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我国微生物饲料应用综述

日期:2019-10-09 人气:388

  导读:近年来畜禽养殖行业发展迅猛,同时也带来了一定的环境问题。畜禽饲料中抗生素的广泛添加,造成了动物体的抗药性,促使一些病原菌也产生了抗药性,严重影响了人类公共健康安全。随着国家和政府对环保问题的不断重视,饲料添加剂中抗生素的使用逐步受到限制,同时也促使了非抗生物饲料添加剂的发展和应用。微生物发酵饲料是运用微生物发酵技术对豆粕、玉米、秸秆、酒、麸皮等底物进行发酵分解而生产的饲料蛋白、酶制剂、益生菌、氨基酸、维生素等新型环保饲料产品,从而弥补常规饲料中缺乏氨基酸、维生素等营养物质的不足,具有促进消化吸收、提高畜禽健康水平及无二次污染等特点,已经受到社会大众的广泛关注。 

  本文综述了微生物发酵饲料的作用机理及其在畜禽养殖中的应用,探讨了当前微生物发酵饲料在生产和应用中存在的问题及发展前景,为生物发酵饲料更好的应用与研究提供参考。  

  1微生物发酵饲料的作用机理 

  1.1 微生物调节肠道微生态平衡发酵饲料是由有益微生物发酵而生产的,发酵饲料中含有多种功能益生菌,这些功能益生菌进入动物肠道后,能够广泛定植在动物肠道内,有益菌通过竞争性抑制作用阻止有害微生物繁殖,改善肠道微生态平衡,促进肠道对营养物质的消化和充分吸收。同时,有益菌在肠道内能生长形成致密性膜菌群,形成生物屏障,防止有害物质和废物的吸收,有效增强动物机体对病原菌的抵抗力,保障动物机体健康。

  1.2 微生物代谢产物促进营养物质吸收增强机体免疫力发酵饲料在生产过程中,微生物大量发酵繁殖,产生多种次级代谢产物,包括一些有机酸、氨基酸、酶类、核苷酸及维生素等多种活性物质,增强肠道对营养物质的吸收,提高饲料的利用率,减少氨和其他腐败物质的产生,改善养殖环境。同时产生的一些抗菌物质能够有效抑制大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的生长繁殖,从而抑制动物病原菌的生长繁殖,改善动物肠道环境,提高机体的免疫力。  

  1.3 发酵底物经微生物消化分解有利于机体吸收微生物发酵饲料常用的发酵底物有玉米粉、豆粕、麸皮、秸秆、酒糟等物质,这些物质中含有大量的抗营养因子,不能在动物肠道内充分消化吸收,影响饲料的利用率 。通过微生物的体外发酵,一些大分子有机物如粗纤维被降解为小分子的有机酸等容易被肠道吸收的物质,同时底物中的一些抗营养因子经过微生物的分解,抗营养因子水平降低或是消除,能够促进动物对饲料的吸收,提高饲料的利用率。 

  2生产微生物发酵饲料的菌种及生产形式 

  2.1 菌种当前用于发酵饲料生产的菌种主要有酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和霉菌等几类。这些种类微生物主要具有以下功能:能够分泌大量的蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶等酶类,能够快速分解底物,促进营养物质的消化吸收;产生核苷酸、维生素等物质,增加饲料的营养成分和价值;能够增强动物的免疫力,提高动物抵抗病原菌等的侵染能力。 

  乳酸菌在发酵饲料中是应用的比较多的一类细菌,常见的有30多种,包括同型乳酸菌、异型乳酸菌、兼性乳酸菌和双歧杆菌等几类。其在发酵过程中能够迅速产生乳酸,使发酵底物快速酸化,有效防止梭菌等有害杂菌的污染,抑制发酵底物变质。在发酵饲料中应用的酵母菌主要有20多种,包括酿酒酵母、假丝酵母、毕赤酵母等,在发酵过程中产生天然的酵母香味,增加饲料的适口性。应用的芽孢杆菌有将近10多种,主要包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌等,芽孢杆菌在发酵过程中能够产生大量的抗生肽,有效抑制一些病原菌的生长繁殖。同时酵母菌和芽孢杆菌能够迅速消耗发酵底物的氧气,为乳酸菌的生长繁殖提供厌氧环境,促进乳酸菌的繁殖生长。应用的霉菌有将近10种,主要有黑曲霉、白地霉和米曲霉等,这些霉菌在发酵过程中能够产生大量的纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、蛋白酶、植酸酶等酶类,有效分解发酵底物,同时霉菌菌体蛋白也很丰富,可以达到20%一30%。

  2.2 发酵饲料的生产形式发酵饲料可以分为液体发酵饲料和固体发酵饲料,其中液体发酵在国外应用较多。发酵饲料按使用的发酵底物类型不同可以分为两种,一是全价发酵饲料,二是发酵产品作为一种饲料添加剂或预混料的形式添加到全价饲料的配制过程中。液体发酵饲料可以有效改善饲料的消化特性,提高动物的生产性能,但存在发酵过程的调控,发酵的经济性等问题,在一定程度上限制了其应用。固体发酵饲料指发酵底物含有少量的游离水,发酵底物为微生物生长提供良好的载体,同时也为微生物提供丰富的碳源、氮源等营养,在生产上具有操作简单、无二次污染等特点,在我国应用广泛。 

  当前国内采用的固态发酵方式主要是厌氧发酵微生物发酵饲料,一种是适合养殖户自己操作的袋装发酵,另一种是规模化生产线的袋装发酵饲料。在发酵过程中,其运用的微生物种类基本相同,主要是酵母菌、芽孢杆菌和乳酸菌 。固态厌氧发酵袋式发酵方式相对来说操作简便,发酵成品无需烘干,在生产上应用广泛。固态发酵技术只需接种、混合、包装等几个过程,能够节省劳动强度,适于在我国推广应用。 

  3发酵饲料在畜禽养殖业中的应用

  3.1 猪研究表明,微生物发酵饲料能够有效促进断奶仔猪、生猪的生长,提高饲料的消化率,增强机体免疫力。在海南某猪场的试验结果表明,用发酵饲料替代猪场原有配合饲料的5%,育肥猪出栏期可以提前约10 d,大大节省了养殖成本,提高了养殖效益。  

  3.2 反刍动物微生物发酵饲料除了在猪生产中有较多的应用之外,也广泛应用于反刍动物的养殖生产中。不论是在调节幼龄反刍动物营养吸收方面还是用于成年反刍动物,微生物发酵饲料都可以有效改善动物的生长状态,利用其生物特性,加快营养吸收,提高养殖效益。 

  赵华等研究表明,饲喂氨基酸发酵饲料的泌乳牛平均日产标准乳要显著高于对照组,比对照着提升11.4%。余淼等将采用食品工业废弃物发酵制成的生物饲料添加到肉牛饲料中,发现可显著提高总蛋白、白蛋白、IgA、IgG、IgM的含量,降低谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性,提高机体的抗氧化性。杨宝珠将EM饲料饲喂肉牛,发现肉牛的Et增重有显著提高,提高约30%,有效的提高了养殖效益 。  

  3.3 家禽将发酵饲料添加到肉鸡的日粮中,可以有效减少抗生素等药品的使用,改善肉类品质。孙汝江等将固态微生物发酵饲料添加到蛋鸡的日粮中,研究表明,随着发酵饲料添加量的增加,鸡的产蛋量和产蛋率显著提高,哈氏单位和蛋黄颜色有明显改善,可见发酵饲料可以显著提高鸡的生产性能,为养殖户带来更多的养殖效益 。张护等在肉鸡饲养过程中添加自行发酵城市餐饮泔水饲料10%、20%、30%、40%、50%和100%,发现添加量为10%~20%时,能明显促进鸡只增重。闫理东等在肉仔鸡日粮中添加发酵棉粕3%、6%、9%,研究表明, 日粮中添加发酵饲料3%、6%能够提高肉仔鸡的平均日增重、采食量、肉料比,提高养殖效益 。  

  3.4 水产养殖微生物发酵饲料比传统饲料更具有环保性,在渔业生产中具有广泛应用。黄世金等将发酵饲料饲喂罗非鱼,研究表明,微生物发酵饲料可以显著促进罗非鱼的生长、提高成活率,提高养殖效益。熊钢等用EM发酵后的鱼饲料饲喂鱼,结果表明,在改善饲料营养、提高饲料的利用率及促进鱼生长、增强机体抗病性能及改善养殖生态环境作用方面有显著效果,对节粮养鱼有很大的经济价值,很适于养鱼业推广应用。王军等在凡纳滨对虾的养殖过程中投喂经过复合微生物发酵的饲料,结果表明,养殖过程中持续投喂适宜比例的发酵饲料,能显著促进幼虾的生长,提高虾苗成活率及饵料效率;与对照组比较,处理组虾苗体色透明,摄食时间缩短。  

  4微生物发酵饲料在生产和应用中存在的问题  

  4.1 生产中存在的问题发酵饲料在生产过程需要得到有效控制,目前在生产上还存在一些问题。我国发酵技术、设备和专业人才还相对落后,对于发酵饲料还没有形成一定技术规范和生产过程管理监督制度,导致市场上产品多样,标准不一,扰乱市场秩序。同时发酵饲料在生产过程中也容易受到外界环境污染,生产出来的产品存在一定的安全隐患。因此,需要规范行业的生产规范制度,建立相应的监管机构,对发酵饲料的产品质量进行统一的把控,保障行业不断发展。发酵饲料在应用过程中,不同地区、不同种类的畜禽,其养殖效果有很大差异。如何选取适应当地畜禽肠道环境的微生物种群,对发酵底物进行发酵,是当前研究的重要方向。  

  4.2 应用中存在的问题应用中存在的问题主要体现在发酵饲料在使用过程中,可能出现打破动物肠道微生态平衡的情况,比如乳酸杆菌引起的临床感染。从免疫学的角度出发,发酵饲料中的微生物和次级代谢产物对动物体都是抗原,动物为抵抗这种抗原势必会产生相应的抗体,动物产生抗体要消耗大量的能量和蛋白质,在这个阶段饲料的回报率是很低的,表现为料肉比很高。因此生物发酵饲料的生产和应用还应结合动物营养学、动物生理学等相关学科,开发出安全的、能够有效提升养殖效益的产品,保障行业可持续发展。  

  5小 结 

  我国是一个农业大国,畜禽养殖业在我国国民经济中占据着重要比例。发酵饲料可以有效降低饲料原料中的抗营养因子,抑制动物肠道内大肠杆菌、沙门氏菌等病原菌的繁殖,减少养殖行业抗生素的使用,有效的提高了养殖效益,改善了养殖业对环境的损害。随着国家对环保问题的不断重视,微生物发酵饲料在畜禽生产中将更加广泛应用。当前,为了生产出品质好、成本低的发酵饲料,还需要开发一些规模化、自动化程度高的发酵设备,将发酵饲料的生产与动物营养学、动物生理学等相关学科结合,筛选一些功能性强、适应性强的菌株,选择合理的科学配方,才能不断满足市场需求,提高养殖效益。

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