发酵泔水生产育肥猪用生物饲料的研究与应用

■ 陆文清 钟 昕 汪天灿 邓学彬 张秋芳

(1.中国农业大学国家饲料工程技术研究中心，北京100194；2.云南普洱厚普饲料有限公司，云南普洱 665000）

泔水又称餐桌剩余物（俗称剩菜剩饭），主要来源于饭店、学校、企业和政府机构等大集体的食堂。据估测：我国每年产生的泔水总量至少相当于500 万吨育肥猪配合饲料的营养物质当量。但是直到目前，这些泔水基本都没有得到很好的回收利用[1-4]。

目前，常用的泔水处理方式主要是两种。第一种是填埋，让泔水在地下腐烂消解。这种方式比较简便，但是需要占用较多的土地资源，而且还会污染地下水源。2016年以后，这种方式在全国各地都被相继限制使用了。第二种方式相对比较彻底，但是工艺比较复杂，处理成本也比较高。泔水统一收集到处理站，通过分拣、压榨，分离成固形物（含水量比较低）和油水混合物。固形物用于焚烧发电，但是会产生有毒气体，需要净化过滤以后才能排放。油水混合物中含有少量生物柴油（约占3%），可以提取出来用于生产燃油。剩余的污水还需要经过进一步净化处理[5-8]。这种污水成分极其复杂，处理成本很高。

2016年以前，曾经研究采用微生物固态发酵生产育肥猪用生物饲料[9-10]，技术上是成功的，但是由于物流成本太高、发酵容器回收以后需要二次清洗消毒（防止猪场之间交叉感染）等因素，使得该项技术没有得到推广应用。2017 年以后，改变了思路，直接为养殖户提供发酵菌种和相关的辅料，指导养殖户在养殖场现场发酵现场使用，基本解决了物流成本、发酵容器消毒和发酵成品的保质问题，使得该项技术具备了很高的实用性。

2021 年，课题组受国家重点研发计划子课题（以玉米淀粉副产物为主要原料固态发酵生产优质饲料原料，课题编号：2021YFD1301003）的资助，继续进行该项目的研究。2021 年以后，又经过多次试验和改进，目前这项技术已经逐渐成熟。

1 材料与方法

1.1 试验场地

云南普洱思茅区曼波家畜养殖场。

1.2 工艺流程

收集泔水→运送至养殖场→分拣除杂→加辅料混合→接种→装桶→厌氧发酵→加碱调节pH→与配合饲料混合→饲养育肥猪。

1.3 发酵原料

从附近学校食堂和餐厅收集泔水，经过简单的分拣除杂以后，获得约300 kg可发酵泔水。然后再均匀混合120 kg玉米粉，作为待发酵原料。混合物的含水量为58.3%。

1.4 发酵菌种

准备1.0 kg 温水（34～36 ℃），加入100.0 g 红糖，充分溶解以后，再加入50.0 g 面包酵母粉（活菌数不低于100 亿CFU/g）和20.0 g 粪肠球菌粉（活菌数不低于500亿CFU/g）。静置25 min以后用于混合接种。

1.5 酶液

准备500 mL 温水（34～36 ℃），加入20.0 g 角蛋白酶（酶活性为50 000 U/g）。静置20 min，然后再搅拌3 min，待用。

1.6 接种发酵

把准备好的菌种和角蛋白酶均匀混合到待发酵原料中，然后分装到16 个容积为25.0 L 的塑料桶中。静态厌氧发酵7 d，环境温度为20～34 ℃。每隔12 h采样一次，分析产酸量和杂菌含量。

每隔2 周做一次发酵，一共进行4 次。后面3 次发酵试验都是在发酵120 h 以后采样一次，分析乳酸含量、pH和大肠杆菌残留量，以确保其安全性。

1.7 饲养试验

选取40 头杜长大三元杂交生长猪（112 日龄），平均分成2 组，试验组和对照组各20 头，公母各半。每组平均分成10个重复，每个重复2头，公母各半。

饲养时间为60 d。对照组饲喂常规的配合饲料（配方参见表1）。

表1 生长育肥猪饲料配方（%）

试验组的日粮中混合发酵饲料配制方法如下：用碳酸钠调节发酵料的pH 至4.5～5.0，然后以2∶3 的比例与对照组的配合饲料均匀混合（调节pH 以后的发酵饲料20 kg与配合饲料30 kg均匀混合）。

1.8 饲养管理

为了尽可能减少误差，养殖场配备小型混合机，发酵饲料在使用过程中现配现用。在同一试验中，试验组和对照组都在同一个环境中，温度调节、通风、饮水、消毒等均采取相同的操作标准。所有试验猪都自由采食、自由饮水。试验期为60 d。

为了减少应激，参照养猪生产实际情况，所有试验猪只在起始和出栏时称重，中间不转群。

1.9 肉品检测

在试验组中随机挑选2 头出栏育肥猪，屠宰以后取2 份肉品，送到国家肉类食品质量监督检验中心进行检测分析。检测指标主要有：感官、挥发性盐基氮、水分、铅、镉、总汞、总砷、六六六、滴滴涕、氯霉素、克伦特罗、土霉素、金霉素、四环素、磺胺类、菌落总数、大肠菌群、敌敌畏、沙门氏菌数等，共19项。

1.10 数据分析

数据统计采用SPSS 分析。P<0.05 表示差异显著，P>0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 发酵试验结果

第1 次发酵试验结果见表2，后面3 次（第2、3、4 次）发酵试验结果（均为发酵120 h的样品），见表3。

表2 第1次发酵试验结果（每隔12 h取样一次）

表3 第2～4次发酵试验结果

由表2、表3可以看出，发酵120 h以后，发酵饲料卫生指标完全符合安全要求，可以作为成熟饲料使用。

2.2 饲养试验结果

育肥猪饲养试验结果见表4 和表5，统计分析结果见表6。试验结果表明，与对照组相比，试验组在生长速度和饲料转化效率两方面都有优势。

表4 试验组饲养结果（10个重复，采食量以含水量88%为基准）

表5 对照组饲养结果（10个重复，采食量以含水量88%为基准）

表6 育肥猪饲养试验统计结果

2.3 肉品检测结果

肉品检验结果见表7。样品经检验，所检验项目符合GB/T 9959—2008《分割鲜冻猪瘦肉》[11]、GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[12]、GB 2763—2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》[13]、中华人民共和国农业农村部公告第235号《动物性食品中兽药最高残留限量》[14]、整顿办函[2010]50 号《食品中可能违法添加剂的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单（第四批）》[15]的标准。

表7 肉品检测结果

利用泔水养猪的基本都是农村的中小型养殖户，他们从比较固定的饭店、宾馆、企业和学校食堂收集泔水，运送到养殖场，经过简单的分拣、除杂以后倒入大铁槽中通蒸汽或者烧柴火加热消毒，消毒时间大约持续2 h。然后自然降温冷却，至60 ℃以下就直接饲喂育肥猪。这种处理方法工作量很大，环境卫生也很差。而且收集的泔水必须当天处理当天消毒、饲喂。泔水营养丰富，特别容易腐败变质，即使消毒以后也不能存放过夜，不然第二天需要重新消毒。

但是泔水的含水量很大，达到80%以上，而且营养成分波动很大，单纯用泔水进行发酵是很难达到合理的动物养殖需求。采用玉米粉、麦麸等常规饲料作为辅料，与泔水混合，调节其含水量下降到55%～60%。考虑到泔水中的杂菌含量比较高，最高超过50 000 CFU/g，所以放大接种比（比常规发酵饲料的接种量大5 倍以上）。另外，还在菌剂中补加适量的角蛋白酶用于软化鱼骨头，以避免其划伤生猪口腔和消化道。接种以后的物料分装在发酵桶内，在起始温度不低于20 ℃的条件下，发酵速度极快，20 h 左右就可以大量产气（接种的微生物主要是酵母和乳酸菌）。通常情况下发酵5 d就基本成熟。发酵7 d以后，物料的pH可下降到3.6以下。

这种处理方式在饲料生产车间是不符合饲料生产相关法律规定的，而且环境卫生条件也不允许。但是在养殖场操作是合法的，也是合理利用农副产品的一种变通途径。采用这种方法获得的发酵饲料，生产成本比常规饲料低很多（按获得的干物质营养计算），养殖户都乐于使用。但是泔水发酵以后酸度很大，在配合饲料中大比例使用会影响生猪的采食，甚至会引起酸中毒。我们采用加碱（碳酸钠、碳酸氢钠、苏打粉）的方式，把发酵物料的pH 提升到4.5～5.0，在配合饲料中的使用比例下降到50%以下，效果很好。

经过发酵以后的泔水发酵饲料，即使在夏天，保质期也可以达到20 d 左右。而且环境卫生条件也大为改善。另外，猪的胴体品质（特别是其卫生指标和安全性）是让人满意的，不存在安全问题。

3 结论

新鲜的泔水（收集时间不超过12 h）经过分拣除杂、除水以后，加入泔水重量40%左右的辅料（通常是玉米粉）均匀混合，把水分含量调节至55%～60%，然后接种酵母菌和乳酸菌，分装在发酵桶中进行固态厌氧发酵。在环境温度不低于20 ℃条件下厌氧发酵120 h即可成熟。成熟的发酵物的pH 在3.8左右，大肠杆菌的含量低于5.0 CFU/g。用小苏打或者碳酸钠等碱性物质调节其pH 至4.5～5.0，再以2∶3 的比例与常规的育肥猪配合饲料混合，可以显著增加育肥猪的采食量，改善养殖环境的卫生条件，具有很好的经济价值。

育肥猪的胴体品质很好，经国家肉类食品质量监督检验中心分析检测，完全符合国家安全卫生要求。