饲料甜味剂在畜牧业中的研究进展和发展趋势.pdf

广东饲料 第 2 0卷第 9期2 0 1 1 年 9月 饲料甜味剂在畜牧业中的 研究进展和发展趋势 高玉云钟 万福金 灵 ( 华南农业大学动物科学学院 ， 广东 广州 5 1 0 6 4 2 ) 【 中图分类号】 S 8 1 6 7 【 文献标识码】 C 【 文章编 - 1 1 0 0 5 8 6 1 3 ( 2 0 1 1 ) 0 9 0 0 2 1 0 4 【 摘 要 饲用甜味剂能够改善饲料适 口性并提 高动物采食量， 尤其对断奶仔猪具有较好的效果。本文综述了甜味剂的分 类、 家畜和人对甜味剂的不同反应、 甜味剂在家畜上的应用效果、 甜味剂的功效以及用作饲用甜味剂需满足的条件。 饲料甜味 剂和动物采食特征及行为的研究仍很有限， 不同阶段动物、 不同基础原料配方中添加甜味剂的效果等基础方面的 内容还有待 进 一步研 究。 关键词】 饲料甜味 剂； 畜牧业 ； z i- 究进展 品种改良使现在的母猪处于高产状态， 且其后 代的生长速度也很快 。日增重 、 瘦 肉率 、 饲料利用率 等都有了很大程度的提高。然而 ， 猪 的生产性能还 远未发挥出来 ， 而制约这种潜能发挥 的最关键因素 之一便是采食量不足 。 饲粮适 口性是影响动物采食 行为的一个重要 因素 。 猪等动物具有 比人类更为敏 感的味觉感受系统 ， 因而饲料具有 的酸 、 甜 、 苦 、 咸 四种基本 的味道都会对饲料适 口性 、 家畜采食量和 采食行为产生不同的影响( H e l l e k a n t 等， 1 9 9 9 ) 。大 量研究证 明 ，猪喜食具有蔗糖甜 味的饲料 ( L e w i s 等 ， 1 9 5 5 ； G l a s e r 等 ， 2 0 0 0 ； Ma v r o m i c h a l i s 等 ， 2 0 0 1 ) 。 1甜昧剂的分类 蔗糖 、 糊精 、 果糖和乳糖是最早被使用的饲料甜 味剂。目前畜牧生产中所使用的甜味剂种类繁多， 但 一 般都是由不 同组分配合组成 ， 这些成分包括 ： 高甜 度物质 、 增效剂、 味觉促进剂等 。甜味剂按来源可分 为天然和人工合成甜味剂。常用的天然甜味剂主要 有果糖 、 葡萄糖 、 甘露糖、 半乳糖 、 蔗糖 、 乳糖 、 麦芽糖 等， 而人工合成甜味剂主要有糖精 、 甜蜜素、 安赛蜜 、 新橙皮苷二氢查耳酮、 三氯蔗糖等。 甜味剂按营养价 值可分为营养性和非营养性甜味剂。营养性甜味剂 是一种既赋予甜味 ， 又提供热量的物质 ， 主要包括糖 类和糖醇类甜味剂。 糖类甜味剂的热值较高， 主要又 收稿 日期】 2 O 1 1 0 8 0 8 包括单糖 ( 果糖 、 葡萄糖 、 甘露糖 、 半乳糖 、 木糖 、 核 糖 ) 、 双糖( 蔗糖 、 乳糖 、 麦芽糖 、 蜜二糖 、 海藻糖 ) 、 三 糖( 松三糖、 棉子糖) 等。糖醇类甜味剂的热值较低， 主要包括木糖醇 、 苏糖醇 、 赤藓糖醇 、 阿拉伯糖醇 、 核 糖醇 、 甘露糖醇 、 山梨糖醇等。非营养性甜味剂一般 甜度很高 ， 基本不提供热量 ， 一般不参与代谢过程 ， 主要包括阿斯巴甜、 糖精、 甜蜜素、 安赛蜜、 阿力甜、 索马甜 、 三氯蔗糖 、 新橙皮苷二氢查尔酮等。 2家畜和人对甜昧剂的不同反应 在动物的舌头上一般分布着 5种舌乳头( 丝状 乳头 、 锥状乳头 、 轮廓乳头 、 叶状乳头和菌状乳头 ) 。 对于猪或者其他大部分的哺乳动物 ， 味蕾位于舌尖 的菌状乳头和舌头背部的叶状乳头和轮廓乳头 ， 口 腔中的化合物可以刺激味蕾 ，从而感受到味觉信 息。 菌状乳头味蕾产生 的味觉信息通过鼓索神经传 送， 而叶状乳头和轮廓乳头味蕾产生的味觉信息则 通过舌咽神经传送 ， 通过记 录这些神经冲动可 以估 测动物对某种物质的味觉感受能力。 猪与人的味蕾 数 目比较见表 1 ， 由此可 以看 出， 猪 的舌头味蕾 约 为人的 3 4 倍( H e l l e k a n t 等， 1 9 9 9 ) 。研究已经证明 人的菌状乳头味蕾数和味觉能力成正相关。 虽然在 猪上面还没有证实味蕾和味觉能力的关系， 但是考 虑到味蕾的数量 ， 我们依然有理由相信猪的味觉比 人更强。 此外， 考虑到猪的味蕾数目和猪的采食量， 我们可以推测猪有大量的味觉神经来感受 味觉信 2l 万方数据 广东饲料 第 2 0 卷第 9 期2 0 1 1 年 9 月 息 ( He l l e k a n t 等 ， 1 9 9 9 ) 。 虽然可以推断猪的味觉 比人敏感 ， 但 由于不 同 动物甜昧受体和甜味信号转导等方面的差异， 不同 物种 的味觉 差 异很 大 ( G l a s e r等 ， 2 0 0 0 ； Z h a o等 ， 2 0 0 3 ) ，因而人用的某些高强度甜味剂不能在家畜 中应用 。H e l l e k a n t 和 D a n i l o v a ( 1 9 9 6 ) 研究 了 l 3种 对人而言具有甜昧的物质 ， 发现猪只对其 中 3种感 觉到甜味 ， 对其 中 3种感觉较甜 ， 对另外 7种不能 感觉到甜味。G l a s e r 等 ( 2 0 0 0 ) 研究 了 3 3种对人而 言具有甜味的物质在猪饲养 中的应用效果 ，发现 1 4种糖类甜 味剂 中 ， 猪最喜欢蔗糖 ， 而乳 糖 、 麦芽 糖 、 葡萄糖 、 半乳糖效果只有蔗糖的一半 。7 种糖醇 类甜味剂 中， 猪最喜欢木糖醇 ， 其效果与蔗糖相同。 在 1 2种高甜度甜味剂 中， 7种 ( 分别是阿斯 巴甜 、 甜蜜素也叫环己氨基磺酸盐、 莫内林 、 新橙皮苷二 氢查尔酮 、 5 一硝基 一 2 一丙氧基苯胺 、 紫苏葶也叫紫 苏精、 索马甜也叫奇异果甜蛋白) 是无效的， 另外 5 种 ( 分别是安赛蜜 、 糖精 、 阿力 甜 、 甜精 、 三氯蔗糖 ) 虽然有效 ， 但效果 比人差。不同甜味剂对人和猪的 相对甜度比较 ( 以蔗糖为参照) 见表 2 。 3甜昧剂在家畜上的应用效果 味觉在动物采食 中起着重要作用 ， 当食欲在某 表 1猪与人的味蕾数目比较 引自 He l l e k a n t 和 Da n i l o v a ( 1 9 9 9 ) 。 些情况下受到抑制时( 例如断奶 ) ， 味觉就起着更为 重要 的作用( H e l l e k a n t 等 ， 1 9 9 9 ) 。 因此 ， 关于甜味剂 在家畜中应用 的研究主要集 中于断奶仔猪 。 虽然仔 猪早期断奶可以防止疫病垂直传染 、 提高仔猪生产 性能 和母猪繁殖效率 、 降低生产成本 ， 但早期断奶 仔猪的消化系统发育不完善， 自身免疫系统尚未发 育完全( G r i n s t e a d等， 2 0 0 0 ) ， 加上遭遇心理 、 营养 、 环境等因素从而形成断奶应激 ( P l u s k e 等， 1 9 9 7 ) ， 使采食量和体重下降并容易导致腹泻和疾病的感 染 。 许多研究表 明日粮中甜味剂的添加可以提高断 奶仔猪的采食量和体重 ( D i a z 等 ， 1 9 5 6 ； M a h a n 等， 1 9 9 3 ； M a v r o m i c h a l i s 等 ， 2 0 0 1 ； C r o m w e l l 等 ， 2 0 0 8 ) ， 但一些研究也表 明 日粮高甜度甜味剂 的添加对断 奶仔猪的生长性能没有影响( M u n r o 等， 2 0 0 0 ； S t e r k 2 2 表 2不同甜味剂对猪和人 的相对甜度比较( 以蔗糖为参照 ) 对人 的 对猪 的 相对甜 度相对甜度 引 自 G l a s e r 等( 2 0 0 0 ) 。 等 ， 2 0 0 8 o 这些研究结果的不一致可能与断奶仔猪 早期 的采食行为在个体之问差异很大( B r u i n i n x 等 ， 2 0 0 1 )以及甜味剂的滞后效应 ( S t e r k等 ， 2 0 0 8 ) 有 关 。事 实上 ，甜 味剂 的滞后 效 应 在 S c h l e g e l 等 万方数据 广东饲料 第 2 0卷第 9期2 0 1 1年 9月 L e wi s 等 ， 1 9 5 5 断奶仔猪 D i a z 等 ， 1 9 5 6 断奶仔猪 Gr i n s t e a d等 ， 1 9 6 1 断奶仔猪 Ma h a n和 Ne w t o n ， 1 9 9 3 断奶仔猪 Da y等， 1 9 9 6 生长肥育猪 Mu n r o等， 2 0 0 0 断奶仔猪 Ma v r o mi c h a l i s 等 ， 2 0 0 1 断奶仔猪 Ma h a n等 ， 2 0 0 4 断奶仔猪 断 奶 仔 猪 C r o mw e l l 等 ， 2 0 0 8 断奶仔猪 S t e r k等 ， 2 0 0 8 断奶仔猪 No mb e k e l a 和 Mu r p h y ， 1 9 9 5 泌乳奶牛 Mu r p h y等， 1 9 9 7 B r o w n等 ， 2 0 0 4 Mc Me n i ma n等， 2 0 0 6 泌乳奶牛 肉犊牛 犊牛 断奶仔猪喜欢采食含有蔗糖的饲料。在断奶仔猪料中添加蔗糖， 可以提高饲料 采食量、 日增重和饲料转化率， 且颗粒料含高水平( 2 0 ) 的蔗糖时仔猪最喜欢。 在大部分试验 中， 相对于蔗糖外包的颗粒料 ， 仔猪更喜欢内含蔗糖的颗粒料。 蔗 糖可以提 高断奶仔猪 的 日增 重和饲料转化效率 。 仔 猪更喜欢采食含有蔗糖 的饲 料 ， 饲料 中蔗糖 的添加可 以提 高断奶仔猪 的采食 量和体重。 乳糖或葡萄糖的添加 可以显著提 高仔猪 断奶后 2周的生长性能。 蔗糖溶液所产生的甜味能够强烈增强生长育肥猪的咀嚼行为， 糖精所产生的甜 味只会轻微增强生长育肥猪的咀嚼行为， 而水溶液不会增加其咀嚼行为。 与对照组相比， 5 蔗糖组提高了采食量， 有提高日增重的趋势； 高甜度甜味剂添 加 组不能提 高采食量和饲料转化效率。 乳糖或蔗糖 的添加 可以显著提 高仔猪断奶后 1个 月的生长性 能。 日粮乳糖 的添加 可以显著提 高断奶 仔猪的生长性能 。此外 ， 在断奶第一周 内以 添加 2 5 一 3 0 ( 占干物质 的量 ) 的乳糖为最佳 ； 断奶后 7 - 2 1天以添加 1 5 一 2 0 的乳糖 为最佳 ； 断奶后 2 2 3 5天 以添加 1 0 一 1 5 的乳糖为最佳。 甜味剂在断奶第 2阶段( 断奶后 1 2 2 5天) 和第 3阶段( 断奶后 2 6 4 6天) 的添 加 可 以促 进 仔 猪 生 长 。 仔猪在断奶第 1 4 2 8天， 日粮乳糖的添加( 0 - 1 0 ) 可以提 高日增重和 日采食 量 ， 且成线性效应。 高甜度甜味剂的添加对断奶仔猪的生产性能( 实验为期 1 9天) 没有显著影响。 但 自断奶后 1 2天起 ， 相对于对照组而言， 日粮添加甜味剂能使仔猪进食频率增 加 ， 防止 断奶后第 8天和第 1 0天的采食抑制。 蔗糖的添加不影响泌乳母牛干物质采食量、 泌乳产量、 乳脂、 乳蛋白。但母牛产 后 2周的采食量有短 暂提 高。 甜味 剂的添加 不影响泌乳母牛 干物质采食量 、 体 重、 泌乳产量、 乳脂、 乳蛋 白。 肉犊牛饲粮 中添加 高甜度甜味剂糖精钠 可以使 干物质采食量提 高 1 7 ， 但对 日 增重和饲料 转化 率没有影 响。 甜 味剂的添加 有提 高犊 牛 日增 重、 采食 量和体 重的趋 势。 ( 2 0 0 6 ) 的研究 中已经有报道 ， 他们只在断奶第 2阶 段( 断奶后 1 2 2 5天) 和第 3阶段( 断奶后 2 6 4 6 天 ) 观察 到甜味剂的明显效果 。B r o w n等( 2 0 0 4 ) 研 究也表 明在 肉犊 牛饲粮 中添加高甜度甜味剂可以 使干物质采食量提高 1 7 ，这种效果在处理 l 4天 时更明显 。因此 ， 高甜度甜味剂的促生长效果似乎 需要一段时间的适应期 。 甜味剂对断奶仔猪不 同阶 段适宜浓度的研究仅限于乳糖。Ma h a n等( 2 0 0 4 ) 发 现在仔猪断奶第一周内以添加 2 5 3 0 ( 占干物 质的量) 的乳糖为最佳； 断奶后 7 2 1 天以添加 1 5 2 0 的乳糖为最佳 ；断奶后 2 2 3 5天 以添加 1 0 1 5 的乳糖为最佳。其他研究也表明 日 粮乳糖在 0 1 0 范围内的添加与断奶仔猪第 1 4 2 8 天的生 产性能成线性效应( C r o m w e l l 等 ， 2 0 0 8 ) 。 日粮 中甜味剂的添加对牛生产性能的研究较 少。一些研究报道了 日粮中甜味剂的添加可以提高 牛 的采食量 B r o w n等 ， 2 0 0 4 ； ) ， 而另外一些研究则 表 明甜 味剂 的 添 加 对 牛 的生 产 性 能 没 有 影 响 ( N o m b e k e l a 等 ， 1 9 9 5 ； Mu r p h y等， 1 9 9 7 ) 。 关于甜味剂 在不同动物上面的应用效果见表 3 。此外 ， 日粮甜味 剂 的添 加 还可 以改 变 动物 的采 食 行 为 。D a y等 ( 1 9 9 6 ) 研究表明蔗糖溶液所产生的甜味能够强烈增 强生长育肥猪的咀嚼行为，糖精所产生的甜味只会 轻微增强生长育肥猪的咀嚼行为，而水溶液则不会 增强生长育肥猪的咀嚼行为。由于蔗糖不仅提供甜 味还提供了能量， 而糖精只能提供甜昧， 因此推断营 2 3 万方数据 广东饲料 第 2 O 卷第 9 期2 0 1 1 年 9 月 养反馈和甜昧都可以刺激生长育肥猪对饲料的咀嚼 行为。 S t e r k等( 2 0 0 8 ) 研究也表明自断奶后 1 2 天起 ， 日粮添加高甜度甜昧剂能使 仔猪进食频率有所增 加 ， 说明 日粮甜味剂可以诱导仔猪的采食行为。 4饲用甜昧剂的功效 4 1 提 高采食量 ， 促进 消化吸收 ， 提 高动物生长 性 能 甜味是幼畜最喜爱 的味觉刺激之一。 在动物饲 料中补充适量甜 味剂 ，可以增加或延长饲料的甜 味 ， 致使饲料的风味更浓 、 口感更佳 。 饲料 中的甜味 可以对动物的味觉感受器产生刺激 ， 再经过 味神经 传递给大脑味觉中枢 ， 大脑通过各种信息整合再将 信号传递给消化 系统 ， 引起消化道 内的消化液( 如 唾液 、 胃液 、 肠液 、 胰液 、 胆汁 ) 和各种消化酶 ( 如蛋 白酶 、 淀粉酶 、 脂 肪酶等 ) 的大量分泌 ， 加快 胃肠 的 蠕动 ， 促进 了饲料的消化吸收 ， 从而提高饲料 的消 化率 ， 促进动物生产性能相应提高。 4 2掩盖饲料异味 ， 改善饲料适 口性 当前饲料生产中为了降低生产成本， 常采用廉 价或非常规饲料原料 ( 棉粕 、 菜籽饼 、 血粉 、 羽毛粉 、 农副产品 、 轻工业 、 食品行业 的下脚料等 ) ， 同时 当 饲料中大宗原料 的新鲜度降低( 如被氧化 、 霉变 、 污 染等 ) ， 以及维生素 、 矿物质 、 药物 、 抗氧化剂等物质 的添加而产生不 良味道 ， 导致原有饲料的天然风味 发生 了较大 的变化 ，大大影响了配合饲料 的适 口 性， 降低了畜禽的采食量。添加饲料甜味剂可掩盖 这些成分 的异味 ， 在有些配合饲料 中， 甜味剂的异 味掩盖功能 比其 自身固有的适 口性更为重要。 4 3维持 幼畜在应激状态下和患病时的采食量 畜禽在应激时会导致采食量 的降低 ， 此时甜味 剂的添加通过刺激味觉感受系统 ， 可以明显提高动 物采食量。此外 ， 畜禽对饲料风味有一定的记忆能 力 ， 在特殊情况下 因饲料原料的变化导致饲料风味 改变时 ， 可以通过添加饲料甜味剂使换料前后 的饲 料具有大致相 同的味道 ，从而减少动物换料应激 ， 维持动物原有的采食量 。 4 4有利于开发新的饲料 资源， 降低饲料成本 现代养殖业要求以最低 的饲料成本最大幅度地 提高动物的生产性能。 因此， 饲料工业已经由传统的 利用谷物原料逐渐向利用各种廉价的非常规饲料原 料方向发展。我 国有大量非常规饲料原料资源未被 充分利用 。由于甜味剂具有促进采食和掩盖饲料原 2 4 料异味的作用 ， 在非常规饲料原料中使用甜味剂 ， 可 提高非常规原料的用量， 降低饲料生产成本。 5用作饲用甜昧剂需满足的条件 饲用甜味剂应具备以下条件 ： ( 1 )足够的甜度 ， 这是最重要的特性。 甜度是一个相对的概念 ， 我们平 常所标 的甜昧剂甜度实际上是相对于蔗糖的甜度而 言 ，通常是甜味剂的稀释液与一定浓度的蔗糖溶液 在达到相同甜度条件下 比较得出 ，其浓度的比值 即 为相对甜度。 甜味剂需有足够的甜度 ， 少量的添加就 能达到满意的效果。甜味剂在畜禽料中用量一般为 1 0 0 1 0 0 0 g t 。 ( 2 ) 甜味和持续时间。 甜昧剂产生的甜 味越接近蔗糖 ， 动物就越喜欢 ， 而且甜味剂产生的甜 味在