微生物发酵饲料在畜禽养殖中的重要作用与应用进展

2018-10-09 17:19:28      点击:
导读

随着畜牧业的快速发展,饲料中大量使用抗生素这一现象备受关注,在饲料中限制抗生素的使用也是我国畜牧业发展的必然趋势。畜产品的食品安全已成为养殖过程中最受关注的焦点,当下首要任务就是找到抗生素的替代品,而微生物发酵饲料正好完美地填补了这一空缺。发酵饲料在畜牧业中的应用越来越广泛,其产量、质量均得到了显著的增长和提高。微生物发酵饲料是在人为控制的条件下,主要以植物性农副产品为原料,在无氧条件下通过微生物的代谢活动和菌体繁殖,将饲料中难以被动物消化吸收的大分子物质和抗营养因子分解或转化为容易被畜禽采食、消化、吸收且无毒害作用的生物活性饲料。涂小丽等研究表明,饲喂微生物发酵料后极显著提高了猪对粗脂肪的消化率,并达到了饲喂添加抗生素的效果;但降低了粗纤维消化率;粗蛋白的消化率有一定提高的趋势;对饲料干物质、无氮浸出物等营养成分的消化率没有显著影响。现今,微生物发酵饲料不仅应用于生猪、牛、羊、鸡等家畜、家禽,同时在水产动物鱼、虾等方面也有应用,只是在集约化、规模化上的投入研究相对较少。文章主要针对微生物发酵饲料在畜禽生产中的应用以及影响该饲料品质的主要因素进行综述,为以后微生物发酵饲料在其他动物饲养领域更广泛的应用提供参考。


1微生物发酵饲料的主要特性

微生物发酵饲料的味道清香,具有很好的诱食效果,能够改善适口性,增加畜禽采食量。微生物发酵饲料中益生菌数量较多,益生菌是当摄入足够量时对机体产生有益作用的活性微生物。有益菌产生较多的乳酸和乙酸,可有效降低发酵饲料的pH值,达到快速发酵的目的。

2微生物发酵饲料的优势

微生物发酵饲料具有原料充足、利于环保、不受任何条件限制、成本低、回报高等优势。发酵饲料的原料多样化,既可以缓解粮食危机、饲料短缺、能源危机,解决抗生素残留和环境污染等问题,还能调整农业产业结构,实现能源综合利用,促进农业的可持续发展。

3影响微生物发酵饲料的主要因素

3.1 菌种的种类

美国联邦食品和药物管理局(FDA)和美国饲料控制官员协会(AAFCO)2009年公布允许作为饲料添加剂的微生物菌种有46种,我国2008年批准使用的有16种。2013版《饲料添加剂品种目录》中,允许添加的微生物菌种有35种。目前,研究与应用较多的饲用发酵微生物有乳酸菌、芽孢杆菌、活性酵母菌、双歧杆菌、肠球菌和链球菌等。菌种是发酵产品各种优良性状和特定功能的基础及关键影响因素。如今在应用上存在由单一菌种向混合菌种发展的趋势,同时菌种基因工程也在逐步发展。其中混合菌种之间的群体效应和接种量大小仍是当下的技术难点。程方等在马铃薯渣产蛋白饲料中使用混合多菌种进行发酵,结果表明黑曲霉Z9和啤酒酵母PJ组合为最佳菌种配伍,且菌种比例为1∶1时,效果较单一菌种更佳。祁宏山等在混菌固态发酵玉米秸秆的研究中发现接种剂量为8%时,得到的发酵产物的产量最高。在仔猪上利用混合益生菌可以增加小肠黏膜的厚度和隐窝深度,显著降低了大肠杆菌的数量。

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3.2 饲料原料

饲料原料的碳水化合物含量、含水量、pH值、粒度的大小等都会影响发酵饲料的品质。在饲料的发酵后期以乳酸菌为主导,以饲料原料中的可溶性碳水化合物为底物进行发酵,若碳水化合物含量过低将不利于乳酸菌的发酵。如玉米含有较多的淀粉和糖,是青贮的最好原料之一,而豆科牧草糖分低,蛋白质含量高,不宜单一青贮。刘晓明等对3种含水量相同的饲料原料发酵品质进行研究,发现各原料分别达到pH值稳定所需的时间玉米<豆粕<棉籽粕,而黏度强度棉籽粕>豆粕>玉米,益生菌存留数量玉米>豆粕>棉籽粕。


3.3 发酵饲料的生产工艺

生产工艺包括两部分,即微生物菌种的生产工艺和微生物发酵饲料的生产工艺。选择适当的菌种再加上合适的发酵条件和生产工艺才能得到高质量的发酵饲料。目前人们已对菌种配比、接种量、碳源、氮源、料水比、发酵时间、通气量等工艺参数进行了大量研究,但微生物发酵饲料的生产工艺远不止这些,走规模化和产业化之路还必须注重原料处理、生产设备研发、产品处理和检测等多方面的研究。


3.4 青贮方式

目前,发酵饲料生产方式有窖贮、包贮、堆贮、塔贮和袋贮。这几种青贮方式已被欧洲各国、美国和日本等世界发达国家广泛使用。不同青贮方式的饲料发酵品质存在着一定差异。崔原年等用全株玉米进行室内袋贮和窖贮青贮,结果室内袋贮发酵产物中没有检测到1,2-丙二醇,发酵产物以乳酸为主,随青贮时间增加,乙酸含量显著升高;窖贮检测到了1,2-丙二醇和少量的1-丙醇,发酵产物主要为乳酸,乙酸含量略低于乳酸。


4微生物发酵饲料在畜禽养殖中的应用

4.1 在反刍动物中的应用

反刍动物的胃比较发达,可以消化其他动物无法吸收利用的营养物质,因此非常规微生物发酵饲料在反刍动物上应用较多。目前,我国非常规饲料的资源比较丰富,给养殖户带来了很大的经济效益,但其应用效果和发酵工艺还在进一步的探究之中。何梦奇等在奶牛的饮水中添加微生物发酵非常规饲料,添加4kg该饲料单产牛奶可提高2.18kg,每头牛日增利润2.03元。王曙阳等利用微生物发酵饲料渣饲喂奶牛,试验组奶牛与青贮玉米秸秆组奶牛相比,采食量提高了11.4%,产奶量提高了14.2%,奶料比降低了20.8%,乳蛋白含量提高了14.0%,乳脂率含量提高了16.3%,体细胞数降低了5.2%。微生物发酵饲料在羊的生产中也有应用,有研究表明在饲料中加入酵母菌发酵饲料,山羊体内的乙酸、丙酸、丁酸的浓度有所提高,氨氮浓度显著降低,而在饲料中添加乳酸菌发酵饲料可以增加山羊的干物质采食量和饲料的消化率。

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4.2 在生猪养殖中的应用

为了提高母猪的利用率、繁殖力和产仔数,通常会采取强制仔猪早期断奶的方式。而早期断奶仔猪由于肠道发育不完全,免疫系统不完善,抗病能力差,容易出现消化不良或对饲料产生过敏等现象,导致仔猪腹泻,进而影响仔猪的生长。发酵饲料可以改善仔猪肠黏膜的形态结构,使肠道成熟细胞增多,增加对营养物质的消化吸收能力,提高仔猪的生长性能。M.Kraler等研究表明,饲料中添加发酵麦麸可显著降低断奶仔猪肠道中大肠杆菌的数量,乳酸菌发酵饲料可降低仔猪肠道pH值,使乳酸菌含量显著增加。发酵饲料在母猪生产上也有不错的效果,P.Wang等研究表明,发酵豆粕可显著提高哺乳母猪血清中催乳素的浓度,还可提高母猪的繁殖力和产仔数。


 

4.3 在家禽养殖中的应用

在鸡的饲养过程中加入一定量的微生物发酵饲料,可以改善鸡蛋的品质,提高产蛋和产肉的效率。赵春全研究微生物发酵饲料对蛋鸡生产性能和鸡蛋品质的影响发现,在日粮中添加微生物发酵饲料有助于提高蛋清的黏稠度、蛋黄的高度和直径、蛋黄指数;添加10%的发酵饲料可极显著提高蛋黄等级,从而增加鸡蛋的商品价值;添加5%发酵饲料可提高生产性能。用棉粕源发酵饲料饲喂海兰褐蛋鸡,蛋白的厚度、蛋壳相对分子质量、哈夫单位和蛋黄颜色随着棉粕源发酵饲料添加量的增加均有不同程度的提高,蛋黄中胆固醇含量随着棉粕源发酵饲料添加比例的增加有下降趋势。此研究和W.Deng等从缓解不良应激角度方面的研究结果一致。发酵饲料在肉鸡生产上也有应用,它主要可改善鸡的肠道菌群环境,提高免疫功能,进而促进肉鸡的生长。

5微生物发酵饲料存在的问题及展望

现今微生物发酵饲料在我国饲料资源的开发和应用方面仍然处于初级阶段,并且存在以下问题:

1) 从实际应用中得知发酵菌具有不稳定性,应加强剂型的加工工艺。另外,菌种和发酵饲料的质量评价标准尚未统一,建立行业监测方法和监测标准十分重要。

2) 目前对发酵饲料的评价基本是从应用效果上综合得出菌种的作用,对发酵菌种的作用机理和方式仍不清楚。应加强对发酵菌种的研究,通过改良菌群遗传基因筛选更多优良主效发酵菌种,使发酵作用更具有针对性,效果更加显著。

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