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最新!微生物發酵飼料在畜禽養殖中的應用與發展前景

作者:楊軍 徐凱  來源:飼料博覽   更新時間:2018-05-26  閱讀數:0

導讀

“民以食為天,食以安為先”食品是人類賴以生存的基本物質條件,食品安全直接關系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全、更關乎每個家庭的幸福,直接影響到一個國家和民族的生存發展。黨和國家高度重視食品安全問題,采取了一系列政策措施,相繼頒布與實施了《中華人民共和國食品安全法》,《農產品質量安全法 》對農產品質量安全管理提供了法律保障。當前我國的畜產品安全不容樂觀,畜產品質量安全已經成為全社會普遍關注的熱點。

 

隨著畜禽養殖行業的快速發展,畜禽飼料中抗生素的廣泛添加,造成了動物體的抗藥性,促使一些病原菌也產生了耐藥性,嚴重影響了人類健康安全。隨著國家和政府不斷重視畜產品安全,推進畜牧業綠色發展,飼料添加劑中抗生素的使用逐步受到限制,同時也促使了非抗生物飼料添加劑的發展和應用。微生物發酵飼料是運用微生物發酵技術對豆粕、玉米、秸稈、酒、麩皮等底物進行發酵分解而生產的飼料蛋白、酶制劑、益生菌、氨基酸、維生素等新型環保飼料產品,從而彌補常規飼料中缺乏氨基酸、維生素等營養物質的不足,具有促進消化吸收、提高畜禽健康水平及無二次污染等特點,已經受到社會大眾的廣泛關注。

本文綜述了微生物發酵飼料的作用機理及其在畜禽養殖中的應用,探討了當前微生物發酵飼料在生產和應用中存在的問題及發展前景,為生物發酵飼料更好的應用與研究提供參考。

1微生物發酵飼料的作用機理

1.1 微生物調節腸道微生態平衡

發酵飼料是由有益微生物發酵而生產的,發酵飼料中含有多種功能益生菌,這些功能益生菌進入動物腸道后,能夠廣泛定植在動物腸道內,有益菌通過競爭性抑制作用阻止有害微生物繁殖,改善腸道微生態平衡,促進腸道對營養物質的消化和充分吸收。同時,有益菌在腸道內能生長形成致密性膜菌群,形成生物屏障,防止有害物質和廢物的吸收,有效增強動物機體對病原菌的抵抗力,保障動物機體健康。

 

1.2 微生物代謝產物促進營養物質吸收增強機體免疫力

發酵飼料在生產過程中,微生物大量發酵繁殖,產生多種次級代謝產物,包括一些有機酸、氨基酸、酶類、核苷酸及維生素等多種活性物質,增強腸道對營養物質的吸收,提高飼料的利用率,減少氨和其他腐敗物質的產生,改善養殖環境。同時產生的一些抗菌物質能夠有效抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌的生長繁殖,從而抑制動物病原菌的生長繁殖,改善動物腸道環境,提高機體的免疫力。

1.3 發酵底物經微生物消化分解有利于機體吸收

微生物發酵飼料常用的發酵底物有玉米粉、豆粕、麩皮、秸稈、酒糟等物質,這些物質中含有大量的抗營養因子,不能在動物腸道內充分消化吸收,影響飼料的利用率 。通過微生物的體外發酵,一些大分子有機物如粗纖維被降解為小分子的有機酸等容易被腸道吸收的物質,同時底物中的一些抗營養因子經過微生物的分解,抗營養因子水平降低或是消除,能夠促進動物對飼料的吸收,提高飼料的利用率。

2生產微生物發酵飼料的菌種及生產形式

2.1 菌種

當前用于發酵飼料生產的菌種主要有酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和霉菌等幾類。這些種類微生物主要具有以下功能:能夠分泌大量的蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶等酶類,能夠快速分解底物,促進營養物質的消化吸收;產生核苷酸、維生素等物質,增加飼料的營養成分和價值;能夠增強動物的免疫力,提高動物抵抗病原菌等的侵染能力。

乳酸菌在發酵飼料中是應用的比較多的一類細菌,常見的有30多種,包括同型乳酸菌、異型乳酸菌、兼性乳酸菌和雙歧桿菌等幾類。其在發酵過程中能夠迅速產生乳酸,使發酵底物快速酸化,有效防止梭菌等有害雜菌的污染,抑制發酵底物變質。在發酵飼料中應用的酵母菌主要有20多種,包括釀酒酵母、假絲酵母、畢赤酵母等,在發酵過程中產生天然的酵母香味,增加飼料的適口性。應用的芽孢桿菌有將近10多種,主要包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌和蠟樣芽胞桿菌等,芽孢桿菌在發酵過程中能夠產生大量的抗生肽,有效抑制一些病原菌的生長繁殖。同時酵母菌和芽孢桿菌能夠迅速消耗發酵底物的氧氣,為乳酸菌的生長繁殖提供厭氧環境,促進乳酸菌的繁殖生長。應用的霉菌有將近10種,主要有黑曲霉、白地霉和米曲霉等,這些霉菌在發酵過程中能夠產生大量的纖維素酶、淀粉酶、果膠酶、蛋白酶、植酸酶等酶類,有效分解發酵底物,同時霉菌菌體蛋白也很豐富,可以達到20%一30%。

2.2 發酵飼料的生產形式

發酵飼料可以分為液體發酵飼料和固體發酵飼料,其中液體發酵在國外應用較多。發酵飼料按使用的發酵底物類型不同可以分為兩種,一是全價發酵飼料,二是發酵產品作為一種飼料添加劑或預混料的形式添加到全價飼料的配制過程中。液體發酵飼料可以有效改善飼料的消化特性,提高動物的生產性能,但存在發酵過程的調控,發酵的經濟性等問題,在一定程度上限制了其應用。固體發酵飼料指發酵底物含有少量的游離水,發酵底物為微生物生長提供良好的載體,同時也為微生物提供豐富的碳源、氮源等營養,在生產上具有操作簡單、無二次污染等特點,在我國應用廣泛。

當前國內采用的固態發酵方式主要是厭氧發酵微生物發酵飼料,一種是適合養殖戶自己操作的袋裝發酵,另一種是規模化生產線的袋裝發酵飼料。在發酵過程中,其運用的微生物種類基本相同,主要是酵母菌、芽孢桿菌和乳酸菌 。固態厭氧發酵袋式發酵方式相對來說操作簡便,發酵成品無需烘干,在生產上應用廣泛。固態發酵技術只需接種、混合、包裝等幾個過程,能夠節省勞動強度,適于在我國推廣應用。

3發酵飼料在畜禽養殖業中的應用

3.1 豬

研究表明,微生物發酵飼料能夠有效促進斷奶仔豬、生豬的生長,提高飼料的消化率,增強機體免疫力。在海南某豬場的試驗結果表明,用發酵飼料替代豬場原有配合飼料的5%,育肥豬出欄期可以提前約10 d,大大節省了養殖成本,提高了養殖效益。

3.2 反芻動物

微生物發酵飼料除了在豬生產中有較多的應用之外,也廣泛應用于反芻動物的養殖生產中。不論是在調節幼齡反芻動物營養吸收方面還是用于成年反芻動物,微生物發酵飼料都可以有效改善動物的生長狀態,利用其生物特性,加快營養吸收,提高養殖效益。

趙華等研究表明,飼喂氨基酸發酵飼料的泌乳牛平均日產標準乳要顯著高于對照組,比對照著提升11.4%。余淼等將采用食品工業廢棄物發酵制成的生物飼料添加到肉牛飼料中,發現可顯著提高總蛋白、白蛋白、IgA、IgG、IgM的含量,降低谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶的活性,提高機體的抗氧化性。楊寶珠將EM飼料飼喂肉牛,發現肉牛的Et增重有顯著提高,提高約30%,有效的提高了養殖效益 。

3.3 家禽

將發酵飼料添加到肉雞的日糧中,可以有效減少抗生素等藥品的使用,改善肉類品質。孫汝江等將固態微生物發酵飼料添加到蛋雞的日糧中,研究表明,隨著發酵飼料添加量的增加,雞的產蛋量和產蛋率顯著提高,哈氏單位和蛋黃顏色有明顯改善,可見發酵飼料可以顯著提高雞的生產性能,為養殖戶帶來更多的養殖效益 。張護等在肉雞飼養過程中添加自行發酵城市餐飲泔水飼料10%、20%、30%、40%、50%和100%,發現添加量為10%~20%時,能明顯促進雞只增重。閆理東等在肉仔雞日糧中添加發酵棉粕3%、6%、9%,研究表明, 日糧中添加發酵飼料3%、6%能夠提高肉仔雞的平均日增重、采食量、肉料比,提高養殖效益 。

3.4 水產養殖

微生物發酵飼料比傳統飼料更具有環保性,在漁業生產中具有廣泛應用。黃世金等將發酵飼料飼喂羅非魚,研究表明,微生物發酵飼料可以顯著促進羅非魚的生長、提高成活率,提高養殖效益。熊鋼等用EM發酵后的魚飼料飼喂魚,結果表明,在改善飼料營養、提高飼料的利用率及促進魚生長、增強機體抗病性能及改善養殖生態環境作用方面有顯著效果,對節糧養魚有很大的經濟價值,很適于養魚業推廣應用。王軍等在凡納濱對蝦的養殖過程中投喂經過復合微生物發酵的飼料,結果表明,養殖過程中持續投喂適宜比例的發酵飼料,能顯著促進幼蝦的生長,提高蝦苗成活率及餌料效率;與對照組比較,處理組蝦苗體色透明,攝食時間縮短。

4微生物發酵飼料在生產和應用中存在的問題

4.1 生產中存在的問題

發酵飼料在生產過程需要得到有效控制,目前在生產上還存在一些問題。我國發酵技術、設備和專業人才還相對落后,對于發酵飼料還沒有形成一定技術規范和生產過程管理監督制度,導致市場上產品多樣,標準不一,擾亂市場秩序。同時發酵飼料在生產過程中也容易受到外界環境污染,生產出來的產品存在一定的安全隱患。因此,需要規范行業的生產規范制度,建立相應的監管機構,對發酵飼料的產品質量進行統一的把控,保障行業不斷發展。發酵飼料在應用過程中,不同地區、不同種類的畜禽,其養殖效果有很大差異。如何選取適應當地畜禽腸道環境的微生物種群,對發酵底物進行發酵,是當前研究的重要方向。

 

4.2 應用中存在的問題

應用中存在的問題主要體現在發酵飼料在使用過程中,可能出現打破動物腸道微生態平衡的情況,比如乳酸桿菌引起的臨床感染。從免疫學的角度出發,發酵飼料中的微生物和次級代謝產物對動物體都是抗原,動物為抵抗這種抗原勢必會產生相應的抗體,動物產生抗體要消耗大量的能量和蛋白質,在這個階段飼料的回報率是很低的,表現為料肉比很高。因此生物發酵飼料的生產和應用還應結合動物營養學、動物生理學等相關學科,開發出安全的、能夠有效提升養殖效益的產品,保障行業可持續發展。

5小結

我國是一個農業大國,畜禽養殖業在我國國民經濟中占據著重要比例。發酵飼料可以有效降低飼料原料中的抗營養因子,抑制動物腸道內大腸桿菌、沙門氏菌等病原菌的繁殖,減少養殖行業抗生素的使用,有效的提高了養殖效益,改善了養殖業對環境的損害。隨著國家對環保問題的不斷重視,微生物發酵飼料在畜禽生產中將更加廣泛應用。當前,為了生產出品質好、成本低的發酵飼料,還需要開發一些規模化、自動化程度高的發酵設備,將發酵飼料的生產與動物營養學、動物生理學等相關學科結合,篩選一些功能性強、適應性強的菌株,選擇合理的科學配方,才能不斷滿足市場需求,提高養殖效益。

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