刘 芳 吕元勋 汪志强 高志璞
摘 要 由于饲料工业的快速发展,各种饲料资源的开发和动物营养学的研究有了新的进展,近些年来,人们越来越注意饲料成分和日粮的适口性, 为了改善饲料的适口性,在家畜饲料中添加甜味剂越来越普遍,说明甜味剂在饲料行业的重要性。本文介绍了饲料工业目前常用甜味剂的发展概况及其应用现状，并且阐述了甜味剂对饲料行业的影响及对饲料行业的发展予以展望。
关键词 甜味剂；饲料工业；作用机理
中图分类号 S816.74
随着畜牧业和动物科技的高速发展，动物的生长性能较以前有了大大的提高,然而，动物(如猪)的生长潜能还远远没有充分发挥出来。而制约这种潜能发挥的最基本也是最关键的要素之一便是采食量不足,因此,研究饲料甜味剂的发展状况和应用技术,改善配合饲料的适口性,增加采食量,保证畜禽旺盛的食欲,对提高产品质量,推动饲料工业发展和最大程度地提高动物生产水平有着十分重大的现实意义。
1 饲料甜味剂的发展概况
动物用的甜味剂比人用甜味剂的研究要晚得多，Richter（1940）最早开始用5种不同的糖在小鼠饲料中进行偏好试验。Richter（1942）发明了双瓶子饮水偏好试验模型后，甜味剂在动物饲料中的研究开始引起科学家和畜牧工作者的广泛兴趣。甜味剂对猪的饮水和采食影响的研究也渐见报道。首先，发现猪对蔗糖水具有强烈的偏好，接着，乳糖（Kare等，1965）、葡萄糖（Kare等，1965；Kennedy等，1972；Baldwin等，1976）、糖精钠（Aldinger等，1959；Baldwin等，1976；Kennedy等，1972）、甜蜜素（Baldwin等，1976；Kennedy等，1972）、索马甜（Hellekant，1976）对猪的偏好试验也先后有了结果。Le Magnen（1991）提出了“适口性”（pa1atability）的概念，强调了饲料的风味对动物采食和偏好有影响。随着电生理技术的应用，更多的人用高浓度的甜味剂被用于猪的试验。阿斯巴甜（Hellekant等，1996）、新桔皮二氢查尔酮（NHDC）、阿力甜（Alitame）、甜蜜素等（Glaser等，2000；Danilova等，1999）对猪的试验研究有了结果，不仅将人用甜味剂与动物用甜味剂区分开来，而且从分子水平上分析了甜味剂的分子结构与猪的味觉感觉器上的化学受体产生化学键结合才能被猪感受到甜味的可能性。同时，味觉传导神经-鼓索神经对甜味剂刺激的反应的试验，从生理机制方面对甜味剂的作用机理作了深入的研究，分析了某些人用的高强度甜味剂不能被猪用的可能原因。此外，甜味剂在动物体内的作用与代谢途径也有报道。
2 甜味剂对动物生长性能的影响
衡量味觉发达与否的指标是味蕾数目（见表1），味蕾数目越高说明味觉越发达。许多动物的味觉都比人类发达得多,畜类的味觉比人类更敏感。味觉通常分为酸、甜、苦、辣、咸5种,但只有甜味是畜禽最喜爱的口味。当饲料中大宗原料的构成不理想、原料的新鲜度降低(如被氧化、霉变、污染)以及饲料中药物、矿物质、维生素等引起的涩味和苦味之时,饲料的适口性就会大幅度地下降,导致畜禽的采食量降低,生产性能下降,尤其是幼龄动物表现得更明显。另外,当畜禽处于各种应激状态的时候,采食量也会降低。因此，在饲料中添加甜味剂是很有必要的,尤其是在乳猪、仔猪、犊牛、奶牛这些对适口性要求较高的饲料中添加更是如此。
当甜味越接近蔗糖味,品质越优良,动物越喜欢,大量研究证明,糖蜜型的蔗糖口感是乳猪、仔猪、犊牛、奶牛最喜爱的口味(Kitchell，1963；Hellekant，1976；Hellekant等，1996)。品质优良的甜味剂在口腔中有较长的停留时间,从而增加动物整个采食过程的愉悦度。Alidigner等(1959、1961)在仔猪料中添加一定剂量的糖精，猪的采食量、日增重显著提高，饲料转化率明显改善。甜味剂对异味有修饰掩盖能力，品质优良的甜味剂要求对饲料因被氧化、霉变、污染以及因添加药物、矿物质、维生素等引起的不良异味有较强的掩盖能力。日粮中动物源性原料如血粉和羽毛粉对动物适口性影响更大。C.Arturo等(2005)研究两种基础日粮(高粱、玉米+豆粕；高粱、玉米+豆粕+菜籽粕)中添加同样量即500 g/t THAUMATIN(一种甜味素)对1日龄肉仔鸡(不分性别)生产性能的影响。试验结果表明，添加THAUMATIN后两种基础日粮均可以促进肉仔鸡的生长。甜味剂在饲料中的良好流动性且均匀分布,主要是要求载体的承载能力和分散性极佳,与其它原料不发生化学反应，性质稳定。对饲料企业来说，品质优良的甜味剂性价比要高，相对成本较低。Josephp等（2005）近期研究结果表明，日粮中添加200 mg/kg的SUCRAM（一种甜味素），可增加育肥牛的日增重（ADG），饲喂SUCRAM的前半段时间,饲料转化率很高,后半段干物质采食量(DMI)很高;饲喂SUCRAM后可提高育肥牛营养水平和免疫状态,而且可以降低牛呼吸疾病康复过程中抗生素的使用量。
3 甜味剂的味觉作用机理
巴甫洛夫反射原理是指甜味通过对动物的味觉系统产生强烈的食欲刺激，通过大脑皮层再反射给消化系统，促进消化系统消化液和各种消化酶的分泌增加，消化液和各种消化酶的分泌增加刺激胃肠道蠕动加快，促进饲料的消化吸收，使动物生产性能相应提高。
甜味是哺乳动物最喜爱的味道之一，是甜味化合物与甜味受体之间以一种特殊的方式相互作用的结果。味觉是由于食物中的溶液或其可溶性成分溶于唾液中，刺激舌头表面的味蕾，再经过味神经大脑味觉中枢，经大脑分析产生味觉，是动物择食的重要手段之一。味蕾能够感受到的各种物质的最低浓度称为该物质的呈味阈值。已有研究发现，人的菌状味蕾数与味觉感受能力呈正相关(Miller等，1990；Bartoshuk等，1996)，其它动物也有类似的结果。舌的不同部位对味分别有不同的敏感性，一般舌面对甜味最敏感，舌尖和边缘对咸味最敏感，而舌根对苦味最敏感。呈味物质必须具有一定的水溶性，通过唾液的溶解流入味蕾空穴吸附于受体膜表面产生味感。由菌状味蕾感受到的味觉受鼓索神经(CT)支配，位置分部最广泛，能完整地感觉到酸、甜、苦、咸4种味道；杯状味蕾和叶状味蕾分布在舌头的脊部和脊外侧,受舌咽神经(NG)支配。通过记录这两类神经的脉冲，可以推导味觉感受的强弱。体外试验表明，鼓索神经对甜、酸敏感，舌咽神经对苦敏感，两种神经均对谷氨酸钠和蔗糖、果糖、葡萄糖等甜味物质敏感，而对索马甜、NHDC没有反应，对糖精钠则反应较弱（Danilova等,1999)。尽管有关甜味剂作用的详细生理机制尚在研究中，目前的研究成果表明，甜味剂对猪反应如何，与受体蛋白分子上的苏氨酸残基的不同有密切的关系(Glaser等，2000)。
4 甜味剂在饲料工业中的应用
甜味剂能掩盖饲料原有的不良味道、改善畜禽味觉、促进饲料的消化吸收和利用、提高采食量和饮水量。在畜禽饲料中的用量一般为100～1 000 g/t。甜味剂可以应用于所有动物,我国主要用于仔猪。近年来,由于一些新型、强效甜味化合物的采用以及目前饲料生产中为了降低生产成本,常采用廉价或非常规饲料原料,所以人们对甜味剂在饲料中的应用越来越感兴趣。
猪天生爱甜味(Kennedy等,1972;Mathews等,1979)。多年来，甜味剂已被添加到饲料中以提高饲料适口性。早在40多年前，糖精已作为一种猪用甜味剂开始在饲料中应用，并取得了一定的效果。Alidigner等(1959、1961)在仔猪料中添加一定剂量的糖精，猪的采食量、日增重显著提高，饲料转化率明显改善。现在，经过修饰去掉金属味的糖精钠已作为一种性价比最合适的甜味剂运用到猪饲料和饮水中。牛对不同甜味剂的试验结果与猪的相似。Hellekant等(1994)作了研究，试验选用4～16周龄的小牛，双饮水槽自由饮水，比较不同浓度的乳糖、果糖、蔗糖、葡萄糖等碳水化合物甜味剂和阿斯巴甜、A-K糖、糖精钠等非碳水化合物甜味剂对小牛饮水量的影响。结果发现，小牛对高于40 mmol/l的果糖和乳糖有一定偏好，对低于0.4 mmol/l的糖精钠无偏好，对0.4～2.0 mmol/l的糖精钠有微弱的偏好，对4～8 mmol/l的糖精钠有比较强的偏好。可见，使用甜味剂提高动物的采食量及饮水量的关键是要选择合适的甜味物质作为甜源，并结合猪偏好的香味剂同时使用才能达到好的效果。表2列出了部分甜味剂对人和猪的相对甜度。
目前许多试验表明，甜味剂应用于猪饲料中效果最明显，尤其是仔猪，因为仔猪断奶后健康生长的关键是有规律的采食增加，而良好的采食模式可减缓断奶后来自新环境、新次序和日粮的综合应激。仔猪可用天然甜味剂作调味剂，也可用糖精等人工合成甜味剂，在饲料中或在饮水中添加均可起到相同的结果。E.V.Heugten等(2002)试验表明，在饲喂仔猪教槽料期间,仔猪偏好加有甜味剂风味组的饲料。P.J.Gavin等(1995)研究表明，仔猪断奶后1～2周添加甜菊糖对增重最有效果。1～2周甜菊糖最佳添加量为0.016 7%。C.D.Drager等(2004)采用二阶段试验评价试验场阉公牛日粮中甜味剂的添加效果。结果表明，添加176 g/t的SUCRAM(一种甜味素)组的小肉公牛的干物质采食量(DMI)比空白组的高17%。
5 结论
为了更进一步有效发挥甜味剂提高采食量和改善动物生产性能的功效，还需要对甜味剂进行深入研究，包括甜度影响因素、配方调整、甜味剂对饲料的配合用量和甜味剂的效力分析等。
非碳水化合物类甜味剂如糖精钠等对动物的诱食效果一般，而经过修饰除去金属味并与适当的香味剂合用才能起到明显的诱食效果。尽管甜味剂在动物饲料中作为诱食剂已有多年的历史，且越来越普遍，然而，甜味剂对不同生长阶段动物的合适甜度以及甜味剂与饲料中其它原料如鱼粉、豆粕、油脂、维生素、矿物质及药物添加剂等之间的相互影响以及甜味剂的作用机理和影响甜味剂作用效果的因素还需要进一步深入研究。
饲料甜味剂经历了使用蔗糖、单独使用糖精到目前使用复配功能性甜味剂的发展历程。随着饲料工业的快速发展,它正朝着由进口化向国产化、由低档次的普通型向高档次的高甜型的方向发展。饲料甜味剂在我国饲料业必将有更加广阔的应用前景。
参考文献
[1] 关瑾.甜味剂的应用现状及发展前景[J].当代化工,2002,31(2):86-91.
[2] 高海生.天然甜味剂的开发与应用[J].世界农业,1997,214(2):25-27.
[3] 阚志强,赵美法.甜味剂工业现状与发展[J]. 化工中间体,2005(5):10-14.
[4] 苏志台,陈前进,张鉴存.浅析食品添加剂使用存在的安全问题和防范对策[J].卫生管理,2006(6):71-72.
[5] 伊尚武.甜味剂的发展及其对我国传统制糖业的影响[J].中国糖料，2004(2):51-55.
[6] 严贤春.大然甜味剂植物的开发利用研究[J].食品研究与开发，2003,29(1):59-62.
[7] 屠用利.常用的甜味剂[J].食品工业，2003(3):34-36.
[8] 励建荣.食品工业中甜味剂的应用[J].食品研究与开发，2003,24(4):18-21.
[9] 成纪予.二氯蔗糖的应用及其研究进晨[J].杭州食品科技，2004 (2):5-10.
[10] 康维民.二氯蔗糖的特性及其在食品加工中的应用[J].中国食品添加剂，2002(2):78-80.
[11] 尤新.我国甜味剂生产发展和研发方针[J].食品工业科技，2003, 23（3）:4-8.
[12] 齐峰，刑宇，孙伟.甜味剂的现状及发展趋势[J].化学上程师，2005(6):46-47.
[13] 赵耀.人工合成甜味剂的特点及其发展趋势[J].中国食物与营养，2004（8）:30-31.
[14] 张克英.不同种类风味剂对仔猪生产性能的影响[J].四川畜牧兽医，2000(27)6:24-25.
[15] 刘成.食品添加剂手册[M].北京:中国轻工业出版社,1996.
[16] 孟晖.无热量高强度甜味剂成为行业发展重点[N].中国化工报，2002-07-02（3）.
[17] 程忠刚.饲料诱食剂的应用研究[J].饲料工业, 2001(8):18-91.
[18] 吕绍杰.甜味剂的发展动向[J].现代化工,2001(10):5-8.
[19] 张憬.一种新型甜味剂[J].食品添加剂,2003(2):69-71.
[20] Philip M O linger. Sweetenersm ake the difference[J].Confectionery Production, 2000(5):24-26.
[21] Glaser D, Wanner M, Tinti J M, et al. Gustatory responses of pigs tovarious natural and artificial compounds known to be sweet in man[J]. Food Chemistry, 2000,68:375-385.
（编辑：王 芳，）
刘芳，吉林农业科技学院动物医学系，132101，吉林。
吕元勋、汪志强、高志璞，亿如科技(北京)有限公司。
收稿日期：2009-06-01 |
相关信息
