文│劉艷春(內蒙古自治區巴林右旗農牧業局)
微生物發酵飼料在動物生產中的應用
文│劉艷春(內蒙古自治區巴林右旗農牧業局)
發酵飼料指微生物在人工控制條件下通過自身的代謝活動把各種物質中的抗營養成分分解或轉化,產生能被畜禽利用的飼料原料。發酵飼料具有很多的優點,發酵后的飼料更容易被畜禽消化吸收,在發酵的過程中還可以將可能存在的有毒物質降解,同時能促進畜禽生長、增強畜禽自身的抗病免疫力。
1.乳酸菌。乳酸菌是人類利用最早的一種微生物,它們一般喜歡無氧的環境,有的是兼性厭氧菌。乳酸菌的抗酸能力很強,甚至在pH 4.5以下的環境中依然能夠存活。王建輝研究表明,乳酸菌的代謝產物和活菌液對革蘭氏陽性、陰性菌均有較大的抑制作用,酸堿度越低,抑制作用就會相應的增強,乳酸菌體內及其代謝產物中的超氧化物歧化酶相對較高,可以增強畜禽的自身免疫力。
2.芽孢桿菌。芽孢桿菌同乳酸菌一樣有著很強的抗酸能力,并且芽孢桿菌的抗高溫、高壓能力也比較強,是一種生命力極強的好氧菌。由于芽孢桿菌抗酸、堿能力較強,胃酸和消化液對芽孢桿菌的破壞作用極小,芽孢桿菌在到達消化道下部以后便會生長繁殖;作為一種好氧菌,小腸內的氧氣被芽孢桿菌大量消耗,腸道保持著厭氧的環境,使大量厭氧益生菌能夠正常生長繁殖,同時抑制需氧有害病菌的生長,使動物腸道內的菌群保持一種平衡的狀態。
3.酵母。酵母是一些單細胞的真菌,非絲狀的真核微生物,能發酵糖類。酵母喜歡潮濕或者液態環境,但有些酵母也可在生物體內生存。酵母菌體中的營養成分非常豐富,如蛋白質、脂肪、酶等含量均較大。Beauchemin研究表明,酵母對畜禽的生長有很大的促進作用,如可以提高畜禽機體的抗病力、提高畜禽的各項生產指標以及減少應激。啤酒酵母以及產朊假絲酵母是目前應用最為廣泛的酵母。
1.增加有益菌,使腸道內的微生物群處于平衡狀態。在正常情況下,動物腸道內的各種微生物種群間處在一種動態平衡的狀態,厭氧菌在腸道內的所有菌種中數目最多,所以其作用也就最為重要,它決定了腸道內所有菌種的發展狀況,使畜禽保持正常的生理機能,從而進行正常的生長發育和生產。如果畜禽體內的這種情況遭到破壞,導致優勢菌群出現改變,腸道內的各種微生物就會打破原來的那種平衡狀態,使畜禽的各項身體機能出現障礙,自身免疫力降低,最后會導致患病甚至死亡。
2.抑制有害菌,提高畜禽機體抗病力。發酵飼料中的乳酸菌和雙歧桿菌在畜禽體內能夠分泌酸液。當乳酸菌和雙歧桿菌進入畜禽機體后分別產生醋酸、乳酸,芽孢桿菌在畜禽機體后會產生甲酸、丁酸、己酸等酸性物質,使腸道內的酸堿度減小,從而對一些不耐酸的有害菌種產生抑制作用,破壞有害細菌,使其不能進行正常的繁殖活動。一些菌種在腸道內活動的過程中還能夠合成細菌素,使腸道內病原菌的繁殖生長受到一定的抑制。同時,有益菌還可以作為免疫激活劑刺激畜禽腸道黏膜中的免疫細胞,增強畜禽機體的各項機能,提高畜禽抵抗疾病的能力。
3.合成營養物質,加快畜禽機體的生長速度。有益菌種在體內進行各種活動的過程中還會產生很多的營養物質,例如蛋白質、糖類、脂肪等,被畜禽消化利用后可以加快畜禽的生長速度提高各項生產指標。有益菌種在進行各種活動的過程中還可以合成許多消化酶,這些消化酶可以與畜禽體內自身存在的消化酶互相配合,提高畜禽對各種營養物質的消化吸收率,提高飼料的轉化率。芽孢桿菌還可以產生其他的酶類,這些酶類可以分解發酵飼料原料中復合糖類,如膠酶、纖維素酶、葡聚糖酶等,很多都是畜禽自身不能分泌的,提高畜禽機體對組成比較復雜物質的轉化率。
4.充分發揮非常規飼料原料利用價值,降低飼養成本。微生物能夠利用多種非常規的飼料原料進行發酵,例如棉粕、米糠等。發酵之后,飼料中各種原料的營養物質較以前得到很大改善。飼料蛋白質的吸收率比發酵以前可以提高20%~30%;飼料中的部分纖維量下降10%~20%;已經發酵好的飼料中中乳酸菌總量可以達到1×107細菌群落總數(CFU)/克以上,為了使有益菌能夠在畜禽腸道定植成功,大腸桿菌等其他雜菌的數量必須控制在1×103CFU/克以下;許多非常規飼料原料中85%以上的有毒有害物質都可以去除掉。因此,雖然在飼料中添加了一些非常規蛋白原料,但是由于在發酵的過程中已經將大部分的有毒有害物質降解,生產飼料的成本有所減少,發酵飼料的性能并未下降,這樣就大大節省了制作飼料的成本。微生物發酵和調制飼料可以說擁有非常多的優點,這些優勢是很多物理和化學方法所無法代替的,微生物天然具有的許多特質使其具備了這些長處。
5.原料來源廣泛。由相關數據可知,世界上已發現的微生物種類在10萬種以上,并且不同的微生物都具有各自不同的特點,這些具有各自特點的微生物可以分解各種各樣的有機物質。所以說微生物發酵生產飼料原料來源非常廣泛。很多廢棄物都可以作為微生物發酵飼料的原料,如各種有機廢水、廢渣,還有在城市中數量非常多又難以解決的垃圾和糞便都能夠作為飼料原料;還有礦物質資源,如煤、甲烷及相關的副產物,如乙烷、丙醇、醋酸、丙烯等,這些物質在自然界都廣泛存在。
1.在肉雞生產中的應用。在對肉雞進行飼喂時,可以在飼料中加入一定量的發酵飼料,這樣做不僅能夠降低飼養成本,還可以提高肉雞的各項生產指標,肉質也會在很大程度上得到提高。張偉偉等研究,經過發酵的蘋果渣對肉雞各項生產指標的作用,發現雞的每天增加的重量在使用發酵蘋果渣飼喂后得到了大幅增加,同時雞肉中的蛋白質含量大幅提高,脂肪含量相應降低,而且對雞的肝等內臟不會造成損傷。夏素銀等通過發酵飼料代換30%的豆粕飼喂雛雞,在大大降低了飼養成本的同時,雛雞的腹瀉率也在很大程度上得到控制。
2.在豬生產中的應用。家禽對非常規飼料的消化吸收效果相對來說比豬弱,豬對非常規飼料的利用效果不如草食家畜,但是經過發酵處理之后的就比較適合家豬的采食和利用,轉化率也大大提高。王長彥等研究表明,在飼喂成本基本相同的情況下,使用發酵飼料的試驗組的平均日增重比對照組增長了近4.7%;比對照組組平均每頭豬提高收入超過16元;腹瀉率也大大低于對照組,提高了經濟效益。Kobashi等使用通過液體的發酵而生產的飼料讓仔豬進行采食,結果仔豬體內的乳酸菌大量增多,同時有害菌也相應減少,幼豬對飼料的轉化率也得到相應的提高。郭志明采用發酵后的玉米秸稈對豬進行飼養,結果表明,試驗組在出欄時的增重比率相對于對照組的提高了將近4%,再加上飼養成本的下降,每頭豬利潤增長近57元,經濟效益得到明顯提高。
3.在牛生產中的應用。在所有的畜禽中,牛是比較大的草食家畜,消化能力較強,所以對一些非常規飼料的利用效果要好于一般的小型家畜。牛雖然能夠直接采食秸稈等其他家畜難以利用的粗飼料,但是消化吸收率非常小,采用微生物發酵技術就能夠將粗飼料中的纖維轉化,從而提高消化吸收率。郭志明研究發現,經過發酵的玉米青貯可以提高消化率。鄧志平等分別采用經過發酵后的稻草飼喂3個試驗組,3個試驗組發酵稻草占日糧的比例分別為85%、90%、95%,與6頭飼喂沒有經過處理稻草的牛作對比,試驗持續的時間為90天。結果表明,處理組的各項生產指標相對于未處理組都有增高,飼養成本大幅下降,經濟效益也顯著提高。
1.生產設施落后,專業技術人員匱乏。現在進行發酵飼料生產的廠家大多是規模比較小的廠子,所以極其缺乏生產設備和專門的技術人才,對發酵飼料行業的技術和知識知道的相對較少。同時,生產設備比較落后,生產條件相對較差,例如缺乏鍋爐等消毒設備;種子罐本應單獨放置,但是基本上全部放置在外面。最讓人擔憂的是沒有專門的檢驗人員對產品實施檢查,這就使生產出來的飼料存在著非常大的安全隱患。
2.管理和衛生條件差。消毒、滅菌工作是發酵過程中最為重要的環節,直接決定了發酵的成功與否,這是從事微生物發酵工作的人都知道的。 但是,許多發酵飼料廠并沒有建立健全管理制度,在很多方面都存在嚴重問題,例如倉儲管理、員工衛生和生產環境衛生等。
3.大劑量使用促生長劑。部分規模較小的生產廠家發酵相關的技術總體來說比較差,生產出來的發酵產品純度很低,雜菌比較多。如果將這樣的發酵飼料用于對細菌比較敏感的仔豬,仔豬食用后腹瀉率會提高,所以就在仔豬濃縮料中使用了大量的桿菌肽鋅以及金霉素,這樣就加大了對藥物的使用量,從而給控制畜禽產品的藥物殘留造成了很大的障礙。
盡管目前微生物發酵飼料不可避免地存在一些問題,但是隨著人們不斷地對其進行深入研究,相信這些問題都會迎刃而解。微生物發酵飼料作為抗生素和蛋白質的替代品,在飼料工業中必將受到更大的重視。