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宠物食品添加剂的种类及其安全性研究进展

2024-04-18 744 返回列表

来源:宠业原料包材创新

宠物膨化干粮加工与质量安全专题培训班(第2期)已成功举办!

宠物食品添加剂种类及应用
1.诱食剂种类及应用
1.1诱食剂
宠物食品的香味、色泽及触感及其适口性会影响宠物的采食欲望。被称为调味剂、食欲增强剂的诱食剂,能增强动物食欲、改善适口性及促进消化吸收。诱食剂有多种分类,目前在市场中占主流的有以下几种。
①香味素:主要是油脂、脂肪和热反应型宠物诱食剂。油脂/脂肪在气味方面的改善作用在宠物食品中有着不可或缺的地位,不仅是重要的营养成分,还具有促进动物进食、促进动物发育等功能。近年来,热反应肉味香味剂进人宠物食品开发商和研究者的视野中。郭艳霞等通过酶解反应和热反应制备了有鸡肉香味的诱食剂。
②酸味剂:主要是有机或无机的可食用酸。
③甜味剂:主要为单一或复合的甜味剂。宠物猫具有最丰富的氨基酸接收单元,因此宠物猫对不同氨基酸非常敏感,也更喜爱甜味氨基酸。
④鲜味剂:主要是L-丙氨酸、谷氨酸钠、L-天冬氨酸等。
⑤咸味剂:食盐、海盐、碳酸氢钠等。
⑥辣味剂(胡椒粉、大蒜粉、辣椒粉等)。

1.2诱食剂在宠物食品中的应用
目前市场上的各类诱食剂种类多样,主要包括调味剂和香味剂。香味剂极易挥发,具有保存时间短、存储不便的缺点,但它可保持饲料的特定气味,同时遮盖许多不好的味道。调味剂可使饲料具有特殊香味和掩盖不良气味,同时改善饲料的适口性,提高采食量,且不易损失,因而比香味剂具有更多的优点,有更广泛的应用。各类诱食剂生产成本不同,其中以肉类为原料的诱食剂成本较高,专用于高级粮的提鲜效果。

随着市场监管以及消费者对宠用食物的口感要求,宠物诱食剂被更多地认可。目前诱食剂还存在原材料造假与滥用问题,让消费者对其产生了不良印象,要使其更广泛发展,还需要更多的努力。

2.功能性添加剂种类及应用
2.1牛磺酸
牛磺酸,广泛分布于动物体内,对畜禽、水产和猫等动物具有促生长、抗氧化提高免疫、调节脂质代谢、维护肠道健康和促进大脑发育等多种生理功能。
对于合成牛磺酸能力较弱或无合成能力的动物,在饲粮中添加适量的牛磺酸尤为重要。Pion等研究发现,猫血液中牛磺酸含量下降,可能会导致心肌炎的发生。研究发现,牛磺酸缺乏会对猫的中枢神经系统的发育及维持正常功能产生重要影响。猫对牛磺酸的利用受到肠道菌群的影响。植物来源的食物,会降低猫对牛磺酸的有效利用。

2.2精氨酸
精氨酸是一种α-氨基酸,对于成年动物而言是条件必需氨基酸,尤其是处于创伤、饥饿、应激及快速生长等状态的动物,精氨酸将成为其必需氨基酸。研究表明,动物补充适量精氨酸在一定程度上可帮助调节其胃肠道的生长、发育、成熟和修复等。
精氨酸对动物免疫力提升主要体现在营养摄入量增加等方面,例如在生猪饲料中添加0.5%精氨酸,猪肉中蛋白质含量将增加1.5%,摄入精氨酸超过3个月,生猪免疫功能将得到提升,同时,美国生物学家在大鼠试验中也取得类似结果。

2.3功能性添加剂在宠物食品中的应用
2023年,全球宠物行业市场规模超过1800亿美元,其中宠物食品与宠物医疗约占据 80%的份额。同时由于我国宠物行业兴起较晚,国内多数人对宠物营养健康领域关注度不够,缺乏运动、不合适饮食摄入等多重因素导致我国宠物大多数处于亚健康状态。许多家养宠物常出现营养过剩和代谢不平衡的情况。在发达国家,多数专业人士已经就宠物肥胖是一个重大的健康问题达成一致,他们表示肥胖是宠物健康第一杀手。基于此,功能性添加剂凭借其调节肠道菌群的特点得到广泛应用,在猫狗的口粮中添加功能性添加剂成分,能够代替非健康的化工添加剂,降低对猫狗肾脏肝脏和消化系统的伤害,还具有提高宠物免疫功能、推动肠胃消化、增强骨骼强度、降低代谢异常问题、防治内分泌疾病、美化指甲和皮毛等一系列促进健康的作用。

功能性添加剂一定程度上具有代替药物的作用,但是近年来由于原材料价格上涨和提取工艺复杂问题,价格不断上涨。如精氨酸采用蛋白质水解提取工艺,产能小,环境污染重,所以价格较为昂贵。同时由于功能添加剂药效好所需剂量低,其在宠物食品中应用广泛但添加量很少。

3.维生素类添加剂种类及应用
3.1维生素A
维生素A主要存在于蛋黄、动物肝脏和动物奶中。动物饲料中含有丰富的鱼肝油和鱼粉,而植物性食物中含有丰富的胡萝卜素,尤以液态食物和胡萝卜为甚。研究表明,维生素A及其衍生物对动物脂肪代谢起着至关重要的作用。相关研究已证实,作为营养物质的维生素A是动物必须获得的。维生素A影响着动物肌肉的大理石纹路数量,调控肌内脂肪。饲养者可通过维生素A的营养调节技术实现提高宠物肌肉中脂肪含量、降低饲养成本的目标。

相关文献已证明,维生素A在哺乳动物肺发生发育过程中扮演重要角色,部分维A酸参与肺发育的机制已经通过阻断或激活维A酸信号通路得到证明,随着单细胞转录组测序等技术的应用,发育肺内胚层与中胚层之间信号相互作用与受维A酸调控下游信号分子机制还有待进一步研究。

3.2维生素C
维生素C也被称为抗坏血酸(ASA),多以还原性抗坏血酸 (ASA)形式存在。

在饲料添加剂领域由于应用场景的多样化和加工工艺的复杂性,饲料中多采用抗坏血酸盐或酯作为添加剂。像猫、狗等这类皮毛动物,保持维生素C的供应,能使其毛色鲜艳、蓬松光滑使牙齿漂亮洁白。对宠物鸟来说,维生素C能使它们羽毛光亮漂亮,眼睛有神。当宠物处于应激状态时,维生素C消耗增加而合成削弱,需要及时补充。注意不要过量摄入维生素C,否则会造成中毒。通常宠物对维生素C的耐受性极高,中毒概率较低。

研究显示,治疗部分感染、肿瘤性疾病和中毒性疾病,都可使用维生素C。对于生物化学过程以及维生素C在动物机体中所起的作用,还有待摸索和考证。在宠物临床治疗中,维生素C的应用前景广阔。
3.3维生素E
植物的绿色部分和禾本科种子的胚芽中都广泛存在着天然的维生素E,其中植物油含量最为丰富。研究表明,宠物增加维生素E饲喂量,其免疫力会得到一定程度的提升。缺乏维生素E会使宠物的皮肤变得粗糙,影响宠物的皮毛发育和繁殖。维生素E安全性较高,但高含量的维生素E会影响其他脂溶性维生素的吸收效果。
3.4维生素在宠物食品中的应用
维生素是目前使用频率最高、使用效果最好的饲料添加剂之一。饲料添加剂中含有超过16种维生素,以维生素A与维生素E最多。在各种维生素中,除维生素K和维生素C,其余均需由食物附加提供以满足宠物生长发育。21世纪以来,由于饲料工业化、生产集约化、人工合成技术、提取技术等方面的进步,维生素的生产成本大幅度降低,因此在饲料配方上,多种维生素添加量也有了很大提高。
与此同时,维生素也被广泛地应用于多种宠物食品,其中包括用于宠物的钙片产品和目前制备的优质商品粮预混料,在给狗猫饲喂商品日粮时不容易出现维生素不足的情况。宠物饲料中维生素添加量要高于其需求量,这样才能避免日光照射、湿度过大等外界条件造成部分维生素流失引起不良影响。这也增加了维生素在宠物食品中的用量。

4.功能性低聚糖添加剂种类及应用
4.1功能性低聚糖
现在国际上广泛关注低聚糖的开发和利用问题。功能性低聚糖能促进有益菌的繁殖,摄取后不会使血糖、血脂升高,可防止衰老,增强免疫力,并且安全无毒且适口性好可增强宠物免疫力。
有研究显示,加入半乳甘露寡糖可使宠物肠胃的蠕动加速,发酵更加有效;适量低聚果糖有助于增加粪便和减少葡萄球菌变形菌,以降低气味造成的不适影响。犬摄入低聚糖后能够改善健康状态、增强抵抗力和提高活力。其中,FOS可提高老年犬镁、钙吸收量;在LAC和FOS 联合饲喂时效果更佳,改善肠道微生物生态,提升肠道健康指数等。
4.2功能性低聚糖在宠物食品中的应用
功能性低聚糖添加于宠物食品中具有保持口腔卫生、预防龋齿的作用,相较于传统糖类优势明显,因此目前市场上有许多含有功能性低聚糖宠物食品。2000年我国的功能性低聚糖总产量约为3万t,其中多为低聚异麦芽糖。为了促进行业健康发展我国还制定了低聚异麦芽糖的行业标准和功能性低聚糖的通用技术标准。

目前在山东、河南等地拥有多个低聚异麦芽糖生产企业,在饲用产品中,低聚糖能够预防禽类沙门氏菌感染的细菌中毒情况,其在饲料工业中十分有优势,具有热稳定性好,利于制取提取的特点,在未来有良好的发展空间。根据国际健康规定,我国政府部门目前正在逐渐减少乃至禁止抗生素等添加剂的使用,功能性低聚糖作为一种绿色、健康、环保型的食品添加剂,在宠物降脂、提供营养、促进代谢中有更多的运用目前宠物机构正在深入研究,计划将低聚糖更厂泛地应用到动物食品中。

5.中药提取物添加剂种类及应用
5.1植物提取物和肠道菌群
植物(中药)提取物作为牲畜饲料添加剂往往具有选择性抑制肠道菌群的作用。王鑫源等发现,牛至油可提高生长猪养分表观消化率,抑制肠道有害菌数量,替代抗生素的效果较好。杨飞等发现的更为熟知的菊花也可作为药食同源添加剂,具有抗炎抗菌抗氧化及肝脏保护的药理作用,常作为牲畜饲料添加剂,提高机体免疫力。
5.2植物提取物和氧化应激
氧化应激作用与肠道健康有着密不可分的关系。植物提取物作为添加剂不仅可通过直接选择性抑制肠道菌群来保护肠道健康,还可通过调节氧化应激作用间接调节肠道健康。谢志明等认为,抗氧化活性较强的柴胡多糖,在高剂量浓度时对于饲养动物在肝肾受损时,有较好的保护作用,可有效提高小鼠的肝肾损伤。白玉婷等则发现,绞股蓝多糖可改善热应激条件下小鼠小肠各段的形态结构损伤增强小肠各段抗氧化能力和非特异性免疫力,对热应激条件下小鼠小肠氧化应激具有一定保护作用。
5.3植物提取物和抗生素
天然抗生素以其具备的天然性、无残留性和抗药性,可代替抗生素添加于牲畜饲料。李松桥等使用枸杞和甘草混合物的提取物替代抗生素投入肉鸡饲料中,研究发现,在鸡饲料中加入这种混合物,能增强免疫功能,改进肉质,其效果与添加抗生素相当。赵露露等利用体外抑菌试验,证明了植物提取物及其复合物对鸡源病原菌,主要是鸡大肠杆菌和沙门氏菌具有抑制作用,同时体内试验也显示在一定剂量下,使用植物提取物代替抗生素是切实可行的。
5.4中药提取物在宠物食品中的应用
近年来,中草药在治疗宠物疾病中的应用展现了显著效果。利用自然原料的宠物食品营销模式盛行,并以中草药为代表因其蕴含的自然元素和相对抗生素的安全性、无耐药性而走到前沿,成为宠物食品添加剂的新选择。目前,在兽医行业中,中草药种类数量超过1000种,约500种可作为有益的饲料添加剂。

中国的饲料添加剂市场潜力巨大,绿色饲料添加剂将成为未来行业发展的关键点和焦点,因此,作为可替代抗生素的全自然中草药产品,有极大的市场潜力。众所周知,传统的中草药可提高动物对外部疾病的防御能力,还能预防病毒和缓解压力,对于瘟热、细小等病毒性疾病有良好的防治效果。

在中药制取领域,存在众多提取方式,其中古老的办法包括煮沸法、浸泡法、回流法、过滤法和酵素法。现代的技术则包括超声波辅助提取、半仿生酶提取技术以及反相高效色谱分离技术。传统的提取方法设备存在提取物纯度不足以及溶剂消耗过大等问题。与此对照,现代提取技术在提取物纯度和药效保存上有着显著优势,但也面临着前期投资大和技术理论不健全的问题。由于这些问题的存在,中药提取物的成本较高价格也更为昂贵,因此目前中药提取物在宠物食品中的应用尚不广泛,未来在各种工艺的结合下,中药提取物将发挥更大的作用。

添加剂的安全性研究
随着生产力的发展,人们越来越关注各类与自己有关的食品添加剂的安全性。在添加剂的安全性研究方面我国仍处在发展阶段,因此安全性研究显得尤为重要。
例如欧盟委员会要求,EFSA机构就重新评估猫和狗的胭脂红的安全性和有效性的问题发表科学意见。胭脂红是铝和胭脂酸的复合物。胭脂酸由雌性昆虫产生,具有着色性,在最终添加剂中存在50%。该添加剂不构成遗传毒性风险,且分别为胭脂红264mg/kg和220mg/kg饲料(分别对应胭脂酸132mg/kg和110mg/kg饲料)对狗和猫是安全的。

基于该添加剂的性质得出结论,在摄入该种类含添加剂的饲料后,目标物种可能会发生过敏反应。由此得出的进一步结论是,胭脂红是一种呼吸和皮肤增敏剂,使用者很可能通过吸入接触;但由于缺乏数据,目前仍然无法就添加剂潜在对皮肤和眼睛刺激得出直接结论。该添加剂被认为在建议使用条件下对猫粮有效。

来源:王烁之等《宠物食品添加剂的种类及其安全性研究进展》

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