益生菌发酵饲料在畜禽生产中的研究进展


发布时间:

2024-10-14

在我国畜牧业中,发酵饲料作为生物饲料的重要分支,在提升动物生产性能方面发挥着关键作用。其不仅能提高饲料营养价值,保持肠道内微生态的均衡,同时也有助于增强动物的消化能力。此外,发酵饲料还能介导动物机体特异性和非特异性免疫,从多方面增强动物免疫力。同时,发酵饲料还具备绿色、安全、无残留等一系列优点,有效减轻了养殖业对环境的危害。文章对发酵菌的分类、发酵工艺、发酵饲料的应用以及当前发酵饲料面临的问题进行综述,以期为该领域的研究和应用提供参考。

益生菌发酵饲料在畜禽生产中的研究进展

摘要

在我国畜牧业中,发酵饲料作为生物饲料的重要分支,在提升动物生产性能方面发挥着关键作用。其不仅能提高饲料营养价值,保持肠道内微生态的均衡,同时也有助于增强动物的消化能力。此外,发酵饲料还能介导动物机体特异性和非特异性免疫,从多方面增强动物免疫力。同时,发酵饲料还具备绿色、安全、无残留等一系列优点,有效减轻了养殖业对环境的危害。文章对发酵菌的分类、发酵工艺、发酵饲料的应用以及当前发酵饲料面临的问题进行综述,以期为该领域的研究和应用提供参考。
一、发酵饲料的概述
动物健康养殖对于养殖业的可持续发展至关重要,而优质绿色饲料则是生产高品质、安全动物产品的关键。自“十三五”规划以来,国家发展和改革委员会以及农业农村部相继推出了相关政策,将生物饲料定位为战略性新兴产业的重要产品,这为饲料产业的发展提供了明确的指导方向。2018年3月1日,中国实施了生物饲料领域首部团体标准——《生物饲料产品分类》。参照国际和中国饲料分类法,根据原料、菌种或酶组成和营养特性,将生物饲料分为4个主类。经专家多轮讨论,确定核心技术包括发酵、酶解和菌酶协同发酵三大工艺。发酵饲料通过使用微生物、复合酶和有机酸等物质作为发酵剂,采用单一或混合菌种的协同作用,将原料降解成含有微生物菌体蛋白、氨基酸、益生菌和复合酶制剂等成分的生物发酵饲料。发酵饲料的优势在于能够有效提升动物营养物质摄入,改善饲料的品质和口感,提高畜禽生产性能,同时还能提高粗蛋白的表观消化率和具备抗氧化功能。此外,发酵饲料对于增强动物的免疫力也有明显的效果。通过这些特性,发酵饲料为养殖业的可持续发展提供了有力的支撑。
二、发酵底料的来源

      目前,发酵饲料的来源主要分为常规饲料和非常规饲料两大类。常规饲料主要包括谷物类(如,玉米、大豆)和牧草等传统饲料原料。而非常规饲料则包括了酵母蛋白、麸皮秕壳、秸秆类饲料、非常规饼粕类(例如,南瓜籽饼、胡麻籽饼、油橄榄籽饼和茶籽饼等)以及糟渣类(如,酒糟、甘薯渣、果渣等)。据统计,截至2022年,我国非常规饲料的产量相当可观,其中秸秆秕壳类等副产品每年生产约9.4亿吨,糟渣类每年约产1.7亿吨,饼粕类每年约产2300万吨。然而,这些非常规饲料虽然产量大,却存在一些问题。

 其含有大量抗营养因子(如,植物凝集素、生氰多糖等)和有毒物质,导致其中的蛋白质和氨基酸的利用率极低。同时,这些饲料水分高,容易腐烂变质,而且由于是加工后的农副产品,粗纤维含量和木质化程度高,导致适口性和风味差,因此在动物饲料生产中的应用较少。

 通常情况下,这些非常规饲料会被丢弃或焚烧,这不仅污染环境,还造成了大量饲料资源的浪费,严重影响了饲料资源可持续发展。因此,发酵饲料的研究为这一问题提供了有效的解决方案,通过发酵过程改善了这些非常规饲料的品质,使其能够被更广泛地用于动物饲料生产,从而减少资源浪费,促进养殖业的可持续发展。

三、发酵菌的种类与特性
在发酵饲料生产中,研究和筛选发酵菌种至关重要。益生菌分为细菌和真菌两大类,细菌包括双歧杆菌、芽孢杆菌、乳酸菌和革兰氏阳性球菌;真菌主要是霉菌和酵母菌。养殖实践中广泛应用的益生菌有乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和霉菌,这些菌种能提升饲料营养价值和消化率,促进动物肠道健康,增强生产性能。

1.乳酸菌类及特性

乳酸菌具有抗氧化能力,能缓解动物应激、减少肠道疾病、维持瘤胃微生物平衡。其可添加到食品和饲料中,提高饲料的抗菌、抗炎功能及适口性,提升发酵质量。乳酸菌代谢产物具有抗癌潜力,并能吸附和水解某些毒素,起到解毒作用。但长期过量使用可能导致胃肠依赖、蠕动减弱、抑制其他益生菌,且不耐热,对储存和运输条件要求高。

2.酵母菌类及特性

酵母菌如酒酵母和假丝酵母等,体系庞大,具有高蛋白质、氨基酸和维生素含量,是营养剂,能促进动物肠道发育,提高反刍动物肠道健康,常用于发酵饲料。酵母菌通过释放抗菌化合物、营养竞争和改变pH来控制病菌,抑制病原菌活性。其寡核糖核苷酸和D-甘露醇复合物具有抗病毒、抗炎和免疫调节作用。但价格高,增加生产成本。

3.芽孢杆菌类及特性

芽孢杆菌类(如,枯草芽孢杆菌等)能促进发酵饲料产生更多营养物质,减少污染。其具有抗炎和抗氧化作用,提高放牧牦牛日增重及血清激素水平,改善动物生产性能,增强抗氧化能力,调节肠道微生物群稳定性,抑制沙门氏菌损伤,促进感染动物恢复,减少粪便污染,保护环境。但存在局限性,不能定植于肠道,可能引起肌肉骨骼疾病,易被其他微生物污染,且耐热性强,加热难以去除,残留过多可能影响机体。
4.霉菌类及特性

霉菌(如,米曲霉、黑曲霉等),在发酵饲料时可分解粗脂肪碳水化合物作为碳源,分泌蛋白酶将大分子营养物质分解为小分子,降低毒素含量。同时抑制黄曲霉和大肠杆菌繁殖,降低毒素,提高动物生产性能,促进生长发育,增强免疫力和抗病能力。

四、发酵工艺研究

除了发酵菌种,发酵工艺也是影响发酵饲料好坏的关键因素。根据发酵时微生物培养基的状态,水分的含量等,微生物发酵的生产工艺分常分为固态发酵、液态发酵、菌酶协同发酵、液态表面发酵、液态深层发酵、固定化细胞发酵等。

       发酵饲料作为生物饲料的重要分支,在提升畜禽生产效果方面取得显著进展。其能增强动物生产性能、免疫力和肠道健康。饲料经发酵处理后,营养价值提高,粪便中有害物质减少,提升了饲料利用率并减轻环境影响。尽管发酵饲料的优势明显,但其发展仍面临一系列挑战,如菌种来源问题、单一菌种向复杂菌种共发酵技术转型、固态发酵工艺优化及发酵饲料的经济效益评估等问题需深入研究解决,使发酵饲料在畜牧业生产中的应用更加广泛,并展现出更广阔的发展前景。

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