五大生物饲料添加剂.docx

五大生物饲料添加剂产品的国内外技术研发情况随着饲料添加剂向高效、安全、环保、多功能方向发展,采用现代生物技术等高新技术研制对动物具有特定生物学活性和功能的新型安全添加剂---包括饲用氨基酸、饲用活性肽、饲用酶制剂、微生态制剂和植物提取物等五大类---已成为当前生物饲料添加剂技术发展的主要趋势。国外生物饲料添加剂技术研发情况以基因工程、蛋白质工程和代谢工程为核心的现代生物技术已成为新世纪生物饲料研制的主流技术。上世纪八、九十年代,以基因工程和蛋白质工程等高技术成果在酶制剂领域实现产业化和氨基酸基因工程菌研制成功并实现产业化都是具有划时代意义的成果。目前,发达国家基本实现了主要饲用氨基酸和酶制剂基因工程化技术;抗菌肽研制核心技术还是基因工程和生化工程技术,其在微利饲料工业中成功应用的关键在于如何降低成本、筛选更高效广谱或者特效抗菌而且安全的新产品,这是横贯多个学科与领域的国际研究热门,其瓶颈技术的突破尚须假以时日,达至实用还有相当距离。而代谢工程研究远比基因工程和蛋白质工程要高级、复杂和困难得多,具有重要方法学意义。随着现代分离技术、组合化学、代谢组学、药理学与中药学的结合应用,植物提取物在替代饲料用抗生素中将发挥重要作用。
(1)饲料用氨基酸研发主流趋势
目前用于饲料添加剂的有赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸7种氨基酸。其中以赖氨酸和蛋氨酸为主,占饲料用氨基酸90%以上;其次是苏氨酸和色氨酸。国际氨基酸生产技术发展呈如下态势:①构建高产氨基酸微生物代谢工程菌,通过重组DNA技术改变代谢途径分支点上的流量或引入新的代谢步骤与管径构建新的代谢网络,得到性能优良的氨基酸生产菌株。25年前,前苏联苏氨酸基因工程菌研制成功和产业化开创了氨基酸技术新纪元,目前日本、美国都拥有采用工程菌生产L-色氨酸、苏氨酸和色氨酸的技术,这代表着饲料氨基酸技术发展主流方向;②代谢工程研究比基因工程研究要复杂得多,已建立了一系列特异性研究手段,包括定点突变,插入失活及计算机分子空间构象模拟等手段,揭开了许多关键酶如何受反馈抑制的谜底,会推动氨基酸代谢工程取得突破进展;③生物化工技术在氨基酸工业中应用有力地推动了氨基酸工业的技术进步,许多大型企业如杜邦、孟山都、拜耳、陶氏化学都在投巨资进
行生物化工技术研究,其中先进的现代化产物分离提取技术也是影响生产成本的重要元素;④应用生物技术培育饲料专用作物作为作物科学一个新的分支学科值得注意;⑤最后一条就是氨基酸作为次生代谢产物其技术研发绝对是一个长线项目,需要长期的积累和沉淀形成优势。
(2)饲料酶制剂技术研发情况
20世纪90年代以基因工程和蛋白质工程为代表的新技术在酶制剂领域的成功应用,有力推动了酶制剂研发技术和产业发展。目前国际酶制剂工业技术发展有以下特点:①性质优秀的目标酶基因的克隆和表达,随着越来越多的物种基因组的物理图谱和DNA测序的完成和DNA重组技术的完善,以及各种蛋白质结构和功能关系数据的积累,人们在很大程度上能突破天然酶缺陷的限制,通过克隆和改造各种功能基因使其在微生物中高效表达,再通过优化发酵获得廉价优质产品。国外利用转基因体高效生产饲用酶制剂比例越来越大。②酶的遗传修饰,这方面主要特点有二,一是多位点定点突变技术,定点突变是蛋白质工程中采用的重要技术之一,但以往一般每次只能引入单点突变