以自主知識産權的可替代抗生素和安全高效促生長保健劑創制為目標,十五國家863計劃現代農業研究提高了我國生物飼料添加劑的創制和産業化水平,顯著增強了我國畜禽産品的質量和國際競爭力:
(1)結合現代波譜方法和生化和分子生物學手段,成功研製了糖萜素飼料添加劑,開展了糖萜素對魚作用的研究,結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、肉質和抗病效果、糖萜素-II對豬屠宰性能和肉質影響的研究,結果表明,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、肉質和抗體水平作用的研究,結果表明,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發明專利權和我國新飼料添加劑批文,制訂了糖萜素飼料添加劑質量標準,建設了年産100噸糖萜素飼料添加劑生産基地。
(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産品的50%~70%就能達到同樣的飼喂效果,利用重組酵母生産,發酵效價達到11000IU/mL發酵液以上,高於目前國外的技術水平,目前已建立穩定的發酵工藝和後加工工藝。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量最高,達到2mg/ml,效價1500U/ml,具有良好的耐熱性和pH穩定性,適宜於在飼料工業中應用。對抗菌肽Tac進行了分子改良,使其抗菌效率顯著提高,構建了高效表達抗菌肽的基因工程酵母,完成了工程菌的小試發酵工藝研究,抗菌肽的表達量達到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種熱穩定纖維素酶,構建纖維素酶基因工程菌2株,嗜熱毛殼菌熱穩定纖維素酶採用噴霧乾燥工藝,固態酶製劑在100℃下處理1小時,酶活損失率小于9.1%。顆粒飼料專用型産品在80-90℃高溫制粒後損失率為8.3%。在GenBank中註冊新基因7個,均為原創性研究,新基因具有自主知識産權。
(3)建立和優化了産酶發酵雙誘導技術體系。在國內首次建立和報道了分離菊芋和菊苣菊糖的離子色譜法,基因工程酵母産菊粉內切酶和酶水解菊粉製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量提高12倍,國內外首次實現新型廣譜LfcinB衍生物在原核生物中的融合表達,獲得一優良微生物菌株並註冊專利保護,通過酶受體專一性定向調控酶合成産物中目標蔗果寡糖的含量,有利於簡化高純度GF2的生産,建立了産酶發酵和酶催化轉移合成的同步反應工程,將微生物選擇發酵單糖特性引入高純度低聚果糖的製備中,降低了生産成本。建立了先篩選後分離的乳酸桿菌篩選新模型的方法,打破傳統工作量繁雜的先分離後篩選的篩選模型。發現乳酸桿菌TS16、T9、TS6、T27、T24、T29有作為益生菌的潛力,同時發現了菊粉對乳酸桿菌的獨特促進作用,首次建立了苜蓿黃酮的紫外檢測方法。
(5)系統研究了大豆生物活性肽的製備工藝,系統研究了高效新菌株的特性和安全性,並對大豆生物活性肽混合物進行超濾、納濾分離工藝進行了研究,為工業化生産大豆生物活性肽提供了理論、技術及設備支持。運用超濾和納濾技術對發酵所得的大豆活性肽混合物進行分離、純化,採用優化工藝,研究發現在日糧中添加大豆活性肽可顯著降低料蛋比,提高産蛋率和蛋黃色度,提高胸肌率和腿肌率,降低腹脂率,提高了蛋白質的合成,減少了脂肪的沉積,有效改善了胴體品質。SAP對畜禽機體細胞免疫和體液免疫功能有極明顯的刺激和調控作用,大豆肽可代替抗生素添加在飼料中用於提高動物免疫力,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。