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纳米技术在畜牧业领域的应用
2015年05月16日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:2477
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    纳米材料具有有独特的物理、化学及生物学特性。纳米技术是国际生物技术领域的前沿和热点问题,除医药卫生外,在畜牧领域也有着广泛的应用。纳米饲料和纳米型饲料添加剂具备了普通饲料所不具备的特殊性、优越性,日益受到饲料企业的青睐。目前,纳米矿物质饲料添加剂,纳米中药添加剂,无机纳米抗菌剂添加剂三个领域是人们研究的热点。

 

    一、纳米饲料

研究表明:粒径<300 nm的饲料颗粒可进入血液循环;粒径<100 nm的能进入骨髓;粒径<5 txm的微粒可通过肺。而营养物质颗粒的大小是影响动物机体对其吸收的一个决定性因素。采用纳米技术可使饲料粒径减小,原子数量迅速增加,从而大大增加暴露在介质中的表面积,提高动物的消化利用率。纳米微粒在O.1~100 nm间,很容易通过胃肠道黏膜,提高其生物利用率。采用纳米技术将饲料原料颗粒粉碎到纳米水平后再加工成颗粒料,饲料摄食后与消化液的接触面积比现在的饲料大数万倍,如果料重比正常情况下是3:1,通过采用纳米技术,料重比可降为2:l,从而降低生产成本。如在小鼠的实验研究中发现,粒径为100 nm的粒子比大粒子的物质吸收率高10~250倍。采用纳米技术处理饲料可使其中的抗营养因子发生质的变化,饲料生物利用率得到极大提高。这种结果必将要求重新测定饲料可利用营养成分含量和制订动物营养新标准,重新计算饲料配方,从而促使一场动物营养与饲料生产的革命。

 

    二、纳米矿物质饲料添加剂

    纳米矿物质饲料添加剂在动物体内可以通过被动扩散,减少对载体、能量的需要和消耗,提高其吸收利用效率,减少矿物质盐在饲料中的添加量,并具有普通矿物质盐的营养生理特性,可以解决目前饲料工业和养殖业中存在的问题,改善动物产品品质、保护环境。

1、纳米硒   

    硒是动物必需微量元素,硒的一个显著特征是,它的营养剂量与毒性剂量之间范围较窄,因此,开发利用低毒高效硒制品,备受世界各国的重视。一直以来家畜日粮中通常是添加无机硒亚硒酸钠,但由于它的毒性较强,给生产和使用带来诸多不便。随着纳米科技的日益成熟,纳米硒问世了。与其他形态硒相比,纳米硒具有高安全性,高生物活性,高免疫调节,高吸收率等优点。由于纳米硒的粒度极细,易被动物胃肠道直接吸收充分利用,能更大限度地发挥其功能。

2、纳米铜

    纳米铜可促进肠道有益菌的增殖,使消化道内环境得到明显改善,与对照组相比,腹泻频率显著降低,有助于仔猪生长。

3、纳米蒙脱土

    除了上述营养性矿物元素外,一些自然界中大量存在的非营养性矿物元素在达到纳米尺度时,也会具有一些独特的性质,有利于畜禽生产。如一种粘土矿物一蒙脱土,当纳米级的蒙脱土进人动物胃肠道后,可形成一层保护性覆盖膜,通过与粘液糖蛋白的相互结合,有改善消化道粘膜修复能力、提高粘膜屏障对攻击因子的防御的功能,从而阻止有害毒素、细菌、病毒进人血液。

 

    三、无机纳米抗菌剂添加剂

    无机纳米抗菌剂具有传统抗菌剂所无法比拟的优良抗菌效果,其综合抗菌效果也优于有机类和天然类抗菌剂。不仅能使有机物分解而具有抗菌效果,而且还有分解毒素的作用。而一般的抗菌剂只有杀菌作用。另外,无机纳米抗菌剂不仅抗菌能力强、范围广,而且具有极高的安全性,是一种长效抗菌剂。

纳米氧化锌是面向21世纪的新产品,是饲料行业中较为优秀的无机纳米抗菌剂添加剂。它具备一般氧化锌无法比拟的性能,因为纳米氧化锌有极强的化学性,能与多种有机物发生氧化反应(包括细菌内部的有机物),从而把大部分病菌和病毒杀死。有关的定量试验表明:在5min内纳米氧化锌的浓度为l%时,金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.86%,大肠杆菌的杀菌率为98.86%。    

由纳米氧化锌效用原理推之,其他的无机抑菌剂制成纳米粒子,也将更充分的发挥抑菌效果,减少原有抑菌剂的用量。

 

    四、纳米中药添加剂

    中药制成纳米粉末后能使中药物质核100%破壁,药效大幅度提高,大大改善或提高中药的溶解度与生物有效性。因此将药物进行纳米化处理,由于纳米药物的吸收利用率很高,可以减少药物的使用量,从而减少畜产品的药物残留。结合纳米控释技术进行靶向给药或将某些药物制成缓释剂还可以达到特殊的治疗目的。目前主要应用纳米技术改造某些难溶性药物或保护某些药物的特殊活性,相信在克服了相关技术问题后,纳米技术将彻底改变中药制备的现状,使纳米中药在畜禽饲养中发挥其独特的作用。

 

    小结:结合目前纳米材料的发展现状,短期内最有可能大规模实现纳米化的添加剂就是微量元素添加剂。纳米科技生产的药物添加剂,由于其吸收、利用率高而且能起到控释、缓释等作用,因此大大提高了药效,减少了用药量,可解决使用普通药物造成的药物残留问题,从而提高动物产品的质量,保证了畜产品的安全性。总而言之,相信随着纳米技术的广泛深入开发,一定能在畜牧业的领域开拓出一片新天地。


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