饲料防霉剂的应用研究及发展趋势

   日期:2019-10-10     来源:互联网    作者:admin    浏览:1    评论:0    
核心提示:作者:文章来源:饲料被霉菌及霉菌毒素污染已成为饲料业和畜牧业生产中不可忽视的问题。在农作物和饲料产品的生产、加工、运输及
作者:文章来源:饲料被霉菌及霉菌毒素污染已成为饲料业和畜牧业生产中不可忽视的问题。在农作物和饲料产品的生产、加工、运输及贮存过程中.由于霉菌及霉菌毒素对饲料和食品不同程度的污染.从而造成巨大的经济损失.据联合国粮食组织估算全世界每年大约有5%~7%的粮食、饲料等农产品受霉菌的侵害。霉菌大多属于中温型微生物.最适宜生长温度一般为20-30~C.霉菌繁殖产毒的最适温度为25-30℃.其中曲霉菌属最适宜生长温度为30℃.青霉属为28℃左右.镰刀菌一般为20℃左右,一般危害饲料的霉菌孢子在7℃时.即可发芽.温度高于49℃时霉菌被杀死或进入孢子阶段。我国南方地区从5月份至9月份的各月平均气温在20℃以上.平均相对湿度在80%以上.特别在梅雨季节(3~6月).霉菌生长繁殖最为旺盛.饲料容易发霉,给饲料企业及养殖户带来巨大的损失。
饲料中添加防霉剂是预防霉变的重要措施.如何选用合适的防霉剂是在实际生产中值得重视的问题.本文就目前防霉剂的应用研究作一综述以期为防霉剂的生产选用作参考.
1饲料防霉剂的概念和类型

饲料防霉剂是指能降低饲料中霉菌的数量.抑制霉菌毒素的产生.预防饲料贮存期间营养成分的损失,防止饲料发霉变质并延长贮存时问的饲料添加剂。防霉剂按其作用方式可分为:扩散型、接触型、扩散接触型。扩散型主要指单一有机酸或复合有机酸类。接触型指有机酸盐类:扩散接触型主要为单一有机酸或多种有机酸结合特殊载体制成的复合有机酸.按其理化特性可分为有机酸类、有机酸盐类、复合有机酸及盐类、有机酸酯类等。2常用有机酸防霉剂及其作用机理
2.1丙酸

丙酸为无色液体,带有乙醇味。饱和水溶液pH为2.0-2.5.具有挥发性.在饲料贮存中可挥发产生丙酸气体,与饲料表面充分接触.抑菌均匀.主要的有效作用菌是酵母菌、细菌霉菌,特别对好气性芽孢杆菌、黄曲霉有较好的抑制作用。有效用量低.每吨饲料的添加量为0.8-25kg发挥作用的最适ph范围在5.5以下。其缺点是:热稳定性差.80℃制粒过程中挥发量达40%,用于制粒时损失大;在贮存过程中损失快.药效持续力短.不利于长期保存:易受饲料中钙盐和蛋白质的中和.而失去活性。市场上的”露保丝””万路保”、”克霉霸”及诗华抗霉素等主要成分为丙酸。Jones建议添加1%.1.5%的丙酸来贮存水分含量高的玉米:Santurio推荐含水量为11%~12%的谷物.丙酸添加量为0.1%。
丙酸防霉机理是:单体丙酸活性分子在霉菌细胞外形成高渗透压.使咕赴谕阉シ敝沉Γ罕峄钚苑肿涌纱┩该咕赴冢种葡赴诘拿富钚裕柚姑咕姆敝场?/p>
2.2山梨酸

山梨酸又名2.4一己二酸.白色结晶粉末或无色针状结晶.无臭或稍有刺激性气味.溶于水.饱和水溶液pH为3.6,对霉菌、酵母菌、好气性菌均有抑制作用.毒性小,每吨饲料使用量为0.5-1.5kg,防霉效果好.价格低,最适宜oH范围是2.5-4.0。缺点是:受oH值影响大.当pH值大于7.5时.几乎无抑菌作用.对乳酸菌几乎无效,在水中易氧化。其作用机理是:山梨酸与微生物酶系统中的巯基结合.而破坏酶系统.抑制微生物代谢和细胞生长.从而达到抑菌的目的:山梨酸还可以在饲料表面形成一均匀的有机酸保护膜。阻止霉菌进入内层。2.3苯甲酸
苯甲酸为无色或白色针状或鳞片状结晶.稍溶于水.饱和水溶液pH为2.8、有效成分为非离解态的苯甲酸活性分子,对酵母菌、细菌、霉菌有较好的抑制作用.每吨饲料的适宜使用量为05~2.5kK.价格低,来源

丰富、无蓄积作用,毒性小.但大于山梨酸,最适宜pH范围是2.5-40。其缺点是:对pH值要求窄。只能在酸性条件下发挥作用.13H值大于4时.防霉作用开始下降.有苦涩等不良味道。
苯甲酸防霉作用的机理是:苯甲酸活性分子穿过霉菌细胞壁.抑制细胞内的呼吸酶的活性及阻碍乙酰辅酶的缩合反应.使三羧酸循环受阻,代谢受影响,并可阻碍细胞膜的透性.从而防霉。
2.4脱氢乙酸

为白色或淡黄色结晶粉末,无臭,无味,熔点108-110℃,沸点270℃,难溶于水,对光热稳定,是一种广谱抗菌剂.对细菌、霉菌和酵母都有较强的抑制作用.且不受碱条件的影响.在每吨饲料中的添加量为0.4-1.2kg。其缺点是:毒性较大,饲喂动物有残留,被部分国家和地区限用和禁用。
由上可知.有机酸类防霉剂的防霉效率主要受饲料oH值的影响.应用pH值范围窄。其主要的防霉机理是干扰细菌内pH值的稳定性.从而引起蛋白质、核酸和磷酸酯结构的改变.并且改变或破坏一些酶的作用.从而抑制霉菌生长。
3有机酸盐类防霉剂及其机理

有机酸盐类防霉剂主要有丙酸盐(丙酸钠、丙酸钙、丙酸铵)、苯甲酸钠、山梨酸钾、双乙酸钠等。
3.1丙酸盐

丙酸盐主要有丙酸钙、丙酸钠、丙酸铵,为白色颗粒或粉末.无臭或稍有异臭味.溶于水。丙酸盐的有效作用成分是丙酸分子而非丙酸盐类。其作用机理同于丙酸.丙酸盐释放丙酸分子受饲料中水分和pH的影响.当oH为7时,丙酸盐溶于水,游离出丙酸分子仅为O.8%:当pH为4.9时.游离酸含量为50%。丙酸盐离解后呈弱碱性.阻碍其进一步离解,因此,丙酸盐的抑菌效果不如丙酸。其优点是不挥法,耐高温,不受饲料成分的影响.腐蚀性低.刺激性小,且适合持续贮存。缺点是对饲料混合均匀度要求高,用量大,影响适口性.对饲料水分含量.pH值要求严格,且不能即时起作用。我国生产的”克霉灵”、”除霉净”、”霉敌”等主要成分为丙酸盐类。
3.2双乙酸钠

双乙酸钠(SDA)为白色晶体.略带醋酸味,易吸湿.饱和水溶液的pH值为4-5,具有较强的杀菌力,主要的有效作用菌是霉菌、酵母菌.在饲料中的添加量为0.7%。3.O%.最适pH范围在6.0以下。双乙酸钠适合高湿条件下水分高的各种原料的防霉,双乙酸钠防霉效果优于同剂量的丙酸盐,与山梨酸及其盐同时加入时有协同效果(钟国清,2000)。0.6%双乙酸钠对黄曲霉和黑曲霉的抑菌率达56.5%、48.7%(马玉翔.2003)。双乙酸钠作为防霉剂其来源丰富,成本低,有调节oH值.提高蛋白质利用率,促进体脂肪的合成等作用.可增加饲料的营养价值(何万领等,2002)。其缺点是当饲料霉变严重时或双乙酸钠量达不到完全抑菌时.反而促进了霉菌的生长。
双乙酸钠抑菌的有效成分是乙酸,其机理为乙酸分子穿过真菌、霉菌、细菌等的细胞壁,干扰细胞间酶的作用.引起细胞内蛋白质变性,达到抑菌的目的。
3.3苯甲酸钠、山梨酸钾

苯甲酸钠饱和水溶液pH值为8-10,有效作用菌主要有酵母、细菌、霉菌,在饲料中的使用量为0.6%~2.8%最适pH范围2.5-4.0,其防霉作用机理同于苯甲酸.山犁酸钾饱和水溶液pH值为7-8,有效作用菌主要有霉菌、酵母、好气腐败菌,在饲料中的使用量为0.5%~3%.最适pH范围5-6以下。其防霉机理同于山梨酸。
由上可知.有机酸盐的防霉机理同于其相应的有机酸.其优点比有机酸稳定.不挥发,腐蚀性小,有效作用比其酸长.在相同的条件下其防霉效果不如相应的有机酸。
4有机酸酯类防霉剂及其机理

有机

酸酯类主要包括富马酸酯类(富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯),对羟基苯甲酸酯类(乙酯、丙酯、丁酯等)。其中以富马酸二甲酯和对羟基苯甲酸丁酯最为常用。这类防霉剂与有机酸型防霉剂相比.具有用量小,对光热稳定,不受饲料pH值的影响.在pH4-8范围内均有很好的抗菌作用,具有广谱抗菌性.但不易溶于水.对皮肤及粘膜有强烈的刺激性.在饲料中使用受到很大的限制,不适宜作雏鸡及鱼虾饲料的防霉剂。富马酸酯类一般用量为O.2%左右,对羟基苯甲酸酯类的一般用量为50-250mg/kg.有机酸酯类的防霉机制主要破坏微生物的细胞膜.使细胞内蛋白质变性,并可抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性,达到抑菌的目的,起抑菌活性主要以分子态起作用。
5复合型防霉剂

复合防霉剂克服了单一型防霉剂的缺点,具有抗菌谱广.防霉效果好,受饲料因素影响小,用量小,对饲料水分及酸度要求不严格,无腐蚀性和刺激性,但无熏蒸作用.抑菌不均匀.要求与饲料充分混合。
复合防霉剂主要是将不同的ph适应范围,不同抗菌谱的具有协同效应的防霉剂按一定比例配合,扩大使用范围.增强防霉效力的一类防霉剂。复合防霉剂主要有复合丙酸盐防霉剂,如"monoDroo”丙酸复合防霉剂.由50%的丙酸和50%特殊载体Vezxite组成,它利用Vezxite使二聚体的丙酸转化为单聚体的丙酸,单聚体丙酸较易脱氢游离出羧基具有较强的杀菌能力。美国奥特奇的”万香保”防霉剂.主要成分是二丙酸铵.通过二丙酸铵释放丙酸根离子而起防霉作用。”Mold-x”防霉剂是以丙酸为主要成分.同时添加乙酸、山梨酸、苯甲酸再均匀分布在硅酸钙载体上。其特点是保持了有机酸的杀菌力.同时减少其腐蚀性和刺激性.但价格高.
6其它类型防霉剂

中草药防霉剂,孙红祥(2001)研究了陈皮、藿香、艾叶、花椒、野菊花、山慈姑、肉桂、白芷、茴香9味中药对饲料中霉菌的最低抑菌浓度.结果表明均有抑菌作用,陈皮、藿香、艾叶有明显的抗霉菌活性。昆虫抗菌肽是昆虫体液免疫的重要组成成分.具有分子小.抗菌谱广.仅作用于原核细胞及病变的真核细胞.为替代抗生素提供新途径.可作为饲料防霉剂.海藻粉和其他盐类混合品.用于防霉.有较好的防霉效果。余伯良等(1998)研究表明,在pH5.5时,山苍子果渣乙醇萃取物对多数霉菌的最低抑菌浓度为0.25%.其抗均效力与丙酸相近。当pH为6.5时.丙酸的抗菌作用明显低于山苍子果渣乙醇萃取物。6%的山苍子渣粉的防霉效果与03%丙酸相当。许多食用芳香植物都有抑菌抗菌作用,不仅对饲料有防腐效果.而且对畜禽有调味促生长、防病保健功能,是一类值得开发研究的新型的防霉剂产品.
7防霉剂的配伍原则及注意事项
饲料中单独使用某一种防霉剂往往效果不佳.因为任何一种防霉剂防霉的机理比较单一.对某几种特定的霉菌菌种有效,而对其他菌珠无效或效果不佳.且这种特效受环境影响比较大.而饲料又是许多原料混合物,其中含有各种霉菌和酵母菌.同时饲料水分和霉菌密度都不一致.因此.常采用多种防霉剂复配的办法来解决单一防霉剂的缺陷。

防霉剂配伍使用时注意长效缓释型与速效型防霉剂结合:气雾型与接触型防霉剂结合:不同pH条件下敏感的防霉剂结合.以扩大防霉剂的作用范围:不同作用机理的防霉剂结合,扩大抑菌谱:注意各种防霉剂的有效作用条件和物理性质等。注意饲料水分及环境湿度与添加量的关系.因饲料含水量及环境湿度是饲料发霉的关键因素.其变化与霉菌生长繁殖的关系是指数关系。既要保证饲料保存期.又要使用成本低就必须根据饲料水分及环境湿度变化及时科学地调整防

霉剂用量。把握防霉剂的临界用量.不同的防霉剂有不同的最低抑菌浓度.用量低于最低抑菌浓度时.基本没有防霉作用。
8防霉剂的发展趋势
未来的防霉剂研究和开发应朝着优质高效、低成本的方向发展.从单一型向复合型发展.从化学合成防霉剂向天然防霉剂方向发展.防霉剂的载体由接触型向气雾型方向发展。一些因含有对人体及动物有害物质.或在应用中存在潜在危害的防霉剂已经或将被禁用。因此,开发复合型天然防霉剂和选择有利于防霉剂扩散的载体,提高防霉剂的使用效果.研制无毒副作用.无残留的绿色环保型饲料防霉剂将成为今后研究和开发的热点。
9小结

饲料防霉是一个复杂的系统问题.不能仅仅依赖于添加防霉剂这一手段.因为防霉剂它不能使已经发霉的饲料不发霉.也不能完全保证饲料不霉变.它只能在一定的条件下.适当延长饲料霉变的时间.要想从根本上避免饲料霉变.任需要从霉菌生长的内部条件人手.如尽量避免采用不新鲜的原料.控制饲料及原料的水分,控制饲料加工过程中的水分和温度.注意在干燥通风处保存.减少饲料在仓库或市场中的周转贮运时间等等。只有充分考虑了这些方面以后.利用优良的防霉剂才能最有效的保存饲料。

 
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