第一章绪论(2学时)

第一章绪论（2学时）
要求
通过本章的学习，掌握饲料添加剂及添加剂预混料的概念、分类；认识饲料添加剂的作用；了解国内外饲料添加剂的应用状况及发展趋势。

第一节饲料添加剂的概念及其分类
一．饲料添加剂的概念及作用
（一）饲料添加剂概念
目前对饲料添加剂有以下几种定义：
1．饲料添加剂是一类为了满足动物的某种特殊需要，采用多种不同方法添加于饲料内的少量或微量的营养性或非营养性的物质。

2．我国国家技术监督局发布的《饲料工业通用术语》中，对饲料添加剂的定义为：满足特殊需要而加入饲料中的少量或微量营养性或非营养性物质的总称。

3．《饲料添加剂学》中的定义：为了某种目的而以微小剂量添加到饲料中的物质的总称。

4．《饲料和饲料添加剂管理条例》中的定义为：饲料加工、制作、使用过程中添加的少量或者微量物质，包括营养性饲料添加剂和一般饲料添加剂。

该条理于1999年5月29日由国务院发布。

《条例》中所称饲料，指经工业化加工、制作的供动物食用的饲料，包括单一饲料、添加剂预混合饲料、浓缩饲料、配合饲料和精料补充料。

该定义是从行为的角度对饲料添加剂给出的定义，并与饲料的概念相呼应。

饲料添加剂与饲料的基本区别是：饲料是为动物提供能量和营养素的主体物质，它仅限于动植物躯体、果实和微生物发酵产物等所固有的成分；而饲料添加剂则是用与天然饲料无关的物质进行人工组合调制后添加到饲料中的物质，除少数外，它们一般不具有供能作用，有些甚至能打破动物正常的生理生化平衡，以达到改进畜产品质量和产量的目的。

少量或微量则与玉米、豆粕等常量物质相对比，反映了饲料添加剂在饲料总组分中所占的比例少。

二者在“量”上的对比关系十分明显。

到目前为止，饲料添加剂这门学科尚处于不断演变和发展中，人类对其全面认识和理解目前还存在很大难度，尤其是在理论上的问题还未完全统一之前，很难给这类物质下一个准确的定义。

（二）饲料添加剂的作用
尽管对饲料添加剂的定义不同，其使用目的和作用具有相似之处。

使用饲料添加剂的目的包括：
1．改善（完善）饲料营养价值和全价性、提高饲料利用率、促进动物生长；
2．抑制有害物质的负作用、防止畜禽疾病及提高畜禽健康水平；
3．改善饲料的物理特性，改进饲料的加工和贮存特性；
4．改进畜产品品质；
最终达到提高畜禽生产能力、节约饲料和降低生产成本及增加经济效益的目的。

教材213页。

添加剂类物质的使用有近百年历史，但饲料添加剂概念的提出只有50年历史，而饲料添加剂工业的形成则是近30年的事情。

不同时期，饲料添加剂的使用有两个极端。

20世纪七八十年代以前，由于动物生产水平不高、集约化饲养和配合饲料的使用不普遍、添加剂生产技术落后、产品质量不高、使用效果不明显，人们认为添加剂是饲料中“可有可无
”的成分。

现在，育种和饲养管理技术的改进极大提高了动物的生产性能，再加上饲养方式的转变和添加剂生产水平的提高，使得添加剂使用效果突出，一些饲料添加剂已成为保障动物健康、发挥动物生产潜力、促进营养物质消化、吸收和利用，改善饲料产品及动物产品质量“必不可少”的物质。

但另一方面，一些饲料添加剂不合理使用引起了不少潜在或现实的问题，如畜产品品质下降、导致严重的环境污染、甚至危害人类健康。

二．饲料添加剂的分类
饲料添加剂品种目录有国务院农业行政主管部门制定并发布。

农业部2003年第318号公告《允许使用的饲料添加剂品种目录》，公布了191种营养性和一般饲料添加剂，其中：氨基酸7种、维生素26种、矿物质元素45种、酶制剂12类、微生物添加剂12种、非蛋白氮9种、抗氧化剂4种、防腐剂和电介质平衡剂25种、着色剂6种、调味剂和香料6种（类）、粘结剂、抗结块剂和稳定剂13种（类）、其它10种。

由于饲料添加剂种类繁多用途各异，分类众说纷纭，不同学者提出了不同的分类方法。

（一）《条例》中将饲料添加剂分为营养性饲料添加剂、一般饲料添加剂和药物饲料添加剂。

1．营养性饲料添加剂，是指用于补充饲料营养成分的少量或微量物质，包括饲料级氨基酸、维生素、矿物质微量元素、非蛋白氮等。

2．一般饲料添加剂，是指为保证或者改善饲料品质、提高饲料利用率而掺入饲料中的少量或者微量物质。

3．药物饲料添加剂，是指为预防、治疗动物疾病而掺入载体或稀释剂的兽药的预混物，包括：抗球虫药类、驱虫剂类、抑菌促生长类等。

《条例》第34条规定：关于药物饲料添加剂的管理，依照《兽药管理条理》的规定执行。

（二）我国传统的饲料添加剂分类方法
教材2页。

三．饲料添加剂的基本条件
饲料添加剂概念很广，随着科技的不断进步，可作为饲料添加剂的物质不断问世，丰富着饲料添加剂的内容。

但无论哪一种物质作为饲料添加剂，均应符合下列基本条件：1．添加到配合饲料中，对饲料品质及畜产品有益；
2．配合饲料长期添加对畜禽不产生急性毒性与慢性毒性而影响畜禽的生产能力；
3．添加剂及其代谢产物在畜产品中残留量不能超过规定的安全标准；
4．添加剂及其代谢产物对任何畜禽不产生“三致”，即致癌、致突变和致畸作用；5．具有一定的稳定性，在一定条件下，贮存一定时间，其稳定性不发生变化；
6．产品中重金属含量不允许超过国际允许标准；
7．对畜禽生殖机能及胚胎不产生有害作用；
8．添加剂及其代谢产物对内外环境不能产生危害作用。

第二节添加剂预混料概述
一．添加剂预混料的概念
由于添加剂预混料种类很多，用量极少，很难直接向配合料中添加，添加错误又很难发现。

生产中，通常以饲料添加剂为原料，选择合适的载体或稀释剂，通过一定的加工工艺，在向配合饲料或浓缩饲料中添加之前，预先将添加剂与载体或稀释剂混合，以增大体积，提高在配合饲料中的添加量，使微量的添加剂能够在配合饲料中均匀分布。

这种由一种或多种添加剂与载体和（或）稀释剂均匀混合后的混合物，称为添加剂预混料，简称预混料。

添加剂预混料作为配合饲料的一种原料，在配合饲料中的用量通常是1%-5%。

通常所说的“料精”，是将预混料与矿物质饲料、蛋白质饲料混合后的产品，再配以能量饲料即为配合饲料，料精在配合了中的比例一般为15%到30%。

蛋白质含量30%到40%。

二．添加剂预混料的分类
有如下3种方法：
（一）按原料种类分类
广义的原料，指组成添加剂预混料的各个组分，包括活性成分和载体，通常所讲的原料仅指活性成分。

添加剂预混料按原料的种类分为以下三类：
1．单一原料制成的预混料：如许多抗生素、硒预混料、钴预混料、碘预混料。

2．由同类原料组成的预混料：如复合维生素预混料、复合微量元素预混料。

3．由不同种原料组成的预混料：如由维生素和微量元素组成的预混料、维生素、微量元素、氨基酸、药品组成的预混料等。

这类预混料又叫复合添加剂预混料。

预混料和预混剂的区别。

教材310页。

（二）按生产渠道分类
1．由医药、化工等企业生产的单一商品添加剂预混料，如维生素A、亚硒酸钠、抗生素等。

2．由预混料厂生产的预混料，可直接作为配合饲料厂的原料，产品规格通常有通用型和定制型。

3．按使用对象分类
根据动物种类和生理阶段及生产性能分类
（1）猪用预混料，乳猪用预混料、母猪用预混料等。

（2）禽用预混料。

4．按使用效果分
此种分类方法不科学。

第三节饲料添加剂工业的发展概况
一．饲料添加剂工业的发展历史
我国畜禽饲养业中，使用饲料添加剂的历史十分悠久。

早在我们的祖先发明了酿酒之后，就把酒糟作为饲料饲养动物了。

在二、三百年前，已经开始在畜禽饲料中添加各种物质，如在马的饲料中添加食盐和芒硝（硫酸钠、芒硝的药理作用为硫酸钠水解后产生硫酸根离子，不易被肠壁吸收，存留肠内形成高渗溶液，阻止肠内水分的吸收，使肠内容积增大，引起机械刺激，促进肠蠕动而致泻。

），在猪的饲料中添加皮硝和砒霜（三氧化二砷），以后又在鸡的饲料中添加贝壳和石粉等。

那时添加物单调粗放，使用面窄。

在16-19世纪期间，对某些食物与特定疾病间的联系有了更广泛的了解，但直到20世纪初以前均不能阐述疾病发生的原因。

自1912年发现了维生素，特别是在20世纪30-40年代分离并阐明了维生素的化学结构以后，微量养分的营养才初步形成。

40年代开始了对氨基酸、微量元素的研究，发现低剂量的抗生素可促进动物生产和改善饲料利用率，并在40年代末发现了维生素B12。

这些研究成果证明，在天然饲料中加入这些微量的营养性物质(微量元素、维生素、氨基酸)以及非营养性的抗生素，可使动物生产潜力得到更大的发挥。

与此同时，随着化学工业、发酵工业的发展以及饲料科学的进步，对饲料添加剂的认识有了很大程度的提高。

50年代，对氨基酸、维生素、微量元素等微量营养成分的需要量进行了大量研究工作，并就抗生素和磺胺类药物对猪、鸡的促生长作用的得出了肯定的结论，提出了“饲料添加剂”的概念。

到了60年代，随着维生素、氨基酸、抗生素等添加剂的人工合成的成功以及养殖业向规模化集约化发展，饲料添加剂得到了广泛的应用，从而出现了饲料添加剂生产企业。

从70年代起，饲料添加剂得到迅速发展并形成了独立的饲料添加剂工业，成为饲料工业中的重要及核心组成部分。

二．饲料添加剂工业的发展现状
（一）国外饲料添加剂工业的发展现状
国外发达国家饲料添加剂生产是在20世纪40年代后期发展起来的一种产业。

目前世界上批准使用的添加剂几百种，每个品种又有多种规格，使用的的复合预混料更多。

全世界饲料添加剂年销售额上百亿美元。

近十年来，添加剂销售额的增长速度远远高于配合饲料的增长速度。

从区域分布来看，北美和西欧的使用量最大，分别占全世界总量的34.8%、21.3%;其次是东欧和前苏联，占13.5%，亚洲占11.4%，中美洲占111%。

从添加剂销售状况和生产来看，在添加剂销售额中，维生素和氨基酸占了所需添加剂的2/3。

维生素占34%，包括维生素E、维生素A、维生素B2、生物素、烟酸、右旋泛酸钙、维生素B12、维生素D、维生素K3和维生素C；氨基酸占32%，主要是蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸和色氨酸；其他占34%，包括抗氧化剂、酶制剂、防腐剂、生长促进剂和青贮饲料添加剂。

从添加剂种类看，全世界目前对限制性氨基酸的需要有赖氨酸、蛋氨酸，苏氨酸，色氨酸。

矿物添加剂种类近300种，其中1/3为微量元素添加剂。

目前使用的维生素种类在15种以上，几乎都是人工合成产品，用量最大的是维生素A、维生素E、烟酸、泛酸、维生素B2、胆碱等。

非营养性添加剂中，生长促进剂的种类已达上千个品种，其他非营养性添加剂有上千个品种。

由上可见，国外饲料添加剂产量大，使用面广，销售额高，已成为饲料工业的核心产业，和饲料加工工业、饲料机械制造业并列为饲料工业的三大支柱，是一个有巨大发展潜力的崭新工业。

（二）国内饲料添加剂工业的发展现状
我国饲料工业起步晚，但发展快。

2005年我国饲料产量1.03亿吨，其中配合饲料7371万吨，增长4.9%，浓缩饲料2446万吨，增长10%，预混料472万吨，增长17.9%。

目前，禽、猪、水产、反刍动物配合料比例为51：33：11：5。

改变了过去猪料占一半左右的局面。

我国的饲料添加剂工业是在80年代初期，随着饲料工业的发展而起步的，比饲料工业晚5年左右，比国外发达国家晚20年。

开始仅生产一些用量较大的饲用氨基酸、维生素、矿物质微量元素和防霉、抗氧化剂等。

例如，“七五”期间国家投资几亿元建设4家千吨级赖氨酸厂和1家万吨级蛋氨酸厂。

中国饲料添加剂工业经过20余年的发展，为饲料加工业的发展起到了积极的支撑作用。

截止2002年底，已注册登记的添加剂预混料企业3100家，添加剂生产企业1200家。

产品中饲用磷酸盐类产量最大，占饲料添加剂总产量的70％左右。

饲用赖氨酸、维生素、酶制剂、饲料保藏剂(抗氧、防霉剂)、调味剂、矿物质微量元素等都具一定生产能力和产量。

近几年新建的一些饲料添加剂厂设备先进，产品质量稳定，为国内饲料添加剂工业水平的提高起了带头作用。

目前国内批准使用的饲料添加剂有220种，其中国产并制定标准的近70多种，允许使用的饲料药物添加剂57种。

赖氨酸实现了自给，2005年1-10月份进口4.6万吨，同比下降27%，出口4.4万吨，同比增长130%，进出口基本持平。

苏氨酸也有生产，但蛋氨酸几乎完全依赖进口。

国内14种维生素生产基本实现国产化，告别了饲料级维生素长期依赖进口的历史，A、E、C 占国际市场30%-50%。

药物添加剂中，国产品种少，一些高效、低毒、无残留的新品种几乎全靠进口。

矿物质添加剂品种少，且多数为工业级和无机盐，
总体上与国外相比，我国饲料添加剂品种少，产量小，价格高，且很多产品尚未形成规模生产，不能满足养殖生产发展的需求。

同时，我国对饲料添加剂的基础研究不够，技术储备量不足，许多新型的添加剂品种不能生产，缺乏高水平的预混料厂，生产工艺水平低，整体水平较发达国家差异较大。

添加剂工业的发展速度低于饲料加工业的发展速度，与国外正好相反，严重制约了我国饲料工业的整体发展水平。

中国市场经济的发展、科技进步、国际交流的增加以及中国加入世贸组织，有力的促进了企业的快速发展和产品创新。

中国的部分饲料添加剂产品在国际市场已有较强的竞争力，也一路引发了全球同类产品价格的下滑。

如：磷酸氢钙、维生素、赖氨酸、抗氧化剂、微量元素等。

中国饲料添加剂工业的迅速发展，极大地推动了中国饲料生产加工业的快速发展，也拉动了饲料产品市场竞争的加剧。

在此重点谈以下维生素、氨基酸、酶制剂等产品的发展状况。

三．饲料添加剂工业的发展趋势
饲料工业的发展对饲料添加剂的发展提供广阔前景的同时，也提出了新的要求。

1．营养标准化
在国外，十分注意添加剂营养标准化的研究。

早在80年代，美国就制定了100多种添加剂的质量标准，并每隔3-5年修订一次。

我国自85年以来，已陆续颁布各类饲料和添加剂质量标准。

2．添加剂型专一化
专一化是饲料添加剂发展的必然途径，特别是对一些药物性添加剂，为了人类自身安全，必须人畜分开，走畜禽专用化道路。

世界上配合饲料及添加剂正在逐步实现品种专一化。

一方面，所有配合饲料和添加剂均实现了为特定动物所研制使用。

如世界饲料添加剂总量中有32%为禽用，31%为猪用，17%为奶牛用，11%为肉牛用，3%为鱼虾用，6%为特种动物用。

另外，在养殖生产中，为了某种特殊目的，专门研制出一些专一性添加剂，如用于青饲料贮存的双乙酸钠，用于饲料着色用的叶黄素，用于诱食的香兰素，用于纤维素分解的酶制剂等。

3．系列化
由于动物和基础饲料具有特异性，饲料添加剂要满足不同种类、不同生长发育阶段和生产目的、不同地区、不同饲养条件和不同基础饲料背景下畜禽的要求，必然会出现系列化的饲料添加剂。

4．生产集中化
国内外饲料工业的一个共同的特点是，一些中小型而又缺乏影响力的产品生产厂家，逐步被一些有名牌产品的大型厂家所兼并，这样，有的厂家越来越大，变成大公司，中小型厂家越来越少，从而形成名牌产品集中生产的趋势。

例如，欧共体12国70年代初期有饲料厂7580家，1990年减少到4152家，但产量却增加了92%。

5．经营商品化
饲料及添加剂作为一种商品进入市场，完全实行商品经营，同时也促进了畜禽鱼的商品化生产。

第四节饲料添加剂的生产方法
饲料添加剂种类繁多，性质各异。

从化学结构上讲，有结构简单的无机化合物，还有结构复杂的大分子有机化合物；在化学性质上，有些稳定性强，有一些则易氧化、易吸水、易变性等。

酶、激素、微生态制剂属于生物活性物质，生产、使用、保存都需要特殊工艺。

微量元素添加剂，如硫酸亚铁，生产工艺简单，普通化工技术即可完成；而氨基酸、抗生素的合成则属于跨学科、跨行业的工业化大生产。

综合饲料添加剂原料的生产方法和工艺要求，目前普遍应用的是化学法、发酵法、提取法和基因工程技术等。

一．化学法
化学法是指用化学工程生产各种产品的工艺方法。

在饲料工业中应用化学工程技术，可以快速、安全、经济地生产价格低、质量高的饲料添加剂原料。

（一）化学合成法的工艺特点
饲料添加剂原料中，能用化学法生产的种类很多，所有的矿物质添加剂、大部分维生素和某些饲料改良剂都是用此法生产的。

工艺特点为：
1．可快速大规模连续生产，受外界自然环境影响小；
2．产品纯度高，组分清楚；
3．批次规格一致性强，质量稳定；
4．相对成本低；
5．适合小分子或分子结构简单的物质的合成，对设备、工艺流程和条件要求高，安全等级要求高，投资总额高、周期长。

（二）化学合成法生产饲料添加剂示例
1．胆碱：β-羟乙基三甲胺羟化物
CH3
CH3-N+-CH2CH2OH·CL
CH3
以三甲胺、环氧烷和盐酸为原料合成
2．硫酸亚铁：酸解法生产微量元素的方法。

以废铁和硫酸反应，经酸解、过滤、结晶、干燥等过程。

3．尿素：是无机化工进行化学合成饲料添加剂的典型方法。

液氨和二氧化碳发生气液相非催化反应，中间产物为氨基甲酸铵。

4．烟酸；烟酸是吡啶的衍生物，化学名称是吡啶-3-羧酸，是结构最简单、性质最稳定的维生素。

是化学法生产维生素的典型工艺。

二．微生物发酵法
与其他微生物发酵工程生产领域一样，当今饲料添加剂所涉及的微生物发酵生产技术都起源于天然发酵技术，如酿酒、制酱、奶酪等。

整个20世纪是微生物发酵工程技术迅速发展的100年。

微生物发酵工程是饲料添加剂原料生产的主要途径，近年来，不断结合生物化学、微生物学、化学等学科，特别是近20年来迅速吸纳了基因工程、细胞工程、固定化、连续化等新技术，使微生物发酵工程技术应用领域不断扩大和充实，抗生素、氨基酸、维生素、酶制剂、激素等都可采用微生物发酵法生产。

目前公认的发酵工程的定义为：利用微生物的某种特性，通过现代工程技术手段进行工业化规模生产的技术。

它主要包括工业生产菌种的选育、最佳发酵条件的选择和控制、生物反应器(发酵罐)的设计和产品的分离、提取和精制等过程。

（一）微生物发酵法的特点
饲料添加剂微生物发酵工程生产与化学工程生产相比有以下特点。

1．微生物一般特点：微生物个体小、结构简单，常用于发酵工业的细菌、放线菌和部分真菌都是单细胞。

其特点为：
第一，繁殖快。

一般细菌在最适条件下每20min就能繁殖一代。

一个细胞，在不受任何影响的条件下24h可繁殖到4万亿个。

微生物这种强大的繁殖能力就使利用微生物进行发酵工程工业化生产成为现实。

如在酵母生产中，利用石油为原料，通过微生物发酵生产菌体蛋白，其合成速度比植物快500倍，比动物快2000倍。

生物量大
第二，易于变异。

由于微生物个体小、结构简单、代谢旺盛、繁殖快，因此容易受到环境条件变化的影响，引起遗传性变异。

在实际应用中，人为利用各种物理、化学因素等处理微生物，可以使微生物发生变异，为有益微生物良种选育提供方便。

资源量大第三，易于培养。

微生物中大多数种类，都能用人工的方法，采用各种发酵形式(液体的或固体的)进行发酵，生产各种微生物产品，因此易于工厂化和商业化生产。

可塑性大
2．生物学特性
发酵工程是以微生物细胞来催化的，发酵过程中所有中间步骤都在细胞中进行，不像化学工业生产那样需要经过几个中间产物的步骤。

发酵生产中采用生物催化剂，实行一步生产法，利用微生物特异性代谢反应比化学合成更易于生产所需要的产物。

有很多用化学方法不能生产的复杂化合物，用微生物工程方法来合成却很容易。

3．生产安全、能源消耗低
微生物具有比任何高等动物和植物都快得多的生长速度。

同时生产条件为常温常压条件，不像化学法生产那样需要高温高压条件。

因此，发酵法生产安全性能好，能源、消耗低。

4．原料便宜、易于选材
发酵工业需要的主要原料都是农产品、副产品、工业废弃物，其最大的特点是再生性强，在短时间内即能重复生产。

而化学生产多采用石油、煤、天然气等不可再生的原料，生产中常受到自然资源的限制。

5．投资少，成本低
发酵工程生产中的多步反应都是以生命体的自然调节方式进行的，一系列的反应过程都在生物反应器(发酵罐)中进行。

同一种设备具有多种用途，菌种和发酵原料一改变，即可生产多种发酵产品。

6．有利于环保
发酵工程的生物过程都具有高度专一性，可人工控制产物的形成。

在减少副产物产生的同时，发酵工程产品可以是微生物菌体、酵母等，其中富含微生物蛋白、维生素、酶等，对动物营养价值全面。

因此，一般发酵工程生产时，除特殊产品外，有害物质产生少，生产安全性强。

而化学工程大多数的生产工艺都可产生不同程度的有害副产物。

发酵工程生产的缺点是发酵产物的浓度低，并且有较多的异构体，提取、纯化和精制的工艺比较复杂，同时成本较高。

除此之外，发酵废液、废渣的处理不当会污染环境，如抗生素粉渣处理不当会造成敏感菌株的耐药性等。

（二）微生物发酵与饲料添加剂原料的生产
1．微生物发酵在饲料添加剂工业中的应用
微生物在饲料添加剂原料生产中应用极为广泛。

微生物从体外吸收各种营养物质，在细胞内各种酶的作用下，生成各种复杂的有机物，为个体的生长、发育、繁殖提供物质基础。

在微生物的合成代谢中，微生物可以吸收有机物或由CO2合成各种碳水化合物构成细。