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糟渣类饲料资源固态发酵工艺

2020-01-08 16:25:57      点击:

我国2015年海关总署数据及薯类种植面积及产量数据表明:常规饲料原料短缺已成为我国饲料“新常态”。因此,充分开发我国现有的非常规饲料资源,具有重要的现实和战略意义。 我国我是薯类种植大国,糟渣类非常规饲料资源种类多、数量大。其中,马铃薯渣、甘薯渣和木薯渣的产量占绝大部分。数据显示,我国年产甘薯淀粉渣超过2500万t,马铃薯渣3000万吨、木薯渣超过400万吨。

一、糟渣类饲料资源的营养价值和应用现状

糟渣类资源的共同缺点是适口性差,粗纤维含量高、能量低,含抗营养因子,直接饲喂动物会影响其消化吸收。因此大部分被直接抛弃,造成大量资源浪费,并且污染环境。马铃薯渣、甘薯渣和木薯渣是我国资源量大,利用率又很低的三类糟渣。马铃薯渣的蛋白质和脂肪含量是最高的,淀粉含量是最低的;甘薯渣和木薯渣的淀粉含量都超过50%,粗纤维差别不大。总体而言,糟渣类原料的营养价值相对较低。

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目前,国内对遭渣类物质的处理方法主要为简单堆积、烘干、晾干、制粒或自然发酵,这些方法安全性差、环境污染压力大。简单堆积会导致95%原料丢失,晾干或自然发酵需要的时间长,易发霉变质。因此,必须要对糟渣类饲料实行进一步的加工处理。而通过固态发酵的方法可以改善糟渣类饲料的营养品质和适口性,提高糟渣类发酵饲料的消化利用率,增加活性成分含量,并获得质量安全的发酵饲料。

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二、利用固态发酵薯类资源来提高薯类饲料的利用率

(一)固态发酵的定义

固态发酵是指依据底物特点和发酵目的,应用特定有益微生物,在好氧或厌氧条件下,对底物进行发酵处理,提高底物生物学价值的过程。具有效果显著、质量安全和变废为宝的特点。

(二)糟渣类原料固体发酵的研究重点

固态发酵糟渣类资源的主要目标是降解原料中的粗纤维、抗营养因子,合成菌体微生物蛋白,提高原料的有效营养素含量,优化组成比例,增加活性物质(消化酶、低聚糖,维生素等)含量,改善饲料适口性,提高饲料生物学价值,增加活性成分的含量和提高饲料的安全性。

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三、糟渣类饲料固态发酵技术研究和应用案例—马铃薯渣固态发酵

(一)马铃薯渣发酵菌种和工艺研究

对马铃薯渣进行适宜微生物菌种组合筛选及配比、最佳无机盐组合确定及固态发酵工艺条件的优化。通过对其进行菌种发酵及菌种接种比例实验,结合发酵气味,以枯草+产朊+X霉菌+乳酸菌组合为最佳配伍;影响试验结果无机盐依次顺序为尿素>硫酸镁>磷酸氢二钾>硫酸铵,最适宜添加量依次为2%、1%、0.6%和0.05%;影响试验结果的发酵条件依次顺序为料层厚度>接种量>发酵温度>发酵时间,最佳接种条件为接种量15%,发酵时间72 h,发酵温度28 ℃,料层厚度5 cm。

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(二)马铃薯渣的营养成分及生物学价值评价

1. 发酵马铃薯渣的营养成分

马铃薯渣发酵后各常规营养成分中,粗纤维含量显著降低,其余指标均大幅度提高,其中真蛋白含量提高最多,为130%。氨基酸组成含量除胱氨酸含量减少外,其余氨基酸都有所增加,其中酪氨酸增幅最高为250%,其次为丙氨酸和赖氨酸,分别为155%和140%。发酵后氨基酸总量增加了75.67%,必需氨基酸总量增加了70.97%。

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2. 发酵马铃薯渣的生物学价值评价——单胃动物

鸡对发酵马铃薯渣粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、总能的表观消化率均显著高于未发酵马铃薯渣(P<0.05)。除胱氨酸外,其余氨基酸的表观消化率发酵马铃薯渣均高于未发酵马铃薯渣,其中鸡对未发酵马铃薯渣赖氨酸表观消化率提高38.83%;蛋氨酸的消化率提高了20.75%,苏氨酸的表观消化率提高了34.09%,对总氨基酸、必须氨基酸表观消化率均显著提高。

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3. 生物学价值评价——反刍动物

与处理前相比,发酵马铃薯渣养分表观消化率显著提高,其中粗蛋白、总磷、粗纤维、NDF、ADF和总能的消化率分别提高了15.02%、35.47%、16.57&、46.43%和12.40%。

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(三)马铃薯渣发酵产品规模化生产工艺研究

其生产设备主要包括菌种培养灌、液体发酵罐、固体灭菌灌、混合机、固体发酵箱、低温烘干桶、粉碎机、打包机。生产步骤为菌种培养→菌种混合→菌液发酵扩繁→原料灭菌→原料混合→菌液添加→混合发酵→低温烘干→粉碎→包装。

(四)马铃薯渣基础发酵产品开发

反刍动物专用型以提高蛋白含量、提高活性酵母及甘露聚糖含量,改善适口性为主要特点。单胃动物专用型以提高蛋白、乳酸含量、降低粗纤维含量,改善饲料消化率和适口性为特点。

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(五)发酵马铃薯渣在不同畜禽饲料中的应用

1.发酵马铃薯渣在生长育肥猪饲料中的应用

发酵马铃薯渣等量替代麸皮,可以在一定程度上提高育肥猪生产性能,改善料肉比。

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2.发酵马铃薯渣在獭兔饲料中的应用

发酵马铃薯渣等量替代麸皮,能够提高獭兔显著采食量和日增重。发酵马铃薯渣中由于含有有益微生物和消化酶,可以显著提高獭兔日粮中干物质、蛋白质、粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化率,对脂肪消化亦有促进作用。

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3. 发酵马铃薯渣在肉羊饲料中的应用

用发酵马铃薯渣替代麸皮喂肉羊,对肉羊生产性能有促进作用。酵母、甘露聚糖、有益微生物增加,可以促进瘤胃发酵,增加营养物质吸收,加上发酵马铃薯渣饲料本身的营养物质,对肉羊的生长发育起到了很好的促进作用。

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4. 发酵马铃薯渣在奶牛饲料中的应用

应用发酵马铃薯渣,替代等量精料补充料,可以提高奶牛生产能力,改善乳品质和机体健康状态。奶牛饲料中发酵马铃薯渣添加量达到500克/头天即可。

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四、结论

利用固态发酵的方法对糟渣类饲料进行发酵后,可以提高动物的生产性能,改善动物的健康水平。但工艺应用的研究和试用过程中还应考虑成本问题。

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