【摘 要】畜牧產業是我國重要的基礎產業之一,目前生產總值已占我國農業生產總值的34%,但飼養資源匱乏問題仍是制約我國畜牧產業持續發展的首要問題。利用微生物發酵技術開發非常規飼料資源,是解決這一問題的有效途徑之一。
【關鍵詞】畜牧業;非常規飼料資源;營養價值評價
近年來我國畜牧產業持續增長,畜禽的飼養量在逐年增加。在滿足人們日益增長的消費需求的同時,畜牧產業也面臨著飼養資源匱乏的問題。我國非常規飼料資源及其豐富,但開發利用率較低,利用微生物發酵技術可以改善我國非常規飼料資源,是解決我國畜牧產業飼料資源不足的有效途徑之一。
1.微生物發酵非常規飼料資源的種類和營養價值評價
1.1微生物發酵非常規飼料資源的種類
非常規飼料資源主要包括兩大類,一類是以植物性原料為主,包括農作物的秸稈與秕殼,樹葉、樹籽、嫩枝等林業副產物,工業生產過程中產生的糟渣和廢液,芝麻餅、花生餅、向日葵餅等植物餅粕類,還包括海帶和紫菜等海藻類。另一類是以動物性原料為主,包括皮革制造、水產品加工等工業下腳料,禽畜糞便和酵母、真菌等微生物細胞或菌體蛋白。以植物和動物非常規飼料資源為原料開發新型飼料都可以通過微生物發酵技術得以實現[1]。
1.2幾種非常規飼料資源的營養價值評價
1.2.1秸稈飼料資源
我國秸稈資源豐富,產量巨大,是世界第一秸稈大國,2005年秸稈產量達84183.12萬噸,并且秸稈總產量總體上呈不斷增長之勢[2]。秸稈中蘊藏著巨大的養分資源,作物吸收的養分將近一半要留在秸稈中。秸稈的化學成分中粗纖維為主要成分,但其中不能被家畜利用的木質素含量較高;粗蛋白含量較低,且品質較差;粗灰分含量較高,但對動物有營養價值的礦物質和維生素含量較低。微生物發酵可以破壞農作物秸稈細胞壁,使與木質素交聯在一起的纖維素和半纖維素游離出來,同時菌體自身生物量的增長又可以提高秸稈的蛋白含量,進而提高的秸稈飼料的營養價值和家畜對秸稈的消化利用率[3]。
1.2.2糟渣飼料資源
糟渣種類廣泛,價格低廉,是良好的發酵飼料資源。糟渣主要包括酒糟、醬油糟、醋糟、玉米淀粉工業下腳料、粉絲尾水、果酒、檸檬酸濾渣、糖蜜等。糟渣一般含水率高,通??蛇_30%~80%,在烘干時淀粉易黏結成團,物理形狀和酸堿性差異較大,同時部分糟渣仍含有抗營養因子和毒性物質,簡單的加工工藝無法將這些成分去除,如豆渣中含有抗胰蛋白酶[4]。通過微生物發酵技術處理糟渣類原料,不僅可以改變糟渣中的營養成分含量,增加糟渣中適口性好的物質,還可以直接用來生產高蛋白飼料添加劑。
1.2.3餅粕類飼料資源
餅粕是油料作物的籽實壓榨后的副產品。油料作物本身不但含油脂和蛋白質較高,而且無氮浸出物較低,特別是經壓榨后蛋白質含量更高, 再加上剩余的一部分植物油殘存,因此餅粕的營養價值較高,是目前使用最普遍的植物性蛋白質飼料原料。常用的餅粕類飼料有大豆餅粕、菜籽餅粕、棉籽餅粕、花生餅粕等,但這類飼料中含有多種抗營養因子,例如大豆餅粕中含有胰蛋白酶抑制劑、植物紅細胞凝集素、皂甙、植酸、胃腸脹氣因子等有害物質,使用不當容易引起畜禽中毒,應限制其在生產中的大量應用[3]。
1.2.4單細胞蛋白飼料
單細胞蛋白(SCP)又稱菌體蛋白或微生物蛋白,是指利用各種基質大規模培養細菌、酵母菌、霉菌、微型藻等獲得的微生物蛋白。單細胞蛋白飼料不僅蛋白質含量高(40%~80%),還含有脂肪、碳水化合物、核酸、維生素、無機鹽以及動物機體所必需的各種氨基酸,特別是植物飼料中缺乏的賴氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量較高,生物學價值大大優于植物蛋白飼料[6]。
2.微生物發酵技術開發非常規飼料資源的特點與優勢
通過微生物發酵技術開發非常規飼料資源已成為一種主要的處理方法和手段。它的特點和優勢主要體現在以下幾個方面:
2.1改善飼料性狀,提高飼料商品價值
微生物發酵技術可以改變植物性、動物性非常規飼料的物理性狀,發酵后飼料具有天然的發酵香味,良好的誘食效果,可以顯著地提高飼料的適口性和在日糧中的使用比例,改善非常規飼料的外觀狀況,提高商品價值。
2.2消除餅粕類飼料毒性
餅粕類飼料一般都含有多種抗營養因子和毒性物質,畜禽直接食用后會影響消化吸收,同時具有毒害作用。微生物發酵技術可以明顯地降低毒素及飼料抗營養因子等有害物質的作用,減輕其對動物的傷害,同時避免了化學添加劑和物理法對飼料蛋白質功能性質的影響[7]。
2.3提高飼料蛋白質含量,改變蛋白質的品質
秸稈、秕殼類非常規飼料蛋白質含量低,雖然餅粕類、動物性非常規飼料蛋白質含量高,但其品質較差,不利于禽畜的消化吸收。微生物發酵技術可以改善非常規飼料中蛋白質的含量和品質,飼料中可溶性蛋白的比例可提高20%~30%,并可以將植物性、動物性原料中品質較差的蛋白質轉化為活性肽、寡肽等品質較好的蛋白質。
2.4降低飼料中粗纖維的含量
非常規飼料中一般含有禽畜難以利用的木質素、纖維素等碳水化合物,僅適合于飼養草食動物,且利用率較低。采用細菌、酵母、絲狀真菌等微生物發酵非常規飼料,可以降低飼料中木質素的含量,轉化為可吸收利用的碳水化合物,提高飼料的適口性。
3.微生物發酵技術開發非常規飼料資源在禽畜生產中的應用
3.1在肉雞生產中的應用
在肉雞生產中,適當增加日糧中發酵飼料的比例,不僅可以降低飼料,改善肉雞生產性能,而且還可以改善肉質品質。張偉偉等研究發酵蘋果渣對肉雞生產的影響,發現利用發酵蘋果渣飼喂肉雞能顯著提高白肉雞日增重,提高白肉雞雞肉中蛋白質含量,降低脂肪含量,且對白肉雞的肝、腎、脾無損傷[8]。夏素銀等利用發酵蛋白飼料替代30%豆粕飼喂肉仔雞,不僅降低了飼料的成本,而且可以顯著降低肉仔雞的腹瀉率[9]。
3.2在家豬生產中的應用
豬比家禽能更好地利用非常規飼料,但利用效果不如反芻動物,發酵后的非常規飼料更加利于家豬的消化吸收。Kobashi等給仔豬飼喂液體發酵非常規飼料,發現其可引起腸道內的乳酸菌數目的增加,減少有害菌的滋生,提高仔豬對飼料的消化利用[10]。郭志明等利用發酵玉米秸稈飼料飼喂試驗組和對照組三元雜交豬,結果顯示,試驗組較對照組出欄體重增重率提高3.75%,每頭多獲利56.74元,經濟效益顯著[11]。
3.3在肉牛生產中的應用
肉牛屬于大型的反芻類動物,對非常規飼料的消化吸收要優于其他單胃動物。肉牛一般可以直接食用秸稈、稻草等非常規飼料,但消化利用率較低,微生物發酵技術可以提高非常規飼料的利用率。鄧志平等采用分別占日糧的85%、90%、95%發酵稻草飼喂3個試驗組,與未經處理的稻草飼喂的6頭牛進行對照, 試驗期90d。試驗結果表明,處理組平均日增重和利潤有大幅提高, 料肉比/飼料成本大幅下降, 差異均極顯著[12]。
3.4在水產養殖中的應用
微生物發酵非常規飼料在水產養殖中也有一定的應用??惖妊芯堪l酵餅粕飼料對異育銀鯽的影響,在異育銀鯽飼料中用3%氨基酸粉、6%發酵棉粕和6%發酵菜粕分別等量替代魚粉、棉粕和菜粕,顯著提高了異育銀鯽的生長性能以及對氨基酸的吸收效果[13]。施安輝等用微生物脫毒強化棉籽餅代替羅非魚飼料中的豆餅和花生餅, 實驗結果顯示羅非魚的增重率或成活率都有所提高, 還可降低飼料成本[14]。日本瀨戶水產研究所的試驗報告表明,將海藻發酵后作為飼料添加劑可大大提高魚、貝類對病毒的抵抗力,減少對抗生素和疫苗的依賴。
4.微生物發酵技術在非常規飼料資源開發中存在的問題與展望
微生物發酵非常規飼料雖然具有諸多優勢,但在開發和應用的過程中也存在著一些問題。第一,飼料生產菌種資源沒有得到充分開發,非常規飼料原料利用率和可再生率還較低。第二,飼料生產工藝還不夠成熟,缺少科學的加工處理方法。第三,飼料產品穩定性較差,缺少飼料產品營養價值的評價標準,銷售市場不規范。以上這些問題都有待進一步的研究和解決。
畜牧業是國民經濟的重要組成部分,是一項關聯廣泛的重要基礎產業,目前飼料資源的匱乏已成為制約我國畜牧業發展的重要因素,積極開發利用新型飼料資源已迫在眉睫。利用微生物發酵技術開發非常規飼料資源,不僅可以解決飼料資源緊缺的問題,還可以生產高附加值的新型飼料,對發展我國綠色畜牧業具有一定的推動作用。