生物发酵床养猪效能和猪肉营养成分影响研究

2012-04-12赵冬青吴建平段淇斌

草业学报 2012年2期

赵冬青，吴建平，段淇斌

（1.甘肃农业大学动物科学技术学院，甘肃兰州730070；2.甘肃省外资项目管理办公室，甘肃兰州730030）

＊生物发酵床（bio－bed system）养猪既是一个新生事物，又是一种古老的饲养方式［1］，主要做法是在圈舍内铺设厚垫料，在饲育的同时利用微生物发酵技术进行粪尿处理，有效降解、消化猪的排泄物，不再需要进行清扫排放。与传统的水泥地面养殖相比，饲养环境明显改观，管理得当的发酵床猪舍内无臭［2，3］、少蚊蝇［4］，动物福利得到保障［5］。随着能源与环境压力的日益增大［6］，这种环保、生态的养殖方式因其低排放、节水、省力、高效［7，8］而备受到中小养殖户青睐。

日本是最早从事发酵床养猪技术研究的国家，于1970年建立了第一个发酵床系统［9］，该系统是利用坑道，以木屑作垫料，上面加盖聚氯乙烯塑料布而成。加拿大Biotech公司于1985年推出一个以秸秆为深层垫料的发酵床系统［10］。我国是在20世纪80年代中期从日本、韩国等国引进该技术［11］，受到国内养猪界的极大关注，90年代以后相继在江苏、福建、山东［12］等省开展相关应用研究并取得了较好的应用效果，尤其在日增重、饲料报酬、减少饲料营养物排放和环境污染等方面效果明显［13，14］。目前，生物发酵床技术已经被推广应用到鸡、牛、羊等畜禽的饲养中［15－17］。

作为一个新生事物，发酵床养猪在推广应用过程中也存在一定争议，主要表现在夏季加大高温负荷、疾病的有效防控和肉品安全性方面［18］。在人们越来越重视食品营养和安全的今天，发酵床条件下的肉品营养和安全显得尤为重要。此方面相关的效果报告也很少，尤其在干旱半干旱地区。为了研究干旱半干旱地区生物发酵床养猪模式对猪生产性能［19］和猪肉品质的影响，在甘肃定西市安定区某猪场开展了本试验，旨在为干旱半干旱地区推广生物发酵床养猪提供理论依据［20，21］。

1 材料与方法

1.1 项目区概况

定西市安定区位于甘肃省中部，属黄土高原丘陵沟壑半干旱山区，介于东经104°12′18″～105°01′05″，北纬39°02′04″～36°02′40″，海拔1 700～2 580 m，气候特征为干旱、光富、热欠，年平均气温6.3℃，平均湿度66%，无霜期141 d，绝对无霜期88 d，年平均降水量425.1 mm，平均蒸发量1 526 mm，日照时数2 436.9 h。全区辖19个乡镇，总户数11.97万户，总人口47.44万人，其中农业户数8.93万户，人口37.85万人，土地总面积3 633.52 km2，其中耕地面积11 987.27 km2。种植以紫花苜蓿（Medicagosativa）、红豆草（Onobrychisviciaefolia）为主的多年生牧草3 633.52 km2，以高梁（Sorghumbicolor）、燕麦（Avenasativa）为主的一年生牧草733.37 km2，天然草地7 933.73 km2，同时有比较丰富的农作物秸秆和农副产品下脚料［22］。

1.2 材料

1.2.1 试验猪的选择与分组选择经过去势、用虫克星驱虫和正常防疫注射、体重60 kg左右、健康无病的杜长甘三元商品育肥猪40头，随机分为2组，每组20头，进行试验，2组间体重差异不显著（P＞0.05）。在育肥试验结束时，在试验组和对照组各随机抽取6头猪，空腹24 h后进行屠宰，测定猪肉氨基酸、脂肪酸、矿物元素及重金属含量。

1.2.2 生物发酵床的制作将普通暖棚式圈舍内2／3猪床改设成90 cm厚度的地下式垫料坑，按比例填充锯末、谷壳和铡碎的玉米秸秆（要求锯末比例至少占到50%以上）等农副产品垫料，用绿康奥微生物制剂（绿康奥生态宝）对垫料进行发酵后待用。

1.2.3 试验时间和地点试验设预试期1周，正式试验时间为2008年8月15日－10月13日，试验时间60 d。

1.2.4 饲养管理及营养水平试验组及对照组猪群均用同一标准进行饲养，日粮配方及营养水平见表1。2组猪群均为自由采食，自动饮水器自由饮水。每天对生物发酵床内猪粪撒开，经便发酵，每周至少将发酵床表面均匀翻动1次。发酵床水分保持在60%左右，确保发酵床正常发酵，并保持圈舍内光照充分，通风良好。常规暖棚圈舍每天清扫粪便2次（中午用水冲洗1次圈舍），选用1%～2%的氢氧化钠溶液或消毒灵溶液（1∶2000配制浓度）每周进行1次猪舍喷洒消毒。发现疾病及时治疗，确保猪群健康。

表1 日粮配方及营养水平Table 1 Feed blending and nutritional composition

1.3 试验方法及测定指标

1.3.1 生产性能测定在预试期结束及试验60 d结束后各空腹12 h称重，并计算每组的平均体重。饲料及饮水消耗：记录每天饲料喂量及水的消耗，试验结束后，计算每组累计喂料量和每组每头猪的平均耗料量；并计算纯收益。

1.3.2 猪肉营养成分测定［23］1）氨基酸依据 GB／T5009.124－2003，用高效液相 HPLC测定（WATERS 600）；2）脂肪酸采用气相色谱法（岛津GC－2010气相色谱仪）；3）矿物质元素（Ca，Cu，Fe，Ze，Mn，Se）应用火焰原子吸收法（GB／T17138－1997，WYX－9004型原子吸收分光光度计）；4）磷（P）用酸溶－钒钼黄比色法（NY 525－2002），Cary50紫外可见分光光度计测定；5）重金属元素（As，Hg，Pb，Cr）微波消解－ICP法（GB／T5009－2003原子荧光仪 AFS－3100）。

1.4 试验数据

用Excel整理，SPSS 13.0统计分析，猪肉指标的差异性分析采用t检验法。

2 结果与分析

2.1 试验增重及耗料

在60 d的试验时间里，试验组猪只头均增重41.16 kg（表2），对照组猪只头均增重36.60 kg，日增重分别为686和610 g，试验组较对照组头均日增重提高12.46%，差异显著（P＜0.05）。试验组和对照组头均饲料消耗量分别为115.62和122.27 kg，料肉比分别为2.81∶1和3.34∶1。在相同育肥时间内，试验组猪只不仅增重高，而且较对照组节省饲料5.75%，试验组较对照组猪料肉比差异极显著（P＜0.01）。

2.2 试验成本及经济效益

试验组猪只头均增重收入为535.08元（表3），除去饲料支出、发酵床支出和其他费用支出，头均纯收益234.15元。而对照组头均增重收入为475.80元，除去饲料及其他支出，头均纯收益144.58元。试验组较对照组头均多收入89.57元，效益明显。

表2 发酵床养殖模式对猪生产性能的影响Table 2 Impact of pig’s performance on the basis of bio－bed system

表3 发酵床养殖模式对猪经济效益的影响Table 3 Impact of economic benefit on the basis of bio－bed system

2.3 猪肉氨基酸测定结果

在必需氨基酸中，试验组猪肉必需氨基酸总量（EAA）与对照组相比呈显著性差异（P＜0.05）（表4），苯丙氨酸、色氨酸含量呈显著性差异（P＜0.05），苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、胱氨酸、酪氨酸含量差异不显著。在鲜味氨基酸中，试验组主要鲜味氨基酸（FAA）含量显著高于对照组（P＜0.05），天门冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸含量均高于对照组，但差异不显著。试验组丝氨酸含量与对照组相比差异显著（P＜0.05）。与对照组相比，试验组氨基酸总量高于对照组9.32%，但差异不显著；必需氨基酸／氨基酸总和（EAA／AA）及主要鲜味氨基酸／氨基酸总和（FAA／AA）均差异不显著（P＞0.05）。

2.4 猪肉脂肪酸测定结果

试验组猪肉饱和脂肪酸含量极显著高于对照组（P＜0.01）（表5）；试验组猪肉棕榈酸、花生酸含量显著高于对照组（P＜0.05）；试验组猪肉必需脂肪酸总量、不饱和脂肪酸含量、饱和氨基酸含量虽分别比对照组提高5.36%，4.31%，7.51%，但差异不显著（P＞0.05）；试验组油酸、亚麻酸含量较对照组分别高5.63%，11.43%，但差异均不显著（P＞0.05）。

2.5 猪肉常规矿物质元素测定结果

试验组与对照组矿物质元素差异不显著（P＞0.05）（表6），说明发酵床技术养猪模式下猪肉中各类常规矿物质元素含量与传统养猪无差异。

表4 猪肉氨基酸含量测定结果分析Table 4 Results of amino acid content in meat g／100 g DM

表5 猪肉脂肪酸测定结果Table 5 Results of fatty acid content in meat

2.6 猪肉重金属元素含量测定结果

试验组与对照组猪肉中常规重金属元素含量差异不显著（P＞0.05）（表7），均符合2001年8月6日颁布的国家标准“农产品安全质量无公害畜禽肉产地环境要求”，肉品安全有保障。

3 讨论与结论

根据本试验，应用生物发酵床技术养猪，经济效益明显优于传统饲养方式，单位猪只纯收益较传统养殖增加近90元。发酵床的微生物系统可有效抑制病原菌存活，猪只也可从发酵床垫料中自由采食发酵菌体蛋白和有益微生物［6，25］，既有助于建立体内有益的优势菌落区系，减少胃肠道疾患，特别是腹泻的发生，又可减少饲料消耗量，提高饲料报酬［13］。铺设发酵垫料免去了传统水泥地面养殖需要定期用水冲洗地面的步骤，也减轻了圈舍除粪等其他人力支出。发酵床体30～50℃的温度减少了因补充温度而使用煤电等能源的费用，尤其是在西北干旱半干旱区寒冷的冬天。这些都充分体现了发酵床养猪节水、省工、省医药费、节约能源［13，26］等优越性。

发酵床条件下的猪肉营养价值和风味优于传统饲养方式。对于成人来说，人体自身合成不足但生长发育必需的氨基酸有8种，这8种氨基酸［27，28］需要依靠食物获得，缺乏会引起早衰、伤口愈合性能差、缺乏活力和精力等症状，儿童还会引起发育迟缓。食物蛋白质营养价值的高低是由食物所含必需氨基酸的多少和有无决定的，根据对肉品氨基酸含量测定的试验，发酵床条件下猪肉的8种人体所必需氨基酸的总量（EAA）显著高于对照组，其中苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）含量显著高于对照组，苯丙氨酸还可改善记忆和提高思维敏捷程度，色氨酸可促进睡眠，减少对疼痛敏感度和紧张情绪。影响肉品风味的主要鲜味氨基酸（FAA）也显著高于对照组，这些鲜味氨基酸的含量决定了肉品的鲜美程度。因此，发酵床条件下猪肉的营养更加丰富，风味更加鲜美［26］。

发酵床养猪能够更好地实现动物福利［5］。随着社会文明的进步和人们对可持续发展的深入理解，动物福利越来越受到国际社会的重视。虽然本试验没有涉及发酵床模式下猪体和猪肉制品的物理性质，但由试验结果可知，发酵床垫料可保持恒定、适宜的地面温度，使猪腹感更加舒适；饲养环境无臭味，且不受单栏、小圈舍限制，猪只自由活动面积加大，健康状况明显改善；垫料可以翻拱更符合猪的天性；垫料中微生态制剂的使用，抑制了环境和消化道中有害微生物，提高了猪体免疫力，从而使猪的环境福利、卫生福利、行为福利、心理福利均优于传统饲养方式。

由于发酵床条件下猪肉中饱和脂肪酸［29］（SFA）含量极显著高于对照组，不饱和脂肪酸（UFA）含量与对照组差异不显著，表明发酵床条件下猪肉胆固醇含量较高，高血脂人群宜少食。另发酵床条件下猪肉的常规矿物质元素含量与传统饲养方式差异不显著。

表6 猪肉常规矿物质元素含量检测结果Table 6 Results of content of general mineral substance in meat

表7 猪肉重金属残留检测结果Table 7 Results of heavy metal residues in meat mg／kg

根据试验，发酵床条件下猪肉内铅、砷、汞、镉等主要重金属［30］含量均与对照组无明显差异，说明其肉品中重金属残留低于国家现行标准规定的界限，可放心食用。

随着社会发展和人们环保意识的增强，绿色消费已经成为一种理念深入人心。绿色、环保、低排放的发酵床养殖方式将得到进一步发展［31］，前景良好。本试验初步证明，在干旱半干旱区开展发酵床养猪是可行的，猪肉品质是安全健康的，但饲养技术还需进一步研究。

本试验仅对发酵床饲养60 kg阶段生长肥育猪的效果进行了试验，其对母猪妊娠、哺乳阶段的效果及对胴体品质、肉质［32］的影响尚待进一步研究和探讨。

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