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

IMCTT 2018-3-28 09:53

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簡介

近年來畜禽養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展迅猛，同時也帶來了一定的環(huán)境問題。

　　導(dǎo)讀

　　近年來畜禽養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展迅猛，同時也帶來了一定的環(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)入動物腸道后，能夠廣泛定植在動物腸道內(nèi)，有益菌通過競爭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)腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的消化和充分吸收。同時，有益菌在腸道內(nèi)能生長形成致密性膜菌群，形成生物屏障，防止有害物質(zhì)和廢物的吸收，有效增強(qiáng)動物機(jī)體對病原菌的抵抗力，保障動物機(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繁殖，從而抑制動物病原菌的生長繁殖，改善動物腸道環(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)動物對飼料的吸收，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)成分和價值；能夠增強(qiáng)動物的免疫力，提高動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、兼性乳酸菌和雙歧桿菌等幾類。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繁殖。同時酵母菌和芽孢桿菌能夠迅速消耗發(fā)酵底物的氧氣，為乳酸菌的生長繁殖提供厭氧環(huán)境，促進(jìn)乳酸菌的繁殖生長。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，同時霉菌菌體蛋白也很豐富，可以達(dá)到20％一30％。

　　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提供良好的載體，同時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)模化生產(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)酵方式相對來說操作簡便，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、包裝等幾個過程，能夠節(jié)省勞動強(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，提高飼料的消化率，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。在海南某豬場的試驗(yàn)結(jié)果表明，用發(fā)酵飼料替代豬場原有配合飼料的5％，育肥豬出欄期可以提前約10 d，大大節(jié)省了養(yǎng)殖成本，提高了養(yǎng)殖效益。

　　3.2 反芻動物

　　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)用于反芻動物的養(yǎng)殖生產(chǎn)中。不論是在調(diào)節(jié)幼齡反芻動物營養(yǎng)吸收方面還是用于成年反芻動物，微生物發(fā)酵飼料都可以有效改善動物的生長狀態(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)乳要顯著高于對照組，比對照著提升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Et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，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、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、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，對節(jié)糧養(yǎng)魚有很大的經(jīng)濟(jì)價值，很適于養(yǎng)魚業(yè)推廣應(yīng)用。王軍等在凡納濱對蝦的養(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，提高蝦苗成活率及餌料效率；與對照組比較，處理組蝦苗體色透明，攝食時間縮短。

　　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)人才還相對落后，對于發(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)致市場上產(chǎn)品多樣，標(biāo)準(zhǔn)不一，擾亂市場秩序。同時發(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代謝產(chǎn)物對動物體都是抗原，動物為抵抗這種抗原勢必會產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，動物產(chǎn)生抗體要消耗大量的能量和蛋白質(zhì)，在這個階段飼料的回報率是很低的，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)合動物營養(yǎng)學(xué)、動物生理學(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)對環(huán)境的損害。隨著國家對環(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)?；?、自動化程度高的發(fā)酵設(shè)備，將發(fā)酵飼料的生產(chǎn)與動物營養(yǎng)學(xué)、動物生理學(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，才能不斷滿足市場需求，提高養(yǎng)殖效益。

　　注：本文由生物飼料開發(fā)國家工程研究中心（BFC）小編整理發(fā)布，如有任何建議或意見及投稿等，請您加小編微信（13260429991）交流互動。

　　參考文獻(xiàn)略
　　責(zé)編：馬維軍；審閱：劉晶晶博士
　　來源：飼料博覽；作者：楊軍，徐凱

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