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在过去的半个世纪中,世界牧业取得了长足发展。畜牧业水平显著提高,畜产品产量大大增加,畜牧业满足人类动物食品的需求方面作出了巨大贡献,然而,畜牧业仍然是低效产业。动物将饲料养分转化为畜产品的效率中有15%~20%,80%~85%的食入养分的排入环境,对土壤、空气、水源造成巨大污染(N、P的污然最为严重)。为了提高动物生产水平和饲料转化效率,饲料过程中广泛使用了肉骨粉、油脂等动物性及抗生素、高铜、胂制剂等生长促进剂。近年来,由于对这些原料的处理和使用不当或长期使和滥用,一系列与饲料有关的危害人畜健康的食品安全的事件相继发生,疯牛肉的发生与蔓延、二噁英和0157大肠杆菌以及霉菌毒素中毒、抗生毒耐药性和产生与转移不但给有关国家和地区赞成了严重的经济损失,而且已经发展成为全球性关注的社会和政治问题。
由此可见,解决畜产品的安全性和畜牧业生产对环境的污染问题已成为全球的共同呼声和重要课题 ,生产无公害的绿色畜产品已成为畜牧业可持续发展的基本要求。优质绿色畜禽产品的生产取决于绿色(无公害)饲料和饲料添加剂以及生产技术规程的应用。①明显提高动物生产性能;②在畜产品中无残留,对畜禽产品的自然风味无不良影响,对人类健康无潜在危害:③环境无污染。为使畜牧业成为绿色产业,各国均制订了相应的饲料安全法规,加强了饲料新技术新产品的研究开发。本文总结了当前饲料安全方面存在的主要问题,提出了解决问题的主要思路。
1 饲料中的主要不安全因素
1.1 肉骨粉与疯牛病
疯牛病全称为牛海绵状脑病,在发生在牛身上进行性中枢神经系统病变,症状与羊瘙痒病类似。发生该病的原因是给牛饲喂了含有患瘙痒病的羊制成的肉骨粉而引起的,该肉骨粉中含有一种奇特的致病因子,称之为病牛病因子。疯牛病因子既不是细菌、也不是病菌,而且是一种异常蛋白质。常规的防制疾病的措施对疯牛病无效。疯牛病的传播主要是由于肉骨粉打大范围出品造成的。疯牛病在英国的发生率最高,1999年占总发病数的99%。到2000年7月,在英国超过34000个牧场的176000多头牛感染了此病,最高发病的时间是1993年,每月至少有1000头牛发病。以后其它欧州国家也发现了本土的疯牛病。目前,全世界发生疯牛病的国家已增加到近20个。
疯牛疯属于可传播性海绵状脑病。人类也有这种疾病,称为:克雅氏病(Creutzfeldt-hajkd dusease,简称CJD)。该病的自然发病率为百万分之一,患者年龄为50~70岁,患者表现为脑组织受损,痴呆,引起并发症而死亡。1995年以后,在英国发现了新变异型克雅氏病(Cariant Creutzfeldt-Jakob disease,简称vCJD),患者表现出忧郁、不能行走、痴呆、最后死亡。目前已证实,vCJD与疯牛病的暴发密相关。据世界卫生组织综合有关研究发现,患病牛病的病牛,其脑、脊髓、脑脊液、眼球具有很强的传染;小肠、背根神经节、骨髓、肺、肝、肾、脾、胎盘、淋巴结也具有感染性。人类食用了这些组织或被疯牛病因子污染的其它食物后,通过消化道而感染。感染因子先进入肠道局部淋巴组织并在其中增殖,再出现于脾脏、扁桃腺,最后定位于中枢神经系统。目前在英国已发现的vCJD患者有80多人,法国2人,北爱尔兰1人,患者年龄从16岁~75岁的整个年龄段。据一项研究推测,在英国感染vCJD的人数已超过8万(卫生部文件,2001)。
1.2二噁英污染:二噁英是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃二类化合物的总称,共有210种同族体,由于氯原子的取代数目和位置不同而形成众多异构体。二噁英来源于有机物构成不完全燃烧。其中,城市固体废物的焚烧和钢铁冶炼是二噁英的主要来源(张洁等,2000)。据联合国环境计算署公布报告显示,在欧美15个主要发达国家中,日本二噁英排放量为4000g/年,美国为2744g/年,瑞典最少,为22g%,二噁英化学性质稳定,与酸碱不起反应,不易分解,不易燃烧,不溶于水。进入机体后几乎不被排泄而沉积于肝脏和脂肪组织中。二噁英属于剧毒物质,共致癌毒性比黄曲毒素高10倍。其中,2、3、7、8位上均被氯原子取代的二噁英毒性最强,比氰化钾高1000倍。二噁英进入机体后,改变DNA的正常结构,破坏基因的功能,导致畸形和癌变,扰乱内分泌功能,损伤免疫机能,降低繁殖力,影响智力发育。二噁英引起人患发 氯痤疮最低剂量为824μg/kg脂肪,致肝癌剂量为10μg/kg体重,致死剂量为4000μg/kg~6000μg/kg体重。
1.3 激素类生长促进剂的安全问题
1.3.1 克伦特罗中毒
克伦特罗是一种化学合成的β-兴奋剂。β-兴奋剂是一类化学结构和药理性质与肾上腺素相似的苯乙醇胺类化合物。化学合成的β-兴奋剂种类较多,包括Clenbuterol,Cimaterol,Ractopamine ,Sallbuta-mol等,其中Clenbuerol(译为克伦特罗)成本最低,药效最高。克化特罗作为饲料添加剂可提高动物瘦肉率,降低脂肪沉积,改善饲料利用率,因而俗称熔化
,在体内的蓄积性强。作为饲料添加剂,在动物组织和畜产品中易残留,由于克伦特罗性质稳定,一般残留打动物食品易出现中毒,表现为头晕、恶心、呕吐、血压升高、心跳加速、体温升高、寒颤等症状。国外在1990年左右普遍使用克伦特罗作为增肉添加剂,其后多次发生因食用含克伦特罗的肉食品而集体中毒事件。如据杨诗兴(2001)总结资料,在西班牙,1989年有135人中毒,1991年有43家人中毒,1992年有232件中毒病例;法国于1990年出现9家26人中毒事件;意大利1996年发生62人中毒事件。我国从未批准在动物饲料中使用克伦特罗,但在前几年饲料和养殖企业使用克伦特罗现象比较普遍,导致多起中毒事件。1999年,国家明令禁止使用克伦特罗。2000年的普查发现,仍有部分企业在违法使用。
1.3.2 其它激素
早年批准在肉牛和水生动物中使用的性激毒类促生长剂如睾、孕酮、雌二醇、玉米赤霉醇等和甲状腺类激素如T3、T4、碘化酪蛋白因易在畜产品中残留而危害人类健康,已被各国禁用。在我国也列为违禁药物,但目前仍可能有少部分企业在违法使用。
肽类激素,特别是重组猪生长激素(PST)和牛生激素(BST)的安全问题仍在讨论之中。目前的大部分证据表明,PST和BST的使用对人类健康无不良影响。由于PST对瘦肉和饲料利用率以及BST对产奶畜牧业中使用。未批准的国家主要原因与动物权益和政治经济有关,而一安全问题无关。
1.4 抗生素残留与耐药性传递问题
自20世纪中叶发现抗生素对动物促生长作用以来,抗生素添加剂得到了广泛应用,对畜牧业的发展作出了巨大贡献。在改善动物生产性能方面,抗生素的效果是其它任何饲料加剂无法比拟的。然而,大量、长期在饲料中使用抗生素也确实产生了令人担忧的问题:一是耐药性问题;一是残留问题。抗生素添加剂的长期使用和滥用导致细菌产生耐药性。虽然耐药性因子的传递频率只有10-6,但由于细菌数量大、繁殖快、耐药性的扩散蔓延仍然较普遍,而且一种种细菌可以产生多种耐药性。1957年,在日本首先发现细菌抗药性病例,引起痢疾暴发的一些志贺氏菌株有一种以上的抗药性,到了1964年,40%的流行株有四重或多重抗药性。1992年美国科学家在肉鸡饲料中发现了超级细菌,该菌对所有抗生素具有耐药性。在临床医疗和流行病调查中发现,各种病原菌均有不同程度的抗药性。细菌耐药性给人类健康带来了巨大危害。在20世纪70年代以前,人类几乎可以征服所有的病菌感染性疾病,但到80年代~90年代,耐药性问题导致了明显后果。1972年,墨西哥有1万多人感染了抗氯霉素的伤寒杆菌,导致1400人死亡;1992年美国13300人死于抗生素耐药性细菌感染。尽管目前尚无确切证据证明人类耐药性的产生与家畜使用抗生素有直接关系的,但长期使用亚治疗剂量的抗生素剂已受到了社会的广泛担忧。
抗生素在畜产品中残留是饲用抗生素应用中存在的另一问题。抗生素被动物吸收后,可以分布全身,但肝、肾、脾等组织分布较多,也可通过泌乳和产蛋过程而残留在乳、蛋中,从而广泛地畜产品中残留。王春奕等(1997)报道,鸡肝脾、鸡蛋清和蛋共中四环素类抗生素残留量分别达4.66mg/kg、7.5mg/kg和6.5mg/kg,检出率分别为33.9%、60%和60%;蛋清中链霉素残留为0.7mg/kg,检出率20%。四环素的残留量大大超过欧共体的规定的最高允许残留量标准(0.5mg/kg)。马北莉等(1997)对市售猪肾和脾的检测发现,链霉素残留分别达1.44mg/kg和1.56mg/kg,检出率达96.4%和100%。抗生素的残留不仅影响畜产品的质量和风味,也被认为是动物细菌耐药性向人类传递的重要途径。
抗生素的大量使用对畜禽健康也构成直接威胁。由于耐药性的产生和药物治疗效果的下降,象大肠杆菌、葡萄球菌病,现已成为畜禽常见的传染病;另一方面,长期使用抗生素降低畜禽机体免疫力,破坏消化道微生物平衡,导致动物内源性感染和二重感染。此外,在实际生产中不按规定剂量、范围、配伍和停药期使用抗生素的现象仍然存在。一些具有明显副作用且已禁用的抗菌药如磺胺、痢特灵等在一定范围内仍在继续使用。这些现状仍是当前饲料工业和养殖业中突出的不安全因素。
1.5 重金属污染与中毒
1.5.1 铜、铁、锌
自Braude(1945)发现日粮中添加高剂量铜(125mg/kg~250mg/kg)可明显提高猪的生产性能之后,高铜添加剂在生产上得到了广泛应用。不仅如此,养殖户为使猪只以皮肤发红、粪便变黑,铜的添加量已经达到或超过猪的最小中毒剂量。按四川饲料产量估计,每年满足动物铜营养需要的硫酸铜需要量约180t,而实际使用量达3000~4000t。其中,约有2700~250
0t排泄到环境中。大剂量使用铜不但导致环境污染,破坏土壤质地和微生物结构,影响作物产量和养分含量,而且直接影响动物健康和畜产品的食用安全。随着铜添加量的提高,锌、铁等元素的添加量也相应增加。近年来,不少企业使用2000mg/kg~3000mg/kg氧化锌来预防仔猪腹泻。高锌、高铁的使用同样会产生类似高铜的环境污染和食后中毒后果。
1.5.2 有机胂制剂
有机胂制剂广泛和作动物生长促进剂。大量使用胂制剂可导致环境砷污染,危害人类健康。砷被机体吸收后,主要蓄积在肝、肾、脾、骨骼、皮肤、毛发中。砷与巯基酶结合,使酶失活,导致细胞代谢紊乱。砷对人的半数致死量为1mg~2.5mg,但每日摄入3mg无机砷经2周~3周即要导致成年人中毒。成年人每日从饮食摄入的砷一般在200μg以下。据台湾的一项调查,饮水中砷含量与人皮肤癌发病率成正相关。饮水含砷量小于0.03mg/l时,20岁~29岁、40岁~50岁和60岁以上人群的皮肤癌发病率分别为0.13%、0.49%和6.27%;含砷量为0.3%/lmg~0.60mg/l时,3个年龄段的发病率分别为0.22%、3.26%和10.26%;含砷为0.6mg/l以上时,发病率分别为1.15%、7.26%和19.20%(但堂胜,1999)。畜牧业大量应用砷制剂将为著提高土壤含砷量。据估计,若饲粮中添加阿散酸100kg/mg,一个万头猪场每年可向环境中排放125kg砷,若将这些排泄物施用在2000亩的土地上,则8
年可使土壤含砷量人为增加4.6kg/mg,地下水的含砷量也会增加。土壤含砷量高将提高作物含砷量,据刘更另(1994)报道,土壤含口砷理每升高1kg/mg,红苕砷含量即上升0.28kg/mg。按此计算,不到10年上述土壤所产红苕的含砷量就会超过国家食品卫生标准,该片土地只能报废。若饲粮阿散酸添加量超过100kg/mg,则土地报废时间就会更短。
由于有机胂制吸收率低、排泄快,在肉品中的残留量可能很小(刘茂玲,2000)。据郭效中(2000)的总结资料,Mlligan(1954)给鸡饲料喂阿散酸,停喂当天肝、大腿肌肉、胸肌的残留量分别为0.47mg/kg、0.04mg/kg和<0.01mg/kg,停喂5d后的残留量分别为0.37mg/kg、<0.01mg/kg和<0.01mg/kg,刘纹芳(1990)报道,每千克肉鸡饲料中添加10mg、20mg、50mg、80mg洛克沙砷,7周龄屠宰后,肌肉含砷量分别为0.0005mg/kg和0.0005mg/kg、0.215mg/kg和0.28mg/kg,肝砷含量分别为0.647mg/kg、3.128mg/kg、3.535mg/kg和3.763mg/kg。由此可见,砷的残留量取决于机体部位、砷添加量和停药期长短。上述报道中,肝砷残留量均超过WHO规定的食品砷含量标准(01mg/kg)。目前尚未见到因肉品中砷超标而导致人中毒的报道。
1.6 生物污染
饲料的生物污染指微生物及其代谢产物的污染。病原料生物污染饲料并随后污染并随后污染畜产品是疾病传播的重要途径。沙门氏菌、大肠菌菌、葡萄球菌、肉毒梭菌等在饲料中不得检了出的病原菌偶有存在。据忽桂香(2001)报道,1997年国家质检中心在陕西抽查17个猪鸡浓缩饲料产品。其中,有7种产品有沙门氏菌检出。霉菌污染并超过安全标准是最突出的微生物污染,所产生的霉菌素不但危害畜禽健康,一些性质毒素通过残留也影响畜产品的食用安全。
1.7 转基因饲料的安全问题
随着生物技术的发展及共在农业中的应用,转基因作物及其副产物用作饲料的比例越来越高。一些专业用的能克服常规饲料缺点的饲料作物,如高油玉米、高赖氨酸玉米、低毒菜籽、高蛋氨酸大豆等饲料原料已在饲料工业和畜牧业中应用。这些转基因饲料对动物健康及畜产品的安全性也是人们关心的问题,目前尚难对这一问题作出回答,需进一步从科学、
经济和社会方面进行全面评估。
2 确保饲料安全的主要措施
2.1 法规措施
针对饲料安全中存在的突出问题,各国都制定了相应的法规。欧盟已明令禁止使用肉骨粉和动物油脂作为饲料原料、禁止使用β-兴奋剂和其它激素类生长促进剂。大部分饲用抗生素也被禁止使用,目前只保留了莫能霉素(钠盐)、盐霉素(钠)、黄霉素和卑霉素(阿维拉霉素)4种继续作为饲料添加剂的抗生素,而瑞典已全面禁止使用任何抗生素作为饲料添加剂。日本、美国等国家对抗生素在饲料中的使用也作出了严格的限制。国际社会对新型饲料原料及添加剂加强了安全性评估,也加强了对饲料、食品及疫病的监控和检测管理,同时制定了畜产品的卫生标准。如1998年WHO规定人对二噁英的每日允许摄入量为1皮克~4皮克(万亿分之一克),欧美国家也制定了食品中二噁英最大的限量标准。
我国政府十分重视饲料安全问题。针对欧洲暴发疯牛病和二噁英中毒事件,及时发布了禁止从欧洲进口肉骨粉和动物油脂的禁令。根据我国饲料安全问题的特点,颁发了一系列法规和管理办法,如《饲料和饲料加剂管理条例》、《食品卫生法》、《动植物检疫法》、《饲料中盐酸克伦特罗的测定》等。最近颁发了无公害肉、蛋、奶等动物性食品的最大允许含量及检测方法。2001年国家正式启动饲料安全工程,尽快建立饲料安全评价基地和饲料安全监控信息网,完善饲料标准化体系,改善检测条件产,加强监控和执法。对违禁药品的生产、流通和使用实行重点监控,对违法违纪行为进行严厉打击。所有这些法规和措施的实施使我国饲料和畜产品的安全现状得到了显著改善,并为将来全面实现饲料和畜产品安全打下了坚实的基础。
2.2 技术措施
最终解决和畜产品安全问题必须依赖于新技术新产品的研究和应用。由于肉骨粉、油脂、抗生素、高铜、砷制剂等饲料原料和添加剂对动物生产性能和饲料利用效率具有显著的促进作用,停止这些物质的使用对动物生产性能,乃至整个动物农业和社会生活产生不利影响。以抗生素为例 ,取消饲料用抗生素将对动物疫病控制带来巨大困难,增加治疗用药。瑞典取水饲料用抗生素后,治疗用青霉素的量增加44%。丹麦从2000年起停用抗生素后,用于治疗和系统预防的抗生素量以惊人的速度增长。同时,取消抗生素后动物生产性能会下降,必须增加畜产品的生产成本。据估计,丹麦取消饲用抗生素后,每头猪生产成本增加1美元;比利进估计,每头猪的收入减少2美元。取沙抗生素还会产生其它社会问题,动物农业的根本任务是以较高的土地(资源)利用率生产最多的畜产品的食用安全所采取的系列政策措施将极大地增加实现这一任务的难度,不解决这一难题,畜产品的安全问题也不得不根本解决。
取消或限制具有安全隐患的优质饲料原料和生长促进剂后如何提高或保证动物的生产水平和效益是当前国际动物科学和动物营养与饲料科学的重要研究内容。与饲料安全有关的主要研究、开发和应用领域包括: ①制定了饲料原料及添加剂的安全标准,加强安全性检测,确保原料安全;②严格按规定范围、剂量、配伍及停药期使用饲料原料及饲料添加剂;③以无公害畜产品的生产要求和产品质量标准为目标,研究饲料原料有饲料添加剂的应用新技术及饲料配制新技术;④研究营养与免疫的关系,通过完善营养供应方案提高动物免疫机能、增加抵抗力、减少疾病、最终达到降低用药、提高生产性能的目的;⑤应用常规技术和生物技术改善动物动物的生产潜力和抗病力、降低或消除细菌的抗药性,培育高产抗病动物新品种(品系)的抗耐药性细菌新菌株;⑥开发和应用新型安全饲料添加剂(如酶制剂、、益生素、有机酸、免疫促长剂和其它代谢调节剂等)和新的饲粮配制技术(如营养诱导调节技术等)。上述领域的某些方面已取得到了长足发展,但确保饲料安全的成套技术尚不成熟,需要深入研究。
3 结语
食品安全问题关系到人类的健康和生存,饲料作为人类动物性食品的生产原料,其安全问题与畜产品的食用安全密切关系。饲料中存在的不安全或具有安全隐患的因素很多,某些方面的问题还十分突出,关系和解决安全问题刻不容。然而,解决安全问题并非易事,涉及政治、经济、技术和人们心绪诸多方面的因素,因而是一项长期艰巨的工作。除了制定和完善有法规外,饲料技术的进步是解决安全问题的核心。加速饲料新技术产品的研制是当前动物科学工作者的首要任务。 (发布人:牧业局)
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