以自主知識產(chǎn)權(quán)的可替代抗生素和安全高效促生長保健劑創(chuàng)制為目標(biāo),十五國家863計劃現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究提高了我國生物飼料添加劑的創(chuàng)制和產(chǎn)業(yè)化水平,顯著增強(qiáng)了我國畜禽產(chǎn)品的質(zhì)量和國際競爭力:
(1)結(jié)合現(xiàn)代波譜方法和生化和分子生物學(xué)手段,成功研制了糖萜素飼料添加劑,開展了糖萜素對魚作用的研究,結(jié)果表明糖萜素具有提高魚類生長性能的作用,完成了山茶屬三萜皂甙對南美白對蝦生長性能、肉質(zhì)和抗病效果、糖萜素-II對豬屠宰性能和肉質(zhì)影響的研究,結(jié)果表明,飼料中添加500mg/kg糖萜素-II能提高屠宰率5.44%(P<0.05),胴體長提高2.51%,眼肌面積增大4.21%,背膘厚降低1.51%,表明糖萜素-II具有提高肥育豬屠宰性能的作用。完成了糖萜素對黃羽肉雞生長、肉質(zhì)和抗體水平作用的研究,結(jié)果表明,抗體水平在9 lg2以上的血清樣品,糖萜素Ⅱ組為73.33%,抗生素和抗生素+糖萜素Ⅱ組均為56.67%,獲得了多項國際和國內(nèi)發(fā)明專利權(quán)和我國新飼料添加劑批文,制訂了糖萜素飼料添加劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)了年產(chǎn)100噸糖萜素飼料添加劑生產(chǎn)基地。
(2)分離到一個高比活木聚糖酶編碼基因,酶的比活性達(dá)到15000IU/mg酶蛋白,較一般的木聚糖酶高30倍,在飼料中的添加量只需國外產(chǎn)品的50%~70%就能達(dá)到同樣的飼喂效果,利用重組酵母生產(chǎn),發(fā)酵效價達(dá)到11000IU/mL發(fā)酵液以上,高于目前國外的技術(shù)水平,目前已建立穩(wěn)定的發(fā)酵工藝和后加工工藝。分離克隆到甘露聚糖酶基因4個,用這4種基因構(gòu)建了4株重組工程菌株,其中芽孢桿菌屬的甘露聚糖酶基因表達(dá)量最高,達(dá)到2mg/ml,效價1500U/ml,具有良好的耐熱性和pH穩(wěn)定性,適宜于在飼料工業(yè)中應(yīng)用。對抗菌肽Tac進(jìn)行了分子改良,使其抗菌效率顯著提高,構(gòu)建了高效表達(dá)抗菌肽的基因工程酵母,完成了工程菌的小試發(fā)酵工藝研究,抗菌肽的表達(dá)量達(dá)到0.5mg/mL。分離和克隆了嗜熱真菌的6種纖維素酶基因,分離和純化嗜熱真菌8種熱穩(wěn)定纖維素酶,構(gòu)建纖維素酶基因工程菌2株,嗜熱毛殼菌熱穩(wěn)定纖維素酶采用噴霧干燥工藝,固態(tài)酶制劑在100℃下處理1小時,酶活損失率小于9.1%。顆粒飼料專用型產(chǎn)品在80-90℃高溫制粒后損失率為8.3%。在GenBank中注冊新基因7個,均為原創(chuàng)性研究,新基因具有自主知識產(chǎn)權(quán)。
(3)建立和優(yōu)化了產(chǎn)酶發(fā)酵雙誘導(dǎo)技術(shù)體系。在國內(nèi)首次建立和報道了分離菊芋和菊苣菊糖的離子色譜法,基因工程酵母產(chǎn)菊粉內(nèi)切酶和酶水解菊粉制備菊粉寡糖的中試工藝。通過載體改造,使得beta-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的表達(dá)量提高12倍,國內(nèi)外首次實現(xiàn)新型廣譜LfcinB衍生物在原核生物中的融合表達(dá),獲得一優(yōu)良微生物菌株并注冊專利保護(hù),通過酶受體專一性定向調(diào)控酶合成產(chǎn)物中目標(biāo)蔗果寡糖的含量,有利于簡化高純度GF2的生產(chǎn),建立了產(chǎn)酶發(fā)酵和酶催化轉(zhuǎn)移合成的同步反應(yīng)工程,將微生物選擇發(fā)酵單糖特性引入高純度低聚果糖的制備中,降低了生產(chǎn)成本。建立了先篩選后分離的乳酸桿菌篩選新模型的方法,打破傳統(tǒng)工作量繁雜的先分離后篩選的篩選模型。發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌TS16、T9、TS6、T27、T24、T29有作為益生菌的潛力,同時發(fā)現(xiàn)了菊粉對乳酸桿菌的獨特促進(jìn)作用,首次建立了苜蓿黃酮的紫外檢測方法。
(5)系統(tǒng)研究了大豆生物活性肽的制備工藝,系統(tǒng)研究了高效新菌株的特性和安全性,并對大豆生物活性肽混合物進(jìn)行超濾、納濾分離工藝進(jìn)行了研究,為工業(yè)化生產(chǎn)大豆生物活性肽提供了理論、技術(shù)及設(shè)備支持。運用超濾和納濾技術(shù)對發(fā)酵所得的大豆活性肽混合物進(jìn)行分離、純化,采用優(yōu)化工藝,研究發(fā)現(xiàn)在日糧中添加大豆活性肽可顯著降低料蛋比,提高產(chǎn)蛋率和蛋黃色度,提高胸肌率和腿肌率,降低腹脂率,提高了蛋白質(zhì)的合成,減少了脂肪的沉積,有效改善了胴體品質(zhì)。SAP對畜禽機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫功能有極明顯的刺激和調(diào)控作用,大豆肽可代替抗生素添加在飼料中用于提高動物免疫力,替代抗生素等藥物促生長保健劑,能極顯著抑制大腸桿菌和其他一些需氧菌尤其是沙門氏菌的生長繁殖。