复合微生物发酵饲料及其在养猪生产上的研究进展

2017-12-22 10:52:45      点击:

导读

我国是养猪大国,据国家统计局统计2016年全国年底生猪存栏量43504万头,全年生猪出栏量68505万头,而猪养殖是典型的耗粮型养殖,这就导致我国人畜争粮十分严重。而发酵饲料作为近年来的研究热点之一,可以有效提高饲料原料的营养价值及利用率,将猪不能或只能少量消化吸收利用的饲料原料“变废为宝”,为饲料原料的选择提供新的思路。本文就近年来发酵饲料及其在养猪生产上的相关研究进行综述,为今后发酵饲料的研究及应用提供理论依据。

1发酵饲料的定义及作用

1.1 发酵饲料的定义

发酵饲料是指在人为控制的条件下,通过微生物的代谢,将具有矿物性质、动物性质及植物性质的营养物质转换为多糖、蛋白质及脂肪,转化为有机酸、酶、多肽等小分子物质,使得饲料更容易被畜禽消化吸收,且无毒副作用。按照生产工艺可将发酵饲料分为液态发酵饲料和固态发酵饲料两类。液态发酵饲料是指将饲料原料与水按一定比例(1∶1.5~1∶1.4)混合后再充分发酵后形成稳定状态的液态饲料。而固态发酵是指微生物在没有或基本没有游离水的固态基质上的发酵方式。

1.2 发酵饲料的作用

发酵饲料可以有效提高动物的生长性能,改善动物健康,同时发酵过程还会改变饲料中含有的活性物质及营养成分,减少饲料的抗营养作用。发酵过程中可以产生丰富的酶,除了一些淀粉、蛋白、脂肪酶外,还能产生很多动物本身不能合成的非淀粉酶,如纤维素酶、果胶酶、葡聚糖酶。在这些酶的作用下,饲料中的一些大分子物质降解成更易吸收的小分子物质,一些高分子碳水化合物转化成可吸收利用的低分子碳水化合物。且微生物本身所产生的菌体蛋白,也是一种优良的蛋白质,相比于植物蛋白具有更高的营养效价。

通过发酵可以降解或去除饲料中的抗营养因子,同时可以产生各种生物活性物质,如活性肽、寡糖等,发酵后所产生的一些醇类、芳香烃、多糖类物质使得饲料具有各种香味、甜味,改善了词料的适口性,可以增加畜禽采食量,提高饲料转化率,促进动物健康生长。

在发酵过程中,可以通过微生物降解或分解一些生物体不能利用的营养物质(如粗纤维等),同时生成生物体可以利用的营养物质(如蛋白质等),提高饲料的营养价值,改善适口性。

发酵饲料中含有大量的有益微生物,这些微生物在进入到动物体内后,可以调节肠道微生态环境、pH值,可以通过与肠粘膜的吸附作用抑制病原菌的生长,同时大部分的益生菌还可以分泌各种抑菌、杀菌物质,可以有效防止病原微生物对动物体的侵害。其他抑菌作用还包括竞争性拮抗、生物夺氧作用等。

2饲料原料发酵的研究进展

2.1 豆粕

豆粕是一种植物性蛋白质原料,作为最主要的植物性蛋白来源,不仅适口性、安全系数高、易于储存,而且营养价值高、易于消化吸收。对豆粕进行发酵,可以有效提高其CP含量,改善AA 组成,提高必需AA含量,降低其抗营养因子含量,进一步提高豆粕的营养价值。莫重文等采用米曲霉和啤酒酵母混合菌株固态发酵生产发酵豆粕,CP含量可达49.10%,比原料中增加了12.10%。

通过在饲料中添加发酵豆粕,可以有效的提高生长性能及免疫力,降低腹泻率。熊莹等研究发酵豆粕对保育猪(17kg左右)生长性能及免疫力的影响发现,发酵豆粕能有效改善保育猪生长性能,提升仔猪免疫力,添加水平以10.00%为宜。李少宁等研究发现在鲁烟白猪生长猪(22.3±1.2kg)日粮中添加15%的发酵豆粕最佳,能够显著提高鲁烟白猪生长猪的生产性能和养分消化率,同时能够改善鲁烟白猪生长猪的血液生化指标,增强抗病力,降低腹泻率。5%发酵豆粕可以显著提高生长猪生长性能,促进蛋白质的沉积和养分的吸收利用,减少氮的排出;当发酵豆粕替代豆粕提高至10%和15%,在提高生长猪生长性能和降低粪便中养分排出方面没有明显优势。

2.2 菜籽饼粕

菜籽饼粕的粗蛋白含量较低,抗营养因子较高,使用前需要进行脱毒,阻碍了其在饲料中的应用。对于发酵菜籽饼粕的研究主要集中于提高其蛋白质含量与降低抗营养因子。董绪燕等采用枯草芽抱杆菌对菜籽饼粕进行发酵发现,菜籽饼粕中硫甙、异硫氰酸醋和恶唑烷硫酮得到完全降解,产生较高的溶栓酶,有利于提高油菜饼粕的附加值;刘军等通过固态通风发酵研制低硫甙、高蛋白的菜籽粕发酵饲料,其硫甙含量为0.11umol/g,降解率达99.66%,CP含量为50.13%。

2.3 棉籽粕

棉籽饼粕是以棉籽为原料经脱壳、去绒或部分脱壳、再取油后的副产物,其营养价值随棉花的品种、种植环境、是否去壳及榨油工艺的不同而不同。CP含量一般为33%~45%,粗纤维含量随脱壳程度的不同而异,一般在10%~14%,含有丰富的VE和B族维生素等,但棉籽饼粕Lys及Met含量较低,氨基酸组成不平衡且含有对动物机体有毒害的游离棉酚、环丙烯脂肪酸、α-半乳糖苷等,限制了其在畜牧生产上的应用。

通过微生物发酵,可以有效的去除棉籽饼粕中的抗营养因子,改善其适口性,改善AA平衡,提高蛋白质含量,大大的提高了其营养价值。张文举等研究表明热带假丝酵母ZD-3和黑曲霉ZD-8复合发酵极显著的降低棉籽粕饼中游离棉酚的含量,提高了其CP、AA、必需AA的含量,提高了Lys和Met的含量。顾赛红等利用黑曲霉PES对棉仁粕进行固体发酵,游离棉酚由498mg/kg降为67mg/kg,同时CP增加了10.92%,Lys和Met分别增加了12.73%和22.93%。

2.4 酒糟

酒糟是用淀粉质或糖质原料通过发酵而制造酒类产品时的工业副产品,资源极为丰富。随着我国啤酒产量的连年增加,废糟也相应增加。根据生产厂家和工艺的不同,产生的酒糟的营养物质具体含量的差异也较大,一般而言,其主要的营养价值特点是蛋白质含量高(10%~19%),淀粉含量低、高纤维(14%~18%),此外酒糟含丰富的B族维生素,但缺乏VA和VD,蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸含量也非常高,还含有丰富的发酵产物,如酵母和活性因子等。通过发酵可有效解决这些问题。梁峰等对白酒糟额发酵工艺进行改进,最终得到了粗蛋白为27.5%,纤维素酶、淀粉酶活性较高,同时又有较高的维生素含量和较全面平衡的氨基酸含量。乔家运等用酿酒酵母和嗜热链球菌固态发酵白酒糟并40%的比例添加到麦麸做辅料,用这种辅料以10%的添加比例添加到育肥猪日粮中,提高了育肥猪的日增重。苏希孟研究表明,饲料中加入适量经过加工处理的发酵酒糟(10%~15%)能提高饲料适口性,明显提高育肥猪生长性能,降低饲料成本,提高瘦肉型猪饲养的经济效益。魏来等优化了白酒糟发酵的工艺参数,并按最优条件发酵后发现,提高了白酒糟粗蛋白质含量23.6%,降低了粗纤维含量43.0%。

2.5 中药及中药残渣

使用发酵中药及中药残渣时除了提高生长性能外,部分研究还发现可以提高免疫力,起到替代抗生素的作用。叶应健等研究发酵北苍术对断奶仔猪的影响发现,日粮中添加发酵北苍术组的断奶仔猪的血清各项免疫指标和生化指标较对照组及抗生素组均有不同程度的改善,其中添加量为0.2%组效果最好。

3发酵饲料在养猪上的研究进展

3.1 发酵饲料对生长性能的影响

通过发酵可以提高饲料的营养价值及消化效率,在发酵过程中产生大量发酵产物,可改善饲料适口性,提高采食量,从而提高猪只的生产性能。大量实验表明,饲喂发酵饲料,可明显提高猪的生长性能。胡新旭等在生长育肥猪(18~110kg)日粮中添加20%无抗发酵饲料,发现平均日采食量提高5.86%,平均日增重提高10.89%,料肉比显著降低4.38%。金桩等在生长猪(25~50kg)饲料中分别添加20%、30%和50%的乳酸菌发酵饲料,结果表明,与对照组比较,平均日采食量分别提高了3.47%、4.16%和4.88%,平均日增重分别提高了9.67%、11.47%和13.68%,料肉比分别下降了5.16%、6.35%和7.54%。添加30%~40%发酵甜叶菊废渣对藏猪与赣中南花猪杂交肉猪的生产性能影响不显著,但添加发酵甜叶菊废渣后总增重率提高了3.74个百分点。

3.2 发酵饲料对肉品质的影响

评定猪肉重要的感官品质指标有猪肉的色泽、嫩度、多汁性和风味,若猪经屠宰后,pH值下降过快或过慢,会导致猪肉色泽苍白或深暗,从而影响猪肉品质。影响肉品香味和嫩度等指标的主要因素是肌内脂肪,并且它与嫩度、风味物质和系水力间高度相关。滴水损失是反映猪肉系水力的重要指标之一,它的值越小,表明系水力越高。张娜娜等在育肥后期猪日粮中添加15%的发酵桑粉可显著提高生长性能并改善肉品质。刘春雪等在基础日粮中添加5%的发酵麸皮与对照组比发现,试验组日增重显著增加了13.49%,料肉比显著降低11.73%,屠宰率、第10肋眼肌面积和第10肋背膘厚等屠宰性能指标差异不显著,但试验组48h滴水损失降低18.84%,肌内脂肪提高了30.4%。

3.3 发酵饲料对肠道微生物的影响

发酵饲料可改善猪,特别是仔猪的肠道微生物平衡,抑制胃肠中外来致病菌的繁殖,降低腹泻率,提高生产性能。高印等利用益生菌发酵苹果渣对早期断奶仔猪(5.87±0.10kg)进行饲养实验发现,添加6%益生菌发酵苹果渣能提高断奶仔猪的生长性能,调节肠道微生态平衡,降低粪便中大肠杆菌数量和腹泻率,提高血清中内分泌激素含量,降低尿素氮和胆固醇含量。何谦等将乳酸菌液体种发酵的断奶仔猪饲粮饲喂仔猪,仔猪平均日增质量提高,料肉比和腹泻率均显著降低。吕锋等饲喂断奶仔猪由乳酸菌、芽孢菌和酵母菌以3∶2∶1发酵而成的全价饲料,与对照组相比,试验组(发酵全价料,且不含抗生素)日增质量显著增加;腹泻率明显低于对照组。张露露等研究发酵豆粕中大分子蛋白质和肽含量对仔猪小肠绒毛结构的影响发现,发酵豆粕能够有效提高小肠绒毛高度,降低隐窝深度,增加V/C,有效改善仔猪小肠绒毛结构。同时,对仔猪的生长性能具有促进作用。马敏等研究发现,饲喂发酵饲料,可影响消化道发育,较明显地增加了T1组的膜脏指数,同时胃指数也略有増加,相比较对照组,空肠和回肠的绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度均有所増加,且在回肠尤为明显。

3.4 发酵饲料对免疫的影响

研究表明发酵饲料不仅可以提高生长育肥猪的生长性能及肉品质,还可以提高猪对营养成分的消化率,减少环境污染,提高免疫力等效果。金桩等研究乳酸菌发酵饲料对规模化猪场生长猪(25~50kg)的影响,发现添加20%、30%、50%的乳酸菌发酵饲料的发病率比对照组分别降低了38.46%、46.15%和69.23%。刘瑞丽等研究发现,非常规日粮(酒糟粉、菜籽粕和血粉按比例混合发酵)发酵后干物质提高11.65%,有机物提高4.44%,粗蛋白质提高5.18%,粗纤维提高38.46%,总磷提高23.55%。同时,发酵饲料能有效控制腹泻和显著减少粪臭,可提高生长猪粪中乳酸菌含量,降低粪中大肠杆菌和沙门氏菌含量。周红妹等用发酵饲料饲喂育肥猪发现,显著提高了育肥猪平均日増重,降低饲养成本,提高机体抗氧化能力和増强机体免疫力。

4小 结

与传统饲料相比,发酵饲料具有提高饲料利用率,改善肉品质,提升免疫力等优点,现已在商品饲料中广泛应用。但与其他养殖业发达国家相比较,我国现有发酵技术、设备和使用模式等方面,以及液体发酵饲料的开发与应用仍有很大差距,有待进一步研究来填补空缺。随着发酵技术的逐渐成熟,可以预见发酵饲料将在饲料行业中发挥重要的作用。

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