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文献综述
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2007年4月7日出版

第二章:实验动物饲料标准化的原则

(Principles of Standardization of Diets for Experimental Animals)
南通特洛菲饲料科技有限公司技术部 综述

【摘要】实验动物饲料标准化首先是应当根据每种动物的营养生理特点所决定的每种动物对每种营养素的需要量,并在此基础上增加保险系数从而保障动物在某些特殊生理情况下不会过载或缺乏;其次是紧密围绕影响实验动物及实验干预因子的饲料因素,力求去除这些因素,在不能去除时最大限度地加以限制。此外,还要兼顾饲料生产过程中品质的稳定性和可复制性、用户对成本的可接受性以及能够有利于不同研究领域和不同研究目的对配方加以调整的需要。
【关键词】实验动物饲料;饲料标准化

一、高于国家饲料标准

实验动物属于动物领域,因此,实验动物饲料标准是动物饲料标准的分支之一。由于国家动物饲料标准具有权威性和强制执行的标准,这就意味着实验动物饲料不能脱离国家动物饲料标准。当然,国家动物饲料标准的制定过程也包含了实验动物的特殊性对饲料的要求。因此,一个国家制定的动物饲料标准的水平和要求与实验动物饲料标准的水平和要求具有相互推动作用。

二、基于长期研究的总结

实验动物饲料标准的制定应当是基于大量和长期的饲养实验结果和动物实际生产的总结,初步确定动物所需要的各种营养物质的需要量,通过试生产饲料,在动物中经过较长时间的喂饲观察以及通过对动物解剖学和组织学观察、机能学观察、生物化学分析等一系列研究分析,然后进行必要的调整和重复观察后最终确定标准。因此,不应当仅仅依靠理论上的推测或计算。

由于实验动物饲养标准是基于当时的研究积累和研究水平、饲料和动物的生产条件制定的,因此,有其时效性,随着标准出台后在饲料生产中的应用、在实验动物中的进一步的研究观察,必要时需要进一步升级(补充和修订)。

三、确定动物不同时期营养素需要量

营养素需要量是实验动物饲料标准的核心内容和技术关键所在。在不同品种甚至同种不同品系的实验动物之间生理特点的不同,对各营养素的需要量有明显不同。此外,相同品种或同一品系动物在不同生长发育阶段、不同生理状态情况下,对各营养素的需要量有明显不同。因此,需要对各种动物分别确定以下三方面的营养素需要量。

动物生长的营养需要量:是指动物生长发育期间(生长期)对营养素的需求量。

动物维持的营养需要量:是指动物处于维持状态下(维持期)对营养素的需要量。

动物繁殖的营养需要量:是指动物在性成熟、性机能的形成与维持、受精、妊娠及哺乳等许多环节(繁殖期)对营养素的需要量。

上述不同时期、不同生理状态下的实验动物营养素需要量的确定与畜牧饲料的营养素需要量的确定有着明显的区别,见表2-1。总之,对于实验动物营养素需要量的确定要求更高,难度较大。

表2-1 实验动物与畜牧动物的饲料标准的区别
比较 畜牧饲料 实验动物饲料
目的 追求生长速度和动物生产性能以及经济效益的最大化。 追求营养素代谢的平衡和生理机能的稳定。
营养素种类 标准中列出动物需要的主要的或大多数营养素。 标准中列出动物需要的所有营养素。
营养素需要量 各种营养物质的需要量指标是基本需要量,即需要量的下限,属于开放型标准。 明确各种营养物质的需要量,属于闭合型标准。
保险系数 不设保险系数或提供参考系数。保险系数的大小由生产单位根据饲料原料的选择以及在设计和生产过程中的技术水平以及产品保质期的设置综合确定。 包含保险系数。饲料产品是否达到标准规定的终端水平取决于生产单位生产过程的规范性和整体技术水平。
营养素需要量与饲料质量控制 饲料各营养素含量只要达到或超过标准规定的下限即质量达标,不考虑营养素的精度。 饲料各营养素含量越接近于标准的规定数值,饲料质量越高。

四、确定不同营养素之间的比率

营养素需要量是根据动物生理特点以及不同生理状态确定的,即能够满足动物对各种营养素的需要,但是,如第一章中所述,这还不能保障每种营养素在吸收水平或体内代谢水平处于正常状态。因此,对于不同营养素的需要量的确定还必须结合不同营养素之间相互作用使不同营养素之间保持合理的相对比率。例如:能量/蛋白比,钙/磷比,二价金属例如铁、铜、锌、锰、钙、镁之间相互的比率,必需氨基酸之间及其与某些非必需氨基酸之间的比率,等等。

五、对原料的选择和限制

在畜牧饲料中原料的选择范围极其广泛,但实验动物饲料截然不同,对原料加以严格限制。这种差别主要是因为两类饲料的应用目的所致。见表2-2。

表2-2 实验动物饲料与畜牧饲料对原料要求的比较
比较 畜牧饲料 实验动物饲料
目的 追求以最低的饲料生产成本获得最佳的生长速度和生产性能。 追求饲料的稳定性、动物机能的稳定性,排除或最大程度地限制对研究和实验干预因子可能产生影响的所有因素。
大料的选择 大料作为碳水化合物、蛋白质和脂肪的供应源,其种类和组成无选择性,含有所需营养素的任何物质均可,甚至对含有毒有害成份的物质经降毒处理后使用,取决于生产企业的偏好或原料的价格等因素。 严格限制,必须是组成成份及其含量非常明确、不含任何有毒有害物质或抗营养因子,来源稳定。
维生素添加剂 为优化生产性能和提高效益。 为满足动物需要量以及营养素之间的平衡。
矿物质添加剂 为提高或优化生产性能和效益。对化合物类型不作或无严格限制。 为满足动物需要量以及营养素之间的平衡。对化合物类型加以严格限制。
稀释剂或载体 无限制。 以粉状大料代替,不使用其它物质
其它添加剂 风味剂、抗氧化剂、防霉剂、防腐剂、抗生素制剂、其它促生长制剂。 可加每种抗氧化剂但具体限制到制剂种类和浓度,不许添加其它任何添加剂。

六、各营养素需要量的保险系数

在饲料学上对饲料营养素含量设置保险系数主要是考虑到两方面的因素,一是考虑到动物方面的因素,包括为动物应对饲养环境、应激等引起生理波动对某些营养素需要量的增加,以及动物在生长期随着生长发育对营养素需要量增加,另一方面是考虑到饲料生产的若干环节以及饲料存储过程都可能引起某些营养素尤其是稳定性差的营养物质的损耗或破坏。如表2-1中所示,畜牧饲料标准一般不设保险系数或给予参考系数,保险系数由饲料生产单位自行确定,但是,实验动物饲料标准对各营养素需要量设置包含保险系数,其原因与实验动物饲料营养素属于终端标准。与畜牧饲料不同的是,对实验动物饲料营养素需要量设置的保险系数不能太大,否则可能导致某些或某种营养素过载或导致某些营养素之间的比率发生改变。至于系数较小的情况下可能发生的营养素不足,这种情况必需通过改进生产技术或限制饲料存储期(有效期)加以克服。

七、有利于调整配方

制定实验动物饲料标准首先是刚性的,对饲料组成及各营养素含量给予明确的规定。但是,又要保持一种弹性或灵活性。因为不同研究领域或不同研究方向的实验研究往往需要改变饲料的化学组成或物理状态,例如:

外部物质的添加:经肠道给试验性治疗药物(临床医学或药学)、工具药(基础医学)、食品功能因子(食品科学或营养学)或毒物(毒物毒理学)作为试验手段是实验研究中常采取的途径。此时,如果能够把这些药物添加到饲料中不仅避免了其它途径的缺点如灌胃引起的适应性反应,而且模拟了人体口服药物的药物吸收和药物动力学过程。为此,饲料标准化应当有利于研究者添加药物并通过调整饲料配方达到不改变饲料所有标准的目的。

饲料内部组成或比率的调整:营养学、代谢、内分泌等研究中常需要调整饲料组成成份(每种物质或元素缺乏)或提高每种物质或元素的含量(过载,或饲养环境改变对每种营养素需求量增加),那么,饲料标准化应当有利于研究者对配方某个组成成份进行调整,但保持整个配方仍然达到规定的标准。

八、有利于加工生产并提供参考配方

实验动物饲料标准化的目的之一是指导企业对饲料的加工生产,这种指导作用对饲料生产的稳定性和品质的可重复性发挥重要作用。此外,有利于加工生产也降低了对生产技术的要求,从而有利于降低成本。此外,提供标准化研究中使用的典型配方有利于生产企业更容易复制出符合标准的饲料产品。

九、对饲料标准做出详细和科学的解释

一部标准的制定出台是基于科学的原理和实际应用层面的观察结果。对饲料标准的各个参数确定的理由以及在实际应用中可能的影响因素进行翔实的阐述或说明,如果是修订“标准”重点要说明本次修订的主要变化和与前一版显著不同之处。这些阐述或说明有利于将来对标准的进一步研究和升级,有利于企业在配方设计、配方调整以及生产加工过程中解决实际问题,还有利于使用者结合饲料因素对研究中出现的意外结果进行综合分析。事实上,每部饲料标准化出台,都伴有相应的书籍或研究报告出版。



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