刘春龙，孙海霞，李长胜，刘云波

（中国科学院东北地理与农业生态研究所，黑龙江哈尔滨150040）

    摘要:介绍一种畜舍除臭剂，同时也是一种新型非营养饲料添加剂—丝兰皂武，用及其除臭机制加以综述。参18。

 

    近年来集约化、规模化畜牧业生产飞速发展，我国畜牧业连续20年以年平均9.9%的速度递增，其产值增长近5倍（4000亿元)，占农业总产值的1/3；畜牧业一方面极大地满足了人们对肉蛋奶等畜产品的需要，另一方面也带来一些负面影响，如畜产品药物残留、过敏中毒反应及“三致”作用等，同时，畜牧业对环境污染的影响也有不断扩大的趋势：据国家环保总局调查显示，随着我国农牧业的迅猛发展，畜禽养殖产生的污染已经成为我国环境污染的主要来源，1999年我国畜禽粪便产生总量约为19亿t，是工业固体废弃物产生量(7.8亿t)的2.4倍，畜禽粪便中化学需氧量(COD)的排放量7118万t，远远超过工业废水和生活污水之和(1388.9万t)。

    畜舍是家畜生长、发育和繁殖的基本生存空间，也是影响其周边环境的重要因素之一，随着人们对环境、生态等可持续发展认识的深人，畜舍环境的改善日益受到人们的关注。

    丝兰皂甙(Salsaponin)又称丝兰皂角苷、沙皂素，属街体皂贰，主要包括甾类皂苷(萨洒皂苷配基Sarsapogein、菝葜配基Smilagenin、龙舌蓝皂苷配基Hecogenin)和自由皂苷saponin，是一种生长在沙漠地带的龙舌兰科(Agavaceae)丝兰属植物中提取出来的生物活性物质，被认为是丝兰提取物中的有效成分之一，具有很高的生物学活性。近年来研究证明，丝兰皂贰在畜牧业中能减少畜舍空气的氨浓度，改善畜舍环境，从而提高蛋鸡产蛋率、减少肉鸡腹水症引发的死亡率、提高生长育肥猪日增重和饲料利用率、减少胃肠胀气的发生、抗突变等；

    在反当动物生产中，能够有效地减慢氨的释放和甲烷气体生成量，可提高厌氧微生物的发酵作用，增加瘤胃内菌体蛋白的合成，抑制有害微生物生长，被国外广泛用于反当动物瘤胃营养调控剂。

 

    近年来，随着规模化、集约化养殖的发展，集中产生了大量粪尿、污水、有害气体，特别是化肥的使用，使大量粪肥未能还田利用，对环境造成严重的污染。如果这些高浓度粪尿和污水得不到适当的处理，势必成为畜禽传染病、寄生虫病和人畜共患疾病的传染源。

    研究表明，动物排泄物中的臭气物质，除氨气外，还有残余含硫氨基酸降解产生的硫化氢、过量色氨酸降解产生的吲哚类物质，以及芳香族氨基酸、酪氨酸降解的苯酚类产物等，它

们严重地危害人与动物健康。

 

    研究表明，丝兰皂苷在养禽业中能够降低鸡空气和家禽体内的氨浓度，减少腹水症引发的死率，从而提高产蛋率、日增重和饲料利用率。对家禽来说，从粪便释放的氨损害呼吸道，并提高吸道的感染。Rowland等报道，饲喂丝兰皂(31mg/kg～155mg/kg)可提高笼养母鸡产蛋率降低鸡舍的氨浓度；Deaton等〔3」报道当鸡舍的氨气浓度为200mg/kg时，鸡采食量和日增重下降，导产蛋率降低，死亡增加，当氨浓度为10mg/kg～40mg/kg时，大肠杆菌以及其他病原体更易侵肺、肝等内脏，使火鸡容易致病。

    Al一Bar等在后备来航鸡日粮中添加丝兰皂苷125mg/kg，畜舍氨气浓度下降68.56%；kil等在培养液中添0mg/kg、15mg/kg、30mg/kgl和45mg/kg丝兰皂苷测定了连续培养24小时后氨的产量，结果表明随丝兰皂苷添加水平的提高，氨的浓度显著降低。

    张万顺等报道，肉鸡腹水症的发生与肠道密切相关，肠道氨是脲被细菌分解后的产物，肉鸡体内的含氮废物以尿酸形式排出，尿酸进人尿道部分被细菌酶转化为尿素而后降解为氨，在饲料加人一定浓度的脲酶抑制剂将降低脲酶活性，从而减缓脲转化为氨的过程。

    arce等报道在肉仔鸡饲粮中饲喂丝兰提取物降低体肠腔中氨水平，大大降低死亡率和腹水症的发生，这可能与丝兰皂贰具有抑制脲酶的活性有关。

    国内近几年对丝兰皂苷改善畜舍环境的效果也有报道，多数证明其对有害气体抗性较强，能有效地降低鸡舍中氨气浓度，提高产蛋率，提高日增重和饲料利用率。马彦博等试验表明，经过28d的饲喂，试验组鸡舍内氨气平均浓度为4.75mg/L，对照组鸡舍内氨气平均浓度为13. 80mg/L，试验组比对照组鸡舍内氨气平均浓度降低了9.05mg/L，经t检验，两鸡舍氨气平均浓度差异显著

 

    养猪生产造成的环境污染问题已引起全球的关注。在荷兰、丹麦和英国等一些畜牧业发达的国家，已进行了比较深人的研究，并已制定法规，限制经由猪粪尿排出的磷和氮的数量，以控制这些成分在土壤和水中的积累。

    Amon等〔9〕在饲粮中添加65mg/kg丝兰皂苷饲养600头仔猪和生长猪（日龄24d~48d）60d，其结果显示猪舍的氨气挥发量减少了26%；荷兰和法国的不同牧场分别对900和5780头猪进行试验，结果表明饲粮中添加120mg/kg丝兰皂苷可明显减少牧场氨浓度(42.5%和28.5%)并提高饲料转化率，减少发病率，降低治疗成本；Boumeg的试验表明，使用丝兰皂苷后3周畜舍氨气浓度较使用前降低25%，6周后降低85%；

    Jeon等在饲粮中分别添加2kg/t酶制剂、20kg/t微生态促进剂和200g/t丝兰皂苷喂养48头生长猪(体质量34kg)4ld。其结果发现：酶制剂、微生态促进剂和丝兰皂苷不但都有明显促进猪生长、提高饲料转化率的作用(P<0.05)，而且都有显著抑制猪粪尿的氨态氮和挥发性脂肪酸浓度的效果(P<0.01)。

 

    丝兰皂苷除能降低氨气浓度外，有报道还可降低甲烷的排放，Alexande等在奶牛瘤胃液体外试验中发现:添加丝兰皂苷显著降低了甲烷的产气量，减少了能量损失，降低环境污染；

    iarinde:等 (l998)通过对瘤胃气体生成量、菌体转化率、氨水平、原虫的评定，结果表明丝兰皂苷可增加菌体生成量、减少气体(二氧化碳，甲烷)产生量、提高饲料转化率；在体外模拟瘤胃发酵试验中，经24h培养后发现，氨水平降低30%，原生动物的数量减少63%；Cmbner等报道在含0.87%尿素的牛日粮中添加丝兰皂苷可降低氨浓度27%，有效地提高饲料利用率；Ryan等通过体外和体内试验证明，丝兰皂苷显著降低了瘤胃氨气浓度，增加沉积氮和沉积净能。

 

    目前大多数研究表明，由于丝兰皂苷结构的复杂性，对有害气体具有很强的吸附能力，可降低畜舍氨气、硫化氢等气体的浓度，改善动物饲养环，提高动物生产性能。对此结合作用的解释是：丝兰皂苷有两个活性成分(Sarsaponin和Schidi-ger)，一个与氨结合，另一个与硫化氢或其它的有机气体结合，从而有助于减少畜粪便中这些有害气体向环境中排放。试验结果表明，丝兰皂苷与氨气结合并控制氨的毒性，转换成无毒性的形式，从而降低血液中尿素和氨的浓度，提高血液及母猪胎盘中氧气的浓度，降低畜禽的呼吸道疾病，降低肉鸡腹水症，因此在促进家畜健康发育、加强厌氧性发酵从而提高了消化率的同时，还控制了粪便所发出的恶臭，起到净化畜舍环境的效果。

 

    丝兰皂苷由皂苷元(Sapogenins)和糖、糖醛酸或其他有机酸所组成，这些糖(以D一葡萄糖、D一半乳糖、D一木糖、L一鼠李糖和L一阿拉伯糖最为常见)或糖醛酸先结合成低聚糖的形式，再与皂苷元结合成单糖或双糖链皂苷，在糖的连接方式上，当糖单元超过3个时，糖链多呈分支状态，丝兰皂苷可以在一定条件下发生水解，或者部分水解为短链糖和次生苷，或者彻底水解成苷元和糖，但由于其所含的糖是2一羟基糖，要求彻底水解的条件较为剧烈，因此多以部分水解为主，其水解后产生的糖类多为寡糖，而寡糖可作为单胃动物肠道及反刍动物瘤胃微生态环境中刺激有益菌群生长的营养物质，寡糖可在一定程度上抑制有害菌的生长繁殖，从而减少有害气体的产生和排放。

 

    丝兰皂苷由于其特殊的化学结构，一方面具有增强表面活性的作用，可改变消化道上皮细胞的形态，减少细胞膜的表面张力，促进营养物质吸收，提高蛋白质的消化率，从而减少臭气的排放，另一方面很难通过消化道上皮细胞，在动物肠道内不被吸收，能延缓消化道内容物的通过，从而提高消化率，同时，由于其不被吸收，因此不存在机体残留问题。

    大量研究报道证明:添加丝兰皂苷使血清中肌酸、胰岛素水平上升促进蛋白质合成。丝兰皂苷在使氨气浓度降低的同时，可减少肠道组织增生，减慢肠组织增生，从而减少能量、蛋白质、氧气的消耗，另外， ston]报道添加丝兰皂苷后可降低动物氮、磷的排泄量；Min等在生长猪日粮添加丝兰皂苷，各种营养物质消化率显著上升。

 

    众所周知，引起动物发病的主要因素是细菌或病毒侵人。据中国应用药理学记载:丝兰皂苷具有广谱抗菌作用：它对溶血性金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎双球菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、霍乱弧菌、大肠杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌、百日咳杆菌及其常见的致病性皮肤真菌均有较强的抑制性。Wallace等报道，丝兰皂苷浓度为1mg/L一10mg/L能抑制牛链球菌和痢疾杆菌生长；Hussain等发现丝兰皂苷可能有选择抑制消化道的有害细菌和原生动物。

 

    尿中氨气的产生是由于脉酶作用于尿素，而粪尿混合后，粪中的细菌可助长尿素酶的活性，促进氨气从尿素中大量逸出，丝兰皂苷可通过降低脲酶活性的作用，降低尿素的分解，提高氮的利用效率，从而降低氨气浓度。但有关丝兰皂苷是否能够抑制脲酶活性的争论很大。Preston等分别报道了丝兰皂苷有抑制脉酶活性的作用，而另一些试验则证明无论体内还是体外，丝兰皂苷都无抑制脲酶活性的作用(Headon和killen)；

    丝兰皂苷有无抑制脲酶活性的作用可能与丝兰皂苷的含量、提取的原料来源、试验所用的方法、测定的指标及所用脲酶种类不同有关。