第8章 實驗動物的營養與飼料(3 / 3)

3.化學純合日糧采用化學上純淨的化合物如氨基酸、糖、三酸甘油、必需脂肪酸、無機鹽和維生素製備的日糧稱為化學純合日糧。這種日糧成分可靠,能夠使研究變異及可能的汙染降至最低限度,但十分昂貴,除必須嚴格控製養分濃度的研究外,較少使用。

(三)按配合飼料的物理形狀進行分類

按照配合飼料的物理狀態和形狀,可將飼料分為:粉狀飼料、顆粒飼料、碎飼料、膨化飼料、烘烤飼料、半濕飼料、液體飼料和罐裝飼料等。其中,顆粒飼料是全價粉狀飼料加入水或水蒸氣,通過顆粒飼料成型機製成的具有一定大小和硬度的飼料,形狀多為圓筒狀。由於顆粒飼料可以避免動物擇食,避免浪費,保證了飼料的均勻和采食的全價性,同時還改善了飼料的適口性,提高了飼料的消化率,目前實驗動物中大鼠、小鼠、兔等,多采用這種飼料。

(四)按所飼喂的動物種類及生理階段進行分類

不同種類的實驗動物對飼料的營養水平要求不同,每種實驗動物都應供給符合其生理特性和營養需要的全價飼料,據此可將實驗動物飼料分為:大鼠料、小鼠料、兔料、貓料、犬料、猴料等。另外,動物處於不同生理狀態和生長階段時,對飼料營養水平的要求也不相同,因此應飼喂不同營養水平的全價飼料,據此將實驗動物飼料分為生長料、繁殖料、維持料等。

(五)按飼喂動物的微生物級別分類

不同級別的實驗動物對飼料要求也不同,尤其是對維生素和微生物指標的要求。例如,SPF級飼料常采用輻照滅菌的方法來達到國家標準中的微生物指標要求。據此可將實驗動物飼料分為普通級飼料、SPF級飼料等。

三、實驗動物飼料配方的設計

飼料配方的設計是指根據實驗動物的營養需要和原料的來源及其中營養素的含量,經過科學計算得出各種原料最佳配合比例的過程。飼料配方計算技術是近代應用數學和動物營養學及飼料科學相結合的產物。它是實現飼料合理搭配,獲得高效益、低成本飼料配方的根本手段。

(一)實驗動物飼料配方的設計方法

過去的常規計算方法以適於手工計算的試差法為主。近年來,隨著計算機科學的發展,發展出了采用解線性規劃問題的方法設計飼料配方的軟件,可以快速設計出既能滿足營養需要又能保證成本最低的飼料配方。這種方法能夠大量節約配方設計人員的人力和時間,提高工作效率。

值得注意的是,不管用什麼方法來設計的飼料配方,其飼料原料的配合比例隻是一種以飼料成分為基礎的理論數據,還必須要經過實驗室檢測和飼養實驗來對其進行驗證。對於實驗動物來說,經過驗證的飼料配方,要保持長期穩定。這是使實驗獲得較一致的結果的重要保證。

(二)實驗動物飼料配方的設計原則

在設計實驗動物飼料配方時應綜合考慮原料來源的穩定性、原料質量的穩定性、加工過程中營養素的損失、適口性等各種因素,尤其應注意遵循下述原則。

1.原料的選擇要多樣化因為各種原料的營養成分含量各不相同,常采用多種原料配比以達到使各種營養成分能夠互補的目的。尤其是蛋白飼料,氨基酸含量各不相同,要想達到氨基酸平衡,必須采用多種蛋白飼料進行合理配比並添加特定氨基酸製劑。

2.營養素含量要包含一定的寬裕量在實驗動物飼料的加工、滅菌、儲存、運輸過程中,有一部分營養素,尤其是維生素會在光、熱等條件下喪失其生理活性。還有些原料本身就含有一些營養因子,影響營養素的吸收利用。同時,有些營養素之間也會發生拮抗或協同作用,相互影響。因此,在設計飼料配方時要保證有一定的寬裕量以應對各種情況下的營養素的損失。

3.非營養性添加劑一律不得添加為了保證實驗動物的健康與實驗結果的準確性、可靠性,實驗動物日糧一般不得添加抗生素、驅蟲劑、防腐劑、著色劑、促生長劑、激素、除臭劑、增重劑、抗結塊劑、粘結劑等非營養性物質。這一點在國家標準《實驗動物配合飼料通用質量標準》GB 14924-2001中有明確規定。

4.保證成品飼料的良好適口性實驗動物飼料應符合動物生理特性,並具有良好適口性。這是因為適口性是影響采食量的一個重要因素,而飼料采食量則決定了營養物質的攝入量。

四、飼料營養價值的評定

飼料營養價值是指飼料本身所含營養素以及這些營養素被動物利用後所產生的營養效果,可通過化學分析、消化實驗、代謝實驗、平衡實驗和飼養實驗來評定。某一飼料的營養價值既決定於其營養素的含量,又決定於不同動物對該營養素的利用率。

1.飼料營養素的含量飼料化學成分表中所列各種營養素含量的數值,是多次分析結果的平均數,是評定飼料營養價值的標誌之一。但它與具體采用飼料中的營養素含量,有一定的甚至很大的差異。這種差異受很多因素影響。如植物生長所處的土壤、肥料、氣候等條件和植物的品種、收獲期、收獲和儲存時間等因素的不同,都會影響到該植物的營養素的含量。

2.動物對營養素的利用率動物對營養素的利用率一方麵受飼料營養素的可消化性影響,另一方麵受動物對飼料的消化力的影響。飼料不能直接被動物機體所利用,必須先經過消化。飼料中的營養素,在動物消化道內經物理、化學、微生物作用,將大分子有機化合物分解為簡單的在生理條件下可溶解的物質,這一過程稱為消化。消化是吸收的準備,被吸收的營養素由血液循環輸送到機體各組織,以供利用。飼料營養素的可消化性是指飼料可被動物消化的程度或性質,動物對飼料的消化力則是由遺傳和生活狀態決定的。

在評定飼料營養價值時,經常用的指標是消化率和總可消化養分。飼料中某營養素含量減去糞中營養素含量之差,稱為可消化營養素。可消化營養素與飼料中營養素的百分比稱為飼料營養素的消化率。

某養分的消化率=(可消化養分/飼料中該養分總量)×100

同一飼料營養素的消化率因動物對飼料的消化力而有所差異。總可消化養分則是將飼料中的蛋白質、脂肪、纖維素、可溶性無氮浸出物的含量分別乘其消化率後得到的數值。目前實驗動物的飼料營養價值評定大多是采用家畜飼料的評定方法,這些方法是否適用於實驗動物,還有待研究證實。

研究評定飼料的營養價值,除了飼料營養素含量及其可消化性外,還要研究飼料的可代謝性。營養素的代謝是指動物吸收的營養素被利用的過程。在研究動物的物質及能量代謝、測定飼料代謝方麵,國際上通用的方法有屠宰對比實驗法、物質代謝實驗法和直接測熱的能量代謝實驗法。

第三節 實驗動物飼料的質量控製

一、實驗動物飼料的生產加工、儲存與管理

實驗動物飼料是以實驗動物飼養標準為依據,經過嚴密設計、科學配方、精心加工、生產製造而形成的標準化產品。因此,進行實驗動物飼料生產必須了解有關實驗動物飼養管理法規條例,全麵掌握飼料的生產過程。

(一)實驗動物配合飼料的生產加工

飼料加工的目的主要是提高飼料的適口性和消化率,並便於儲存。不當的飼料加工方法往往會造成營養素的損失,降低動物對飼料的消化率。在實際工作中,應根據各種實驗動物的特性和不同的實驗目的,采用不同的飼料加工方法,如常用實驗動物:大鼠、小鼠、豚鼠及兔等實驗動物的飼料應製成具有一定硬度的顆粒飼料較為適合其攝食習性,犬、貓則以膨化飼料為好。而有的實驗動物根據實驗目的不同,常要求製作糊狀、粉狀或液體飼料以滿足研究需要。但是無論其形狀如何,在實驗動物飼料加工生產過程中都應注意生產規格及其產品標準。

優質原料是生產高品質實驗動物飼料的前提和基礎,這一點尤為重要。實驗動物的飼料原料以植物為主,為了彌補蛋白質的不足,也采用少量的動物性飼料。但是飼料原料中常常含有一種或多種天然抗營養因子或有毒有害物質,如植物性飼料中的生物堿、生氰糖苷、棉酚、單寧、蛋白酶抑製劑、植酸以及有毒硝基化合物等;動物性飼料中的組胺、抗硫氨素及抗生物素等。這些有毒有害物質可對動物體造成多種危害和影響,輕者降低飼料的營養價值,影響動物的生產性能,重者引起動物急性或亞急性中毒,甚至死亡。對於實驗動物來說,這些物質很可能會影響試驗結果的準確性。因此,在生產實踐中,需要注意采用各種飼料加工調製方法來減少、消除這些不利因素。目前,營養學家已經發現了一些切實可行的方法,如通過加熱消除大豆中的胰蛋白酶;在配合飼料中加入植酸酶分解植物性原料中的植酸,得到可利用的磷。但還需進一步研究以得到更完善、有效的方法。

在飼料原料購齊以後,應對其進行感官檢測、主要營養指標和衛生指標檢測,並對生產設施進行檢查。檢查完畢沒有問題,即可開始進行飼料加工。一般來講,顆粒飼料加工的工序主要有原料的粉碎、配合、攪拌混勻、壓製成型、成品分裝等過程。

1.原料的粉碎在對飼料原料進行粉碎之前,須首先按照實驗動物飼料質量標準檢查有無黴變、蟲蛀等現象,然後進行除雜工作。按要求粉碎好的飼料要妥善保存,防止受潮。

2.飼料配合按配方要求將各種原料進行計量,依次投入混料箱內稱之配合。飼料配合應遵循由多到少的原則,即先投入比例較大的穀實類飼料,最後投入比例較小的蛋白飼料及添加劑等。同時,飼料的配合過程還要注意計量的準確和防止少投誤投。

3.飼料的混合將配合好的飼料,在混料箱內經一定時間的攪拌過程,使各種原料均勻地分布。混合過程是飼料加工過程中保證質量的核心環節,混合均勻度是飼料質量檢定的重要指標。影響混合均勻度的因素很多,一般要充分考慮設備的性能、原料的比重、體積、攪拌的時間等因素,對於用量較少的原料,可先與少量其他飼料混合,然後進行逐級稀釋,以保證微量飼料能夠均勻混合於飼料中。

4.成型成型是將混合好的飼料粉料按不同的要求製成不同劑型的顆粒。影響顆粒飼料成型的因素很多,包括物料因素,如物料組分、密度、含水量等;機械因素,如模孔深度、光潔度等。同時,加工過程中還要嚴格控製適當的溫度,既要盡量避免營養成分的破壞,又要保證適當的硬度和適口性。顆粒的大小因動物的不同而異,一般大鼠、小鼠飼料直徑10~12mm,家兔、豚鼠料直徑4~5mm為宜。

5.成品分裝加工好的成品飼料應經過烘烤或其他方法將含水量降低到10%以下再按需要進行分裝。成品配合飼料至少應有兩層包裝,內層為牛皮紙袋,外層為加有塑料內襯的編織袋、紙盒或塑料袋,一般普通動物飼料可分裝為25kg/袋。用於飼養無菌動物和SPF 動物的飼料可用塑料袋真空密封包裝,包裝用的塑料袋應符合國家標準GB 9687-1988《食品包裝用聚乙烯成型品衛生標準》、GB 9688-1988《食品包裝用聚丙烯成型品衛生標準》、GB 9689-1988《食品包裝用聚苯乙烯成型品衛生標準》中的衛生要求。而且,清潔級以上實驗動物配合飼料的包裝(或真空包裝),必須經高壓蒸氣消毒滅菌或60Co照射。

為保證飼料的能量水平,提高飼料適口性,在飼料加工過程中可以添加適量的植物油。一般情況下是在顆粒飼料成型前添加,添加量一般不超過生產量的3%,否則有可能導致製粒後顆粒鬆散等問題。該方法對設備要求較低,飼料吸收效果也較好。現也有在成型後對顆粒飼料進行油脂噴塗的,其最大添加量可達到8%,解決了添加油脂對顆粒飼料堅實度的影響問題,提高了生產率,但對設備及使用的要求較高。

(二)實驗動物飼料的儲存、運輸

飼料儲存包括原料儲存和成品儲存兩部分內容。原料購入之後,應按原料種類、生產廠家、進貨日期等分開保管。保管中要注意溫度、濕度變化,防止鳥類、鼠類和昆蟲的汙染,盡量做到先進先出。成品飼料生產應置於幹燥、通風良好的環境儲存,嚴禁與有毒有害物品共同存放。儲存過程中應注意防鼠、防蟲、防黴,嚴防與原料混儲。成品庫內嚴格執行先進先出原則,產品要分類堆放,標誌清楚,保證標準貨物出庫登記。配合飼料產品在常溫下的保質期為3個月,梅雨季節為2個月。

配合飼料產品在運輸中應防止包裝破損、日曬、雨淋,嚴禁與有毒、有害物品混運。

(三)實驗動物飼料的質量管理

實驗動物飼料管理是指從飼料原料管理、生產設施管理、配方選擇、生產加工到成品以及生產、運輸過程中的蟲害和安全衛生管理的全過程。實驗動物飼料的質量管理應有專業技術人員全程監督。

二、實驗動物飼料的消毒

實驗動物的飼料在收獲、加工、儲存及運輸過程中都有汙染病菌的可能,為確保實驗動物質量和動物實驗的準確性,我們要通過適當的消毒方法使其達到滅菌的目的。用於飼料消毒的常用方法有幹熱、濕熱、輻照及藥物熏蒸等多種,應按飼養動物的不同要求和飼料種類以及所具備的條件來選擇。

1.幹熱滅菌法將飼料在80~100℃的條件下烘烤。此法設備比較簡單,但溫度不好掌握,滅菌不夠徹底,而且營養損失較大。目前基本上不使用這種方法。

2.高溫高壓滅菌法高溫高壓滅菌法是指將飼料在121℃,1.0kg/cm3的高溫高壓蒸鍋內加熱15min以上,將細菌全部殺死。用高壓滅菌必須使蒸氣滲透飼料內部,操作時預先將鍋內減壓至負60mmHg以下,然後導入高壓蒸氣,一般為115℃30min、121℃20min、125℃15min。絕大多數維生素,尤其是維生素C、維生素B1、維生素B6和維生素A等,遇熱會受到破壞,而純化學性飼料比天然飼料更不穩定。

3.藥物熏蒸滅菌法熏蒸是利用化學藥品的氣霧劑對飼料進行消毒。如用氧化乙烯進行滅菌,熏蒸後必須在不低於20℃的自然空氣中將殘餘氣體揮發。實驗證明,即使這樣處理,最後在飼料中還殘存一些對動物代謝有損害的化合物。

4.放射線照射滅菌法與上述各種方法相比,γ射線輻照滅菌對多數維生素和蛋白質、氨基酸等營養成分的破壞都比較小。目前,對SPF級實驗動物飼料通常采用吸收劑量25kGy左右的60Co照射,對無菌動物用飼料采用50kGy劑量的60Co照射,對純化學性飼料則應適當降低輻照劑量。雖然放射線照射滅菌法在滅菌效果和對營養素的破壞程度方麵都優於其他方法,並且已經開始在國內推廣,但這種滅菌方法會顯著增加飼料成本,而且長期飼喂這種滅菌飼料是否會對實驗動物的正常生長、繁殖造成影響,還在進一步的研究之中。

三、實驗動物飼料的檢測

飼料檢測是實驗動物飼料質量管理必不可少的重要手段。飼料質量變化不僅直接影響著實驗動物質量而且也間接影響應用實驗動物所作實驗結果的可靠性。我國由實驗動物管理委員會核發的《實驗動物全價營養飼料質量合格證》製度,要求實驗動物飼料質量應符合國家標準GB 14924-2001《實驗動物配合飼料通用質量標準》。它是根據實驗動物的不同種類、性別、年齡、體重和生理階段等特點,結合能量與其他各種營養物質代謝實驗和飼養實驗結果,科學的規定每隻動物每天應給予的能量及各種營養物質的數量,這種規定被稱之為飼養標準。飼養標準的數值是營養素的供給量,是根據實驗動物最低需要量並在此基礎上考慮增加一定的安全係數而確定的。

1.感觀性狀的檢驗根據飼料產品的種類,用手、眼、鼻等器官直接通過色澤、氣味、手感、雜質情況等項指標對飼料的新鮮程度、均勻度、含水量等進行直觀判斷。

2.營養成分的測定按照國家(或地方)實驗動物飼料營養標準所規定的養分含量及分析方法對產品的營養成分和混合均勻度等進行檢測。飼料含水量應經常檢測,其他營養成分應定期抽檢,對魚粉、酵母粉等貴重原料的養分含量(如蛋白質等),應在每批進貨時抽樣檢測。營養成分的測定應以90%幹物質為基礎,具體方法和要求可參照國家標標準GB 14924-2001《實驗動物配合飼料通用質量標準》執行。

3.飼料衛生指標的測定應定期對飼料產品和原料按國家或地方標準限定的有毒、有害物質含量和檢測方法進行檢測。檢測應以88%幹物質為基礎,具體方法和要求可參照國家標準GB 14924-2001《實驗動物配合飼料通用質量標準》。