酸鹽離解后呈弱堿性,阻礙其進一步離解,因此,丙酸鹽的抑菌效果不如丙酸。其優點是不揮法,耐高溫,不受飼料成分的影響,腐蝕性低,刺激性小,且適合持續貯存。缺點是對飼料混合均勻度要求高,用量大,影響適口性,對飼料水分含量,pH值要求嚴格,且不能即時起作用。我國生產的克霉靈、除霉凈、霉敵等主要成分為丙酸鹽類。

  3.2 雙乙酸鈉

  雙乙酸鈉(SDA)為白色晶體,略帶醋酸味,易吸濕,飽和水溶液的pH值為4~5,具有較強的殺菌力,主要的有效作用菌是霉菌、酵母菌,在飼料中的添加量為0.7%~3.0%, 最適pH范圍在6.0以下。雙乙酸鈉適合高濕條件下水分高的各種原料的防霉,雙乙酸鈉防霉效果優于同劑量的丙酸鹽,與山梨酸及其鹽同時加入時有協同效果(鐘國清,2000)。0.6%雙乙酸鈉對黃曲霉和黑曲霉的抑菌率達56.5%、48.7%(馬玉翔,2003)。雙乙酸鈉作為防霉劑其來源豐富,成本低,有調節pH值,提高蛋白質利用率,促進體脂肪的合成等作用,可增加飼料的營養價值(何萬領等,2002)。

  雙乙酸鈉抑菌的有效成分是乙酸,其機理為乙酸分子穿過真菌、霉菌、細菌等的細胞壁,干擾細胞間酶的作用,引起細胞內蛋白質變性,達到抑菌的目的。

  3.3 苯甲酸鈉、山梨酸鉀

  苯甲酸鈉飽和水溶液pH值為8~10,有效作用菌主要有酵母、細菌、霉菌,在飼料中的使用量為0.6%~2.8%,最適pH范圍2.5~4.0,其防霉作用機理同于苯甲酸。山犁酸鉀飽和水溶液pH值為7~8,有效作用菌主要有霉菌、酵母、好氣腐敗菌,在飼料中的使用量為0.5%~3%,最適pH范圍5~6以下。其防霉機理同于山梨酸。

  由上可知,有機酸鹽的防霉機理同于其相應的有機酸,其優點比有機酸穩定,不揮發,腐蝕性小,有效作用比其酸長,在相同的條件下其防霉效果不如相應的有機酸。

  4 有機酸酯類防霉劑及其機理

  有機酸酯類主要包括富馬酸酯類(富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、富馬酸二丁酯),對羥基苯甲酸酯類(乙酯、丙酯、丁酯等)。其中以富馬酸二甲酯和對羥基苯甲酸丁酯最為常用。這類防霉劑與有機酸型防霉劑相比,具有用量小,對光熱穩定,不受飼料pH值的影響,在pH4~8范圍內均有很好的抗菌作用,具有廣譜抗菌性,但不易溶于水,對皮膚及粘膜有強烈的刺激性,在飼料中使用受到很大的限制,不適宜作雛雞及魚蝦飼料的防霉劑。富馬酸酯類一般用量為0.2%左右,對羥基苯甲酸酯類的一般用量為50~250mg/kg。

  有機酸酯類的防霉機制主要破壞微生物的細胞膜,使細胞內蛋白質變性,并可抑制微生物細胞的呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性,達到抑菌的目的,起抑菌活性主要以分子態起作用。

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本文標簽: 飼料防霉劑

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