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微生物发酵蛋白饲料研究表明能降低成本、调节动物肠道,提高饲料利用率,增强免疫力

日期:01-10  点击:  属于:生态养殖

摘要:本文对微生物发酵蛋白饲料的种类、应用现状及发酵蛋白饲料有益作用方面进行了概述,以期为蛋白饲料在养殖业应用提供参考。

我国饲料资源短缺,尤其是蛋白饲料严重缺乏,根据蛋白质饲料来源不同可分为植物性蛋白饲料、动物性蛋白饲料、单细胞蛋白饲料和非蛋白氮饲料,植物性蛋白饲料原料以豆粕、棉籽粕、菜籽粕、花生粕、苜蓿、玉米加工的副产品玉米蛋白粉等草本饲料为主,动物性蛋白饲料原料有鱼粉、肉骨粉、羽毛粉等,单细胞蛋白饲料是由单细胞生物个体组成的蛋白质含量较高的饲料,如酵母菌饲料和单细胞藻类饲料,非蛋白氮饲料一般指饲料用尿素等。我国饲用蛋白质资源匮乏以及大宗非粮蛋白质资源利用率偏低,制约了畜牧业现代化进程,主要蛋白质饲料原料豆粕等长期依赖进口,成为制约我国饲料工业和畜牧业发展的瓶颈,随着我国蛋白饲料原料进口量的不断提高,蛋白饲料原料创新保障畜牧养殖业健康发展成为养殖业重要挑战,寻找和开发新的蛋白质资源成为饲料工业急需解决的问题,且伴随着饲料行业的迅速发展,饲料也逐渐向低药、低残留的趋势发展,生物发酵蛋白饲料的发展呈现一片生机,微生物发酵蛋白饲料能够使饲料中的大分子物质和营养物质分解转化为易消化、吸收和利用的小分子物质、小肽等,可溶性蛋白的增加,增加了蛋白的消化利用率,有效降解抗营养因子,提高了蛋白饲料的营养水平和利用效率,也间接增加了优质蛋白供给,缓解了蛋白饲料原料的供应不足,提高动物的生产性能。

1、微生物发酵蛋白饲料用菌种

利用微生物发酵蛋白饲料,菌种的选择是关键,是生产中非常重要的因素。按照我国农村农业部饲料管理规范的要求,要选择我国农村农业部《饲料添加剂品种目录(2013)》公告中规定允许使用的微生物菌种,根据我国的管理制度,该目录以外的菌种存在安全风险,都是禁止在生物蛋白饲料中使用的菌种,常用菌种有枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、乳酸菌等,发酵原料选择我国农村农业部《饲料原料目录(2012)》公告中规定的饲料原料。

枯草芽孢杆菌:枯草芽孢杆菌为革兰氏阳性细菌,好氧菌,可形成内生孢子,耐热性强,具有极强的抗逆性,能够产生多种酶类,如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等,对动物生长有很好的促进作用。

酿酒酵母:酿酒酵母属于真核生物,细胞多为园形或卵园形,出芽生殖,可用于饲料酵母,蛋白含量高,以酿酒酵母为菌种发酵过程中产生多种小肽、消化酶、B组维生素及多种未知生长因子等,这些物质可以促进益生菌的生长,调节肠道菌群,有效提高饲料利用率及动物生产性能。

乳酸菌:乳酸菌能够发酵糖类产生乳酸的一类无芽孢、革兰氏阳性细菌,场内乳酸菌产生乳酸等多种有益物质促进动物肠道健康,促进蛋白质吸收,增强机体免疫力,促进动物生长。

2、植物性发酵蛋白饲料

发酵豆粕:豆粕是大豆提取油脂后得到的副产品,是饲料中用量最大的一种蛋白原料,也是理想型动物蛋白饲料原料,营养物质丰富,粗蛋白45%以上,氨基酸平衡,但其含有抗胰蛋白酶、大豆抗原蛋白等抗营养因子,微生物发酵豆粕是利用现代微生物发酵技术,采用酵母菌、枯草芽孢杆菌、乳酸菌等益生微生物对豆粕进行发酵,将豆粕中蛋白质降解为小肽和小分子蛋白,同时将其中抗营养因子分解为无抗原高质量蛋白,有效降低了抗原性,并且发酵过程中还会产生大量乳酸、益生菌、未知生长因子等,有利于动物的消化吸收,改善豆粕的饲用价值,发酵豆粕被认为幼龄动物的理想蛋白。发酵豆粕有助于提升豆粕风味,降解抗营养因子,增加动物对营养物质的消化吸收率。马文强等对微生物发酵豆粕营养特性进行了研究,通过枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、乳酸菌发酵豆粕,结果表明,发酵后粗蛋白提高了13.48%,氨基酸含量提高了11.49%,磷含量提高了55.56%,发酵后豆粕中高分子蛋白含量比发酵前下降了75.57%,中分子蛋白含量较发酵前降低了86.77%,低分子蛋白含量比发酵前提高了2.25倍,抗胰蛋白酶抑制因子及其他抗营养因子得到了彻底消除,从而得到了更优质的蛋白饲料;何勇锦研究发现,使用粘红酵母发酵豆粕粉,发酵液中小肽含量达56.96%,比优化前提高了2.73倍。王金斌等混菌固态发酵豆粕生产优质蛋白饲料研究发现,利用枯草芽孢杆菌和热带假丝酵母对豆粕进行混菌发酵,发现发酵后豆粕粗蛋白明显提高,真蛋白提高。陈国营等发酵豆粕对蛋鸡肠道菌群和粪便中N,S含量的影响研究发现发酵豆粕能够降低鸡舍内NH3和H2S的浓度,改善养殖环境。闻爱友等对发酵豆粕对早期断奶仔猪生长、肠道微生物菌群及腹泻的影响进行了研究,发酵豆粕代替普通大豆粕进行饲喂,试验组仔猪的平均日增重、料重比和评价日采食量均随发酵豆粕的剂量增加而改善,腹泻率明显降低,仔猪肠道中大肠杆菌数量比对照组均有一定程度的下降,而乳酸杆菌数量则呈现增长的趋势。发酵豆粕可以作为高品质蛋白饲料替代鱼粉,陈美松等进行了利用发酵豆粕代替鱼粉对断奶仔猪产能和肠道细菌的影响试验表明,发酵豆粕可以作为断奶仔猪饲养的主要饲料,也可代替鱼粉使用,发酵豆粕具有一定的抑制大肠杆菌作用,降低腹泻率,可以增加乳酸菌的产出率,对促进断奶仔猪产能具有积极作用。

发酵棉籽粕:棉籽粕是以棉籽为原料经浸出去油后得到的产品,粗蛋白含量高达33%~43%,棉籽粕蛋白质组成不理想,利用率低,且含有对动物有害物质的棉酚等,聂存喜等假丝酵母和酿酒酵母对棉籽粕源发酵蛋白质饲料的代谢产物研究发现,试验组小分子代谢产物相对含量较对照组显著增加。金红春等对棉粕经芽孢杆菌固态发酵前后营养成分变化研究发现,粗蛋白提高6.99%,淀粉酶活力提高766U/g,脂肪酶活力提高299U/g,均显著高于对照组。刘珍等利用微生物发酵法生产出的发酵棉粕,棉酚含量降低到0.02%(国标为0.04%)以下,粗蛋白降解为有利于动物吸收的多肽和氨基酸,利用发酵棉粕代替豆粕饲喂蛋鸡,添加量达9%~12%时,对蛋鸡健康状况无负面影响,不会影响蛋鸡的生产性能,且饲养成本大大降低;魏尊等选择海兰褐健康蛋鸡进行试验,试验组在与对照组基础日粮营养水平基本一致的情况下分别添加5%、10%、15%的棉粕发酵饲料替代豆粕,结果表明试验组较对照组产蛋率、平均蛋重、产蛋量、料蛋比、采食量均有所提高,蛋都没有达到差异显著水平,腹泻率、死淘率试验组与对照组差异不显著,在蛋鸡日粮中用发酵棉粕代替豆粕可以提高饲料利用率及经济效益,以添加10%效果最佳。关红民等选择杜长大三元杂交保育猪、生长猪和肥育猪,对发酵棉籽粕对其的生长性能及健康状况的影响进行了研究,对照组保育猪、生长猪和肥育猪饲喂相应阶段的基础饲粮,试验组保育猪、生长猪和肥育猪分别饲喂用2%、6%、9%发酵棉籽粕等量代替基础饲粮中豆粕的饲粮,结果表明,保育猪末重显著增加1.63kg,日增重显著增加44.29g,料重比显著降低4.94%,腹泻频率降低6.9%,发病率降低11.3%,死亡率降低3.1%;生长猪末重显著增加3.31kg,日增重显著增加62.04g,料重比显著降低5.99%,腹泻率降低4.5%,发病率降低5.9%,死亡率降低1.8%;肥育猪末重显著增加3.37kg,日增重显著增加80.21g,料重比显著降低4.73%,腹泻率降低1.5%,发病率降低2.0%,死亡率降低1.7%。

发酵菜籽粕:我国是世界上最大的油菜生产国,菜籽产量最大国家,菜籽粕是以菜籽为原料,经压榨浸出后所得产品,粗蛋白含量35%~45%,适口性差,含有较多的抗营养因子及有毒有害物质,如单宁、植酸、芥子酸等,限制了其在动物日粮中的应用。吴明文等用发酵菜粕替代饲料中的部分豆粕对仔猪生产性能的影响研究发现发酵菜粕可以替代饲料中的部分豆粕添加到饲料中供给仔猪食用,能够提高仔猪日增重4.35%~13.04%,降低料肉比10.53%~13.15%,降低仔猪腹泻率。王飒爽等研究认为菜籽粕通过微生物发酵处理后可有效去除抗营养因子,发酵菜籽粕代替豆粕量以不高于8%为宜,能够取得良好的效果。

发酵花生粕:我国花生分布广泛,主要产地为河南、山东、河北等地方,花生粕是花生仁经压榨提炼油脂后的产品,富含植物蛋白,粗蛋白含量接近豆粕,口感好,氨基酸组成欠佳,精氨酸含量高,其它氨基酸含量偏低,易感染黄曲霉产生毒素,限制了其在畜禽饲料中的使用,解佑志等在三元杂交生长猪饲粮中用发酵花生粕替代部分豆粕,结果显示单一的豆粕调整为豆粕和发酵花生粕后能够改善生长猪的生产性能和养分消化率,试验组较对照组日增重显著提高了78%,料重比显著降低了81%,粗蛋白质消化率显著提高了216%,钙和磷的消化率分别提高了425%、600%。

3、单细胞蛋白饲料

加大本土地缘性可利用饲料资源开发,充分利用当地现有资源变废为宝,不仅可以实现地方优势资源饲料资源化利用,还可以缓解饲料资源的短缺。

利用植物发酵生产蛋白饲料:构树作为新兴的蛋白饲料原料,构树具有营养丰富、蛋白质生物学价值高,饲喂效果好等特点,张秀江等以枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌和酿酒酵母复合菌固态发酵构树生产蛋白饲料,粗蛋白提高了35.23%,酸溶蛋白提高了70.88%。杨柳燕等利用黑曲霉和产朊假丝酵母混合发酵水产植物苦草,产物中粗蛋白含量达39.88%,粗蛋白增加率84.2%,使其成为鱼、家畜、家禽的蛋白饲料来源。

微生物发酵秸秆饲料:我国农作物秸秆资源丰富,利用地方优势资源农作物秸秆资源生产蛋白饲料,将秸秆纤维转变为可以利用的营养价值高的蛋白饲料,变废为宝,解决动物饲料需求的不足,利用混合菌共发酵技术,为玉米秸秆利用开辟一条新途径,也为开发蛋白质饲料增加一个新资源。杨连玉等用复合真菌发酵玉米秸秆可以提高玉米秸秆饲料的粗蛋白含量,粗纤维含量明显下降。张伟心等应用绿色木霉、白地霉和酿酒酵母三株菌种混合发酵玉米秸秆粉50%和麸皮50%,粗蛋白含量达28%,其中氨基酸种类齐全,粗纤维含量降低57.6%。

利用农副产品生产蛋白饲料:随着农产品加工业的发展,农副产品加工副产物大量增加,不能及时有效利用也会造成资源浪费,赵彩艳等采用酵母菌为发酵菌种固态发酵玉米粉75%和麸皮21%为主要原料生产单细胞蛋白饲料,粗蛋白含量20.56%;其它非常规的如酒糟、红薯渣、豆腐渣等农副产物打造中国特色的饲料配方体系,我国是马铃薯生产大国,马铃薯渣是马铃薯淀粉生产加工过程中的副产物,其蛋白质含量低,粗纤维含量高,适口性差,饲料品质低,程方等通过黑曲霉和啤酒酵母发酵马铃薯渣粗蛋白达到41.72%,较对照组提高了78.69%,提高了蛋白酶活力、纤维素酶活力,降低了粗纤维含量31.96%。

利用水果下脚料残渣生产蛋白饲料:陈间美等产朊假丝酵母和绿色木霉为优势菌种,以菠萝皮渣为原料生产优质高菌体蛋白饲料,沙棘果渣是沙棘果压榨后的副产物,含有丰富的维生素及多种活性物质,张强等以沙棘果渣为原料采用酿酒酵母和产朊假丝酵母发酵生产蛋白饲料,烘干后粗蛋白含量23.5%,有浓烈的醇香味。

4、动物性发酵蛋白饲料

发酵羽毛粉:羽毛粉为高蛋白饲料原料,粗蛋白含量高达80%,但多不能被动物利用吸收,开发利用羽毛粉中不易溶解吸收的蛋白质,以缓解我国蛋白质饲料资源不足也是一项重要途径,羽毛粉蛋白难降解加工一般采用高温蒸煮法、膨化法等,有学者也对采用微生物发酵法处理羽毛粉进行了研究,张昕对发酵羽毛粉的细菌菌株进行了筛选,筛选出了产角蛋白酶活力高产菌株;杨婷等对混菌固态发酵降解羽毛生产饲料蛋白质工艺进行了研究。

5、结论

随着对环境污染、食品安全等日益重视,无抗、禁抗养殖推广,现代微生物发酵技术、生物工程日益发展,微生物发酵蛋白饲料具有了更为广阔的发展前景,微生物发酵蛋白饲料具有了多种功能,既可降低饲料成本、养殖成本,又可调节动物肠道菌群平衡,提高饲料利用率,改善动物生产性能和增强机体免疫力。


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