2、國內生物飼料技術研發現狀 國內生物飼料技術研發在不少方面取得了長足進步和重要成果,部分品種達國際水平;但是整體水平依然落后,缺乏戰略性和基礎性平臺技術研究,最新分子生物學研究成果應用相對落后,對微生物與基因資源研究不重視,模仿跟進國際成熟技術為主,原因在于缺乏源頭創新的政策設計和社會導向,也與立項過于剛性、考察指標硬化、產業化目標短而強有關;知不足而后能進,現就五種添加劑產品的國內現狀逐一加以分析。 (1)飼用氨基酸 我國飼用氨基酸工業技術水平和生產規模與飼料工業的發展同步,近20年來從無到有發展很快,上世紀世界賴氨酸生產技術和產量由國外大企業壟斷,我國的賴氨酸主要依賴從美、日、韓進口,到2005年我國賴氨酸產量占世界的60%多,出口60多個國家。近年,隨著我國賴氨酸產能的迅速擴大,進口量逐年減少,出口不斷增加。2006年我國賴氨酸及其鹽和酯的進口量為2.48萬t,出口量則增至14.30萬t,從2005年起我國已成為賴氨酸的凈出口國。 2006年我國賴氨酸產能達到60萬t/a,產量為40萬t左右,產量的猛增是造成出口跳躍性增加的主要因素。我國賴氨酸產品的主要生產企業有長春大成實業集團公司、川化味之素有限公司、泉州大泉賴氨酸有限公司、山東金玉米生化有限公司、安徽豐原生物化學股份有限公司等,其中長春大成實業集團公司是我國最大的飼料用氨基酸生產企業,目前賴氨酸產品總產能30萬t/年,而這幾乎就是我國賴氨酸年消費總量。2007年全國賴氨酸產能過剩約50%。 我國飼用蛋氨酸基本靠進口,2004年進口蛋氨酸85819t,同比增長17.8%。近年國產蛋氨酸發展也很快。 色氨酸和蘇氨酸開始少量應用,幾乎全部進口。 飼用氨基酸生產存在目標氨基酸產率低、成本高、非理性的量的擴張等問題,與國際比較在研發和生產方面的差距都很大。關于重要氨基酸代謝基因工程菌研究工作尚未起步,更沒有象先進國家那樣進入生產領域。 我國在飼用氨基酸研發方面一直處于落后地位,是飼料和飼料添加劑產業的薄弱環節,飼用氨基酸在畜牧業中重要地位、技術現狀與我國消費大國的形象不對稱;由于氨基酸技術研發是長線項目,尤其需要長期的積累和沉淀才能夠逐漸形成自己的優勢,當非一朝一夕之功和權宜之計所能成就,因此要想占有氨基酸領域一席之地和話語權必須從長計議及早下手。另一方面少數大型企業具備在短期內建起相當規模的低技術含量的氨基酸生產車間的實力,其后發優勢不可小覷。隨著研發投入增加和生物技術領域新技術快速發展,這些公司如大成在不長的時間內通過準確選題高起點起步、聚集國際人才和技術、占領國際市場等措施在若干方面都取得了可圈可點的進步與成果。 (2)飼用酶制劑 目前我國登記注冊生產飼料用酶制劑的廠家過百家,為了從飼料應用領域分一杯羹很多其他專業酶制劑企業紛紛通過二次技術開發迅速進入了門檻不高的飼料酶領域;開辟進入中國市場的國外公司有10多家,2007/08年全國飼料用酶制劑總產量約3萬t,國內外產品在中國市場表面上勢均力敵,宏觀上國產品具有價格優勢,外資企業產品具有質量優勢。國內具有自主知識產權的飼料酶研制源頭創新成果不斷增加,近10年來中國農業科學院飼料研究所在轉基因飼料酶研制方面、近年浙江大學和若干新興公司在飼料酶應用研發方面取得了各具特色的成就。尤其是中國農業科學院飼料研究所作為國產轉基因植酸酶的第一技術源頭、北京挑戰生物公司作為國產植酸酶成功產業化和占領中國半壁市場并走向歐美的龍頭企業,堪稱行業高技術研發和產業化的典范,為中國飼料酶和整個酶制劑產業的跨越式發展積累了十分寶貴的經驗,對整個行業發展都具有借鑒意義;此外,南京農業大學韓正康與加國Manitoba大學Marquardt先生(1996)合作主持的《家禽及豬營養中的酶制劑》課題和中國農業科學院飼料研究所霍啟光先生(2002)主持的《動物磷營養與磷源》課題中對四大飼料酶類---淀粉酶、非消化多糖酶、蛋白酶、植酸酶的動物營養效果研究作為中國飼料酶應用技術的開創性奠基工作,迄今依然為我國動物營養學界的代表水平。與世界一流公司的研發和產業化比較,關于飼料酶走向國際前沿致力于源頭創新和取得自主知識產權成果的潛力巨大、前景良好。 國產飼料酶生產應用總體技術水平落后,生產遠未形成適度規模。在此領域如何整合優勢發揮規模效應也有很大空間和余地。2007/08年我國飼料酶產量約3萬t產值近2億元,在飼料工業和添加劑預混料產值中比重分別為0.04%和0.48%,目前我國加酶配合飼料比例約為10%,如按70%配合飼料添加0.2%酶制劑匡算,近期飼料酶潛在需求為10.29萬t,尚有8.79萬t增長空間;遠期(未來10年,2008-2018)按翻倍后的1.50億t配合飼料的70%添加0.2%酶制劑和t價7,500元計,預期我國飼料酶潛在年總需求量20萬t,產值15.48億元,在預期翻倍的飼料工業和添加劑預混料產值中比重分別升到0.28%和2.75%,比重雖小,但絕對產值尤其其發揮的四兩撥千斤的催化作用是絕對值得重視的。 目前我國所有工業酶制劑總產35萬t,產值7億多元,飼用酶制劑產量近3萬t占我國酶制劑產品總產量8.0%,約占中國飼料添加劑總產量10%。飼用酶制劑產值約占我國酶制劑總產值30%,占世界飼料酶總產值11%,占中國飼料添加劑總產值4%,這與世界酶產業和飼料酶產業發展趨勢基本一致。不一致的地方有以下方面:①酶制劑作為飼料用途的二次開發技術最近跟進很快,但還有差距;②飼料酶產品技術含量不高、品種不全、品質不優,基礎性研究需要加強;③飼料酶產品t價不到1萬元,有些不到0.5萬元,比較起來飼料添加劑平均t價2萬元,有些氨基酸價位高達5萬元/t;④3萬t飼料酶產品由100家生產,總產值1.5億元,平均1家生產300t、產值150萬元,多數企業產量甚至不到中試規模,遠低于盈虧平衡點;⑤企業間惡性競爭在技術和市場各方面全面展開,急需調整結構、優化品種、適度規模。 目前研發技術是產酶微生物基因工程技術和傳統育種技術并存,部分酶種達到與國際水平。毫無疑問,現代生物技術是飼用酶研究主流技術,提高產量降低成本、改進酶應用中關于質與量兩方面的限制因子既是傳統難題也是飼用酶今后主攻方向。國內從90年代中期開始開展飼料用酶制劑方面的基因工程菌構建研究工作,在國家多種科學基金計劃的連續資助下,十年來積累了一定數量的優良微生物和基因資源、研究材料與方法、人才隊伍,尤其值得指出的是中國農業科學院飼料研究所取得了以轉基因植酸酶為代表的一批國際水平的硬成果。同時借助于食品、輕工業酶制劑產業發展的已有基礎積累和飛速發展的現代生物技術、和國際學術資源的轉移介入,我國部分飼料酶研發有望取得突破。但須清醒看到從酶制劑的基礎研發到現代化工業生產和全球化貿易網絡等高層次來看,國際上諾維信公司的實力和成就穩居老大。僅就諾維信天津生產基地和北京研究院、Genecor Danisco在舊金山和上海的研究中心的軟硬件而言勘稱世界一流,這些大戶的投資出手、戰略目光、研發導向與產品品位無不意在打造百年老店,值得我們思考的重要一點是這些國際機構醒目的研究重點是新基因和新生物資源的發現發掘而不是其它。相對講,單一飼料酶種的研發乃至產業化終屬于短線項目,在條件具備能夠厚積薄發有所作為的時候,我們應該有勇氣和智慧問鼎纖維素酶、蛋白酶等重大飼料酶種和復合酶系等難題,以謀取長線項目的國際話語權和一席之地。 目前國內關于飼用生物活性肽集中在實驗產品的應用功能研究與生產性能觀察等方面和階段,產品研制技術主要停留在采用蛋白酶水解粗蛋白質資源獲得目標產物的水平上,產物是化學成分、結構信息含糊的蛋白質水解混合物,能夠快速產業化的成果少或沒有,或者說這類工作真正的科學意義上講都不屬于肽科學范疇,因此國內飼料肽類產業還遠沒有真正起步。 即使包括食品和醫藥用途在內 迄今真正產業化的肽類產品只有乳鏈菌肽和谷胱甘肽,目前銀象公司和紅梅集團為乳鏈菌肽主要生產企業,多用于乳制品和肉食品的保鮮。而谷胱甘肽是一種具有多種重要生理功能的三肽。臨床上用于治療肝病、藥物和重金屬中毒的治療,并可與抗癌藥合用。目前, 谷胱甘肽在食品、醫藥等領域的應用受到人們日益重視。 而以新藥研究為主要目標的基于化學合成水平和分子生物學水平的基礎研究剛開始,具有探索性,國內已有的成績相當單薄,有分量的論文也是屈指可數,但是這代表未來飼用肽類產品技術研發的發展方向,值得及早重點投入,這些工作奠定飼料肽產品技術的重要基礎。 國家十分重視支持肽類產品研制,從九五攻關、第一批863計劃開始就從戰略高度安排了人用蛋白質(肽)藥物基因工程研究項目,取得了較豐富前期成果,積累了人才、材料和方法;國家十一五863計劃等渠道都開始安排了飼料用肽類產品研發項目,從接近十年的實際執行情況看,預期目標設計過于前置于肽科學技術發展的基本階段、課題目標設想過于空泛宏大而不切實際,必然很難落到實處,還不如實事求是務實性夯實必要的基礎更為可靠,那些認為依靠某種抗菌肽產品研究能夠替代傳統的飼料抗生素的想法既不現實也缺乏科學依據。 (4)飼用微生態制劑 微生物添加劑亦稱益生菌(Probiotic)和微生態制劑等,主要包括酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌、光合細菌。到目前為止,開發應用的飼用微生物的品種很多,但出于對菌種安全性的考慮,參考歐盟標準和醫藥法規,我國《飼料添加劑品種目錄(2006)》準予使用的有16種。 我國對飼用微生物研究始于80年代,目前國內產品以芽孢桿菌、乳酸桿菌、酵母菌為主。以芽孢村菌為主的復合微生態制劑效果好、應用多。據統計,目前年我國微生物添加劑的產量約1萬t左右,與需求相差約10倍,遠遠跟不上飼料工業發展的需要。2001年我國寡糖總產量1.84萬t,產值約6.42億元。飼料行業寡糖產品以異麥芽寡糖、果寡糖為主;研究技術主要是依靠特定酶分解植物性多糖原料或轉移合成中間底物獲得目標產品,普遍存在目標產物檢測難、寡糖生產關鍵酶產酶水平低、后續分離技術不過關、應用配套研究不深不全、產品質量和應用效果不穩定。得益于功能性食品產業最近10多年的發展,微生態產品研發方法、技術、成果,甚至產品可直接移植到飼料產業,該領域的很多方面,畜牧業生產實踐已走在了理論研究和專業法規的前面,監督管理工作相對滯后。 我國飼用微生物添加劑的應用研究開始于20世紀80年代,1984年何明清等利用微生態制劑防治雛雞白痢除了觀察到治療效果達92.84%外,同時觀察到促菌生具有明顯促進雛雞的采食量和提高增重。1987年何明清等率先研制成功8701、8801、8901等畜禽魚用微生物添加劑。“八五”期間,國家科委對“飼用微生物添加劑”組織重點攻關,“調痢生”等動物微生物制劑納入“八五”火炬計劃。此后,大量新的微生物添加劑被推廣應用。近年來,四川農大的仔豬用8501和育肥豬用8701,南京農大的“復合菌劑”,武漢大學的芽抱菌劑——特痢強,吉林農大的931活菌劑,上海的DM432菌粉,北京的增生素等產品在應用中都收到良好的效果。總的來說都具有提高飼料轉化率、動物增重、機體免疫功能、防病力和降低幼畜(禽)死亡率的功能。馮定遠等(2004)“JBC‘樂圖’乳酸菌提高豬生產性能及改善豬肉品質的效果”成果的具體方法是:在飼料中添加0.3%JBC“樂圖”乳酸菌液,40℃發酵約8h后飼喂,同時在飲水中添加0.3%JBC“樂圖”乳酸菌液,通過噴霧方式凈化畜舍養殖環境。此外,水產動物養殖生產中也有把沼澤紅假單胞菌等光合細菌微生物添加劑使用于養殖水體中來改善水中生態環境。這一部分發展很快,尤其值得關注的是由于此類產品的功能橫跨水體環境與養殖兩個不同的行業與學科,在快速發展的同時,在管理上也有交叉形成的真空地帶,存留一些監管隱患,值得重視。 微生物添加劑技術的發展趨勢主要集中在以下方面:①加強飼用微生物資源的開發與利用,引進國外優良菌種資源,加強菌種資源特別是極端環境特殊微生物資源的搜集;②關注益生菌存活機理研究,細菌附、定植機制的研究以及益生作用的微生態學和分子生物學原理研究等;③建立飼料用微生物標準實驗室,這類產品安全性研究是難題也是弱項,我國獸醫學界對此類產品一直頗多質疑,值得引起重視;④應研究建立實驗性動物模型、明確飼用微生態制劑作用的科學機理;⑤建立高密度發酵方法,提高我國飼用微生物的發酵工藝和產品后加工工藝水平,以及飼用微生物添加劑加工、保存和使用水平;⑥加強產品質量標準建設和強化監管:尤其應對生產中的菌種、活菌含量、保質期標準和商品標簽規范等,制定出可操作和便于檢查的細則,規范微生物產品的研制、生產、營銷和使用,應盡快制訂和完善針對這類特殊生物制劑的專門法規,改變行政監管落后于生產實踐的被動局面。 (5)植物提取物(中草藥)產品技術研發情況 中草藥屬純天然物質,有促進動物生長,增強其體質、促進新陳代謝、提高生產性能、抗應激和防治疾病等作用,因而受到我國畜牧工作者的重視,做了大量試驗,驗證了中草藥作為飼料添加劑的各種功效。我國現有中草藥材13000多種。1990年8月在承德市召開了首次全國中草藥飼料添加劑學術討論會;1991年中草藥飼料添加劑開始被列入八五重點科研攻關項目。世界衛生組織(WHO)在全世界范疇內建立了27個以中醫中藥為核心代表的傳統醫學合作中心,其中15個在亞洲,我國有7個。我國中草藥品種數量和種植規模均處世界領先地位。 中草藥飼料添加劑在應用中存在不穩定的問題,源于:動物生長條件差異、組方差異和生產工藝差異。市面上中草藥飼料添加劑產品質量良莠不齊,存在以下問題:①中草藥配伍和作用機理還不十分明晰,中草藥并非完全無毒、副作用,使用不當,也有毒副反應甚至致命。另外,由于復方中草藥功效成分復雜,其中某種成分與其它飼料添加劑可能存在拮抗作用。因此在使用前要先經過安全試驗,這方面工作相當薄弱;②中草藥飼料添加劑產品多粗糙,系經簡單加工的中草藥混合物,用量大、起效慢,質量差,很難適應畜牧業規模化、集約化現代化生產的需要;③缺乏中草藥飼料產品的行業或國家標準,中草藥配方也五花八門、缺乏科學性、質量檢測無據可依、存在很大隨意性。 中草藥飼料添加劑在飼料工業應該具有廣闊的應用前景。隨著我國畜牧業由傳統粗放型向現代化集約型生產經營的轉變,以及對動物性食品品質的要求日益提高,以防病保健、促進生長、無耐藥性、無毒副作用、無殘留等優勢特點的中草藥飼料添加劑替代飼料抗生素是發展必然趨勢。我國使用的5000多種中草藥中已有200余種用于中草藥飼料添加劑。但專門生產中草藥飼料添加劑的廠家和品牌屈指可數,如:廣東中山騰駿動物藥業有限公司'福'牌系列中藥制劑;北京天然物中草藥飼料添加劑開發咨詢中心;云南昆明金星飼料公司生產復方中草藥配合飼料(吉達牌);廣東樂昌嵩珍營養源研究所獸藥廠生產松針粉以及博凱國際(香港)集團鄭州博凱醫藥科技有限公司生產的博凱助長靈等。中草藥作用元沒有得到發揮,有待大力發展。 因此建議:①深入研究中草藥功效成分、各成分間的相互作用、在動物體內的作用機理、組方配伍方式、加工工藝炮制方式等;②按照效果明確、成本合算、藥源廣泛、穩定性好、無毒高效、易于控制等配方原則,推進制劑微量化、產品系列化、質量標準化;③進行中草藥飼料添加劑生產技術及工藝工程化研究;規范經典的提取、濃縮、分離、干燥、造粒等單元操作過程。同時研究新的生產工工藝技術;研究中草藥飼料添加劑的多種劑型;研究新型中草藥飼料添加劑生產設備,實現生產程控化、檢測自動化、輸送管道化、包裝機械化,使飼料添加劑生產能夠形成規模,滿足國內市場需求,參與國際市場競爭;④建立中草藥飼料添加劑的質量標準,利用現代植物化學理論和儀器分析手段,對中草藥有效成分進行提取、分離、鑒定,根據中草藥有效成分分析、試驗動物反應、安全性研究等提出明確的理論及其質量控制方法。同時,管理部門應盡快制訂科學的質量標準。 |




