當(dāng)前飼料行業(yè)面臨著限抗減鋅、環(huán)保和中美貿(mào)易等壓力,對傳統(tǒng)飼料行業(yè)的影響巨大,畜牧行業(yè)開始將目光投向了生物發(fā)酵飼料。文章介紹了發(fā)酵飼料的發(fā)展現(xiàn)狀、作用與意義,以及發(fā)酵飼料面臨的問題和對前景的展望。
1發(fā)酵飼料的概況
發(fā)酵飼料是以微生物發(fā)酵為核心,將飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子和大分子物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分解,產(chǎn)生適口性好、富含大量活性益生菌及其代謝產(chǎn)物的飼料原料。經(jīng)過發(fā)酵處理后的飼料含有豐富的有機(jī)酸、消化吸收酶、維生素、游離氨基酸、活性小肽、促生長因子等物質(zhì),不僅能提高動(dòng)物對飼料的吸收與利用,降低生產(chǎn)成本,所含有的有益菌還能調(diào)節(jié)腸道菌群,促進(jìn)腸道健康,減少畜禽疾病的發(fā)生。
1.1 發(fā)酵飼料的生產(chǎn)工藝
發(fā)酵飼料根據(jù)含水量的差異分為液體發(fā)酵飼料和固體發(fā)酵飼料。液體發(fā)酵飼料在國外應(yīng)用廣泛,通常采用的是全價(jià)飼料發(fā)酵或發(fā)酵飼料中的谷物原料部分再與維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)素混合進(jìn)行飼喂,發(fā)酵過程中一般是以天然存在的乳酸菌、酵母菌進(jìn)行發(fā)酵,采用“back-slopping”方式進(jìn)行發(fā)酵,只需幾小時(shí)便可完成發(fā)酵,效率高且質(zhì)量穩(wěn)定,具有適用于工業(yè)化生產(chǎn)和易于控制等優(yōu)勢。國外液體發(fā)酵飼料方式由于投資過高并不適用于國內(nèi)飼料發(fā)酵,國內(nèi)由于人工成本低,一般采用的是固體發(fā)酵飼料技術(shù),只需要在飼料原料中額外添加乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢桿菌等菌株后進(jìn)行混合再將飼料裝入發(fā)酵桶或發(fā)酵袋中進(jìn)行發(fā)酵,但存在發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、發(fā)酵工藝難以控制和過程參數(shù)難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確化等缺點(diǎn)。
1.2 我國發(fā)酵飼料的發(fā)展現(xiàn)狀
我國發(fā)酵飼料的發(fā)展同我國的國情和資源短缺緊密相關(guān)。近年來,我國畜牧養(yǎng)殖總量不斷上升,每年產(chǎn)生約38 億噸畜禽糞便,有效處理率卻不足50%,且我國在2014 年1 月1 日起開始實(shí)施《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》,畜禽污染受到高度重視。大量研究表明,將微生物發(fā)酵技術(shù)運(yùn)用到養(yǎng)殖業(yè)上,如微生物發(fā)酵飼料、微生物除臭消毒和微生物糞便處理等等,可以有效處理畜禽糞便污染。同時(shí),我國于2016 年開始了抗生素禁用歷程,2017 年4 月30 日之后禁止硫酸黏桿菌素添加到飼糧中作為生長促進(jìn)劑;2019 年5 月1 日起,停止經(jīng)營、使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3 種獸藥的原料藥及各種制劑。我國飼料行業(yè)已經(jīng)開啟禁抗時(shí)代,而飼料禁抗給畜牧行業(yè)帶來了沉重的負(fù)擔(dān),飼料禁止使用抗生素不僅面臨著生產(chǎn)成本會(huì)大幅度的提高,而且養(yǎng)殖過程中治療用的抗生素也會(huì)大量增加,也就是說在禁抗時(shí)代前期,抗生素在畜牧行業(yè)的使用總量有可能并不會(huì)減少。為了更快適應(yīng)無抗時(shí)代的來臨,學(xué)術(shù)界和企業(yè)將飼料研發(fā)重心轉(zhuǎn)向了抗生素替代品。有大量研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加發(fā)酵飼料替代抗生素的使用不僅可以顯著提高動(dòng)物的生長性能,還可以減少疾病的發(fā)生。加之,我國目前依然存在著人畜爭糧情況,優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源如豆粕和魚粉對外依存度依舊很高,大部分飼料原料仍然依靠進(jìn)口,其原料價(jià)格受到市場波動(dòng)影響較大。微生物發(fā)酵飼料不僅可以對飼料原料進(jìn)行深度加工,提高飼料本身的營養(yǎng)價(jià)值,還有助于開發(fā)地源性飼料和利用農(nóng)作物副產(chǎn)物,減少飼料成本,提高生產(chǎn)效益。蘇家宜等(2016)研究發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加發(fā)酵的中藥渣與對照組相比可以顯著提高斷奶仔豬的生長性能和養(yǎng)分消化率。高俊峰(2013)發(fā)現(xiàn)在黑山羊的飼糧中添加20%發(fā)酵木薯渣,能夠顯著提高黑山羊的生長性能和養(yǎng)分消化率。胡永娜等(2012)發(fā)現(xiàn)用固態(tài)發(fā)酵后的菜籽粕等氮替代基礎(chǔ)飼糧中25%的豆粕,能夠顯著提高肉仔雞的生長性能、免疫功能和消化酶活性。因此,發(fā)酵非常規(guī)原料對于緩解我國飼料原料緊缺和環(huán)境污染有著重要意義。
2發(fā)酵飼料的作用與意義
2.1 提高動(dòng)物生長性能,保障動(dòng)物健康
飼料原料經(jīng)過有益菌發(fā)酵后會(huì)產(chǎn)生多種不飽和脂肪酸和芳香酸,且適口性較好,能夠促進(jìn)動(dòng)物的采食,提高養(yǎng)分消化率,減少料重比。金樁等(2010)研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加50%的乳酸菌發(fā)酵飼料與對照組相比能夠極顯著提高生長豬的平均日采食量。Chen 等(2009)發(fā)現(xiàn)用枯草芽孢桿菌和釀酒酵母菌結(jié)合發(fā)酵的飼糧可以顯著提高肉雞日采食量、日增重和總能利用率,發(fā)酵飼料中含有的雙歧桿菌、芽孢桿菌和乳酸菌等有益菌進(jìn)入消化道后會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)酸,調(diào)節(jié)腸道pH,抑制病原微生物生長繁殖,調(diào)節(jié)腸道免疫功能,減少腹瀉的產(chǎn)生,促進(jìn)腸道健康。張錚等(2018)研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加20%乳酸菌發(fā)酵飼料可以顯著提高仔豬糞便中的乳酸菌數(shù)量和降低大腸桿菌的數(shù)量。Canibe 等(2003)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),發(fā)酵菌液組與對照組相比能顯著增加動(dòng)物的采食量,同時(shí)降低胃液的pH 和大腸桿菌的數(shù)量。夏素銀等(2010)研究發(fā)現(xiàn)用發(fā)酵蛋白飼料替代豆粕30%能顯著降低直腸內(nèi)大腸桿菌數(shù)量和腹瀉率。余淼等(2013)研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵飼料組與對照組相比,肉牛血清中血清總蛋白、白蛋白、免疫球蛋白濃度顯著提高,谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶及丙二醛濃度顯著下降,總抗氧化能力和超氧化物歧化酶的活性極顯著增強(qiáng)。
2.2 開發(fā)地域性資源,減少飼料成本
飼料資源短缺且價(jià)格波動(dòng)較大,是制約我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要瓶頸之一,菜籽粕、啤酒糟和棉粕蛋白質(zhì)含量高,但適口性較差和抗?fàn)I養(yǎng)因子過高,在配方上無法使用或使用量較少。傳統(tǒng)的飼料加工模式處理非常規(guī)飼料原料投入成本過高且無法達(dá)到預(yù)期效果,從而導(dǎo)致這些非常規(guī)飼料原料資源的附加值較低,造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重。我國可飼料化利用的生物質(zhì)廢棄物資源總量達(dá)到23 億噸,其中各類雜粕、糟渣和其他低廉的非常規(guī)飼料原料,經(jīng)過發(fā)酵處理可以部分替代玉米、豆粕和魚粉等常規(guī)飼料,減少飼料成本,并且還可以額外給動(dòng)物體補(bǔ)充有益菌、有機(jī)酸和各種酶。張金龍等(2017)研究發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)飼糧中添加2%發(fā)酵桑葉粉可以顯著提高肉雞的日增重和日采食,改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu),促進(jìn)腸道健康。殷海成等(2015)研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加苜蓿草粉或發(fā)酵苜蓿草粉與對照組相比可以顯著提高鵝的生長性能,提高血清抗氧化酶和消化酶活性,且飼糧中添加發(fā)酵苜蓿草粉比未發(fā)酵苜蓿草粉效果更佳。仲偉光等(2019)研究發(fā)現(xiàn)用膨化玉米秸稈發(fā)酵飼喂肉羊,可以顯著提高肉羊的干物質(zhì)采食量,凈增重比對照組提高14.16%,血液中的總蛋白顯著增高,尿素氮顯著降低。
2.3 開發(fā)生態(tài)特色畜產(chǎn)品
近年來,隨著人們生活消費(fèi)水平的提高,原生態(tài)、無添加的綠色安全食品越來越受到消費(fèi)者的歡迎。人們對食品的需求不再單單只是為了生存,而是要求更為營養(yǎng)和健康的保健食品。動(dòng)物食品的安全性,依賴于健康的養(yǎng)殖,首先需要保證的是飼料的安全,發(fā)酵飼料的作用來源于微生物的生長及其產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物,需保證飼料中未添加抗生素,符合綠色養(yǎng)殖這一定義。朱坤等(2018)研究發(fā)現(xiàn)用20%發(fā)酵料等量替代基礎(chǔ)飼糧可以改變機(jī)體代謝,增加肥育豬背最長肌肉色評分及嫩度,改善肉品質(zhì)。Cao等(2012)研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加發(fā)酵銀杏葉可以改善肉雞抗氧化能力,從而提高血清中α-生育酚的含量和雞肉品質(zhì)。Engberg 等(2009)發(fā)現(xiàn)給蛋雞飼喂發(fā)酵飼料可以提高雞蛋的重量、蛋殼質(zhì)量,提升雞蛋品質(zhì)。因此,發(fā)酵飼料對于開發(fā)特色畜產(chǎn)品有重要的意義。
2.4 有益于環(huán)境保護(hù)
發(fā)酵飼料簡單來講是微生物將飼料進(jìn)行預(yù)消化處理,微生物可以將飼料中不能被動(dòng)物吸收的大分子和有毒物質(zhì)進(jìn)行消化分解,提高營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率。動(dòng)物吸收的越多,排出來的就越少,對環(huán)境的污染也就越小。孫汝江等(2012)在基礎(chǔ)飼糧中添加10%微生物發(fā)酵飼料飼養(yǎng)海蘭褐蛋雞發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)組的氮排泄率顯著下降。廖云瓊等(2016)研究發(fā)現(xiàn),在基礎(chǔ)飼糧中加入20%的EM 發(fā)酵液,試驗(yàn)組的全氮和速效氮含量均顯著低于對照組,且試驗(yàn)組有害氣體H2S、NH3和CO2質(zhì)量濃度也顯著低于對照組。Yi 等(2017)研究發(fā)現(xiàn)在仔豬飼糧中添加發(fā)酵豆粕可以減少糞便中氨氣的排放,但添加濕發(fā)酵豆粕效果相比干發(fā)酵豆粕效果更佳。Cheng 等(2017)也研究發(fā)現(xiàn)在仔豬飼糧中添加8%的發(fā)酵豆粕可以促進(jìn)微生物固氮且尿素排放途徑由血液到尿轉(zhuǎn)變成血液到糞,從而顯著降低豬圈中氨氣、PM2.5 和PM10 的濃度。Li 等(2011)發(fā)現(xiàn)在生長豬飼糧中加入發(fā)酵土豆渣可以顯著提高飼料轉(zhuǎn)化率從而顯著降低糞便氨濃度。在飼料中加入一定量的發(fā)酵飼料不僅可以促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,還可以促進(jìn)無機(jī)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮,從而降低畜禽氨氣的排放,有益于環(huán)境保護(hù)和畜禽健康。
3發(fā)酵飼料面臨的問題
發(fā)酵飼料現(xiàn)已經(jīng)在國外許多國家普遍使用,目前,荷蘭有60%以上規(guī)?;i場在使用發(fā)酵料,丹麥有30%以上的母豬使用發(fā)酵料,法國約有15%的豬場使用發(fā)酵料。在我國,發(fā)酵飼料已經(jīng)成為飼料企業(yè)新利潤的來源,對發(fā)酵飼料的研發(fā)和運(yùn)用力度也在逐漸加大。然而,發(fā)酵飼料產(chǎn)業(yè)在迅猛發(fā)展的同時(shí),在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中所暴露的問題也逐漸被人們所重視。
3.1 沒有嚴(yán)格的發(fā)酵飼料監(jiān)測體系
國內(nèi)的發(fā)酵飼料生產(chǎn),缺乏專業(yè)的發(fā)酵設(shè)備或者是設(shè)備投入經(jīng)費(fèi)過少,發(fā)酵中飼料的數(shù)據(jù)監(jiān)控不足,生產(chǎn)出來的發(fā)酵飼料品質(zhì)參差不齊,甚至原本品質(zhì)較好的飼料在經(jīng)過發(fā)酵后受到霉菌污染,無法在生產(chǎn)中使用,造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。有些發(fā)酵飼料的生產(chǎn)采用的是純手工進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵人員未經(jīng)過培訓(xùn),發(fā)酵后的飼料產(chǎn)品甚至無法辨別其品質(zhì)差異,直接在生產(chǎn)中使用,造成動(dòng)物疾病的產(chǎn)生,影響畜禽生長健康。
3.2 發(fā)酵飼料評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一致
21 世紀(jì)初,生物發(fā)酵飼料、生物蛋白和發(fā)酵豆粕的興起,不少發(fā)酵飼料企業(yè)一味地炒作自身的發(fā)酵飼料,但是由于其發(fā)酵批次不一致,發(fā)酵品質(zhì)也參差不齊,發(fā)酵飼料中所含的菌數(shù)量甚至隨著發(fā)酵時(shí)間的不同也有不同。目前,現(xiàn)有的發(fā)酵飼料營養(yǎng)價(jià)值主要是通過測定粗蛋白質(zhì)、氨基酸、小肽、鈣、磷等含量進(jìn)行評價(jià),很少有企業(yè)去測定發(fā)酵飼料中不同菌種和菌種蛋白的含量。