發(fā)酵飼料技術(shù)應用綜述
近幾年來，飼料生物發(fā)酵技術(shù)不斷創(chuàng)新，成為行業(yè)發(fā)展技術(shù)新亮點，引起了業(yè)內(nèi)廣泛的關(guān)注?！度珖暳瞎I(yè)"十三五"發(fā)展規(guī)劃》把"推動微生物發(fā)酵技術(shù)在飼料產(chǎn)品中的應用，開發(fā)全發(fā)酵配合飼料產(chǎn)品"列入了十三五發(fā)展重點，發(fā)酵飼料可能是實現(xiàn)無抗飼料的突破口。
本文根據(jù)目前發(fā)酵飼料研究、應用情況，對發(fā)酵飼料技術(shù)應用作一綜述，與大家共同探討。
1發(fā)酵飼料的內(nèi)涵和基本功能
1.1 生物飼料
發(fā)酵飼料屬于生物飼料。關(guān)于生物飼料的定義眾說紛紜，到目前也沒有形成一個規(guī)范統(tǒng)一、專業(yè)學術(shù)的定義。一般認為是以發(fā)酵工程等技術(shù)為手段，在人工控制條件下，利用微生物自身的生長代謝活動，通過菌體細胞或酶的某些功能，將原料轉(zhuǎn)化成所需要的生物產(chǎn)品。生物飼料的范圍寬泛，基本可分為生物飼料添加劑和發(fā)酵飼料兩大類。微生物飼料添加劑包括微生態(tài)制劑、酶制劑、寡糖等，發(fā)酵飼料包括發(fā)酵配合飼料、發(fā)酵餅粕、發(fā)酵糟渣等。生物飼料添加劑的成分比較單一， 以提供益生菌、酶制劑、益生元為目標；發(fā)酵飼料主要以改善原料品質(zhì)為目標，生產(chǎn)富含高活性益生菌及其代謝產(chǎn)物的飼料，兼有生物添加劑的功能。
1.2 發(fā)酵飼料的內(nèi)涵
發(fā)酵飼料目前尚無統(tǒng)一的定義，它屬于生物飼料的范疇。發(fā)酵飼料是以配合飼料或飼料原料作為發(fā)酵底料，配比微生物菌種，人工控制發(fā)酵溫度、水分、氧量、發(fā)酵時間等條件，通過微生物自身繁殖和代謝，生產(chǎn)富含高活性益生菌及其功能性代謝產(chǎn)物的飼料。發(fā)酵飼料具有酸香風味，適口性好特點；飼料經(jīng)過發(fā)酵后，小分子物質(zhì)大幅增加，抗營養(yǎng)因子被降解； 高活性的益生菌可改善腸道菌群環(huán)境，抑制有害菌生長；維生素、有機酸等微生物代謝物可增強體質(zhì)，提高機體免疫力。
1.3 發(fā)酵飼料的菌種
目前，市場上用于飼料發(fā)酵的微生物種類主要是乳酸菌、酵母、芽孢桿菌、曲霉。乳酸菌為腸道內(nèi)定植菌群，有產(chǎn)酸、耐酸、產(chǎn)抑菌素的作用；芽孢桿菌能分泌蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等多種活性酶，分解抗原蛋白等抗營養(yǎng)因子， 提高飼料利用率；酵母菌類可為動物提供蛋白質(zhì)， 提高適口性幫助消化，促進有益菌的生長。其中植物乳桿菌、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、米曲霉等被廣為使用。
1.4 發(fā)酵飼料的形式
按照水分含量的多少可分為液體發(fā)酵飼料和固體發(fā)酵飼料。液體發(fā)酵飼料是將液化的飼料原料自然發(fā)酵或人工接種發(fā)酵若干小時， 直接飼喂，在國外的規(guī)模豬場應用較多，國內(nèi)也開始使用。固體發(fā)酵飼料的種類，大致可分為：益生菌發(fā)酵配合飼料、益生菌發(fā)酵濃縮料、發(fā)酵餅粕、發(fā)酵糟渣、酵母培養(yǎng)物等。
近年內(nèi)，在國內(nèi)廣泛興起的發(fā)酵飼料主要是益生菌發(fā)酵配合飼料。在畜禽日糧中一般添加2.5%~10%。發(fā)酵配合飼料主要有傳統(tǒng)塑膜密封的厭氧發(fā)酵、呼吸閥袋內(nèi)發(fā)酵和槽式翻料發(fā)酵等幾種半干濕發(fā)酵形式。傳統(tǒng)塑膜密封的厭氧發(fā)酵，物料拌濕拌均接種后，直接裝入密封的容器內(nèi)，發(fā)酵二三天，工藝簡便，設(shè)施設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低，發(fā)酵時間取決于環(huán)境溫度，以乳酸菌發(fā)酵為主；呼吸閥袋內(nèi)發(fā)酵，原料拌濕接種后，直接裝入呼吸袋包裝袋中，熱合封口后發(fā)酵， 飼料在發(fā)酵初期好氧菌大量繁殖，產(chǎn)氣激烈，氣體通過呼吸閥排出，袋內(nèi)氧氣耗盡時，呼吸閥停止排氣，厭氧菌開始繁殖，pH 值達到4.0~4.5 時微生物停止生長，發(fā)酵成熟，呼吸閥袋內(nèi)發(fā)酵生產(chǎn)效率高， 依靠產(chǎn)品pH 調(diào)節(jié)后發(fā)酵程度。槽式翻料發(fā)酵，物料加水拌濕接種后，裝入槽式發(fā)酵池，根據(jù)發(fā)酵溫度進行機械翻料，物料發(fā)酵程度的可控度好，兼顧多種微生物的生長繁殖，代謝產(chǎn)物豐富，發(fā)酵效果好，但生產(chǎn)效率較低，發(fā)酵成本較高，應用效果也優(yōu)于前兩種。
2發(fā)酵配合飼料的特點
在總結(jié)和汲取了微生物、酶制劑、發(fā)酵原料等技術(shù)成果基礎(chǔ)上， 發(fā)酵配合飼料創(chuàng)新技術(shù)和工藝，與上述產(chǎn)品比較有以下特點。
2.1 培養(yǎng)物營養(yǎng)全面有利于益生菌生長
發(fā)酵飼料以配合料為發(fā)酵底料，以玉米、豆粕、麩皮等為基礎(chǔ)原料，粒度適中，粗蛋白15%~20%，可溶性淀粉含量高，碳氮比例恰當，適合多數(shù)益生菌的生長繁殖。相對于發(fā)酵菜粕、發(fā)酵果渣等以改善品質(zhì)為主要目的的發(fā)酵原料，發(fā)酵底料更有利于微生物的生長；以生產(chǎn)微生態(tài)、酶制劑為主的發(fā)酵底物，一般適合單菌種生長，比較專一，而發(fā)酵配合飼料底料更適合多菌種的生長。
2.2 濕料使用保持了多種活性因子
生物飼料添加劑和發(fā)酵原料生產(chǎn)應用已有相當長的時間。除液態(tài)的微生態(tài)和酶制劑外，多數(shù)產(chǎn)品考慮運輸、銷售、使用、保存等因素，進行干燥處理，其中的微生物、酶以及有機酸等多數(shù)活性因子因高溫干燥失去活力和損失，如發(fā)酵豆粕，在江蘇地區(qū)均以干燥后使用，主要功能體現(xiàn)在小分子的肽類物質(zhì)比例提高，大豆抗營養(yǎng)因子降解，活性因子作用不明顯。而發(fā)酵飼料半濕料直接使用，保持了許多功能性活菌、消化酶、有機酸、小肽以及其他微生物代謝物，同時也減少了干燥費用。據(jù)南京某公司研究，發(fā)酵飼料中含乳酸桿菌5.0×1088 以上，枯草芽胞桿菌5.0×107 以上，酵母菌5.0×106 以上，有機酸5%以上。經(jīng)試驗，在60℃條件下干燥1h，乳酸桿菌基本失活，枯草芽胞桿菌、酵母菌下降1個次方級別，有機酸也明顯降低。
2.3 使用量大 效果明顯
微生物、酶制劑、寡糖作為飼料添加劑，使用比例一般占日糧0.1%~0.3%，且在加工過程也還會失活不少，真正在日糧中添加的微生物和酶的數(shù)量很有限，并且菌、酶種類單一，生物因子的功能有限。而發(fā)酵飼料一般在日糧中添加比例在2.5%~10%，是常規(guī)添加劑的幾十倍，且是復合的微生物、酶制劑、酸化劑以及代謝物，是任何一種或幾種飼料添加劑難以實現(xiàn)的，發(fā)酵飼料也可以理解是多種微生物功能的集體體現(xiàn)。
3發(fā)酵飼料應用效果
近幾年，發(fā)酵配合飼料在畜禽生產(chǎn)中得到了應用，取得了多數(shù)用戶的好評，主要表現(xiàn)為畜禽疾病減少，增重和飼料報酬提高，生產(chǎn)成本降低，養(yǎng)殖環(huán)境改善，產(chǎn)品品味提高。
2014 年12 月-2015 年1 月，寶應某公司對148 頭30~72 日齡保育豬飼喂試驗，試驗組、對照組各半，添加10%發(fā)酵配合飼料替代等量日糧（發(fā)酵飼料與日糧粗蛋白含量差異不超過1個百分點，價格相近，下同），試驗組比對照組平均日增重提高8.11%，料重比下降5.56%，每公斤豬活重成本下降3.97%。
2015 年4-5 月， 上海某公司對175 頭34~65 日齡保育豬試驗， 對照組527 頭，添加10%發(fā)酵配合飼料替代等量日糧，平均日增重提高9.17%， 料重比降低6.39%， 飼料成本降低6.87%，獸藥成本降低7.9%。
2015 年4-5 月，啟東市養(yǎng)殖戶周春敏試驗，32頭育肥豬（均分2 組）飼喂47d，添加10%發(fā)酵配合飼料替代等量日糧，試驗組比對照組頭均增重提高19.5%，料重比下降13%。
2015 年， 南通市某公司和江蘇某公司分別對母豬妊娠后期到斷奶期試驗，添加8%發(fā)酵飼料替代等量日糧，仔豬平均初生重和斷奶窩重均明顯高于對照組。
2015 年5-6 月， 徐州某公司對590 羽肉鴨27d 飼養(yǎng)試驗， 在日糧中分別添加2.5%和5%發(fā)酵配合飼料替代等量日糧， 總增重分別提高5.42%和4.75%，料重比下降3.79%；飼料成本分別下降3.25%和0.9%。
2015 年， 徐州某公司對24 000 羽18~36 日齡肉雞試驗，添加2.5%發(fā)酵飼料替代等量日糧，比對照組凈增重提高3.25%，料重比無變化，增加效益3.26%。南京某公司和南京某公司， 分別使用發(fā)酵飼料飼喂商品豬，進行品味品嘗，專家評價結(jié)果一致，發(fā)酵料組豬肉優(yōu)于其他組。
2016 年下半年， 南京農(nóng)業(yè)大學動物科院學院劉文斌教授等進行了不同添加梯度發(fā)酵飼料對鯉魚幼魚生長性能、消化酶、肌肉品質(zhì)和免疫機能影響試驗。試驗結(jié)果，發(fā)酵飼料增重率、餌料系數(shù)、腹脂率、肌肉亮度、血糖、血漿皮質(zhì)醇、蛋白酶、脂肪酶等指標均有提高和改善， 其中5%的添加組增重率比對照組提高2.56%，餌料系數(shù)降低7%，腹脂率降低24.6%，肌肉亮度提高2.6%，血糖提高28%，血漿皮質(zhì)醇提高68%，免疫球蛋白IgM 提高6.7%，脂肪酶提高1.19 倍。
4發(fā)酵飼料應用的相關(guān)問題
發(fā)酵飼料一種新型的生物飼料， 介于生物飼料添加劑和全發(fā)酵日糧之間的產(chǎn)品。其研究和應用尚屬初級階段。目前，發(fā)酵飼料生產(chǎn)企業(yè)眾多，產(chǎn)品應用效果參差不齊，有不少問題值得行業(yè)關(guān)注和研究。
4.1 微生物菌種
目前發(fā)酵飼料使用的菌種很多，不少添加劑企業(yè)專門為發(fā)酵飼料配制了菌種， 發(fā)酵效果參差不齊。首先，要確定發(fā)酵飼料的目標，或以提供高活力的益生菌為主， 或以提供微生物代謝物如乳酸、酶為主，或是分解飼料原料大分子物質(zhì)為主，或兼而有之；二是根據(jù)發(fā)酵目標和微生物的特性，選擇合適的菌種， 并注意各種微生物的協(xié)同和拮抗作用，如使用厭氧菌，或使用好氧菌，或使用厭氧菌、好氧菌、兼性菌之間的合理搭配，在不同發(fā)酵階段發(fā)揮作用；三是微生物的生物安全，所有微生物菌種必須是農(nóng)業(yè)部《飼料添加劑品種目錄》規(guī)定的品種，不可盲目開發(fā)使用菌種，給產(chǎn)品安全帶來隱患。一些企業(yè)和用戶使用商品發(fā)酵飼料作為菌種來源再進行發(fā)酵是不科學的。
4.2 生產(chǎn)工藝
生產(chǎn)工藝對發(fā)酵結(jié)果十分重要， 應根據(jù)原料、菌種特點和發(fā)酵目標確定。目前有傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵，呼吸閥袋內(nèi)發(fā)酵、槽式翻料發(fā)酵，各有各的生產(chǎn)工藝，都應以達到發(fā)酵效果最佳化為目標，制定其生產(chǎn)工藝和操作規(guī)程，做到原料、生產(chǎn)環(huán)境、操作程序的一致性，保證發(fā)酵質(zhì)量的穩(wěn)定。
4.3 產(chǎn)品標準和標簽
與其他飼料產(chǎn)品一樣，發(fā)酵飼料應有產(chǎn)品的標準和標簽。發(fā)酵飼料產(chǎn)品標準應明確主要的營養(yǎng)成分、活性成分以及衛(wèi)生要求，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性， 產(chǎn)品成分保證值應以保質(zhì)期末的質(zhì)量為準。產(chǎn)品有后發(fā)酵過程，并非發(fā)酵越徹底產(chǎn)品使用效果越好，要研究發(fā)酵飼料的最佳使用階段，達到最佳效果。
4.4 工業(yè)飼料應用
目前，在工業(yè)飼料生產(chǎn)中發(fā)酵飼料因水分高和加工過程不耐高溫等受到限制，多直接用于養(yǎng)殖環(huán)節(jié)。要研究低水分發(fā)酵工藝和耐高溫菌種的選擇，以拓寬發(fā)酵飼料的使用范圍。
4.5 行業(yè)管理
發(fā)酵飼料是一項技術(shù)創(chuàng)新，越來越被廣大用戶接受，業(yè)界不少技術(shù)權(quán)威人士也熱衷于研究生物發(fā)酵飼料，飼料行業(yè)"十三五"規(guī)劃已將發(fā)酵飼料列入推廣重點。但行業(yè)管理對此尚未明確，《飼料原料目錄》沒有將其納入，許可準入中也沒有其位置。目前，開發(fā)發(fā)酵飼料者甚多，良莠混雜，有必要實施行業(yè)管理，給予該類產(chǎn)品名分。一是明確發(fā)酵飼料產(chǎn)品的屬性，或許可，或不需許可；二是規(guī)定其菌種要求，確保生物安全；三是制訂該類產(chǎn)品行業(yè)標準或技術(shù)通則，確保產(chǎn)品的可靠性；四是規(guī)范生產(chǎn)工藝和條件，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
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