2025- 04- 01 09: 36: 06 | 來(lái)源: 中國畜牧獸醫報 | 瀏覽次數: | 字體:[ 大 中 小 ] |
核心提示
在我國畜牧業(yè)中,隨著(zhù)嚴禁使用抗生素政策的實(shí)施,生物飼料已成為替抗飼料的主力選擇。發(fā)酵飼料作為生物飼料的重要分支,在提升動(dòng)物生產(chǎn)性能方面發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。其不僅能提高飼料營(yíng)養價(jià)值,保持腸道內微生態(tài)的均衡,同時(shí)也有助于增強動(dòng)物的消化能力。此外,發(fā)酵飼料還能介導動(dòng)物機體特異性和非特異性免疫,從多方面增強動(dòng)物免疫力。同時(shí),發(fā)酵飼料還具備綠色、安全、無(wú)殘留等一系列優(yōu)點(diǎn),有效減輕了養殖業(yè)對環(huán)境的危害。文章對發(fā)酵菌的分類(lèi)、發(fā)酵工藝、發(fā)酵飼料的應用以及當前發(fā)酵飼料面臨的問(wèn)題進(jìn)行綜述,以期為該領(lǐng)域的研究和應用提供參考。
為降低對抗生素的過(guò)度依賴(lài),保障我國的動(dòng)物營(yíng)養及公眾健康,從2020年起,我國已完全禁止在飼料里添加抗生素。由于我國養殖業(yè)并未像國外已經(jīng)實(shí)現病毒凈化,傳染病仍然大肆泛濫,因此綠色,安全的替抗飼料研發(fā)成為研究的熱點(diǎn)。生物飼料是指由一系列生物工程開(kāi)發(fā)技術(shù)(發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程、基因工程)生產(chǎn)的飼料。發(fā)酵飼料作為生物飼料的重要部分,成為一種理想的替抗飼料。目前,我國養殖業(yè)飼料資源嚴重短缺,秸稈和糟渣類(lèi)等農副產(chǎn)品又因為含有抗營(yíng)養因子等原因導致動(dòng)物采食后消化吸收差,不能使用而被嚴重浪費,而發(fā)酵飼料就可利用這些農副產(chǎn)品作為底物進(jìn)行微生物發(fā)酵,降解其中抗營(yíng)養因子和有毒物質(zhì)的含量,抑制飼料中有害菌的繁殖,提高飼料的消化率,促進(jìn)動(dòng)物的消化吸收和腸道健康。這樣既緩解了抗生素危害問(wèn)題,減少環(huán)境污染,又充分實(shí)現變廢為寶,擴展了我國飼料資源。
發(fā)酵飼料的概述
動(dòng)物健康養殖對于養殖業(yè)的可持續發(fā)展至關(guān)重要,而優(yōu)質(zhì)綠色飼料則是生產(chǎn)高品質(zhì)、安全動(dòng)物產(chǎn)品的關(guān)鍵。自“十三五”規劃以來(lái),國家發(fā)展和改革委員會(huì )以及農業(yè)農村部相繼推出了相關(guān)政策,將生物飼料定位為戰略性新興產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品,這為飼料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了明確的指導方向。2018年3月1日,中國實(shí)施了生物飼料領(lǐng)域首部團體標準——《生物飼料產(chǎn)品分類(lèi)》。參照國際和中國飼料分類(lèi)法,根據原料、菌種或酶組成和營(yíng)養特性,將生物飼料分為4個(gè)主類(lèi)。
經(jīng)專(zhuān)家多輪討論,確定核心技術(shù)包括發(fā)酵、酶解和菌酶協(xié)同發(fā)酵三大工藝。發(fā)酵飼料通過(guò)使用微生物、復合酶和有機酸等物質(zhì)作為發(fā)酵劑,采用單一或混合菌種的協(xié)同作用,將原料降解成含有微生物菌體蛋白、氨基酸、益生菌和復合酶制劑等成分的生物發(fā)酵飼料。發(fā)酵飼料的優(yōu)勢在于能夠有效提升動(dòng)物營(yíng)養物質(zhì)攝入,改善飼料的品質(zhì)和口感,提高畜禽生產(chǎn)性能,同時(shí)還能提高粗蛋白的表觀(guān)消化率和具備抗氧化功能。此外,發(fā)酵飼料對于增強動(dòng)物的免疫力也有明顯的效果。通過(guò)這些特性,發(fā)酵飼料為養殖業(yè)的可持續發(fā)展提供了有力的支撐。
發(fā)酵底料的來(lái)源
目前,發(fā)酵飼料的來(lái)源主要分為常規飼料和非常規飼料兩大類(lèi)。常規飼料主要包括谷物類(lèi)(如玉米、大豆)和牧草等傳統飼料原料。而非常規飼料則包括了酵母蛋白、麩皮秕殼、秸稈類(lèi)飼料、非常規餅粕類(lèi)(例如南瓜籽餅、胡麻籽餅、油橄欖籽餅和茶籽餅等)以及糟渣類(lèi)(如酒糟、甘薯渣、果渣等)。據統計,截至2022年,我國非常規飼料的產(chǎn)量相當可觀(guān),其中秸稈秕殼類(lèi)等副產(chǎn)品每年生產(chǎn)約9.4億噸,糟渣類(lèi)每年約產(chǎn)1.7億噸,餅粕類(lèi)每年約產(chǎn)2300萬(wàn)噸。然而,這些非常規飼料雖然產(chǎn)量大,卻存在一些問(wèn)題。其含有大量抗營(yíng)養因子(如植物凝集素、生氰多糖等)和有毒物質(zhì),導致其中的蛋白質(zhì)和氨基酸的利用率極低。同時(shí),這些飼料水分高,容易腐爛變質(zhì),而且由于是加工后的農副產(chǎn)品,粗纖維含量和木質(zhì)化程度高,導致適口性和風(fēng)味差,因此在動(dòng)物飼料生產(chǎn)中的應用較少。通常情況下,這些非常規飼料會(huì )被丟棄或焚燒,這不僅污染環(huán)境,還造成了大量飼料資源的浪費,嚴重影響了飼料資源可持續發(fā)展。因此,發(fā)酵飼料的研究為這一問(wèn)題提供了有效的解決方案,通過(guò)發(fā)酵過(guò)程改善了這些非常規飼料的品質(zhì),使其能夠被更廣泛地用于動(dòng)物飼料生產(chǎn),從而減少資源浪費,促進(jìn)養殖業(yè)的可持續發(fā)展。
發(fā)酵菌的種類(lèi)與特性
在發(fā)酵飼料生產(chǎn)中,研究和篩選發(fā)酵菌種至關(guān)重要。益生菌分為細菌和真菌兩大類(lèi),細菌包括雙歧桿菌、芽孢桿菌、乳酸菌和革蘭氏陽(yáng)性球菌;真菌主要是霉菌和酵母菌。養殖實(shí)踐中廣泛應用的益生菌有乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和霉菌,這些菌種能提升飼料營(yíng)養價(jià)值和消化率,促進(jìn)動(dòng)物腸道健康,增強生產(chǎn)性能。
乳酸菌類(lèi)及特性
乳酸菌(如發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌等)具有抗氧化能力,能緩解動(dòng)物應激、減少腸道疾病、維持瘤胃微生物平衡。其可添加到食品和飼料中,提高飼料的抗菌、抗炎功能及適口性,提升發(fā)酵質(zhì)量。乳酸菌代謝產(chǎn)物具有抗癌潛力,并能吸附和水解某些毒素,起到解毒作用。但長(cháng)期過(guò)量使用可能導致胃腸依賴(lài)、蠕動(dòng)減弱、抑制其他益生菌,且不耐熱,對儲存和運輸條件要求高。
酵母菌類(lèi)及特性
酵母菌如酒酵母和假絲酵母等,體系龐大,具有高蛋白質(zhì)、氨基酸和維生素含量,是營(yíng)養劑,能促進(jìn)動(dòng)物腸道發(fā)育,提高反芻動(dòng)物腸道健康,常用于發(fā)酵飼料。酵母菌通過(guò)釋放抗菌化合物、營(yíng)養競爭和改變pH來(lái)控制病菌,抑制病原菌活性。其寡核糖核苷酸和D-甘露醇復合物具有抗病毒、抗炎和免疫調節作用。但價(jià)格高,增加生產(chǎn)成本。
芽孢桿菌類(lèi)及特性
芽孢桿菌類(lèi)(如枯草芽孢桿菌等),能促進(jìn)發(fā)酵飼料產(chǎn)生更多營(yíng)養物質(zhì),減少污染。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,改善動(dòng)物生產(chǎn)性能,增強抗氧化能力,調節腸道微生物群穩定性,抑制沙門(mén)氏菌損傷,促進(jìn)感染動(dòng)物恢復,減少糞便污染,保護環(huán)境。但存在局限性,不能定植于腸道,可能引起肌肉骨骼疾病,易被其他微生物污染,且耐熱性強,加熱難以去除,殘留過(guò)多可能影響機體。
霉菌類(lèi)及特性
霉菌(如米曲霉、黑曲霉等),在發(fā)酵飼料時(shí)可分解粗脂肪碳水化合物作為碳源,分泌蛋白酶將大分子營(yíng)養物質(zhì)分解為小分子,降低毒素含量。同時(shí)抑制黃曲霉和大腸桿菌繁殖,降低毒素,提高動(dòng)物生產(chǎn)性能,促進(jìn)生長(cháng)發(fā)育,增強免疫力和抗病能力。
發(fā)酵工藝研究
除了發(fā)酵菌種,發(fā)酵工藝也是影響發(fā)酵飼料好壞的關(guān)鍵因素。根據發(fā)酵時(shí)微生物培養基的狀態(tài),水分的含量等,微生物發(fā)酵的生產(chǎn)工藝分常分為固態(tài)發(fā)酵、液態(tài)發(fā)酵、菌酶協(xié)同發(fā)酵、液態(tài)表面發(fā)酵、液態(tài)深層發(fā)酵、固定化細胞發(fā)酵等。
固態(tài)發(fā)酵工藝
固態(tài)發(fā)酵源于傳統制曲,以飼料為基質(zhì),通過(guò)一種或多種益生菌在特定條件下發(fā)酵。適用于低水分環(huán)境,受碳氮比、pH等因素影響,發(fā)酵參數需根據菌種和原料確定。固態(tài)發(fā)酵常為開(kāi)放式,流程涵蓋選菌接種、擴大培養、預處理、混合發(fā)酵、干燥打包。根據氧氣需求分為需氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵和兩段式發(fā)酵。需氧發(fā)酵快速但耗損大,適合好氧菌;厭氧發(fā)酵芳香味濃、耗損少,利于長(cháng)期保存,適合養殖場(chǎng),但發(fā)酵周期長(cháng);兩段式發(fā)酵結合兩者優(yōu)點(diǎn),適合混合菌發(fā)酵。國內多采用固體厭氧發(fā)酵方法,如青貯、密封袋發(fā)酵等。
固態(tài)發(fā)酵優(yōu)點(diǎn):固態(tài)發(fā)酵不需要對單純的營(yíng)養基質(zhì)進(jìn)行滅菌,溫度、濕度、pH、通風(fēng)等發(fā)酵參數易操作且設備構造簡(jiǎn)單,發(fā)酵過(guò)程粗放,后續處理簡(jiǎn)便技術(shù)生產(chǎn)成本更加低廉,投資少產(chǎn)量高,所需限制條件比較少;固態(tài)發(fā)酵所用的原料一般、價(jià)格便宜,并且品種來(lái)源豐富多樣,用固態(tài)發(fā)酵方法制作的發(fā)酵飼料安全性更高,因為固態(tài)發(fā)酵對飼料原料的含水量需求不大,含水少可以減少細菌和病毒的繁殖,有效降低飼料中的抗營(yíng)養因子和一些有毒物;對通風(fēng)的設備要求低,不需要大設備進(jìn)行空氣的抑菌操作和連續通風(fēng),自然地進(jìn)行氣體擴散就可以,減少能耗;固態(tài)發(fā)酵的裝置簡(jiǎn)單所需的空間小,并且不用考慮工業(yè)廢水的處理和排放的問(wèn)題大大減少對環(huán)境的污染以及經(jīng)濟成本。
固態(tài)發(fā)酵缺點(diǎn):固態(tài)發(fā)酵為開(kāi)放式發(fā)酵體系,相當于一種自然發(fā)酵,在通風(fēng)散熱過(guò)程中,會(huì )造成水分流失并易染雜菌影響產(chǎn)品質(zhì)量;固態(tài)發(fā)酵時(shí)所用的菌株在培養時(shí)喜在低濕環(huán)境生長(cháng)繁殖,故所用菌株有一定局限性,因此發(fā)酵速度慢且產(chǎn)量低;同時(shí)固態(tài)發(fā)酵機械化程度較差,過(guò)程參數和質(zhì)量控制,如發(fā)酵環(huán)境的酸堿度、水分含量、氧氣濃度和微生物的活性等沒(méi)有科學(xué)指標為依據,通常是員工依據個(gè)人經(jīng)驗操作,同時(shí)還涉及去渣工作,對人工勞動(dòng)強度需求大;在人工操作中還會(huì )出現因操作不當導致覆蓋沒(méi)有壓實(shí),空氣排不凈等問(wèn)題,造成產(chǎn)品發(fā)酵品質(zhì)差、易發(fā)霉變質(zhì)等問(wèn)題;固態(tài)發(fā)酵裝置的導熱性相對較差,難以保持固定溫度,不利于微生物的生長(cháng);采用固態(tài)發(fā)酵培養獲取的代謝物,有時(shí)需要使用大量的有機溶劑進(jìn)行提取和純化,這種方法不僅操作困難而且費用昂貴,大大增加了飼料成本;這些缺點(diǎn)限制了固體發(fā)酵的推廣,因此固態(tài)發(fā)酵不適于工業(yè)化大規模批量生產(chǎn)。
液態(tài)發(fā)酵工藝
液態(tài)發(fā)酵基于抗生素生產(chǎn)工藝,是將原料液化后在微生物作用下進(jìn)行發(fā)酵。分為自然發(fā)酵和接種微生物發(fā)酵兩種,可單獨發(fā)酵一種原料或直接對全價(jià)料進(jìn)行發(fā)酵。過(guò)程比固態(tài)發(fā)酵復雜,需脫水、收集和干燥。關(guān)鍵要控制好發(fā)酵參數如營(yíng)養成分、溫度等。主要技術(shù)手段是將培養基和原料混合制成培養液,確定菌株并接種,在適宜條件下發(fā)酵。產(chǎn)物由發(fā)酵菌和發(fā)酵液組成。國內主要用于生產(chǎn)微生態(tài)制劑等,國外則多用于直接飼喂動(dòng)物。
液態(tài)發(fā)酵優(yōu)點(diǎn):在分批發(fā)酵時(shí),在自然發(fā)酵介質(zhì)中加銅可促進(jìn)乳酸生成從而提高發(fā)酵質(zhì)量,并且分批發(fā)酵使發(fā)酵過(guò)程更易控制,發(fā)酵效果不理想損傷相對較小。液態(tài)發(fā)酵的微生物細胞內pH更穩定,對酸性環(huán)境的適應性比固態(tài)發(fā)酵的微生物更加高。液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)成熟發(fā)酵工藝已經(jīng)實(shí)現自動(dòng)化,并且發(fā)酵成本低、質(zhì)量穩定、生產(chǎn)參數可量化,能用于工業(yè)化生產(chǎn)。液態(tài)發(fā)酵的飼料含水量高,提高了動(dòng)物的采食效率。并且低pH的液體發(fā)酵飼料能夠增強動(dòng)物胃的免疫力。液體發(fā)酵飼料的處理步驟比固態(tài)飼料少可以減少灰塵污染,并且液體飼料方便在生產(chǎn)中進(jìn)行分開(kāi)飼喂或者混合飼喂。
液態(tài)發(fā)酵缺點(diǎn):分批發(fā)酵周期長(cháng),分批運輸時(shí)也不方便。液態(tài)發(fā)酵直接發(fā)酵全價(jià)料時(shí)易造成營(yíng)養成分(氨基酸和維生素)的損傷,液態(tài)發(fā)酵菌劑的存活率還沒(méi)有固態(tài)發(fā)酵菌劑高。液態(tài)發(fā)酵干酪乳桿菌的生物量雖然比固態(tài)發(fā)酵高。但是液態(tài)發(fā)酵的干酪乳桿菌對氯化鈉、雙氧水和乙醇的耐受性沒(méi)有固態(tài)發(fā)酵的干酪乳桿菌耐受性高,菌種存活性差。液態(tài)發(fā)酵有時(shí)在分解過(guò)程中還會(huì )產(chǎn)生生物胺等物質(zhì),影響飼料的適口性。并且液態(tài)發(fā)酵飼料會(huì )需要大量昂貴設備,消耗能源產(chǎn)生很高的生產(chǎn)成本。最嚴重的是液態(tài)發(fā)酵會(huì )產(chǎn)生大量廢水殘渣容易污染環(huán)境。由于液體飼料在飼喂時(shí)易浪費,會(huì )導致飼料轉化率低。并且液體飼料在養殖場(chǎng)進(jìn)行儲存時(shí)容易腐敗,需要嚴格控制管理。
其他發(fā)酵工藝
在生產(chǎn)中,除了常用的固態(tài)和液態(tài)發(fā)酵外,還有一些其他發(fā)酵工藝。這些工藝包括在液態(tài)發(fā)酵基礎上延伸出的液態(tài)表面發(fā)酵和液態(tài)深層發(fā)酵,固定化細胞發(fā)酵、吸附在固體表面膜狀發(fā)酵以及菌酶協(xié)同發(fā)酵等。其中,菌酶協(xié)同發(fā)酵是一種將酶參與的生物化學(xué)過(guò)程和微生物參與的生命活動(dòng)過(guò)程有機結合的發(fā)酵方式。這種發(fā)酵方式根據發(fā)酵底物的不同,可以分為菌酶協(xié)同發(fā)酵單一飼料和發(fā)酵混合飼料。菌酶協(xié)同發(fā)酵的原理是利用酶來(lái)促進(jìn)底物的分解,加快乳酸生成和pH的變化,從而提高微生物發(fā)酵效率。同時(shí),菌種能夠分解底物為酶解反應供應小分子營(yíng)養物質(zhì),進(jìn)一步促進(jìn)酶解反應。此外,還有一些微生物能合成一些酶類(lèi)物質(zhì)與原料中的酶共同發(fā)揮作用,促進(jìn)底物發(fā)酵。菌酶協(xié)同發(fā)酵在實(shí)際應用中具有重要作用。例如,對于消化酶分泌不足的幼畜或老齡家畜,可以在飼料中添加一些蛋白酶幫助消化?;蛘咴诎l(fā)酵一些粗纖維較多的飼料原料時(shí)(如小麥、秸稈等),可以添加一些β-葡聚糖酶、纖維素酶和木聚糖酶等復合酶,有利于分解植物的細胞壁,降低胃腸道內容物黏度,促進(jìn)家畜消化吸收。
發(fā)酵飼料在畜禽生產(chǎn)中的應用
發(fā)酵飼料在豬生產(chǎn)中的應用
在多數的發(fā)酵飼料研究表明,發(fā)酵飼料對豬的健康和生產(chǎn)性能有顯著(zhù)的積極效果。經(jīng)過(guò)發(fā)酵處理的飼料,其酸香風(fēng)味能有效激發(fā)豬的食欲,進(jìn)而增加其攝食量。此外,發(fā)酵過(guò)程使得飼料中的維生素、粗脂肪和有機酸的含量得以提升,同時(shí)消除了有害微生物和抗營(yíng)養因子,這一系列變化不僅提升了飼料的營(yíng)養價(jià)值,也增強了其消化吸收率,從而降低了養殖成本并提高了豬的生產(chǎn)性能。以德氏乳桿菌亞種發(fā)酵的豆渣為例,當用于飼喂豬時(shí),可以顯著(zhù)促進(jìn)肉豬的體重增長(cháng)。更為重要的是,試驗組豬肉質(zhì)更嫩滑。在健康方面,對照組中檢測到有豬出現腸道和呼吸道感染、皮膚和肝腎疾病。相比之下,試驗組僅有一例輕微腹瀉案例,其余試驗豬均未出現疾病癥狀。發(fā)酵飼料還能增強豬的免疫力,減少炎癥反應,幫助豬保持良好的健康狀況。健康的體質(zhì)是提高豬生產(chǎn)性能的基礎,因此,發(fā)酵飼料對于提升豬的生產(chǎn)性能量和肉質(zhì)等方面具有重要的正向調節作用。
在斷奶仔豬飼料研究中發(fā)現,用發(fā)酵棉籽粕替代豆粕顯著(zhù)提高了斷奶仔豬血清中的免疫球蛋白G(IgG)水平。同時(shí)血清以及空腸和回腸中的抗氧化酶活性也有所增加,這些變化共同增強了斷奶仔豬的抗應激和免疫能力。另一方面,采用發(fā)酵黑麥飼料與姬松茸和水解椰肉粉(后者含有豐富的甘露聚糖)混合飼喂斷奶仔豬,可以顯著(zhù)提高斷奶仔豬血清中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)和IgG的水平。在血液淋巴細胞方面,這種飼料混合物增加了自然殺傷(NK)細胞的數量,并降低了促炎細胞因子的基因表達水平,從而證實(shí)了發(fā)酵飼料混合劑對斷奶仔豬免疫系統具有調節作用。
研究表明,發(fā)酵飼料可以改善豬腸道健康。由60%的橄欖生產(chǎn)廢料、20%的葡萄渣和20%的脫蛋白羊乳酪固體廢料制備的發(fā)酵飼料顯著(zhù)增加斷奶仔豬腸道內普氏菌科和糞球菌屬的相對豐度,并在育肥豬的腸道內提升了雙孢菌屬和假長(cháng)雙歧桿菌的豐度,這些變化有助于增強仔豬的腸道免疫力,從而改善其整體腸道健康。在另一項研究中,使用乳酸菌發(fā)酵牛奶來(lái)喂養仔豬,發(fā)現乳酸菌發(fā)酵牛奶能顯著(zhù)調節仔豬回腸的微生物群落構成和轉錄組譜的變化:不僅促進(jìn)了益生菌腸球菌在腸道中的定植,還有效抑制了大腸桿菌的生長(cháng)。同時(shí),發(fā)酵牛奶還參與了回腸的免疫調節和腸道屏障的修復過(guò)程。因此,這些發(fā)現證實(shí)了發(fā)酵飼料能夠有效地調節斷奶仔豬的腸道微生物平衡,增強腸道免疫力,對維護斷奶仔豬的腸道健康具有積極影響。
發(fā)酵飼料在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應用
用發(fā)酵飼料取代傳統的濃縮飼料喂養韓牛。結果顯示,試驗組的初始體重和后期增重都高于對照組,這一發(fā)現揭示發(fā)酵飼料能促進(jìn)食欲,提高飼料轉化率,并在保持動(dòng)物生長(cháng)速度的同時(shí)增加體內脂肪的沉積。在評估胴體和肉質(zhì)方面,試驗組的公牛不僅胴體重有所增加,肋眼面積也得到了改善。因此,發(fā)酵飼料可以顯著(zhù)提升牛的生產(chǎn)性能和肉質(zhì)。此外,在另一項研究中,研究人員嘗試用木薯漿發(fā)酵酵母廢料替代濃縮飼料中的豆粕喂養肉牛。結果顯示,試驗組的肉牛并未出現任何不良影響,且牛的增重與瘤胃健康狀況與傳統對照組相比并無(wú)顯著(zhù)差異。因此,這種方法在降低飼料成本的同時(shí),成功維持了牛的生長(cháng)效率,并間接提升了肉牛的生產(chǎn)性能。
將杏鮑菇加工剩余物制備成發(fā)酵飼料用于湖羊的喂養。經(jīng)過(guò)對比,發(fā)現該發(fā)酵飼料對湖羊瘤胃內的微生物群落構成產(chǎn)生了顯著(zhù)影響。與常規飼料相比,該發(fā)酵飼料顯著(zhù)提高厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、纖維桿菌門(mén)、黃瘤胃球菌和白色瘤胃球菌的相對豐度,這些均為瘤胃內關(guān)鍵的纖維素分解菌類(lèi)。這一變化表明,發(fā)酵飼料在增強瘤胃消化功能方面的潛力,從而促進(jìn)粗纖維物質(zhì)的高效分解,提高了飼料轉化率,并在經(jīng)濟上降低養殖成本,同時(shí)對動(dòng)物的生產(chǎn)性能產(chǎn)生了積極的改善作用。此外,當關(guān)嶺牛攝入相同發(fā)酵飼料后,在其皺胃和盲腸中也觀(guān)察到有益微生物(如厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)和變形菌門(mén))的豐度上升,而一些潛在的致病菌群(如變形菌門(mén)和螺旋體門(mén))的豐度則有所減少。這為降低牛傳染病的發(fā)病率提供了可能,揭示了發(fā)酵飼料在調節反芻動(dòng)物胃腸道微生物群結構方面的巨大潛能,通過(guò)促進(jìn)有益微生物的增殖,進(jìn)一步提高了飼料的利用效率。
在狼尾草發(fā)酵飼料對波爾山羊免疫功能影響的研究當中,發(fā)現這種富含乳酸菌和魏斯氏菌等益生菌的飼料,在動(dòng)物腸道內積累后,顯著(zhù)激發(fā)了腸壁突狀細胞和巨噬細胞的活性,導致促炎因子白細胞介素1β(IL-1β)和白細胞介素6(IL-6)的產(chǎn)生。這一過(guò)程不僅觸發(fā)了IgG的分泌,也增強了B細胞與T細胞的激活。研究還觀(guān)察到,該發(fā)酵飼料顯著(zhù)提升了血清中IgA、IgG、IgM的含量,以及細胞因子白細胞介素2(IL-2)、白細胞介素4(IL-4)的水平。除了提升機體免疫反應外,發(fā)酵飼料還有效提高了山羊體內血清、肝臟及脾臟中的抗氧化酶活性。這些結果綜合表明,采用發(fā)酵飼料喂養能夠顯著(zhù)改善動(dòng)物胃腸道微生物群落的結構,并有助于促進(jìn)免疫球蛋白的生成,從而提高了機體的整體免疫力和抗應激能力。
發(fā)酵飼料在雞生產(chǎn)中的應用
將青蒿殘渣發(fā)酵后作為飼料,添加到蛋雞日糧中,結果顯示,添加2%發(fā)酵飼料可顯著(zhù)提升產(chǎn)蛋率和蛋重。使用米曲霉和枯草芽孢桿菌對豆粕進(jìn)行雙階段發(fā)酵處理,提高了蛋白質(zhì)、氨基酸含量及植酸酶活性,降低纖維和胰蛋白酶抑制劑含量。在肉雞日糧中使用這種優(yōu)化的發(fā)酵豆粕,能顯著(zhù)提升增重和末重,且與添加率成正比,同時(shí)改善采食量和飼料轉化率,增強肉雞的生產(chǎn)性能。研究顯示,將固態(tài)發(fā)酵麥麩加入肉雞日糧可提升免疫球蛋白和血清總蛋白含量,并增強對脂多糖誘導免疫應激的抵抗力。有效提升肉雞的免疫功能,緩解脂多糖引起的免疫應激,其中濕態(tài)發(fā)酵麥麩的免疫調節效果更佳。還有研究發(fā)現,發(fā)酵飼料能顯著(zhù)改善黃羽肉雞的腸道健康,增加十二指腸和空腸區域的絨毛高度及隱窩深度,表明其對腸道結構有積極作用。同時(shí)發(fā)酵飼料通過(guò)促進(jìn)腸道形態(tài)發(fā)展和微生物群落平衡,提高飼料轉化率,增強生產(chǎn)性能并維護腸道環(huán)境穩定,為畜牧業(yè)營(yíng)養策略提供理論支持。
發(fā)酵飼料在鴨生產(chǎn)中的應用
在喂養發(fā)酵飼料后,鴨肉的pH顯著(zhù)提升,蒸煮損失減少,風(fēng)味改善,尤其在添加40%發(fā)酵飼料后?;?HNMR代謝組分析發(fā)現,主要差異代謝物如葡萄糖等通過(guò)氨基酸代謝途徑調控,其中甘氨酸和N-乙酰半胱氨酸與風(fēng)味和pH正相關(guān),與其他代謝物則相反。因此添加發(fā)酵飼料可生產(chǎn)更高品質(zhì)鴨肉,滿(mǎn)足消費者口感需求。同時(shí),發(fā)酵飼料可提高日糧中脂肪酸和小肽水平,增加番鴨平均日增重,改變腸道菌群,增強微生物多樣性,減少致病菌。發(fā)酵飼料通過(guò)重建腸道形態(tài)、微生物和代謝改善番鴨生長(cháng)性能,促進(jìn)腸道健康,增加消化吸收。研究證明,發(fā)酵飼料是改善番鴨生長(cháng)性能的有效策略。添加發(fā)酵飼料可調節腸道微生物組成,激活肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)基因,減輕紹興鴨肝臟和腹部脂滴形成,降低血清三酰甘油水平,減少脂質(zhì)沉積,為調節腸道微生物群導致肝臟脂肪積累的分子機制提供新見(jiàn)解。
發(fā)酵飼料在鵝生產(chǎn)中的應用
在獅頭雛鵝的日糧中添加發(fā)酵飼料,可以顯著(zhù)改善其生長(cháng)性能。通過(guò)提升血清中的超氧化物歧化酶活性,這一舉措不僅優(yōu)化了血清生化參數,還增強了抗氧化能力。在腸道健康方面,發(fā)酵飼料的攝入使空腸絨毛的高度和絨毛隱窩比率均有所提升,從而改善空腸的組織形態(tài),并優(yōu)化了腸道菌群的結構。特別是當發(fā)酵飼料以7.5%的劑量添加時(shí),對獅頭鵝的影響尤為顯著(zhù)。此外,采用納豆和釀酒酵母混合液體進(jìn)行發(fā)酵的飼料,能夠有效改善鵝的生長(cháng)狀況和采食量。增加小腸和大腸中乳酸菌的含量,同時(shí)降低大腸桿菌的含量,調節腸道生態(tài)平衡。還能降低血液中膽固醇濃度,提高心臟和肝臟中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活性,降低丙二醛的含量,從而改善這些器官的抗氧化狀態(tài)。
結論
自“十三五”規劃以來(lái),發(fā)酵飼料作為生物飼料的重要分支,在提升畜禽生產(chǎn)性能方面取得顯著(zhù)進(jìn)展。其能增強動(dòng)物生產(chǎn)性能、免疫力和腸道健康。飼料經(jīng)發(fā)酵處理后,營(yíng)養價(jià)值提高,糞便中有害物質(zhì)減少,提升了飼料利用率并減輕環(huán)境影響。盡管發(fā)酵飼料的優(yōu)勢明顯,但其發(fā)展仍面臨一系列挑戰,如菌種來(lái)源問(wèn)題、單一菌種向復雜菌種共發(fā)酵技術(shù)轉型、固態(tài)發(fā)酵工藝優(yōu)化及發(fā)酵飼料的經(jīng)濟效益評估等問(wèn)題需深入研究解決,使發(fā)酵飼料在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的應用更加廣泛,并展現出更廣闊的發(fā)展前景。(原載于《飼料工業(yè)》2025年第3期)
(沈陽(yáng)農業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與醫學(xué)學(xué)院 喬富博 陳靜 劉顯軍 李玟 張家碩 賈展鵬 劉宏宇 蘇晴)