1、飼料配方技術體系的辯證分析
1.1飼料配方的目的
飼料配方的總體目的，是根據人類對動物養殖的需求，采用不同飼料原料或添加劑設計出特殊的配伍組合，來達到最終的經濟或社會目的。養殖需求涉及動物生長、生產繁殖、健康免疫、產品品質等多種因素。配方設計的基本思路，是按照需求的不同，制訂出飼料配方要達到的功能和效果，然后依據飼料原料功能和特點差異，用盡可能低的成本來最大限度的達到養殖標準。
1.2飼料配方的原則和思路
進行飼料配方時有多種原則可以依據：
(1)使用國家規定允許使用的原料，堅決不使用國家明令禁止的產品，沒有明確規定可以使用的特殊原料或產品使用需要特別慎重。
(2)盡量使用采購容易，成本低廉的原料。
(3)以配方設計的目標功效為導向，根據動物種類、階段為依據，依照飼料原料特點、功能以及加工飼喂方式為參照，按相對較低成本進行配方設計。
(4)要求飼料配方符合動物生理特點，使用原料符合飼料加工要求，飼料養分能夠被最大限度消化和吸收。
富通新能源生產銷售的飼料顆粒機、秸稈顆粒機是養殖戶們生產顆粒飼料很好的選擇。
1.3配方成本和功效的關系
當前配方師的基本職能是在限定的配方成本以內，設計出科學合理的飼料配方。但實踐中經常會遇到，需要在原料和價格不變的基礎上，對原有配方成本進行增加或降低，同時要對增加或降低成本后的飼用效果做出相應評估，使得該調整后的飼用效果在可控范圍之內，這就需要科學合理的進行飼料配方投入有效性評價體系再認識，對飼料成本投入和減少進行科學評估。需要注意的是評估主體的確立，從根本上說，該評估的經濟主體是飼料企業本身，評估其配方進行調整后，該飼料企業的財務數據在一定時期內的變化情況，來衡量配方調整的有效性，這對于飼料生產、動物養殖及屠宰一體化的企業就相對簡單，但對于單一的飼料生產外銷企業就相對復雜，這涉及到飼料企業的銷售隊伍是否能夠將配方中的正效投入，在市場上用銷量增加或用售價提高表達出來，配方有效性的評價和市場銷售、技術服務等其他綜合因素也息息相關。
1.4動物營養“黑箱”理論
從營養學角度來分析，飼料養分在動物體內的轉化具有一定路徑和方向，各種代謝過程均參照一定的原理和規則進行。但同時又具有典型的“暗箱”理論特點，飼料中的養分進人動物體內，各組分在體內特定組織器官作用下，通過系統的生理和生物過程，轉化成動物機體組成成分或排出體外。從配方設計的角度來審視“黑箱”理論，動物吃入的飼料蛋白、淀粉、油脂、微量元素和維生索等組分，被消化吸收到動物體內，其特定時間內的轉化途徑和數量，均具有不確定性。例如，吸收入體內的組氨酸，其在體內的轉化途徑有多種，既可完整的進入體蛋白的合成中，也可經過轉、脫氨基轉化變成其它非必須氨基酸，也可以脫羧基轉變成神經介質組胺，或是被氧化分解釋放出能量。類似地，吸收入的其它組分進入動物體內到代謝結束，其具體代謝轉化過程，具有不可確知性。因此，飼料組分進入動物機體內，就像進入了一個相對的“代謝黑箱”，其轉化存在不確定性，具體過程受動物“自身調節”理論和“營養素轉化”理論的雙重影響。
動物“自身調節”理論是指在不同生長周期和生理階段，動物機體對養分的需求不是固定不變的，是隨階段不同而持續變化的，如動物在幼齡階段對蛋白的需求，生長后期對能量的需求，懷孕后期和哺乳期對整體營養素供應的需求，都存在特定的需求旺盛期。
“營養素轉化”理論則是指根據生理需求和營養素缺乏狀況不同，不同種類的營養素在動物機體內可以不同程度和數量的發生轉化，如淀粉可以轉變成機體脂肪，機體脂肪也可以轉變成糖原和單糖，如骨骼中的鈣磷可以釋放變成體液中的鈣磷，體液中的鈣磷可以重新沉積形成骨骼結構成分。營養素間的轉化有利于配方師根據機體情況的不同，對飼料原料進行合理配制。
對動物的“自身調節”理論和“營養素轉化”的研究掌握，有利于我們在面對“代謝黑箱”理論之時，通過了解自身對營養素需求的調節，來把握飼料配方中出現的相關問題。
1.5配方師的職責
動物是一個有機整體，自身具有一定調節各個器官機能和生理反應向最佳表現發展的能力，對外界因素有一個自身調整能力。機體內物質的變化是隨機的，屬于相對的未知。動物需求的是營養素，是對吸收到體內的營養素的需求，營養素的功能不是單一的，具有在體內相互轉化和彌補的功效，動物對養分的需求不是絕對的，而是相對的。飼料中養分含量影響機體內物質的轉化途徑，飼料中一種養分的缺乏造成的不利影響會通過其它養分得到適當緩解。因此配方不需精準，但需協同一致，有些飼料成本付出不一定會帶來產出，有些成本需要進行評價。
配方師的職責是利用掌握的營養學知識，根據市場競爭情況，飼料原料的價格變動情況以及不同飼料間養分含量和相互替代關系，科學合理的調整配方，力爭用外部力量（外因）使動物的健康狀況和生長表現向好的方面發展，而不是依靠動物自身能力（內因）來調節。例如，動物在鈣磷不足的情況下會動用骨骼中的鈣磷來滿足生理需求，能量不足時靠增加采食來彌補，胱氨酸不足時用蛋氨酸來轉化，但配方師這么做就不是一個稱職的營養師。
2、生物飼料添加劑
飼料添加劑是指通過常規飼料主原料無法得到有效補充，在飼料中小比例額外添加，在現代養殖環境下能帶來調節或增強營養，殺菌抗病或增強免疫，調節機能營養或代謝，改善產品質量等特殊功效，通過特殊生產工藝得到的一類產品。
生物飼料添加劑是指采用微生物培養或發酵技術，生產的一類本身具有特定活性或其它特殊生物功能的飼料添加劑。目前主要分為兩大類，一類是微生態制劑，一類是酶制劑。生物飼料添加劑由于具有確定的生物活性功能和在飼料中添加后的優良表現，無論在動物營養學研究還是在畜牧養殖實踐中都越來越多的被重視，同時在市場上也得到了廣泛的推廣應用。在目前越來越強調養殖的健康、高效和肉蛋奶的安全綠色生產時，生物飼料添加劑發揮了越來越大的作用。
2.1微生態制劑
在微生態理論的指導下，將特定的微生物菌種通過發酵工藝培養，并制成的生物制劑稱為微生態制劑。通常所說的益生素多指活菌制劑，益生素通過在動物腸道內發揮生物活性作用，參與調整動物體內微生態平衡，抑制腸道有害微生物的增殖，或者特異性的增強動物的免疫功能，進而提高飼料轉化效率，促進動物生長。
2.1.1 益生素發揮生物功能的理論基礎
(1)優勢種群理論：動物體內的微生物群在正常情況下，保持著某種平衡，不同種類細菌在體內的數量多少的優勢，其所占地位也不同，正常的優勢種群一旦發生逆轉，就意味著微生態出現失調。在動物腸道微生態系統中，厭氧菌是優勢種群，腸道中的厭氧菌占99%以上，兼性厭氧菌和需氧菌不到1%，因此。在生產動物益生素產品時，采用目標宿主體內的優勢種群菌株作為主要成分，有利于快速恢復種群優勢，使失調的微生態達到新的平衡。
(2)生物奪氧理論：由于動物病原微生物多屬于需氧菌或兼性厭氧菌，一旦發生腸道微生態失調，為控制病原微生物的生長和繁殖，采用有益的需氧菌株，快速消耗腸道中的氧氣，降低腸道局部的病原微生物生長所需氧氣，．也能促進微生態恢復平衡，從而達到預防和治療疾病的目的。
(3)生物拮抗理論：腸道上皮粘膜細胞一旦被正常微生物群大量占據，則構成了機體的生物屏障，與此同時，這些有益微生物在增殖過程中，其代謝產物如乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、抗生素和過氧化氫等活性物質形成了一道化學屏障，大量的有益微生物通過占據空間以及化學抑制，阻止病原微生物的定植，發揮生物拮抗作用。
(4)微生物群與營養關系理論：有些微生物在生長過程中，能夠產生蛋白質、氨基酸、維生素和其他營養因子供動物營養，有些微生物同時還能產生各種消化酶釋放出來，降解腸道內的飼料成分促進養分的消化和吸收，提高飼料的利用率，促進動物生長。專性厭氧菌的主要代謝產物是丁酸，丁酸是結腸上皮細胞的主要營養來源，缺乏丁酸后腸道菌群的失調不宜恢復平衡，同時影響結腸上皮細胞的生長。
(5)“三流運轉”理論：部分微生態制劑可以作為免疫調節因子，增強吞噬細胞的吞噬能力和抗體產生能力；還可以促進有毒物質的代謝，促進腸蠕動，維持粘膜結構完整，從而保證了微生態系統中基因流、能量流和物質流的正常運轉。
2.1.2益生菌存在問題及注意事項
2.1.2.1對宿主腸道的粘附性問題
活菌的定植具有明顯的種屬特異性，從某種動物分離出的優勢菌株，對該種動物表現出較強定植力，對其它動物則可能不容易定植。菌種進入腸道后能否增殖形成穩定菌群，發揮生態效應，與其對該種動物腸道粘膜上皮細胞表面的粘附性息息相關。
2.1-2.2穩定性問題
益生菌為活菌制劑，不同種類菌種的穩定性具有很大的差異，外界環境，如水分、溫度、酸度、氧氣、機械摩擦和擠壓以及存貯時間等都影響微生態制劑的活性。
(1)水分的影響：一般來說，在干燥狀態下，微生物更為穩定，存活率高，如果水分升高，保存時間延長，則存活率降低。另外．不同細菌對水分耐受力明顯不同，孢子型細菌耐受性最好，腸球菌、糞鏈球菌次之，乳酸桿菌再次之；不同乳酸桿菌對水穩定性也有不同，植物乳酸桿菌好些，嗜酸乳桿菌較差，酵母對水耐受性較好，減小微生物產品的含水量，或使用脫水劑，可延長活菌的保存時間。
(2)溫度的影響：當益生菌儲存或加工溫度較高時，活性會受到巨大影響。因此，微生物產品特別是非孢子態微生物應盡量存放著低溫環境中。目前，動物微生態制劑應用比較多的有乳酸桿菌、芽孢桿菌、鏈球菌和酵母菌。乳酸菌比較脆弱，不能抵抗制粒時的溫度與壓力等加工條件，相反，芽孢桿菌比較穩定，它能形成孢子來抵抗溫度、壓力和水分的變化，制粒后可以存活下來，酵母菌和鏈球菌在制粒后的存活能力，介于乳酸菌和芽孢桿菌之間。
(3) pH值的影響：除乳酸桿菌外，在pH值低于4.5環境下，微生物極易死亡，pH值為中性6~7時，產品穩定性較高。因此，微生物制劑應盡量制成中性，并且在保存過程中盡量避免與酸化劑接觸。
(4)氧氣的影響：厭氧型微生態制劑，特別是那些厭氧非孢子化的微生物，暴露在氧氣環境下，活性損失嚴重。例如，將乳酸菌暴露于自然空氣中，耐受性較差，迅速死亡。
(5)抑菌物質的影響：抗生素、磺胺類藥物、不飽和脂肪酸、礦物質預混劑、濃縮料等都屬于殺菌抑制物質。如銅、鈣、膽堿可在數天內引起乳酸桿菌活性顯著降低，預混料中使用微生態制劑應考慮其活性所受影響，在通常情況下，可盡量使用對外界環境有良好抵抗力的芽孢桿菌。
2.1.1 3益生菌的科學使用
2.1.3.1選擇合適的菌種
選擇正確的益生菌菌種，可以最大限度的發揮其在飼料中的使用效果，這些菌種要具有以下基本特征的一種或多種：(1)在腸道內能夠有良好的粘附性，且可快速增殖，如乳酸類鏈球菌，19分鐘即可繁殖一代，能與致病大腸桿菌抗衡。(2)能耐胃酸、膽汁酸，如芽孢桿菌、乳酸桿菌，可順利通過胃和小腸。(3)能夠產生孢子，如芽孢桿菌，可以呈現休眠狀態，對外界的抗性增強，不容易被殺傷，到達腸道內被激活后發揮活性作用。(4)能釋放出養分供給動物營養或其他活性物質抑制病原微生物或提高動物的免疫水平。
2.1.3.2建立數量優勢
每克產品中的活菌數必須到達一定的量，采用大劑量的活菌制劑喂服，發揮數量優勢，如芽孢桿菌每克至少應含有10億個活菌，在日糧中的添加量達到o．1 qo，且連續使用。益生菌如果連續不斷的通過飼料或飲水提供給動物，也能夠一定程度的緩解活菌在存放、加工和在體內的損失，最大效果的發揮作用。據張春揚報道，用含蠟樣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的微生態制劑作試驗。試驗雞分2組，添加量約為0.2%。一組為每天添加，連續不斷；另一組為2d添加，2d不添加，周而復始，共試驗18 d。結果，天天連續添加一組的促進生長效果和降低料肉比效果明顯優于間斷添加的另一組。
2.1.3.3補充化學益生素
化學益生素可被動物腸內有益微生物作為營養物吸收利用，促進其生長繁殖，以此抑制有害細菌的生長。低聚糖有多種，如異麥芽低聚糖、大豆低聚糖、低聚果糖、半乳寡糖、乳果寡糖、低聚木糖、龍膽寡糖和甘露寡糖等。
2.1.3.4科學合理的加工和貯存
盡量降低益生菌產品的水分含量，對于厭氧活菌制劑應盡可能少接觸氧氣，可進行包被或采用膠囊化處理，產品盡量在低溫下保存，有條件的可以冷藏保存，同時盡量減少存儲時間。
2.2酶制劑
酶制劑的發現最早源于人們對發酵的關注，1897年用酵母細胞提取物把糖發酵成了酒精和二氧化碳，證明是細胞內容物在此過程中起到了關鍵的作用，稱該物質為酶，隨后將該物質以晶體結構提取出來，并最終證明這些酶的本質是蛋白質，自此，酶制劑理論不斷被完善和豐富。
2.2.1酶制劑的實質和作用：
酶制劑發揮作用的實質是通過對特定底物的化學結構的專一性分解或合成，發揮高效的生物活性作用，提高生物反應的進行速度。飼料酶制劑重點是通過在飼料中添加相應的酶制劑，降解飼料中對應的底物，通過對底物的分解，或釋放出供動物吸收利用的養分，或減輕該種底物的抗營養作用。綜合各種資料，對酶制劑作用的描述可以概括為以下幾點：
(1)分解飼料中非淀粉多糖，降低腸道粘度，提高飼料有效能值；
(2)促進飼料蛋白質、淀粉、脂肪和其它營養物質吸收率，降低料肉比或料蛋比；
(3)防止動物后腸道的過渡發酵，預防或改善腸道腹瀉的發生，改善腸道微生態平衡，提高免疫力，促進動物健康；
(4)有利于開發非常規飼料資源，緩解飼料原料供需矛盾，降低飼料成本；
(5)調整腸道機能，減少糞便有機物的排泄，提高養分利用率，減少環境污染；
(6)提高動物產品品質，促進動物生長和生產性能的穩定。
2.2.2植酸酶的歷史和現實反思
植酸酶作為酶制劑的一種，是目前在飼料中應用最廣泛，用量最大的酶種。對飼用酶制劑應用歷史的重新審視和回顧，對目前了解其它酶制劑的發展和應用，具有重要的參考價值。1995年以前，國內對植酸酶知之甚少，一直到2000年，對植酸酶在飼料中的使用仍處于懷疑和猶豫階段，生產推廣植酸酶的廠家在此階段承擔著介紹植酸酶功用的責任，2000—2003年期間，約有25 %的廠家開始接受、選擇并使用植酸酶。2004·2007年間，使用植酸酶的廠家增加到80%以上，植酸酶推廣廠家開始增多，從最初選擇使用具有品牌影響力的產品到嘗試使用價格便宜的產品，市場價格競爭激烈，產品良莠不齊。2008~2010年，飼料廠家對植酸酶的使用已經相當普遍，隨著市場競爭的白熱化，產品已經處于微利狀態，缺乏實力的植酸酶廠家逐漸被淘汰，市場得到規范，價格相對平穩。
縱觀植酸酶在飼料中應用歷史，我們可以得到以下啟示：1酶制劑在飼料中的應用，以植酸酶作為典型代表來分析，在理論和實踐中是切實可行的，酶制劑能夠在動物腸道中發揮生物活性作用；2酶制劑作為一種生物制品，在飼料中應用的性價比不是固定不變的，會隨著時間的推移持續發生變化，這是由于菌種選育，生物工程技術和發酵工藝技術在持續提高，國內市場最初銷售的是500單位酶活的植酸酶產品，是因為當時發酵表達活力很低，后來隨著技術的提高，生產銷售的植酸酶活性也持續提高．相應的價格不斷降低。因此性價比提高后，在飼料中添加的量也持續增加，得到了良好的投入產出比。3廠家對出現新型的飼料添加劑，特別是生物制劑要高度敏感，及時掌握，通過小規模試驗和大規模試用，科學地進行分析評估。對植酸酶的接受越早，越能從中早受益，早使用植酸酶的廠家，就可有效降低成本，提高產品競爭力，擴大市場占有率。使用植酸酶早和晚的時間差，可使飼料廠家在市場上的競爭態勢發生逆轉。
2.2.3酶制劑生產的歷史和現狀
國外研究酶制劑歷史較早，應用也相對普遍，國內在動物營養上的研究較晚。80年代末90年代初，國內的科研單位開始關注酶制劑的研究，在飼料工業的推廣應用則更短，但經過近幾年的迅速發展，國內酶制劑廠家由原來簡單模仿到自主開展研發，進行科技攻關，已在多種菌種上擁有了專利。上世紀90年代，國內飼料酶制劑企業基本沒有自己的發酵工廠，均以國內外采購各種原酶進行復配，同時缺乏飼用酶制劑的國家標準，沒有科學統一的衡量指標，產品良莠不齊，市場秩序混亂。近10年來，隨著酶制劑理論研究的深入，酶制劑企業實力的增強，建立了多家飼用酶制劑發酵基地，大規模自主開展酶制劑特別是非淀粉多糖酶的生產發酵。
2.2.4酶制劑發酵方式和方法
主要分為液體發酵和固體發酵，近幾年由于液體發酵具有自動化程度高，發酵工藝可控性強，發酵規模大，產品質量穩定等優勢，逐漸取代了固體發酵，成為酶制劑生產最常用的方式。在具體發酵方法上，又分為單菌種單酶發酵、單菌種多酶發酵和多菌種多酶發酵等方法。
單菌種單酶發酵是發酵體系中用一種菌株，通過發酵培養生產一種酶制劑，這是目前液體酶發酵中最常用的方法。
多菌種多酶發酵是通過在一個發酵罐內同時接種上幾種不同菌種，每個菌種可產生不同的酶，經過發酵培養后，就可以同時產生多種酶制劑。這種發酵方法難度在于不同菌種的培養條件需要接近，要求不同菌種處于同一發酵技術條件下均可正常增殖表達，一般需要是同大類微生物才可以采用這種方式發酵。
單菌種多酶發酵是發酵體系中用單一菌種發酵培養，產生多種酶制劑的技術方法。該方法需要通過生物工程的手段，將不同來源的產酶基因克隆到一種微生物載體上在發酵培養過程中生產表達出幾種酶。如果采用自然篩選的菌種進行單菌種多酶發酵，則生產出來的多種酶的活性和比例往往不符合飼料配方要求，導致使用效果不如基因工程菌種生產的多酶產品。
2.2.5酶制劑的作用發揮和影響因素
2.2.5.1酶制劑的作用發揮
根據目前國標或行標中規定不同酶制劑的酶活概念，就能簡單的分析出該種酶的分解底物的作用大小。例如淀粉酶：1克酶粉，在一定條件下，1小時液化1克可溶性淀粉（轉變成糊精，麥芽糖和葡萄糖），即為1個酶活力單位。如果采用的淀粉酶活為1000單位／克時，則在合適的消化條件下100克該產品可以將100公斤可溶性淀粉消化。蛋白酶：在一定條件下，1分鐘水解產生1微克酪氨酸為一個酶活力單位。如果蛋白酶為10000酶活單位／克，則在合適的消化條件下，1%克蛋白酶消化l小時可以產生60克的酪氨酸，以酪氨酸占蛋白質的1/20計算，則能分解1.2公斤的蛋白質。纖維素酶：在～定條件下，每分鐘降解釋放1umol還原糖所需要的酶量為一個酶活力單位U。采用活性為1000單位的纖維素酶，則100克產品消化1小時可以分解出6摩爾即1. 08公斤的葡萄糖。木聚糖酶：在一定條件下，1分鐘內從燕麥木聚糖中產生了1umol木糖所需的酶量，為一個酶活力單位。100克10000酶活單位的產品可在合適的消化條件下，消化1小時可以產生60摩爾即9公斤的木糖，按酶解率10%計算，則可分解了90公斤的木聚糖。通過對概念的分析，可以簡單推測在飼料中加入100克不同種類的酶制劑，對飼料性能的巨大提升作用，當然由于腸道中的實際內環境和各種酶概念中要求的條件存在很大的差異，腸道內的環境不可能像體外實驗操作那樣發揮最佳的降解底物的功能，所以剛才列出的數據可作為對酶制劑作用評價的參考，實際作用的發揮會因腸道內各種因素的影響而有較大變化。
2.2.5.2影響酶制劑使用效果的因素
影響酶制劑使用效果的因素分為產品自身因素和過程影響因素。產品自身因素包括耐溫性、分解底物的能力、酶顆粒大小；過程影響因素包括礦物元素、胃酸和膽汁酸、其它酸化劑、水分等。不同基因來源的菌種，所生產的酶對溫度的耐受性不同，相同基因來源的基因，可能因在不同載體系統中表達后的糖基化不同，對溫度的耐受性也存在差異，目前通過選育和修飾手段生產出的酶制劑，特別是非淀粉多糖酶已經能夠耐受普通制粒高溫。同種酶可能因為基因來源不同，對不同谷物底物的分解能力不同，即使這兩種酶的酶活完全相同，這是因為根據目前的酶活概念，尚無法從各個角度對酶制劑進行全面科學的概括和評價。所以，對酶制劑可能產生的效果評價，要在參考酶活高低的基礎上，通過對其它性能進行對比，才能更加科學合理。酶制劑要發揮對底物的降解作用，必須要同底物分子充分接觸契合，所以在相同酶活條件下，酶制劑的顆粒越小，在飼料中的有效顆粒數就會越多，和底物的結合機會就會越大，就越能發揮生物活性作用。但當酶制劑的顆粒數越小時，酶分子的活性也就會受到飼料中過程影響因素對酶分子活性的作用，使酶活下降甚至喪失。
