微生物发酵饲料在畜禽生产中的应用研究进展

聂洪辛,王书祥 ,柴沙驼,王 迅,孙 璐,崔占鸿,孙 武,黄伟华,扎西东智,杨英魁*

(1.青海大学畜牧兽医科学院,青海省牦牛工程技术研究中心,青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室,青海 西宁 810016;2.青海省黄南州尖扎县畜牧兽医站,青海 尖扎 811200)

抗生素又称为抗菌素,它能够抵抗环境中其他微生物的侵袭,杀灭并抑制已侵入人体及动物体内的致病菌,也能够促进动物的生长。例如,在生长鸡日粮中添加链霉素能够加快肉鸡的生长速度;仔猪日粮中添加金霉素能有效提高其生长性能;育肥湖羊日粮中添加6%的发酵饲料饲喂45 d后,可改善其体内肠道形态结构,促进肠道发育,提高其生长性能[1,2]。因此,抗生素作为饲料添加剂曾被许多国家广泛应用。在正常情况下,动物体内的抗生素可以通过尿液和粪便排出[3],但是在牛奶、鸡蛋等动物源性食品中却检测出了抗生素[4]。刘孟文等[5]使用质谱技术对陕西省的329份鸡肉和鸡蛋进行检测,发现四环素类抗生素的残留超标率达4.26%。赵杰等[6]采用TTC和PD法对贵阳市各超市袋装牛奶及个体散户奶农家的新鲜牛奶进行抗生素残留检测,发现60份牛奶样品中抗生素的残留超标率达1.67%。抗生素残留在动物源性食品中的主要原因是一些养殖场(户)为降低畜禽发病率、死亡率和促进动物生长而长期使用抗生素,导致抗生素在体内无法完全代谢,最终存留在动物源性食品中[7]。根据MRL标准规定,动物源性食品内可存留微量抗生素,人体摄入的动物产品中抗生素的残留低于MRL标准所规定的量就不会对人体造成危害[8]。但长期食用低剂量抗生素残留的动物源性食品,会造成抗生素在人体内累积,导致体内器官发生病变,严重时发生癌变[9]。

为减少抗生素的滥用,保护人体的健康,我国自2020年起已明令禁止在饲料中添加抗生素,近几年兴起的微生物发酵饲料可以帮助养殖户解决安全、健康地饲养动物的这一难题[10]。研究发现,发酵饲料在畜禽的生长性能、免疫功能等方面发挥着重要作用[11]。发酵饲料是把有益菌群添加到饲料原料中进行发酵,发酵后会产生许多活性益生菌和代谢产物,可以抑制或杀灭多种致病菌,使动物肠道内菌群处于稳定和平衡状态[12]。发酵后的饲料气味芳香,适口性好,营养更全面,能够促进畜禽消化和吸收。如今,发酵饲料已在许多国家广泛应用。它的出现使人们可以吃上绿色健康的动物源性食品[13]。本文综述了发酵饲料的益处、影响发酵饲料品质的因素以及发酵饲料在养殖业生产中的应用,以期在畜牧实际养殖生产中提供理论基础。

1 微生物发酵饲料

1.1发酵饲料

微生物发酵饲料所使用的原料大多为植物性农副产品,在有益菌种的发酵降解下,饲料中的大分子有机物被降解为小分子有机物,最终转变为畜禽易消化且富含丰富益生菌的饲料[14]。该饲料中含有常规饲料中最易缺乏的氨基酸,能够快速转化一些难以吸收的植物性农副产品,进而提高消化吸收的效率。将这种发酵饲料应用在动物养殖上,既能够有效缓解粮食危机、节省饲料的用量,降解非常规原料中的抗营养因子和有害成分,解决抗生素在动物体内的残留问题,还可以起到保护环境的作用,为养殖户提供了新的选择[15]。张益民等[16]研究发现,在酵母和米曲霉的发酵作用下,使用构树叶可使饲料中的蛋白质含量有明显的提升。高丽等[17]研究发现,秸秆作物经膨化发酵后,对提高反刍动物的生长性能、改善肉类品质等有显著效果。

1.2发酵饲料的分类

1.2.1固态发酵

固态发酵是大量固体少量水,菌种在里面慢慢生长。它的优点在于可以选用植物性农副产品作原料,耗费资金少,生产的过程较为简便。缺点是发酵条件不好控制,可能会出现发霉变质的情况。叶丙奎[18]研究表明,给生长育肥猪饲喂混菌固态发酵饲料,育肥猪饲料转化率和平均日增重显著提升,育肥天数明显缩短,胴体品质有所改善,腹泻率降低。

1.2.2液态发酵

液态发酵是大量水含少量固体,将pH值、温度和时间等影响因素调到规定的数值内,经过厌氧发酵而成。它的优点在于发酵条件好控制,发酵出来的饲料带有酸香气味,增加了适口性,可提高畜禽的采食量。缺点是对设备的要求较高,因此耗费的资金也较多。

2 影响发酵饲料品质的因素

2.1优良的微生物菌种

优良的菌种对发酵饲料起到至关重要的作用。《饲料添加剂品种目录》中允许应用在饲料及饲料添加剂中的微生物菌株有35种[19]。目前,在饲料中使用较多的微生物有乳酸菌、芽孢杆菌和活性酵母菌等[20]。王娟娟等[21]研究发现,在仔猪基础日粮中添加10%的发酵饲料,可改善机体的免疫功能,减少仔猪的应激反应。孙焕林[22]研究发现,用枯草芽孢杆菌把发酵好的棉籽粕添加到黄羽肉鸡的日粮中,发酵后的棉籽粕其饲用价值得到提高,黄羽肉鸡的生长性能、屠宰性能都能够得到改善。酵母发酵饲料以酵母菌为菌种进行发酵,而酵母菌是常见的益生菌之一,通过微生物发酵技术产出的饲料可以让畜禽更加容易消化吸收,具有改善机体消化机能、减少舍内有害气体的产生以及降解大分子物质等作用[23]。此外,在发酵饲料中添加酵母菌可以提高动物的采食量,同时酵母菌的价格较低,可以节约饲养成本。

2.2发酵饲料的原料及发酵条件

微生物发酵饲料大多以玉米粉、麦麸、豆粕、棉粕、花生粕、豆渣和作物秸秆等植物性农副产品为原料,将这些不易被动物吸收的原料通过发酵的方式转变成含有特殊发酵酸香味的饲料,可提高动物的采食量。但在有些农副产品中含有抗营养因子,应注意添加的剂量。此外,在发酵的整个过程中,应注意pH值、温度、时间和厌氧环境等[24],这些因素对发酵饲料能否制作成功具有至关重要的作用。

2.3发酵方式

目前,发酵饲料的发酵方式有池贮、桶贮、袋贮、堆贮及窖贮等[25],采用不同发酵方式获得的饲料品质存在一定差异[26]。崔原年等[27]使用全株玉米分别比较袋贮和窖贮两种发酵方式对产物的影响,结果发现,在窖贮中检测到了甲基乙二醇和少量的天然丙醇,在发酵产物中检测到了乳酸和乙酸,而袋贮中只在发酵产物中检测到了大量乳酸和少量乙酸。

3 微生物发酵饲料在畜禽生产中的应用

3.1发酵饲料在反刍动物生产中的应用

反刍动物可以消化纤维素含量较高的粗饲料,因此,以植物性农副产品为原料而制成的发酵饲料在反刍动物上的利用较多。彭忠利等[28]研究发现,将发酵饲料添加到肉牛的饲粮中,对其采食量、日增重和肉品质都有不同程度的改善作用。Promkot等[29]的研究表明,在肉牛的浓缩饲料中添加20%的酵母发酵木薯根可增加瘤胃微生物的种类和数量。康淮艳[30]的研究表明,给奶山羊饲喂通过复合益生菌发酵的精补料,可以提高奶山羊的生长性能,奶山羊的产奶量和乳品质都有很大的改善。朱春刚等[31]研究发现,利用益生菌把甘蔗尾叶变废为宝并饲喂给肉羊,当日粮添加量<40%时,在一定程度上可以改善其生长性能和产肉性能。

3.2发酵饲料在猪生产中的应用

田和平[32]研究发现,给母猪饲喂发酵饲料,提高了母猪的干物质采食量、窝产仔数和产活仔数,增强了仔猪的免疫功能,并为养殖户带来了可观的经济收入。J.W.Park等[33]的研究表明,在猪的饲粮中添加发酵玉米可提高生长猪的生产性能。

3.3发酵饲料在家禽中的应用

将适量的发酵饲料添加到鸡的日粮中,对鸡蛋的品质有改善作用,产蛋量也增加了。正旭城[34]的研究表明,在580 d龄海兰褐蛋鸡饲粮中加入2.5% 的发酵饲料,可以提高产蛋率、饲料养分利用率、蛋鸡的采食量以及改善肠道功能。范小丫[35]研究发现,给肉鸭在日粮中添加不同水平的香菇渣发酵饲料,当添加量控制在3%～5%时,肉鸭的生长性能、血清生化水平和免疫功能方面都有所改善。

3.4发酵饲料在水产动物中的应用

葛玲瑞[36]研究发现,给草金鱼饲喂酵母菌和芽孢杆菌发酵饲料,可以提升草金鱼体表的色度,其小肠液中的消化酶活力显著增加,肠道中的一些微生物种属也明显增加,可抑制有害菌的繁殖。王天神[37]研究发现,在克氏原螯虾的基础日粮中添加不同水平的生物发酵饲料,发酵饲料中的益生菌能维持肠道中的菌群平衡,提高虾对饲料的消化吸收率,并促进机体营养物质的沉积。当添加量控制在30%左右时,对虾有促进生长发育的作用。

4 小结与展望

综上所述,发酵饲料作为减抗替抗的新型饲料,在许多养殖中展现出了巨大的优势和潜力,受到越来越多养殖户的认可和追捧。诸多研究已表明,在饲料中添加适量的微生物发酵饲料不仅可明显改善饲料适口性,维持肠道微生物稳态,减少疾病的发生,降低饲料成本,还能发展绿色生态养殖,降低环境污染。在当前严格规范食品安全以及倡导绿色健康养殖背景下,微生态发酵饲料的前景必将更加广阔。