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微生物發(fā)酵飼料在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用與發(fā)展前景

2021-07-10 11:17:39      點(diǎn)擊:

摘要:微生物發(fā)酵飼料是近幾年興起的新型環(huán)保型飼料,具有提高飼料利用率、增強(qiáng)畜禽健康水平、改善養(yǎng)殖環(huán)境、保障畜產(chǎn)品安全等重要作用,在養(yǎng)殖業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景,已經(jīng)得到社會(huì)各界的廣泛認(rèn)同和重視。文章綜述了微生物發(fā)酵飼料的作用機(jī)理及其在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用,探討了當(dāng)前微生物發(fā)酵飼料在生產(chǎn)和應(yīng)用中存在的問題及發(fā)展前景。

近年來畜禽養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展迅猛,同時(shí)也帶來了一定的環(huán)境問題。畜禽飼料中抗生素的廣泛添加,造成了動(dòng)物體的抗藥性,促使一些病原菌也產(chǎn)生了抗藥性,嚴(yán)重影響了人類公共健康安全。隨著國家和政府對(duì)環(huán)保問題的不斷重視,飼料添加劑中抗生素的使用逐步受到限制,同時(shí)也促使了非抗生物飼料添加劑的發(fā)展和應(yīng)用。微生物發(fā)酵飼料是運(yùn)用微生物發(fā)酵技術(shù)對(duì)豆粕、玉米、秸稈、酒、麩皮等底物進(jìn)行發(fā)酵分解而生產(chǎn)的飼料蛋白、酶制劑、益生菌、氨基酸、維生素等新型環(huán)保飼料產(chǎn)品,從而彌補(bǔ)常規(guī)飼料中缺乏氨基酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的不足,具有促進(jìn)消化吸收、提高畜禽健康水平及無二次污染等特點(diǎn),已經(jīng)受到社會(huì)大眾的廣泛關(guān)注。本文綜述了微生物發(fā)酵飼料的作用機(jī)理及其在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用,探討了當(dāng)前微生物發(fā)酵飼料在生產(chǎn)和應(yīng)用中存在的問題及發(fā)展前景,為生物發(fā)酵飼料更好的應(yīng)用與研究提供參考。

1.微生物發(fā)酵飼料的作用機(jī)理

1.1 微生物調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡

發(fā)酵飼料是由有益微生物發(fā)酵而生產(chǎn)的,發(fā)酵飼料中含有多種功能益生菌,這些功能益生菌進(jìn)入動(dòng)物腸道后,能夠廣泛定植在動(dòng)物腸道內(nèi),有益菌通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用阻止有害微生物繁殖,改善腸道微生態(tài)平衡,促進(jìn)腸道對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化和充分吸收。同時(shí),有益菌在腸道內(nèi)能生長(zhǎng)形成致密性膜菌群,形成生物屏障,防止有害物質(zhì)和廢物的吸收,有效增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體對(duì)病原菌的抵抗力,保障動(dòng)物機(jī)體健康。

1.2 微生物代謝產(chǎn)物促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收增強(qiáng)機(jī)體免疫力

發(fā)酵飼料在生產(chǎn)過程中,微生物大量發(fā)酵繁殖,產(chǎn)生多種次級(jí)代謝產(chǎn)物,包括一些有機(jī)酸、氨基酸、酶類、核苷酸及維生素等多種活性物質(zhì),增強(qiáng)腸道對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,提高飼料的利用率,減少氨和其他腐敗物質(zhì)的產(chǎn)生,改善養(yǎng)殖環(huán)境。同時(shí)產(chǎn)生的一些抗菌物質(zhì)能夠有效抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌的生長(zhǎng)繁殖,從而抑制動(dòng)物病原菌的生長(zhǎng)繁殖,改善動(dòng)物腸道環(huán)境,提高機(jī)體的免疫力。

1.3 發(fā)酵底物經(jīng)微生物消化分解有利于機(jī)體吸收

微生物發(fā)酵飼料常用的發(fā)酵底物有玉米粉、豆粕、麩皮、秸稈、酒糟等物質(zhì),這些物質(zhì)中含有大量的抗?fàn)I養(yǎng)因子,不能在動(dòng)物腸道內(nèi)充分消化吸收,影響飼料的利用率。通過微生物的體外發(fā)酵,一些大分子有機(jī)物如粗纖維被降解為小分子的有機(jī)酸等容易被腸道吸收的物質(zhì),同時(shí)底物中的一些抗?fàn)I養(yǎng)因子經(jīng)過微生物的分解,抗?fàn)I養(yǎng)因子水平降低或是消除,能夠促進(jìn)動(dòng)物對(duì)飼料的吸收,提高飼料的利用率。

2.生產(chǎn)微生物發(fā)酵飼料的菌種及生產(chǎn)形式

2.1 菌種

當(dāng)前用于發(fā)酵飼料生產(chǎn)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(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收;產(chǎn)生核苷酸、維生素等物質(zhì),增加飼料的營養(yǎng)成分和價(jià)值;能夠增強(qiáng)動(dòng)物的免疫力,提高動(dòng)物抵抗病原菌等的侵染能力。

乳酸菌在發(fā)酵飼料中是應(yīng)用的比較多的一類細(xì)菌,常見的有30多種,包括同型乳酸菌、異型乳酸菌、兼性乳酸菌和雙氣乳酸菌等幾類。其在發(fā)酵過程中能夠迅速產(chǎn)生乳酸,使發(fā)酵底物快速酸化,有效防止梭菌等有害雜菌的污染,抑制發(fā)酵底物變質(zhì)。在發(fā)酵飼料中應(yīng)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(fā)酵過程中產(chǎn)生天然的酵母香味,增加飼料的適口性。應(yīng)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(jié)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(fā)酵過程中能夠產(chǎn)生大量的抗生肽,有效抑制一些病原菌的生長(zhǎng)繁殖。同時(shí)酵母菌和芽孢桿菌能夠迅速消耗發(fā)酵底物的氧氣,為乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖提供厭氧環(huán)境,促進(jìn)乳酸菌的繁殖生長(zhǎng)。應(yīng)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(fā)酵過程中能夠產(chǎn)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(fā)酵底物,同時(shí)霉菌菌體蛋白也很豐富,可以達(dá)到20%~30%。

2.2 發(fā)酵飼料的生產(chǎn)形式

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

當(dāng)前國內(nèi)采用的固態(tài)發(fā)酵方式主要是厭氧發(fā)酵微生物發(fā)酵飼料,一種是適合養(yǎng)殖戶自己操作的袋裝發(fā)酵,另一種是規(guī)?;a(chǎn)線的袋裝發(fā)酵飼料。在發(fā)酵過程中,其運(yùn)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(tài)厭氧發(fā)酵袋式發(fā)酵方式相對(duì)來說操作簡(jiǎn)便,發(fā)酵成品無需烘干,在生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛。固態(tài)發(fā)酵技術(shù)只需接種、混合、包裝等幾個(gè)過程,能夠節(jié)省勞動(dòng)強(qiáng)度,適于在我國推廣應(yīng)用。

3.發(fā)酵飼料在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用

3.1 豬

研究表明,微生物發(fā)酵飼料能夠有效促進(jìn)斷奶仔豬、生豬的生長(zhǎng),提高飼料的消化率,增強(qiáng)機(jī)體免疫力。在海南某豬場(chǎng)的試驗(yàn)結(jié)果表明,用發(fā)酵飼料替代豬場(chǎng)原有配合飼料的5%,育肥豬出欄期可以提前約10d,大大節(jié)省了養(yǎng)殖成本,提高了養(yǎng)殖效益。

3.2 反芻動(dòng)物

微生物發(fā)酵飼料除了在豬生產(chǎn)中有較多的應(yīng)用之外,也廣泛應(yīng)用于反芻動(dòng)物的養(yǎng)殖生產(chǎn)中。不論是在調(diào)節(jié)幼齡反芻動(dòng)物營養(yǎng)吸收方面還是用于成年反芻動(dòng)物,微生物發(fā)酵飼料都可以有效改善動(dòng)物的生長(zhǎng)狀態(tài),利用其生物特性,加快營養(yǎng)吸收,提高養(yǎng)殖效益。

趙華等研究表明,飼喂氨基酸發(fā)酵飼料的泌乳牛平均日產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)乳要顯著高于對(duì)照組,比對(duì)照著提升11.4%。余淼等將采用食品工業(yè)廢棄物發(fā)酵制成的生物飼料添加到肉牛飼料中,發(fā)現(xiàn)可顯著提高總蛋白、白蛋白、IgA、IgG、IgM的含量,降低谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶的活性,提高機(jī)體的抗氧化性。楊寶珠將EM飼料飼喂肉牛,發(fā)現(xiàn)肉牛的日增重有顯著提高,提高約30%,有效的提高了養(yǎng)殖效益。

3.3 家禽

將發(fā)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(zhì)。孫汝江等將固態(tài)微生物發(fā)酵飼料添加到蛋雞的日糧中,研究表明,隨著發(fā)酵飼料添加量的增加,雞的產(chǎn)蛋量和產(chǎn)蛋率顯著提高,哈氏單位和蛋黃顏色有明顯改善,可見發(fā)酵飼料可以顯著提高雞的生產(chǎn)性能,為養(yǎng)殖戶帶來更多的養(yǎng)殖效益。張護(hù)等在肉雞飼養(yǎng)過程中添加自行發(fā)酵城市餐飲泔水飼料10%、20%、30%、40%、50%和100%,發(fā)現(xiàn)添加量為10%~20%時(shí),能明顯促進(jìn)雞只增重。閆理東等在肉仔雞日糧中添加發(fā)酵棉粕3%、6%、9%,研究表明,日糧中添加發(fā)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(yǎng)殖效益。

3.4 水產(chǎn)養(yǎng)殖

微生物發(fā)酵飼料比傳統(tǒng)飼料更具有環(huán)保性,在漁業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛應(yīng)用。黃世金等將發(fā)酵飼料飼喂羅非魚,研究表明,微生物發(fā)酵飼料可以顯著促進(jìn)羅非魚的生長(zhǎng)、提高成活率,提高養(yǎng)殖效益。熊鋼等用EM發(fā)酵后的魚飼料飼喂魚,結(jié)果表明,在改善飼料營養(yǎng)、提高飼料的利用率及促進(jìn)魚生長(zhǎng)、增強(qiáng)機(jī)體抗病性能及改善養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境作用方面有顯著效果,對(duì)節(jié)糧養(yǎng)魚有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,很適于養(yǎng)魚業(yè)推廣應(yīng)用 。王軍等在凡納濱對(duì)蝦的養(yǎng)殖過程中投喂經(jīng)過復(fù)合微生物發(fā)酵的飼料,結(jié)果表明,養(yǎng)殖過程中持續(xù)投喂適宜比例的發(fā)酵飼料,能顯著促進(jìn)幼蝦的生長(zhǎng),提高蝦苗成活率及餌料效率;與對(duì)照組比較,處理組蝦苗體色透明,攝食時(shí)間縮短。

4.微生物發(fā)酵飼料在生產(chǎn)和應(yīng)用中存在的問題

4.1 生產(chǎn)中存在的問題

發(fā)酵飼料在生產(chǎn)過程需要得到有效控制,目前在生產(chǎn)上還存在一些問題。我國發(fā)酵技術(shù)、設(shè)備和專業(yè)人才還相對(duì)落后,對(duì)于發(fā)酵飼料還沒有形成一定技術(shù)規(guī)范和生產(chǎn)過程管理監(jiān)督制度,導(dǎo)致市場(chǎng)上產(chǎn)品多樣,標(biāo)準(zhǔn)不一,擾亂市場(chǎng)秩序。同時(shí)發(fā)酵飼料在生產(chǎn)過程中也容易受到外界環(huán)境污染,生產(chǎn)出來的產(chǎn)品存在一定的安全隱患。因此,需要規(guī)范行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)范制度,建立相應(yīng)的監(jiān)管機(jī)構(gòu),對(duì)發(fā)酵飼料的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一的把控,保障行業(yè)不斷發(fā)展。發(fā)酵飼料在應(yīng)用過程中,不同地區(qū)、不同種類的畜禽,其養(yǎng)殖效果有很大差異。如何選取適應(yīng)當(dāng)?shù)匦笄菽c道環(huán)境的微生物種群,對(duì)發(fā)酵底物進(jìn)行發(fā)酵,是當(dāng)前研究的重要方向。

4.2 應(yīng)用中存在的問題

應(yīng)用中存在的問題主要體現(xiàn)在發(fā)酵飼料在使用過程中,可能出現(xiàn)打破動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡的情況,比如乳酸桿菌引起的臨床感染。從免疫學(xué)的角度出發(fā),發(fā)酵飼料中的微生物和次級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)動(dòng)物體都是抗原,動(dòng)物為抵抗這種抗原勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,動(dòng)物產(chǎn)生抗體要消耗大量的能量和蛋白質(zhì),在這個(gè)階段飼料的回報(bào)率是很低的,表現(xiàn)為料肉比很高。因此生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)和應(yīng)用還應(yīng)結(jié)合動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)等相關(guān)學(xué)科,開發(fā)出安全的、能夠有效提升養(yǎng)殖效益的產(chǎn)品,保障行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

5.小結(jié)

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,畜禽養(yǎng)殖業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要比例。發(fā)酵飼料可以有效降低飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,抑制動(dòng)物腸道內(nèi)大腸桿菌、沙門氏菌等病原菌的繁殖,減少養(yǎng)殖行業(yè)抗生素的使用,有效的提高了養(yǎng)殖效益,改善了養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的損害。隨著國家對(duì)環(huán)保問題的不斷重視,微生物發(fā)酵飼料在畜禽生產(chǎn)中將更加廣泛應(yīng)用。當(dāng)前,為了生產(chǎn)出品質(zhì)好、成本低的發(fā)酵飼料,還需要開發(fā)一些規(guī)?;?、自動(dòng)化程度高的發(fā)酵設(shè)備,將發(fā)酵飼料的生產(chǎn)與動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)等相關(guān)學(xué)科結(jié)合,篩選一些功能性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)的菌株,選擇合理的科學(xué)配方,才能不斷滿足市場(chǎng)需求,提高養(yǎng)殖效益。

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2020年已全面禁抗,我們之前經(jīng)常在飼料中添加的抗生素進(jìn)行促生長(zhǎng)行為將是違法,否則面臨巨額罰單。如何既能夠促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)又能夠形成無抗養(yǎng)殖呢?其實(shí)中草藥在促進(jìn)畜禽養(yǎng)殖健康和生長(zhǎng)、改善肉蛋奶品質(zhì)大有可為,特別是將中草藥發(fā)酵后效果提升4-28倍等好處,這個(gè)實(shí)施方案比你想象中效果更好,運(yùn)用的沒有不被效果折服的,值得嘗試驗(yàn)證

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