现代纳米技术在养猪行业的应用
日期:2005-01-27 10:11  编辑: 超级管理员  来源:   查看: 我有话说
核心提示:现代纳米技术在养猪行业的应用 纳米科技被公认为21世纪最具有前途的科研领域,在20世纪80年代末、90年代初才逐步发展。1纳米是1米的十亿分之一,纳米技术是指在1-100nm(1nm=10-9米)的量度范围内研究原子、分子的结构及相互作用并加于应用的技术,物质被用“纳米”技术“细化”(即小于1nm至100nm)之后,失去原有特性,产生新的特性,产生了新的奇异
现代纳米技术在养猪行业的应用 纳米科技被公认为21世纪最具有前途的科研领域,在20世纪80年代末、90年代初才逐步发展。1纳米是1米的十亿分之一,纳米技术是指在1-100nm(1nm=10-9米)的量度范围内研究原子、分子的结构及相互作用并加于应用的技术,物质被用“纳米”技术“细化”(即小于1nm至100nm)之后,失去原有特性,产生新的特性,产生了新的奇异性能,直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。纳米粒子具有比表面积大、表面活性中心多、反应活性高、吸附和催化能力强的特点,因此会产生体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,必然也会产生的生物学效应。纳米科技应用于养猪业生产,将能象其他行业一样产生新的特异效应。 (一)纳米科技在猪饲料营养的应用: 多项科学研究结果表明:粒径小于5μm的微粒可通过肺,粒径小于300nm的微粒可进入血液循环,小于100nm能进入骨髓,因此纳粒系统更易通过胃肠粘膜,使其透皮吸收的生物利用度得以提高(Florence 1998)。因此对饲料原料进行纳米化处理后,可以使原料中那些动物不可缺少而又较难采食的营养成分能充分的被动物吸收,因为大分子营养物被粒化成纳米粒径后,能穿透组织间隙,也可通过机体最小的毛细血管,且分布面极广,更易被畜禽消化和吸收,从而可最大限度的提高饲料原料的生物利用率,提高饲料报酬。同时,饲料中的抗营养因子在纳米水平下也将发生变化。可大大提高饲料效率。 (二)纳米科技在猪疫病防治方面的应用 1、动物药品的应用 中兽药有用药剂量大、成本高、不如动物西药快速强效的缺点。而中药的药效取决于其所含有的有效活性成分,而这样有效成分主要存在于细胞内和细胞间质当中,植物细胞的细胞壁和动物细胞的细胞膜成为这些有效成分的保护层,传统的加工方法无法破碎去这些保护层,这样就不能充分发挥中药的药效,造成原料的极大浪费。近年来,运用纳米技术,将配方中的各种中草药原料进行纳米级超微破碎,使之成为新型的纳米粉剂,制造粒径小于100纳米的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂。不仅将药材的细胞壁(膜)完全击破,使得细胞最为重要的核酸物质和其它有效活性成分充分溢出,同时将有效成分的大分子物质破碎成能被动物机体直接吸收的小分子颗粒,纳米中兽药被猪摄食后,与消化液的接触面积比原来大数万倍,有效地提高了药物的生物利用度,“纳米中兽药”因此而得名。“纳米中兽药”不仅可以提高药物的生物利用度,有效降低中药的毒副作用,增强临床疗效。 2、动物疫苗的应用 包裹或表面结合疫苗的纳米粒子能使蛋白抗原的表面充分暴露,同时使抗原结构更稳定,并能促进淋巴集结的摄取,在兔体内能引起强烈的、特异的免疫反应。用纳米技术制成的携带各种疫苗并能精确释放的微芯片,只要一次性植入猪体内,就可终身对各种猪传染病产生免疫。不但避免因多次免疫接种给猪机体造成的应激,而且大大提高了免疫效果。 (三)纳米科技在猪遗传、育种领域中的应用 生物学领域中对生物大分子的研究主要集中在蛋白质和核酸分子的结构与功能关系上。这两种大分子的几何尺度处于几十纳米至几纳米的范围。随着纳米技术的发展,扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)的出现,为研究生物大分子的结构与功能的关系以及如何操纵这些结构提供了新的工具。用纳米技术是先将DNA全部了解为单个基因,然后再根据需要进行组装,通过操纵一个个原子,达到改良动物品种(系)的目的。在种猪遗传育种工作中,选育目标往往为瘦肉率高、胴体品质好、生长快、耗料低的健康、优质猪,如果通过传统的育种方法来实现,可能需要几年甚至几十年时间。如果利用STM技术,我们可以很快获得调控这些基因表达的DNA片段。科学家可以大量克隆这些基因.通过转基因的方法,转入动物体让其进行表达,从而获得具有新的遗传性状的动物,大大加快遗传育种的速度。通过STM还可以确定哪些DNA已突变,除去有害的DNA或把正常的DNA安装在基因中;或使病变DNA发生有益突变,维持机体的健康等。因此,纳米技术将在遗传育种方面的研究中起重要作用。 (四)纳米科技在安全、健康猪肉生产的应用 随着人们生活水平的提高及对健康状况的广泛关注,对产品的品质、安全性问题提出质疑。尤其是我国加入WTO后,动物产品的安全性问题已成为是否能出口的首要问题之一。目前抗生素作为动物饲料添加剂广泛应用于养猪生产上,由于动物西药在应用时会造成猪肉产品中抗菌药物残留、毒副作用大、“三致”等缺点,且长期使用会产生细菌耐药性。特别是药物残留问题影响猪肉产品的品质,如果人类食用了这些产品则会造成严重危害,目前,衡量猪肉产品安全性的主要指标有:重金属残留量、农药残留量及微生物残留量等。为使猪肉产品安全性提高,减少抗生素的使用,寻找一种更适宜的替代品成为世界性的一大难题。我国传统的中草药没有药物残留,且毒副作用低,有“绿色兽药”的美称,但存在着用药剂量大、成本高、不如西药快速强效的缺点,现代的微纳米生物技术为中药加工工艺提供了全新的技术方案,大提高了中药的药效,为安全、健康猪肉生产提供了一条安全可靠的新路。
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