微生物發(fā)酵飼料在畜禽養(yǎng)殖中的重要作用與應(yīng)用進展
隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，飼料中大量使用抗生素這一現(xiàn)象備受關(guān)注，在飼料中限制抗生素的使用也是我國畜牧業(yè)發(fā)展的必然趨勢。畜產(chǎn)品的食品安全已成為養(yǎng)殖過程中最受關(guān)注的焦點，當(dāng)下首要任務(wù)就是找到抗生素的替代品，而微生物發(fā)酵飼料正好完美地填補了這一空缺。發(fā)酵飼料在畜牧業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，其產(chǎn)量、質(zhì)量均得到了顯著的增長和提高。微生物發(fā)酵飼料是在人為控制的條件下，主要以植物性農(nóng)副產(chǎn)品為原料，在無氧條件下通過微生物的代謝活動和菌體繁殖，將飼料中難以被動物消化吸收的大分子物質(zhì)和抗營養(yǎng)因子分解或轉(zhuǎn)化為容易被畜禽采食、消化、吸收且無毒害作用的生物活性飼料。涂小麗等研究表明，飼喂微生物發(fā)酵料后極顯著提高了豬對粗脂肪的消化率，并達到了飼喂添加抗生素的效果;但降低了粗纖維消化率;粗蛋白的消化率有一定提高的趨勢;對飼料干物質(zhì)、無氮浸出物等營養(yǎng)成分的消化率沒有顯著影響。現(xiàn)今，微生物發(fā)酵飼料不僅應(yīng)用于生豬、牛、羊、雞等家畜、家禽，同時在水產(chǎn)動物魚、蝦等方面也有應(yīng)用，只是在集約化、規(guī)模化上的投入研究相對較少。文章主要針對微生物發(fā)酵飼料在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用以及影響該飼料品質(zhì)的主要因素進行綜述，為以后微生物發(fā)酵飼料在其他動物飼養(yǎng)領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用提供參考。
1微生物發(fā)酵飼料的主要特性
微生物發(fā)酵飼料的味道清香，具有很好的誘食效果，能夠改善適口性，增加畜禽采食量。微生物發(fā)酵飼料中益生菌數(shù)量較多，益生菌是當(dāng)攝入足夠量時對機體產(chǎn)生有益作用的活性微生物。有益菌產(chǎn)生較多的乳酸和乙酸，可有效降低發(fā)酵飼料的pH值，達到快速發(fā)酵的目的。
2微生物發(fā)酵飼料的優(yōu)勢
微生物發(fā)酵飼料具有原料充足、利于環(huán)保、不受任何條件限制、成本低、回報高等優(yōu)勢。發(fā)酵飼料的原料多樣化，既可以緩解糧食危機、飼料短缺、能源危機，解決抗生素殘留和環(huán)境污染等問題，還能調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)能源綜合利用，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3影響微生物發(fā)酵飼料的主要因素
3.1 菌種的種類
美國聯(lián)邦食品和藥物管理局(FDA)和美國飼料控制官員協(xié)會(AAFCO)2009年公布允許作為飼料添加劑的微生物菌種有46種，我國2008年批準使用的有16種。2013版《飼料添加劑品種目錄》中，允許添加的微生物菌種有35種。目前，研究與應(yīng)用較多的飼用發(fā)酵微生物有乳酸菌、芽孢桿菌、活性酵母菌、雙歧桿菌、腸球菌和鏈球菌等。菌種是發(fā)酵產(chǎn)品各種優(yōu)良性狀和特定功能的基礎(chǔ)及關(guān)鍵影響因素。如今在應(yīng)用上存在由單一菌種向混合菌種發(fā)展的趨勢，同時菌種基因工程也在逐步發(fā)展。其中混合菌種之間的群體效應(yīng)和接種量大小仍是當(dāng)下的技術(shù)難點。程方等在馬鈴薯渣產(chǎn)蛋白飼料中使用混合多菌種進行發(fā)酵，結(jié)果表明黑曲霉Z9和啤酒酵母PJ組合為最佳菌種配伍，且菌種比例為1∶1時，效果較單一菌種更佳。祁宏山等在混菌固態(tài)發(fā)酵玉米秸稈的研究中發(fā)現(xiàn)接種劑量為8%時，得到的發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量最高。在仔豬上利用混合益生菌可以增加小腸黏膜的厚度和隱窩深度，顯著降低了大腸桿菌的數(shù)量。
3.2 飼料原料
飼料原料的碳水化合物含量、含水量、pH值、粒度的大小等都會影響發(fā)酵飼料的品質(zhì)。在飼料的發(fā)酵后期以乳酸菌為主導(dǎo)，以飼料原料中的可溶性碳水化合物為底物進行發(fā)酵，若碳水化合物含量過低將不利于乳酸菌的發(fā)酵。如玉米含有較多的淀粉和糖，是青貯的最好原料之一，而豆科牧草糖分低，蛋白質(zhì)含量高，不宜單一青貯。劉曉明等對3種含水量相同的飼料原料發(fā)酵品質(zhì)進行研究，發(fā)現(xiàn)各原料分別達到pH值穩(wěn)定所需的時間玉米＜豆粕＜棉籽粕，而黏度強度棉籽粕＞豆粕＞玉米，益生菌存留數(shù)量玉米＞豆粕＞棉籽粕。
3.3 發(fā)酵飼料的生產(chǎn)工藝
生產(chǎn)工藝包括兩部分，即微生物菌種的生產(chǎn)工藝和微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)工藝。選擇適當(dāng)?shù)木N再加上合適的發(fā)酵條件和生產(chǎn)工藝才能得到高質(zhì)量的發(fā)酵飼料。目前人們已對菌種配比、接種量、碳源、氮源、料水比、發(fā)酵時間、通氣量等工藝參數(shù)進行了大量研究，但微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)工藝遠不止這些，走規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化之路還必須注重原料處理、生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)、產(chǎn)品處理和檢測等多方面的研究。
3.4 青貯方式
目前，發(fā)酵飼料生產(chǎn)方式有窖貯、包貯、堆貯、塔貯和袋貯。這幾種青貯方式已被歐洲各國、美國和日本等世界發(fā)達國家廣泛使用。不同青貯方式的飼料發(fā)酵品質(zhì)存在著一定差異。崔原年等用全株玉米進行室內(nèi)袋貯和窖貯青貯，結(jié)果室內(nèi)袋貯發(fā)酵產(chǎn)物中沒有檢測到1，2－丙二醇，發(fā)酵產(chǎn)物以乳酸為主，隨青貯時間增加，乙酸含量顯著升高;窖貯檢測到了1，2－丙二醇和少量的1－丙醇，發(fā)酵產(chǎn)物主要為乳酸，乙酸含量略低于乳酸。
4微生物發(fā)酵飼料在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用
4.1 在反芻動物中的應(yīng)用
反芻動物的胃比較發(fā)達，可以消化其他動物無法吸收利用的營養(yǎng)物質(zhì)，因此非常規(guī)微生物發(fā)酵飼料在反芻動物上應(yīng)用較多。目前，我國非常規(guī)飼料的資源比較豐富，給養(yǎng)殖戶帶來了很大的經(jīng)濟效益，但其應(yīng)用效果和發(fā)酵工藝還在進一步的探究之中。何夢奇等在奶牛的飲水中添加微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料，添加4kg該飼料單產(chǎn)牛奶可提高2.18kg，每頭牛日增利潤2.03元。王曙陽等利用微生物發(fā)酵飼料渣飼喂奶牛，試驗組奶牛與青貯玉米秸稈組奶牛相比，采食量提高了11.4%，產(chǎn)奶量提高了14.2%，奶料比降低了20.8%，乳蛋白含量提高了14.0%，乳脂率含量提高了16.3%，體細胞數(shù)降低了5.2%。微生物發(fā)酵飼料在羊的生產(chǎn)中也有應(yīng)用，有研究表明在飼料中加入酵母菌發(fā)酵飼料，山羊體內(nèi)的乙酸、丙酸、丁酸的濃度有所提高，氨氮濃度顯著降低，而在飼料中添加乳酸菌發(fā)酵飼料可以增加山羊的干物質(zhì)采食量和飼料的消化率。
4.2 在生豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用
為了提高母豬的利用率、繁殖力和產(chǎn)仔數(shù)，通常會采取強制仔豬早期斷奶的方式。而早期斷奶仔豬由于腸道發(fā)育不完全，免疫系統(tǒng)不完善，抗病能力差，容易出現(xiàn)消化不良或?qū)︼暳袭a(chǎn)生過敏等現(xiàn)象，導(dǎo)致仔豬腹瀉，進而影響仔豬的生長。發(fā)酵飼料可以改善仔豬腸黏膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)，使腸道成熟細胞增多，增加對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力，提高仔豬的生長性能。M．Kraler等研究表明，飼料中添加發(fā)酵麥麩可顯著降低斷奶仔豬腸道中大腸桿菌的數(shù)量，乳酸菌發(fā)酵飼料可降低仔豬腸道pH值，使乳酸菌含量顯著增加。發(fā)酵飼料在母豬生產(chǎn)上也有不錯的效果，P．Wang等研究表明，發(fā)酵豆粕可顯著提高哺乳母豬血清中催乳素的濃度，還可提高母豬的繁殖力和產(chǎn)仔數(shù)。
4.3 在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用
在雞的飼養(yǎng)過程中加入一定量的微生物發(fā)酵飼料，可以改善雞蛋的品質(zhì)，提高產(chǎn)蛋和產(chǎn)肉的效率。趙春全研究微生物發(fā)酵飼料對蛋雞生產(chǎn)性能和雞蛋品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加微生物發(fā)酵飼料有助于提高蛋清的黏稠度、蛋黃的高度和直徑、蛋黃指數(shù);添加10%的發(fā)酵飼料可極顯著提高蛋黃等級，從而增加雞蛋的商品價值;添加5%發(fā)酵飼料可提高生產(chǎn)性能。用棉粕源發(fā)酵飼料飼喂海蘭褐蛋雞，蛋白的厚度、蛋殼相對分子質(zhì)量、哈夫單位和蛋黃顏色隨著棉粕源發(fā)酵飼料添加量的增加均有不同程度的提高，蛋黃中膽固醇含量隨著棉粕源發(fā)酵飼料添加比例的增加有下降趨勢。此研究和W．Deng等從緩解不良應(yīng)激角度方面的研究結(jié)果一致。發(fā)酵飼料在肉雞生產(chǎn)上也有應(yīng)用，它主要可改善雞的腸道菌群環(huán)境，提高免疫功能，進而促進肉雞的生長。
5微生物發(fā)酵飼料存在的問題及展望
現(xiàn)今微生物發(fā)酵飼料在我國飼料資源的開發(fā)和應(yīng)用方面仍然處于初級階段，并且存在以下問題:
1) 從實際應(yīng)用中得知發(fā)酵菌具有不穩(wěn)定性，應(yīng)加強劑型的加工工藝。另外，菌種和發(fā)酵飼料的質(zhì)量評價標準尚未統(tǒng)一，建立行業(yè)監(jiān)測方法和監(jiān)測標準十分重要。
2) 目前對發(fā)酵飼料的評價基本是從應(yīng)用效果上綜合得出菌種的作用，對發(fā)酵菌種的作用機理和方式仍不清楚。應(yīng)加強對發(fā)酵菌種的研究，通過改良菌群遺傳基因篩選更多優(yōu)良主效發(fā)酵菌種，使發(fā)酵作用更具有針對性，效果更加顯著。
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