我国微生物发酵饲料研究进展

2019-11-04 16:57:32      点击:

随着畜牧养殖业的快速发展,“人畜争粮”的矛盾日益凸显,为了解决这个重要的问题,世界各国不管是科技界还是工业界都在探寻新的饲料来源,其中,蛋白质饲料尤其受到重视。自20世纪50年代开始,动物日粮中添加抗生素等物质可有效促进动物的生产,对畜牧养殖业的快速发展做出了很大的贡献。但是随着时间的增长,人们发现在饲料中添加抗生素带来的危害也是非常显著的,也受到了社会各界人士的广泛关注。欧盟自2006年1月起全面禁止在畜禽饲料中添加抗生素,我国在饲料中允许添加的抗生素种类也在逐渐减少。饲料资源短缺的问题长期制约着我国畜牧业的发展,即发展安全、健康的养殖环境是当务之急,其中微生物发酵饲料正在受到人们的关注和青睐。

微生物发酵饲料是指在人为控制条件下,以微生物为饲料发酵的菌剂,将发酵饲料原料中抗营养因子进行分解或转化,生成多种有机酸、维生素等营养物质,在发酵过程中还可产生淡淡的香味,增加了动物的适口性,还可以提高动物的抵抗力。

1    微生物发酵饲料的种类

微生物发酵饲料根据含有水分的多少可以分为液体发酵饲料和固体发酵饲料。国外一般使用液体饲料较多,而国内广泛使用的还是固体发酵饲料。除此之外,还有单细胞蛋白和菌体蛋白饲料、氨基酸、酶制剂以及微生物等代谢产物;微生态制剂和益生素等类别。

1.1    固体发酵饲料

固体发酵又称为固态发酵,是将粗饲料作为发酵原料,添加混合有益菌种进行发酵的过程,发酵产物中营养成分高、适口性好,还可对原料中有毒物质进行降解。发酵微生物菌种主要有霉菌、酵母菌及细菌的一些类群。

1.2   液体发酵饲料

液体发酵饲料中发酵原料的粒度要小的多,添加一定比例的水,增加了与菌种之间接触的表面积,从而加快发酵的速度;液体发酵饲料混合均匀,避免动物挑食,在预防仔猪腹泻等方面有着重要的作用。但由于发酵调控、有效性、经济性等问题,限制了其推广应用。

2     发酵饲料选用菌种种类

2009年美国联邦食品药品管理局和美国饲料控制官员协会允许46种微生物菌种可作为饲料添加剂使用。而我国农业部发布的公告“饲料添加剂品种目录”中包括:地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸片球菌等15种可以直接饲喂动物、允许使用的饲料级微生物饲料添加剂菌种。发酵饲料的生产菌种很多,主要有乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和霉菌4大类。

2.1    乳酸菌

乳酸菌是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的无芽孢革兰氏阳性菌,在自然界分布广泛,乳酸菌大部分是人体及动物体内必不可少的菌群。按乳酸代谢途径可大致分为:同型乳酸菌、专性异型乳酸菌、兼性乳酸菌和双歧杆菌四类。而且乳酸菌可抑制肠道内腐败菌的生长和腐败产物的产生,可产生多种消化酶,制造营养物质,提高饲料消化率,保持动物体内的微生态平衡。

2.2    酵母菌

酵母菌是一类可将糖类分解为酒精和二氧化碳肉眼看不见的兼性厌氧单细胞真菌。饲料用酵母菌主要分为热带假丝酵母、产朊假丝酵母、酿酒酵母、红酵母、毕赤酵母等。酵母可以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质,属于异养生物,酵母菌含有丰富的蛋白质、维生素和氨基酸等物质,有效促进动物的生长发育,缩短饲养期,独特的酵母香味还可以改善肉质,增强幼畜禽的抗病能力。

2.3    芽孢杆菌

芽孢杆菌作为最理想的微生物添加剂,属兼性厌氧菌,对外界有害因子抵抗力较强。芽孢杆菌在增殖的同时可释放出高活性的分解酵素,还能产生多种营养物质,如维生素、氨基酸、促生长因子等促进动物机体的物质代谢,可抑制有害菌等有害微生物的生长,减少抗营养因子对动物消化利用的影响。

2.4    霉菌

饲料中常用的霉菌有根霉、黑曲霉、米曲霉等。霉菌可分解纤维素和淀粉。

3      微生物发酵饲料的作用原理和特点

微生物发酵饲料选用的菌种均属于有益菌,发酵后的饲料在畜禽肠道内的作用机理一般都是综合作用的结果,目前得出的普遍观点有以下几点。

3.1    改善肠道内的微生态平衡

发酵饲料进入动物肠道后,饲料中的乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌等有益菌之间进行协调作用,维持肠道的健康。动物采食后,芽孢杆菌等需氧菌不断消耗氧而形成厌氧环境,从而导致好氧菌死亡。

3.2    补充营养成分,提高饲料利用率

微生物饲料经混合菌种发酵后可产生多种营养物质,包括多种不饱和脂肪酸、芳香酸等,发酵产物有特殊的香味可有效改善饲料的适口性;发酵过程中菌种可将大分子物质降解为动物易吸收的小分子物质及多种促生长因子,这些营养物质被畜禽机体吸收利用,促进动物的生长和增重,可最大限度的利用发酵饲料,提高饲料利用率。

3.3     提高畜禽机体免疫功能

微生物发酵饲料中的有益微生物可以作为一种非特异免疫调节因子,通过细菌本身或细胞壁成分刺激并激活宿主免疫细胞,促进吞噬细胞活力或作为佐剂发挥作用。乳酸杆菌、芽孢杆菌等在发酵过程中还可产生细菌素,抑制有害病原菌在动物肠道内的生长繁殖。

3.4     降解饲料中的抗营养因子

许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素,这些多肽物质能抑制对革兰氏阳性细菌有抑制作用。微生物对饲料原料进行生物加工,可以降解其中的棉酚、硫苷、脲酶等抗营养因子。同时饲料中的一些抗原物质被微生物分解利用,减轻了对动物肠道的抗原性刺激。

3.5    防止有害物质产生

微生物发酵饲料中不含任何抗生素,动物饲喂有益菌可降低畜禽舍内氨气、硫化氢等有毒气体的浓度,可有效减少粪便中氨氮物质的含量,畜禽养殖舍内的氨气含量明显降低,净化畜禽环境。再者,直接饲用微生态制剂有益菌在肠道内可形成致密性膜菌群,形成生物屏幕,防止对有害物质和废物的吸收。

4   微生物发酵饲料目前存在的问题及未来的发展趋势

4.1   微生物发酵饲料存在的问题

微生物发酵饲料虽然有很多的优点,但是在目前的发展过程中还存在一些问题,势必会经历一个逐步完善的过程。

4.1.1   设备落后,硬、软件条件差

现在生产发酵饲料的多为小型饲料厂,因此较易缺乏专业人员和发酵设备,对于微生物知识和发酵工艺了解较少。生产条件、卫生管理较差,这将导致饲料安全存在极大的隐患。

4.1.2    菌种来源复杂

由于现在发酵饲料都是一些小企业,经济实力较差,没有足够的资金从正规的单位购买菌种,专业技术人员的专业知识片面,没有专业的人员进行技术指导,发酵饲料的质量问题有待解决。

4.1.3    生料发酵

按照严格的生物发酵法发酵原料必须经过消毒,而所谓的“生料”是指没有进行消毒的原料。小型的发酵饲料厂认为一般霉变的原料,在经过微生物发酵后就能脱毒,就可以提高饲料的利用率、改善饲料的适口性,说明生产厂家对“发酵”的基础专业知识了解太少。

4.1.4    营养水平低

一些饲料厂的浓缩饲料中几乎都是发酵饲料,与豆粕、鱼粉等浓缩饲料相比其中的营养不平衡,导致发酵饲料的饲料报酬较低。

4.1.5    产品标准问题

由于生物发酵饲料在发酵过程中产生多种代谢物质,其具体对动物的作用机理并不是很清楚,且其中的有效成分缺乏研究,对微生物发酵饲料的产品品质很难有统一的鉴定标准,因此,建立完善的行业检测标准和检测方法十分有必要。

4.1.6   微生物发酵饲料效果不稳定

微生物菌种在培养、保存、分装、发酵及机械、制粒过程中其数量和活性均受到影响,难以获得稳定、一致的效果,因此根据不同动物种类、不同生产水平等因素选择一种既经济又有效的微生物发酵饲料十分有必要。

4.2   微生物发酵饲料的发展趋势

我国是农业大国,畜牧养殖业所占比重较大,目前发展的微生物发酵饲料也是饲料产业发展中的一次伟大的革新,为了保障养殖业和饲料行业的有序发展,国家也出台了一系列的政策和对未来行业发展的总体目标。逐渐要实现安全、高效、协调发展,确保饲料的质量和安全问题;生物技术与发酵饲料在保障畜产品安全及饲料产业健康可持续发展的过程中有着重要的作用;同时也是我国未来饲料行业发展的长期目标。

微生物发酵饲料的发酵原料可以利用目前人们不注重的农林废弃物,把大量的廉价基质转化为有价值的产品,降低饲料成本和养殖成本,有益菌群的添加可有效改善畜禽肠道微生态平衡,改善畜产品的质量和安全问题,同时还可以降低畜禽粪便对环境的污染,易于推广。

虽然目前的微生物发酵饲料在质量上还存在一定的问题,但是随着各界人士的深入研究,将会有更加专业的研究解决办法和行业标准,对微生物发酵饲料的生产更加规范,发酵饲料作为蛋白质的替代品,在未来的饲料行业中必将受到更多的重视。

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