活性乳酸菌发酵饲料在无抗养猪中应用研究进展
2020-12-18陈晓安贺轩阳
王 刚,陈晓安,贺轩阳
(湖南粒丰生物科技有限公司,湖南长沙410125)
我国是世界最大的猪肉生产和消费国,生猪养殖量和猪肉消费量分别占世界总量的56.6%和49.6%,且在国内肉类消费量和产量中,猪肉也占60%以上[1]。因此,养猪业的饲料消耗量、抗生素使用量和粪污排放量都十分巨大,无论是从当前饲料原料紧缺、“替抗禁抗”和保护环境呼声高涨的背景出发,还是从我国畜牧业进一步发展的角度来考虑,这些问题都需要得到有效地解决。相比常规饲料,微生物发酵饲料有诸多优点,如提高生长性能、降低料重比、改善肠道健康和免疫功能、能充分利用非常规饲料资源等,所以,近年来微生物发酵饲料在养猪业中的应用越来越受到关注。
1 发酵饲料在养猪业的应用现状
发酵饲料,简而言之就是饲料原料经微生物发酵后制成的饲料。根据发酵饲料中含水量的差异和发酵技术的不同,可将发酵饲料分为液体发酵饲料和固体发酵饲料[2]。液体发酵方式可直接以全价饲料为原料进行发酵,也可先发酵部分原料再与其他原料混合后使用,液体发酵具有时间短、质量稳定、易控制等优点,但由于需要的投入过大,并不适用于国内,而在国外使用较多;国内多采用将饲料原料和菌株混合后装入发酵装置中进行发酵的固体发酵技术,其成本较低[3]。根据发酵过程是否需氧,固体发酵技术可分为三种:好氧发酵、厌氧发酵和两段式发酵,其中,现阶段在养殖场使用较多的是采用呼吸膜发酵袋的固态厌氧发酵,此技术具有仿生效果较好、发酵气压可控和产品能较长时间保存等特点[4]。
2 发酵饲料对不同生长阶段猪的营养生理作用
2.1 发酵饲料对仔猪的作用
环境变化、日粮变化等因素常引起仔猪断奶应激,使仔猪消化系统、免疫系统功能发生障碍,导致采食量下降,甚至腹泻、生长抑制。由于发酵饲料的抗营养因子含量较低,带有酸香味,适口性较好,且营养物质经微生物发酵后更易被消化吸收,其中的有益菌还能调节肠道菌群平衡,所以发酵饲料十分适合仔猪喂养。
有关发酵豆粕代替普通豆粕配制日粮对仔猪腹泻和生长性能影响的研究,许多结果较为一致。Yang 等研究发现米曲霉菌和枯草芽孢杆菌共同发酵豆粕日粮能提高总能、干物质、粗蛋白和钙的消化率,其效果好于只用米曲霉菌发酵的豆粕[5];廖珂等研究发现以10%发酵豆粕代替日粮中普通豆粕显著降低仔猪料重比[6];李玉侠等的研究也表明发酵全价饲料能提高仔猪粗蛋白表观消化率和平均日增重,降低腹泻率和料肉比[7]。Kiers 等比较根霉菌发酵豆粕和枯草芽孢杆菌发酵豆粕饲喂仔猪的效果后发现,根霉菌发酵豆粕缓解腹泻的效果更好,枯草芽孢杆菌发酵豆粕提高生长性能的效果更好[8]。Min 等在仔猪断奶后0~7 天饲喂其用米曲霉菌发酵豆粕蛋白替代浓缩大豆蛋白配制的日粮,在8~28 天饲喂普通日粮,结果发现不仅在0~7 天生长性能和消化功能改善了,在8~28 天,发酵饲料组的生长性能仍然优于对照组[9],说明发酵饲料的效果有延续性。此外,因为发酵饲料可提高仔猪的消化率、促进营养沉积,还能减少肠道中蛋白质代谢相关菌种的数量,所以发酵饲料能降低血清尿素氮含量,减少仔猪粪尿中的氨氮排放[10-13],有利于猪只和饲养人员的健康和环境保护。
发酵饲料,无论是用发酵豆粕替代普通豆粕,还是直接发酵全价饲料,都有缓解腹泻和提高生长性能的作用,这是因为它能促进肠道发育,提高机体免疫力,改善肠道微生态。Feng 等研究发现,用枯草芽孢杆菌发酵豆粕或用米曲霉菌发酵豆粕替代普通豆粕的日粮,能增加仔猪小肠绒毛高度,降低小肠隐窝深度,还能提高十二指肠和空肠中总蛋白酶和胰蛋白酶活力[14,15];在仔猪日粮中添加20%无抗发酵饲料能显著提高血清免疫球蛋白G(IgG)含量[12];王娟娟等也发现日粮中添加10%发酵饲料能增加仔猪血液中白细胞数量、淋巴细胞转化率以及免疫球蛋白A(IgA)的含量,还能提高超氧化物歧化酶(SOD)的活性,这说明发酵饲料能刺激仔猪的体液免疫和非特异性免疫反应,增强抗氧化能力[16];胡新旭等研究还表明日粮中使用20%无抗发酵饲料可增加粪便中乳酸菌的数量,明显减少大肠杆菌的数量[12];另一份研究表明,用发酵豆粕替代日粮中15%的普通豆粕可增加仔猪肠道中产丁酸细菌、乳杆菌属和普雷沃氏菌属的数量,同时还促进了仔猪肠道形态发育[17]。
发酵饲料还可以替代抗生素,甚至能取得优于抗生素的饲喂效果。李玉侠等对比研究发酵饲料和使用了20 mg/kg 恩拉霉素的饲粮后发现,发酵饲料和使用抗生素的饲料都能提高仔猪平均日增重,降低料重比,且发酵饲料的效果更为显著[7];胡新旭等研究表明相比每千克预混料含有40mg 杆菌肽锌和20mg硫酸黏杆菌素的对照日粮,20%无抗发酵饲料能使断奶仔猪平均日增重提高6.37%,料重比降低5.54%,腹泻率降低63.63%[12];王玉田等将含10%发酵饲料的饲粮与含60mg/kg 金霉素的饲粮对比后发现,10%发酵饲料显著提高仔猪日增重、日采食量和血清总蛋白含量,显著降低腹泻率和料重比[11]。
近年来对液体发酵饲料的关注逐渐增多,研究显示液体发酵饲料的各方面效果都更优于固体发酵饲料[10,13]。陈鲜鑫等将基础日粮中的大料部分发酵后与4%预混料混合,饲喂断奶仔猪后发现,断奶仔猪的养分表观消化率、平均日采食量、平均日增重显著增加,而料肉比显著降低[18]。Zhang 等研究表明,和常规日粮相比,液态发酵豆粕和固态发酵豆粕使断奶仔猪平均日增重分别增加了27.08% 和14.58%,饲料转化效率分别提高18.18%和7.27%;大肠中碳水化合物代谢相关的菌种分别增加3.46% 和2.68%,氨基酸代谢相关菌种分别减少1.74%和0.82%[13]。张益焘等发现以常规日粮为对照,添加了7.33%湿发酵豆粕和添加了5%干发酵豆粕的日粮分别使断奶1d 仔猪粪便产氨量降低了33.46%和13.39%,断奶7d 仔猪粪便产氨量降低了23.53%和13.26%[10]。
2.2 发酵饲料对生长育肥猪的作用
在促进生长性能、促进肠道发育、调节肠道微生态、增强免疫机能和提高抗氧化能力方面,发酵饲料对育肥猪的效果十分统一,都有积极作用[19-24],但对于生长猪,相关研究结果稍有差异。刘辉和林靖等研究发现,在日粮中添加5%发酵豆粕或5%副干酪乳杆菌发酵饲料可显著提高生长猪生长性能[25,26],而李涛和徐秀景等的研究表明,采食乳酸菌发酵饲粮的生长猪的生长性能和采食常规饲粮的生长猪没有显著差异[20,22],这种差异可能是使用的发酵饲料量和发酵方法不同造成的。
在抗生素替代方面,发酵饲料也有良好的效果。研究表明,无论是在日粮中部分使用发酵豆粕或发酵饲料,还是直接使用全价发酵饲料,都能取得不亚于(甚至更优于)使用抗生素饲料的生长性能表现,同时还能减少粪便中的氨氮、吲哚、粪臭素等物质的含量[19,26,27]。
对于生长育肥猪而言,肉品质也是一个重要的生产性能指标。朱坤等研究发现,日粮中使用20%发酵饲料可显著提高育肥猪背最长肌的红度值、pH45 min 和肉色评分,并降低其剪切力[28],直接全部饲喂发酵饲料除可取得类似的效果外[20],还能增加猪肉中多不饱和脂肪酸含量,减少饱和脂肪酸含量[29]。另外,相对于断奶仔猪,生长育肥猪消化系统耐受性更强,一些非常规饲料原料如桑粉、构树叶、菜籽粕和灵芝菌糠等,经发酵后适量添加在生长育肥猪日粮中,也能有良好的生长表现,还可降低饲料成本,提高肉品质[24,30-33]。
3 总结与展望
从上述研究中可以看出,早期饲料发酵多只使用一种菌种进行发酵,如乳杆菌、根霉菌、米曲霉菌等,而近年来多菌种混合的益生菌制剂使用较多,且多菌种配合发酵饲料的效果要好于单一菌种发酵饲料,其中,枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、酿酒酵母和粪肠球菌等菌种经常出现在益生菌制剂中,所以多菌种配合发酵可能成为未来的实际应用方向。加之现在评定发酵饲料营养价值时,常常忽视发酵饲料中的活菌种和菌体蛋白的含量[3],发酵饲料中的微生态研究是一项有必要进行的研究,这项研究可以指导设立更准确的发酵饲料营养价值评价体系和更高效饲料发酵技术。
因为仔猪和生长育肥猪的消化系统发育程度不同,发酵饲料在不同生长阶段的猪身上的使用也应多样化。比如,仔猪消化系统较为脆弱且发酵过程中预混料中的某些营养元素可能有所损失,所以适合将基础日粮中的玉米、豆粕等大料部分用液体发酵技术发酵后,再与预混料混合饲喂仔猪;生长育肥猪因为消化系统发育较完善,耐受性相对较强,可采用固体发酵技术,并且可以适量添加发酵处理的非常规饲料原料,这样不仅可有较好的生长性能,还能提高肉品质,节省常规饲料资源,降低饲料成本。
总而言之,虽仍有一些问题等待解决,如发酵饲料的安全检测、储存方法和相关设备的普及等,但因为发酵饲料有良好的促生长效果,巨大的“替抗”“减排”“节约饲料资源”的潜力,其在养猪业中仍有广阔的应用前景。