商用维生素预混合饲料配方精准设计的框架要点与实例

张若寒

（泰高营养科技（北京）有限公司，北京 100085）

目前，业内普遍使用最低成本的饲料配方设计工具即最低成本线性规划设计软件（Least Cost Formulation，LCF）进行饲料配方设计，但因无法满足设计维生素部分的需求，该软件并不适用于商业用途的维生素预混合饲料（简称“复合维生素”）产品的配方设计。商品复合维生素使用者的关注点普遍集中在适用范围、品质、添加成本、添加量和使用方便程度，不关心产品的设计过程，但对于自带配方的定制（Tailor-made）产品或客制（Customized）产品就是另外一回事。因此，有必要探讨能够快速设计和比较评估配方的工具及其设计原理与框架，以符合商用复合维生素的品质要求。本文从精准营养的角度介绍了一种商业复合维生素精准设计的思路和框架要点，对照经典商用配方实例设计出能够均衡动物需要、兼容性高的商品配方，又具备通过简单调整添加量后既满足不同需要背景又防止出现超限或浪费的功能，旨在为精准设计复合维生素商品提供参考借鉴。

1 维生素的精准应用与自身特点

目前，养殖饲料行业对维生素的应用依然不够精准，不仅广泛存在依赖推测（Speculation）和估算（Estimation），甚至于有相当大的随意性，中国如此，世界亦如此。因此，面对快速变化的环境，下游应用企业需要尽快提高维生素应用的精准程度。

理论上，精准营养（Precise Nutrition）基于数量营养学（Quantitative Nutrition），而数量营养学的发展极大地依赖于计算机技术。传统数据库的动态化（原料营养价值估测，营养素的剂量响应曲线—Dose-Response Curve，营养素比例—Ratio Balancing，代谢/降解动力学—Metabolism/Degradation Kinetic，生理学循环和后期减量—Physiological Cycling and Withdraw）构成所谓精准营养模型（Nutrition Model）4 大模块中最重要的2 个模块（原料数据库与营养配方工具）。而实际上，本文讨论的“维生素精准”话题，远未到达“精准营养模型”的程度，未真正涉及到“动态数据库”的层面，仍然基于现有力图“逐渐趋近”动态“建议添加量”的基础，即如何在保持对兼容性的需求现状下，在各单项维生素之间尽量收窄动物需要与供给的差异，力求“满足程度”的平衡。另外，维生素同样适用于“合理、有效、尽量低”原则。近年来，实践中令人可喜的是维生素营养已经显示出成为第一组可率先实施精准营养的成分的趋势。

2 维生素“复合”的过程与复合维生素的设计工具

动物需要的是各单项维生素，但在商业用途中，无论专业制造外销，还是外购自用，抑或是外购单体“自配”自用，维生素都离不开“复合”的过程，需要按比例先配制成复合的形式通过饲料或饮水供给动物。动物对各种单项维生素的需要就是复合维生素中单项维生素比例的依据。复合物作为制造动物饲料的中间原料，将原本在投料过程中逐一添加的单项维生素一次投料完成。因此，复合物要按照动物的需要和饲料类型先行设计，其既是饲料工业历经50 多年满足大工业化生产的产物，也是模块化制造概念下形成的第一个成熟模块。除了饲料生产工艺习惯以外，符合饲料安全管理规范（农业部令2014 年第1 号）的要求是主要原因。目前，生产实际中手工计算复合维生素配方设计产品还相当常见并且占有很大比例。由此可见，“按动物需要的比例”是其中最为核心的部分。

一般来说，商用复合维生素出于稳定性考虑都不包含胆碱；畜禽用复合维生素包含12 种单项维生素（不含维生素C）；水产用复合维生素包含13 种单项维生素（不含肌醇）；反刍用复合维生素至少包含4 种（不含β-胡萝卜素）。复合维生素配方设计可以作为“精准营养模型”一个App 外挂使用。利用设计工具完成这个工作是实现精准配方设计中最需要、最容易入手的部分。早期的VSEP 1.0（Vitamin Supplementation Evaluation Program，BASF US，1995）和FVE 1.0（富郎特，2018）都属于基于大数据分析用于评估复合维生素配方的免费工具，可以帮助从大量的商业配方中获得剂量及分布信息，帮助设计者进行比较定位。

讨论复合维生素的配方设计，无法回避饲料配方的设计。由于饲料企业都使用复合维生素模块组织生产，其维生素独特性导致经典的饲料工业专用的LCF 使用并不方便，原因如下：首先，维生素没有原料同养分的替代性（Matrix）或替代性很窄（维生素A、维生素D3、维生素K3和烟酸除外），原料同养分替代性指通过不同的原料均可获得同一种营养成分。由于维生素原料的剂型单一，无法通过选择不同的原料而获得同一种营养成分，也就是原料的选择性受到限制。以维生素E为例：只能使用维生素E 50，而没有其他的商品来源可以替代；其次，单项维生素的不同规格间选择余地很小且基本没有配方空间和价差红利；最后，锁定设计的含量值导致最低成本线性规划没有指标设计的上下限浮动空间，因此极大地限制了LCF 的成本优化空间。与微量元素相反，维生素的天然背景不计算在配方值内，这是另一个涉及到维生素精准应用的问题，也许将来可以，但短期内不现实。总之，LCF 对复合维生素配方设计实用价值不大。目前尚缺少一个方便、快捷的专用商业设计工具。

3 复合维生素配方的几个商业属性

本部分的讨论适用于大规模批量生产的商用复合维生素，特别对如何设计品牌、定制或客制产品的配方有现实参考意义，但并不适用于试验等非商业用途的复合维生素配方的设计。原因是试验研究用途的复合维生素不考虑兼容性和经济性能，与商业用途诉求显著不同。

3.1 商业用途 好用的产品始自设计。商业用途的复合维生素按照配方的种类分为品牌配方、定制配方和近年兴起的客制配方，其中后两类产品的市场占有率越来越高，其对应的适用动物种类甚至于区域趋向更专一，对成本和性能更为关注。此外，下游应用企业希望使用方便，即用最少的配方个数兼顾生产的多种需要。同时有合规性和品质稳定要求，也就是明确的含量保证要求，追求“同等性能下的最低支出”的经济原则或“同等支出下更优的性能”的性能原则。图1 显示的是如何通过配方设计达到产品六大品质特征中的“平衡动物需要比例”。需要说明的是，尽管配方设计是产品设计中最核心的部分，但复合维生素本身添加量很小（0.015%～0.05%），因此配方中营养设计只构成产品的一部分而已。

图1 复合维生素产品的六大品质特征

3.2 适用范围与兼容性 商业用途的产品往往要求具有适用对象范围宽的特点。在“尽量”追求精准的驱使下，尽管已再无“一款产品走遍全国、一年四季用到头、天上飞地上走水中游、无论大小各种饲料类型通吃”的情况，但是“一配方多畜种用、一配方一畜种多阶段用、一配方一畜种一阶段多性能用”却依旧常见，更不要说不能区分地域、海拔、不区分季节以及大宗原料来源。而另一方面，设计一款商用复合维生素不可能仅限用于一种饲料产品，无论是目标阶段或性能，下游企业追求“最大兼容”扩大其适用范围。也就是说，在具体设计中，要尽量使一款商用复合维生素兼顾满足不同阶段或性能的需要。

3.3 商品的标签标示要求 成分种类、含量和添加量是标签的核心标示内容，是法规的强制性要求。因上限（农业部2625 公告，2017）涉及到安全余量，即含量与建议添加量上限的乘积不得高于上限。涉及上限的品种有维生素A、维生素D、维生素K（MPB）。维生素要使用规范名称、术语和活性单位表示，应该与产品的标签、商业合同、检测方法和标准对照品、研究文献数据中使用的名称保持一致。另外，标签标示的项目名称与活性成分的对应。如维生素B1，既指盐酸硫胺，也指硝酸硫胺（农业部2625 号公告，2017；农业部2045 号公告，第五次修订，2019 以及GB 7295-2018，GB 7296-2018），需要给予具体的明示。饲料行业特别应回避有歧义的非规范名称，如B5、B3等。

4 复合维生素配方的精准设计路线

实际上，在满足动物需要的原则下，设计复合维生素配方不止一种方法。而本文仅介绍基于满足度的设计路线，即基于平衡程度的设计，涉及到满足度（Suff icient Degree）、平均满足度（Average of Suff icient Degree）、设计满足度（Sufficient Degree for Design）、平均设计满足度（Average of Sufficient Degree for Design）与满足度极差（Pole Range）。利用满足度设计维生素配方是整个设计的核心部分、设计目标，主要涉及与满足度有关的5 个概念和设计配方定型后形成的用户层面的3 个二级指标（建议添加量范围，对应的平均满足度和满足度极差），逐一举例说明。以下介绍顺序是为了解释方便，但与设计时的使用先后顺序略有不同。

4.1 主要指标与概念

4.1.1 满足度与平均满足度 满足度概念指某一个维生素供给量占需要量的百分比，既是设计前提也是设计的核心指标。理论上可以将供给量理解为“提供给动物的数量”，即未考虑加工、贮存的损失。

讨论满足度问题要先厘清供给量、添加量及建议添加量之间的不同。供给量指动物能获得的数量，相当于摄入量；需要量指动物为达到特定目的而需要的数量；添加量和建议添加量分别指在饲料或饮水中添加的数量和提供给使用者具有明显商业意图的“建议”值。一般来说，这几个名词有时被混为一谈，在生产实际中，以需要量和建议添加量最为常用。

维生素的需要量不等同于NRC 等研究机构的数据，建议添加量更不引用研究机构的数据。确定维生素的需要量与其他营养素类似，基于剂量反应和互作2 点（图2）。

如图2 所示，对维生素供给量的3 个基本假设：随着自变量（供给量）的变化因变量（动物的某一项/或综合性能指标）在一定范围内随之发生改变；自变量与因变量之间在这个范围内有明确的数量相关关系；此数量关系表现出典型的“边际效应”，即随着自变量递增因变量回报递减。

图2 维生素的供给量与动物整体反应示意图

已知的需要量都是基于特定条件下的“供给量”，均源自动物试验。例如，对NRC 需要量的普遍理解是“动物不出现缺乏症”的临界值，“特定条件”即为不出现临床可见的缺乏症。以产蛋鸡为例，维生素D3的需要量为300 IU/kg，所谓的特定条件为褐色蛋壳、日采食量110 g（9th NRC，1994）。而在这个基础上，意图获得正常的生产性能、面对无法避免的应激、维持抵抗疾病感染的免疫力、获得最佳生产状态等不同的目的，则要在临界值的基础上提高“供给量”。再如，产蛋鸡的维生素D3需要量为3 300 IU/kg，所谓的特定条件则变为褐色蛋壳、日采食量106～114 g，达到该品种预期的产蛋性能（Hy-Line，2016），就是临界值之上设定的供给量。相差不止十倍的原因就是增加了生产环境条件下预期的生产性能。但是国内家禽企业为用户提供的手册资料中大多数都未包括维生素需要量数据，即使提供也是引自国外蛋鸡品种。最大的建议添加量对应最高生产状态的需要量。超过这个剂量，暂且不论最高生产性能往往与最佳投入产出比不符，即使不出现中毒现象，也是浪费。不分背景地超量添加是维生素的精准营养可以做减法的主要原因之一。

为什么不利用动物的直接需要量而偏要利用间接的“需要量满足度”去设计呢？其实，利用满足度的概念设计，是有其背景原因的，甚至可以说是不得已而为之。

首先，维生素之间存在互作，或者说是几个维生素共同在体内发挥某一类生理功能。考虑维生素的供给，需要注意整体参与体内生物反应的特点，如脂溶性维生素的抗氧化功能与水溶性维生素的物质代谢功能。因此，基于对维生素发挥营养功能的认识，成组观察n 个维生素对特定指标的影响，就构成了维生素互作对需要量的影响。由此推论，假如几个维生素存在剂量反应的互作关系成立，则绘制曲线难度大幅上升。

其次，维生素是通过参与酶化学反应维持正常机能的“中间物质”，而非体内的沉积物质。因此，无法用最大沉积量获得对应某一生产性能的需要量，而对应的是动物不同生命活动顺序的反应。例如，缺乏症/维持新陈代谢-正常生产水平-抵抗恶劣环境/应激状态-获得最佳生产状态，都对应不同幅度的维生素需要量上升。

还需要特别说明的是，图2 是理论假设的示意图。由于维生素动物试验的特殊性，以及受采食量的影响，未指定具体动物种类/性能对应的数据，也没有具体维生素品种的特征曲线，因此横坐标无法使用浓度表示需要量，而用供给量。例如，从理论角度可以推论脂溶性与水溶性维生素的曲线存在明显差异。因此，图2 仅限于解释而用。

4.1.2 设计满足度与设计平均满足度 这2 个指标都是设计过程中的中间指标而非目的指标，即仅为设计本身而用。设计满足度专指在设计添加量下某一维生素的供应量占需要量的百分比。平均设计满足度是指复合维生素中全部n 个维生素满足度的算数平均值，对于单胃畜禽来说，n 一般为12～13，反刍动物n 为4～5。

理论上，假如某一维生素100%满足需要，即供给量等于需要量，则设计满足度为100%；如果所有维生素的满足度都能100%满足需要量，则这时的设计平均满足度也为100%。或者，基于设计添加量150 g/t 的限制，允许设计满足度小于100%。实际中，设计一个商品复合维生素不可能仅限用于一种饲料产品。也就是说，在具体设计中，要尽量使一款商用复合维生素兼顾满足不同阶段或性能的需要。因此，设计满足度和设计平均满足度均用于反映配方的平衡程度，是为了产品能通过调整添加量满足兼容性要求的根本基础。各维生素的满足度数值越接近平均值，平衡程度越好。可以方便地比较出任意2 款配方的平衡程度。当然，在尽量提高满足度的同时给载体留有空间。

4.1.3 满足度极差 以设计添加量为基础获得建议添加量范围，对应这个范围即可以获得平均满足度和满足度极差这2 项指标。平均满足度用于评估产品在实际使用中的性能指标，是对应不同添加量时各种维生素需要量满足度的平均值。但仅关注平均值是不够的，除非能反映平均值在建议添加量范围内处于的位置。良好的设计不应出现某一种维生素的满足度超低，而另一种超高的现象，因此引入极差的概念，通过极差，可以简便地对平均满足度相似的产品或在添加量相似的情况下比较配方的平衡程度。

4.2 适用对象 凡有设计必先确定适用对象，才能讨论维生素的需要量。因此适用对象属于设计前提条件。决定维生素需要量的因素至少有7 个：动物种类、品种、日龄、生产性能、饲料原料组成、环境及应激。营养师根据面对或预期的实际情况和要求确定具体的添加量。确定配方的适用对象比较简单，但是如果适用对象超过一个或不在同一个生理阶段或有性能指标的变化则不再简单。例如由蛋鸡幼雏期进入育成期必然导致需要量发生变化。目前已经出现针对指定品种（如肉鸡）特定阶段的商业设计需求。

4.2.1 需要量与添加量 厘清需要量与添加量的区别比较容易，主要的考量差异在于使用“添加量”的对象群体规模与获得“需要量”的试验测试群体规模有巨大差别。另外，面对预期的性能、所处地理位置、季节等诸多外界环境因素，理论上都影响需要量。在此需要量基础上经调整后得到的添加量往往高于需要量，有些维生素甚至高出数倍，如维生素D。采食量是一个至关重要但常被忽视的因素。

需要量大致来自2 个途径：研究机构的数据，全球性的（如NRC 等）权威营养标准，或区域性的国家标准（如GB），相对来说都是固化的数值，修订的时间周期相当长；另一类是商业途径，如育种/维生素制造/ 饲料养殖等商业机构/公司的数据。实际生产受后者影响较大。在世界范围内长期不使用NRC 等研究机构的数据有其原因。已经获得的数据，都是在特定背景条件下获得的某一单项维生素的数据，而这样的研究试验设计均将其他维生素设定为“充足供应”下获得的缺乏症临界值，例如，在测定维生素A 需要量时，基于其“充足不过量中毒”的假设前提，其他11 种维生素则需要都处于这个状态。也就是说存在过剩现象。至今，尚未见到生产条件下除待测维生素外其他全部维生素都处于缺乏症临界值的有关报道。为了尽量降低复杂性，需将“近似特征或功能”的维生素归类成为一组进行考虑，就出现了“需要量比例”的概念，例如卵生与胎生动物在维生素A:维生素D、泛酸:烟酸，以及各水溶性维生素之间表现出固定的比例差异。

在同一个可控的试验条件测试动物对12 种维生素的不同剂量反应其难度大到不可能完成的程度，费用太高，测试的精度与个体差异、测试方法误差也远远不是正交试验可以完成的，除了实力雄厚的育种公司和维生素制造商，其他机构很少涉足。这却是维生素的精准营养能做减法的主要空间之一，可留给将来逐步摸索。

添加量指在饲料或饮水中添加的剂量，理论上与需要量之间的主要差别是高于需要量。实际上添加量是以在特定的试验研究条件下获得的数据为基础，一般都要经过扩大适用范围、阶段或用途的归类、数值平均和取整、对假设的特殊需要的剂量外推等调整加工后进行设定。对维生素而言，相当多的使用者由于缺乏数据的二次加工能力则常常直接采信某机构提供的数值，且不包括天然背景。

4.2.2 设计添加量（Dosage for Design）与建议添加量（Recommend dosage） 人为固定一个添加量基数作为设计基础，称为“设计添加量”，是设计复合维生素的前提条件之一，是为方便设计人员而在设计过程中使用的指标。设定设计添加量的技巧是在尽量接近行业能普遍接受的添加量下限的前提下能够容纳全部维生素品种及载体，如畜禽150 g/t 饲料、水产动物200～300 g/t饲料。随着混合设备和复配技术的进步，应尽可能节约配方空间，尽量浓缩，少用载体。

建议添加量对单项维生素与复合维生素而言有所不同，主要突出“建议”，无权威性，无强制性，但后者的商业行为更明显，法规的限量限制的体现也更直接。至于是否掺杂了商业意图引导倾向则另需审视。理论上，设计添加量与建议添加量之间还应该考虑动物品种和饲料天然背景，但是实际生产中还做不到。目前对饲料加工的过程和贮存阶段的损失量了解并不充分，因此损失是否包含在建议添加量之中尚无一致意见。

泰高中国（Nutreco China）依据蛋鸡需要量建议的蛋鸡不同育成阶段的各种维生素建议添加量见表1。

表1 泰高中国蛋鸡不同育成阶段的各种维生素建议添加量

表2 为泰高中国一组尚待发布的蛋鸡产蛋阶段的维生素建议添加量数据，显示不同的产蛋阶段/鸡龄的需要量不同。13 种维生素中7 种有所变化，总体增幅达27%。其中增幅最大达67%（维生素B12），减幅最大达55%（维生素B1）。而这组数据的适用对象和所处环境均在中国。

表2 泰高中国蛋鸡不同产蛋阶段的各种维生素建议添加量（未发布数据）

表2 中的建议添加量数据直接依赖于3 个前提：需要量的异地验证结果；预期的规模生产性能或实际使用效果评估，特别是饲料原料和采食量；不断地反馈修正。由于蛋鸡延养到100 周仍然还在摸索中尚未定论，这3点均尚处于验证阶段。所以表2 的数据尚在验证之中，目前限于举例说明和演示设计过程，慎重直接套用。针对各种维生素需要量对此阶段的特殊营养功能和数值的具体采信范围后续讨论。

表3 为荷兰泰高集团的数字营养模型（NutriOpt）家禽模块中商品产蛋鸡板块的建议维生素添加量，在世界各地适用，显示出面对产蛋平均性能水平、需要改善蛋壳质量或蛋鸡处于高应激环境下的不同需要量。

表3 泰高集团不同生产性能蛋鸡的维生素建议添加量

复合维生素的建议添加量是二级指标，在设计添加量的基础上，完成配方设计并定型后，遵循图2 展示的70%～100%供给量原则，即对应获得“正常生产水平—最佳生产状态”，计算得出一个建议添加量范围，是推荐给用户直接使用的设计结果。满足度则是制定建议添加量的基础，应始终遵循“合理、有效、尽量低”的原则。通过调整添加量的方法——“一上全上，一下全下”达到均衡满足70%～100%的需求。这个区间基于“70%的剂量获得90%性能和性能回报递减”和“100%剂量投入获得100%最佳性能”2 个原则而设定，即下限应该达到的平均满足度为70%，上限不应该超过的平均满足度为100%。

4.2.3 建议添加量系数（Recommend dosage ratio） 建议添加量系数也是设计二级指标，指建议添加量上限与下限的倍数，是用于反映配方整体平衡程度和判断适用范围的指标。直接关系到模块化设计和必须考虑维生素限量（维生素A、维生素D 和维生素K3-亚硫酸氢二甲基吡啶甲萘醌（MPB），2625 公告）的问题。该系数大于等于1，系数越小适用范围越窄，但针对性越强，越吻合动物的需要；反之，系数越大适用范围越宽，但与动物的需要吻合程度变差；当系数等于1 时，则为固定添加量设计。适宜的添加系数对组织模块化生产很有用。

4.2.4 原料、含量与换算系数 选择原料也是设计前提条件，尽管进入实际生产后有频繁变动的可能。这里要注意无论设计依据来自于需要量或建议的添加量，都要厘清活性成分或原料化合物。例如，维生素A 是以IU表示的视黄醇乙酸酯，规格为500 000 IU/g；维生素E则是以mg 表示的DL-α-生育酚乙酸酯，规格为50%；维生素B1原料规格为98%，即活性成分硝酸硫胺的含量为98%，如果使用硫胺素作为活性成分，则需要再扣除8% 的硝酸根；维生素B6原料规格为98%，即活性成分盐酸吡哆醇的含量为98%，也不扣除18% 的盐酸根；维生素K3原料种类多，需要特别明示，如MSP 的规格为98%，即活性成分甲萘醌的含量为51%；维生素B12原料规格为1%，即活性成分氰钴胺的含量为1%。复合维生素的标签内容中活性成分的标识尚存在不统一的现象，这些是易出错而导致质量争议之处（可参见表4），国际贸易间更要注意。

表4 商品维生素与其活性成分之间的换算

4.3 配方评估与筛选 完成设计后产品定型前，需要对配方进行比较和评估，评估的目的是筛选最佳设计方案。至少需要设置一个参照对象，也可以多重或交叉比较，包括性能配置和添加成本。复合维生素产品单价高，放大系数高，使用地理范围广，升级周期长，因此定型或投产前的评估与筛选就显得很重要。相对含量比较是与在设计过程中设置的参照配方进行比较，以设计配方的某一维生素含量占参照配方该维生素含量的百分比。物理性状的评估与筛选在小样制作和试产环节进行。可以从3 个不同角度评估设计配方的经济指标，包括基于达到同等的平均满足度、达到同等的预期性能或同等添加量的直接添加成本比较（仅含复合维生素的原料成本），以选取当期的市场平均价格为比较参照基数为宜。

5 设计配方案例分析

仅了解和具备维生素基本知识和设计思路尚不足以设计出商业价值的复合维生素产品，还需要对动物营养及饲料配方设计有专业认识和积累相当市场需求经验才能胜任。另外，即使完成了配方设计，如果不涉及载体/辅料选择、混合工艺和参数、质量保障及控制等，也不意味着能够制造出一款出色产品。因此，复合维生素产品设计的初学者可以通过以下案例的步骤、参数确定和利弊分析，了解各步骤的作用和关键点。最后，设计的方法并非一成不变，可以尝试在设计其他具备类似营养需求模式的营养素中借鉴使用。

本文以设计一款能满足商品产蛋鸡延养（简称“延养蛋鸡”）需求的新配方作为案例演示设计过程并进行分析。设计的前提条件为供延养（72～100 周龄）蛋鸡使用，也就是为满足“100 周产500 枚鸡蛋”的生产目标而设计一款专用的复合维生素，即使条件比较差，也能够饲养到90 周左右。假设的适用对象和性能要求：引进或本地商用蛋鸡品种，72～100 周龄，可兼顾60～100 周龄使用；全年、全域适用；预期的最高生产性能为100 周产500枚蛋、阶段内死淘率＜5%；特别适用于经济环保型日粮（低蛋白，低磷）和复杂日粮（麦类杂粕型）以及典型的玉米-豆粕型简单日粮；采食量100～130 g/d；笼养；含有13 种维生素，适用于加工复合预混合饲料和粉状全价饲料；还考虑包括控制蛋重、脂肪肝、蛋壳质量在内的特殊需求。由于超出现有的经典产蛋期专用复合维生素产品适用范围，无论如何调整添加量，都不适用于这个目标，所以需要重新设计。设计代码为New xxx。

延养蛋鸡维生素的需要量理论上至少受品种、日龄、生产性能、饲料原料组成、环境及应激的影响。但由于这项技术在国内仍处于技术摸索的前期阶段，仅有的经验又限于国外品种如Hy-Line（海兰）和基于精准饲养理念，所以表5 中的“L Laying 19～72 周龄”和L“Laying 72 周龄以上”分别对应经济型（Economic）产蛋期19～72 周龄和从72 周龄起延养的建议添加量数据。

关于表5 中设计延养蛋鸡复合维生素配方的各项技术指标及解读：

New xxx 的设计添加量为（150 g/t），13 种维生素对应的设计满足度以维生素C 最低为26%，维生素A 最高为52%，其中设计平均满足度为48%，满足度极差分布在26%～52%，在接受范围。说明蛋鸡可以相当均衡地获得13 种维生素。其中，维生素C 相对低的满足度首先考虑存在饮水补饲途径，也因为引入维生素C 需占用相当配方空间。此配方载体占比为8%～9%，属于高浓度的经济型产品。建议添加量对应的满足度具有实际使用意义。

选择一款上市时间超过10 年、市场使用效果反映良好的经典商品经济型蛋禽用复合维生素作为设计参照用配方（代码VM xxx）。含有12 种维生素，载体约占33%，属于中等浓度的标准型产品。从表5 中对应的各项技术指标可以解读出相关信息：在同等的设计添加量下（150 g/t），各维生素的设计满足度在0%～167%。因配方中不含维生素C，则满足度为0%，维生素B1最高，达167%，距离设计平均满足度（71%）离散很大。说明尽管这是一款有代表性的优秀蛋鸡用产品，但由于延养蛋鸡的维生素需求发生显著变化而不适用，无法按照需求均衡地提供各种维生素，特别是存在明显缺乏/不足（维生素C、叶酸）和过剩（维生素B1、维生素A）。

表5 产蛋鸡专用复合维生素配方设计示例

图3 将表5 数据以曲线简单直观地表现出来。其中，设计配方New xxx 用于老龄延养蛋鸡的设计满足度相当平衡，极差范围分布窄，除维生素C 外分布相对集中在50% 附近，说明该设计配方适用于此阶段。而参照配方VM xxx 显示假如将其用于延养蛋鸡，则设计满足度范围分布在0%～167%，即使剔除维生素C 的情况下，其平均满足度73%，但离散很大，说明设计配方New xxx 用于此阶段时明显优于参照配方VM xxx。生产实际中因为考虑到适用范围的兼容问题和生产中配方值投料取整以及量具计量限制，所以不过度追求满足度完全呈直线，取整数位即可，不必保留小数位。

图3 设计配方与参照配方用于延养蛋鸡的设计满足度对比图

利用图4 可以观察和评估设计配方的兼容特性，兼容范围越宽，工业适用性越强。图4 显示，设计配方New xxx 用于常规19～72 周龄产蛋鸡的设计满足度范围分布在23%～80%，平均49%，除了维生素B1和维生素A 的满足度偏低以外基本平衡，说明设计配方可以兼顾于此阶段。相反，参照配方VM xxx 用于19～72 周龄产蛋鸡，范围分布在50%～105%，在不考虑维生素C 的情况下，其平均满足度69%，剔除维生素C 后也达到64%，显示出参照配方仍是一款相当成熟、平衡的常规产蛋鸡用配方。

图4 设计配方与参照配方用于19～72 周龄产蛋鸡的设计满足度对比图

以上都是在设计添加量的前提下获得的结果，下一步则是要在这个基础上，计算出设计配方New xxx 的建议添加量（g/t）、平均满足度范围（%）、满足度极差和添加量系数。

根据“70%～100%”原则，可反推出设计配方的建议添加量为200～310 g/t。基于同样的建议添加量基础与参照配方进行比较，各设计参数见表6。

表6 延养蛋鸡专用复合维生素设计参数

基于延养蛋鸡的满足度情况，设计产品New xxx的建议添加量下限为220 g/t，上限为310 g/t，平均满足度范围达到70%～99%，即对应添加下限的平均满足度为70%，对应添加上限的平均满足度为99%，即通过添加量获得29 个基点供给量可调范围。而参照配方VM xxx 在同样添加剂量时，对应下、上限平均满足度为104%和156%，全部超出100%，差异达52 个基点。此处需要说明，参照配方基于同样的建议添加量是为了比较满足度，也可以反过来另行计算等满足度时比较对应的建议添加量上、下限。

理论上，满足度低于70%不能达到生产性能的要求，而超过100%失去营养学意义，过剩浪费或负面影响以至于超限中毒，说明在同等添加量下，新设计的配方更好。

利用平均满足度仅反映13 种维生素的平均情况，无法反映平均值的离散程度。因此引入极差反映平均满足度的离散情况，避免出现看似平均满足度很理想，但实际上打破了各维生素间供给平衡的情况。比较平均满足度极差均基于建议添加量。将设计配方（New xxx）用于延养蛋鸡时，对应下限和上限的平均满足度极差分别为37%～76% 和53%～107%。而参照配方VM xxx 则分别为0%～244% 和0%～409%，离散度远远超出设计配方，维生素C 扮演了重要角色。

在本设计中，建议添加量系数为1.41。在此范围内，使用者可以通过简单调整添加量，达到方便调整平均满足度的目的，而非某单一维生素的满足度。但是通过增减添加量获得预期的平均满足度有一个限度，超出这个限度，应考虑更换其他配方。

例如，产蛋鸡的维生素D3需要量为3 300 IU/kg，特定条件为日采食量106～114 g。但是从冬季的采食量115 g到夏季的95 g，变化幅度约17%，就可以方便地将添加量增或减17%即可。如果叠加南、北方采食量的差异，可达90～120 g 或更大。反之，如果配方不平衡，17%的调整将会出现明显的过量或不足。更大的落差幅度可以达到25%，因此恰当的添加系数保持应在40%～50%。

不合理的、随意设置的建议添加量、设计不合理的配方往往系数超过2 或更大，将导致缺乏或过剩，直接影响动物的生产性能表现，市场上仍然可常见。

关于添加成本的分析，可以基于同等平均满足度、同等性能或同等添加量直接比较。但因本设计案例为全新设计，与选择的参照配方用途、性能等级定位均不同，因此都不适用。

6 总结

利用满足度设计可以帮助快速完成复合维生素配方设计。满足度设计概念一方面可以提高维生素的应用效率，减少盲目性，另一方面可以通过调整添加量尽量扩大配方的使用范围，为饲料企业组织模块化生产提供便利，提高生产效率。满足度设计特别适合设计定制和客制产品的配方，能快速设计、筛选和优化微调配方、显著降低盲目性，尽量扩大使用对象将产品数最小化。不过，这仅是实现精准设计的一个辅助工具，设计一款优秀的配方仍然依赖专业知识和设计经验以及反复微调才能完成。

本质上，满足度设计依然相当程度上受维生素需要量单一评估方法的局限，背后核心依然是确定维生素的需要量，而确定需要量仍然有很多空白。从动物需要量转化为行业普适的建议添加量，需要行业层面在研究数据的基础上积累实用验证并反复修正。相比之下，水产动物用复合维生素的配方设计最为复杂，反刍动物最简单。因此可以从简入繁作为初次利用满足度设计的入口。整个设计过程基于Excel 计算工具，未形成App。为持续优化投入品回报率，降低综合成本和探讨投入品减量行动积累数据，今后还有很多工作可以继续。

注：本文为2020 年12 月14 日“2020 中国维生素产业发展高层论坛”的专题报告“商用复合维生素配方精准设计及实例”的文字版。

参考文献（略）