你个羊角包啊不懂我心狂野
收藏本站  
手機版本 

飼料發酵技術網

熱門關鍵字: 百益寶em菌液  em菌     益生菌  飼料發酵

微生物發酵飼料研究進展

時間:2015-12-07 15:39來源:飼料發酵技術 作者:百益寶em菌 點擊:

分享按鈕

近年來,隨著世界上許多國家限制和禁止使用抗生素,以及飼料資源日趨緊張,尋找高效、生態健康型飼料成為當務之急。本文就發酵飼料定義、菌種、種類、優勢及存在的問題進行了綜述。 自上世紀50年代開始 ,在動物日糧中添加抗生素顯著促進了動物生產,并對集

近年來,隨著世界上許多國家限制和禁止使用抗生素,以及飼料資源日趨緊張,尋找高效、生態健康型飼料成為當務之急。本文就發酵飼料定義、菌種、種類、優勢及存在的問題進行了綜述。

    自上世紀50年代開始 ,在動物日糧中添加抗生素顯著促進了動物生產,并對集約化畜牧業的發展做出了重大貢獻。然而隨著時間的推移,飼料中添加抗生素的危害日益顯現,并受到社會的廣泛關注。2004年,WTO、聯合國糧農組織 (FAO)和世界動物衛生組織 (OIE)聯合召開專題討論會,討論了非人用抗生素的使用和抗生素的耐藥性問題。歐盟自2006年1月起全面禁止在畜禽飼料中添加抗生素,我國在飼料中批準使用的抗生素種類也在逐漸減少。人們開始紛紛尋求其它的替代品和替代技術,以保證畜牧業生產的效率與效益不受影響。同時飼料和糧食生產一直是我國國民經濟的薄弱環節 。由于受人口增長 、耕地減少和肉食品消費增加的影響,我國糧食供需平衡十分脆弱。我國人均占有糧食一直在400kg以下,其中糧食總產量的40%左右用于飼料生產。在耕地和水資源長期緊缺的情況下,我國糧食產量已很難提高,飼料資源短缺的問題長期制約著我國畜牧業的發展。從長遠來看,畜牧與人爭糧問題仍然是我國不能掉以輕心的大事,這是由我國國情及糧情所決定的。因此發展高效飼料工業,生產生態健康型飼料是當務之急。

1、  發酵飼料定義

發酵現象具有和地球上生命體誕生同樣長的歷史,了解其本質卻是近200年的事情。英語發酵為“fermentation”由拉丁語“ferver”派生來的,意思是翻涌,就是只看到了發酵現象。許多現代化發酵工業的建立是近十年的事情。發酵飼料是指在人工控制條件下,微生物通過自身的代謝活動,將植物性、動物性和礦物性物質中的抗營養因子分解或轉化,產生更能被畜禽采食、消化、吸收且無毒害作用的飼料原料。通過發酵處理的飼料不僅具有改善飼料營養吸收水平,降解飼料原料中可能存在的毒素,還能起到促進生長,維持動物體內微生態平衡,增強機體的免疫力,防病治病的作用。

2、  發酵飼料菌種

我國農業部 2003年12月發布的第3l8號公告“飼料添加劑品種目錄”中有l5種:地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、兩歧雙歧桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、乳酸腸球菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、乳酸乳桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、產朊假絲酵母、釀酒酵母、沼澤紅假單胞菌。目前市場上用于飼料發酵的益生菌種類主要是乳酸菌、芽孢桿菌、酵母和霉菌。

乳酸菌是應用最早、最廣泛的益生菌,是一類能在可利用的碳水化合物發酵過程中產生大量乳酸的細菌的總稱。通常為厭氧或者兼性厭氧菌,耐酸,在pH值為4.5以下時仍可生長,研究發現代謝產物和活菌液對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌都有很強的抑菌效果 ,隨著pH值的降低抑菌作用逐漸變強,活菌體內和代謝產物中含有較高的超氧化物歧化酶(SOD),能增強動物的體液免疫和細胞免疫。

芽孢桿菌是一種能夠產生芽孢的好氧菌,能耐受高溫、高壓和酸堿,生命力強。芽孢桿菌能夠耐受胃酸和消化道上段膽鹽和消化液破壞,在到達消化道下段以后出芽生長繁殖;芽孢桿菌是好氧菌,在消腸道內消耗大量的氧氣,維持腸道厭氧環境,從而促進乳酸菌雙歧桿菌等厭氧益生菌的生長,抑制需氧致病菌的生長,維持動物腸道的菌群平衡。芽孢桿菌能夠產生維生素B1、B2、B6等B族維生素、維生素C、蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等酶以及多種代謝產物,對飼料的降解消化吸收和動物的營養代謝起到促進作用。

酵母是一類非絲狀真核微生物,一般泛指能發酵糖類的各種單細胞真菌,酵母菌體中含有非常豐富的蛋白質、B族維生素、脂肪、糖、酶等多種營養成分。大量的應用研究試驗證明,酵母在提高動物免疫力、提高動物生產性能和減少應激等方面均起作用。飼用酵母的主要種類有啤酒酵母和產朊假絲酵母。啤酒酵母除用于釀造啤酒及其他的飲料酒外,還可發酵面包。菌體維生素、蛋白質含量高,可作食用、藥用和飼料酵母。產朊假絲酵母能發酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖,能同化硝酸鹽。產朊假絲酵母的蛋白質含量和維生素B含量均高于啤酒酵母。它能以尿素和硝酸鹽為氮源,不需任何生長因子。特別重要的是它能利用五碳糖和六碳糖,還能利用造紙工業的亞硫酸、木材水解液及糖蜜等生產人畜食用的蛋白質。

常用的霉菌有根霉、黑曲霉、米曲霉等。霉菌可利用分解纖維素和淀粉。

3、  發酵飼料種類

微生物發酵飼料按照水分含量的多少可分為液體發酵飼料和固體發酵飼料。液體發酵飼料國外使用較多,普遍采用飼料中天然存在的乳酸菌、酵母發酵;而國內普便使用微生物發酵劑或菌種,使用固體發酵飼料技術。

3.1 益生菌液體發酵飼料

國外在制作微生物液體發酵飼料時一般不添加菌種,自然發酵而成,在發酵好的液體發酵飼料微生物菌群中占據主導地位的是乳酸菌。Winsen提出的液體發酵飼料指標被廣大研究者認同:pH<4.5、LAB>91ogl0CFU/mL、乳酸含量>150 mmol/L、乙酸含量<40 mmol/L、酒精含量<0.8 mmol/L。液體發酵飼料在國內外的使用都有悠久的歷史,國外對其研究比較深入,并且廣泛使用。

3.2 微生物固體發酵飼料

微生物固體發酵飼料的種類,大致可分為:全價發酵飼料、發酵濃縮料、發酵豆粕、酵母培養物和其他發酵產品。

3.2.1 全價發酵飼料

全價發酵飼料是在營養均衡全面的無抗生素全價配合飼料中加入微生物和水,混合后在適當的溫度下經厭氧或好氧發酵而成的飼料。該類飼料不僅能全面滿足動物的營養需要,還能增加多種消化酶有機酸、維生素、多肽、小肽、氨基酸的含量,富含大量的益生菌。具有明顯的促生長、防治疾病等生物學效應,對腸道疾病的控制效果好,并能節約生產成本。

3.2.2發酵濃縮料

發酵濃縮料是將不含抗生素的濃縮飼料與微生物和水等混合后發酵而成的非全價飼料。

發酵濃縮料跟全價益生菌發酵飼料相比只是在制作時少添加能量飼料,其他的功能作用相同,具有體積小運輸使用方便的優點 ,是最具市場前景的一類產品。

3.2.3發酵豆粕

發酵豆粕是一種以豆粕為原料,經微生物發酵而成的富含小肽的高檔飼料蛋白質。由于小肽營養機理研究的深入 、益生菌發酵豆粕在飼料中應用的優良效果以及全球魚粉產量減少價格走高等原因,益生菌發酵豆粕 目前成為飼料行業中的熱點。益生菌發酵豆粕中小肽含量高低和抗營養因子消除程度與發酵所使用的微生物菌種及發酵工藝息息相關,在生產中

一般采用多種益生菌搭配使用,促進酶解,分解抗原和抗營養因子,經過多種益生菌分階段發酵酶解,使蛋白質得到充分降解,產品富含多種活性小肽、益生菌、生物活性酶等。益生菌發酵豆粕在我國許多地方已大批量生產,在高檔飼料中作為優質飼料蛋白的植物蛋白源。

3.2.4 酵母培養物

從目前國內外用得較多的酵母培養物產品來看主要分為兩大類 4 J:一類是 以酵母活細胞為主要功能部分的酵母培養物;另一類以含有的大量的酵母代謝產物為主要功能部分的產品,并不強調活細胞的作用,產品主要由酵母代謝產物、酵母菌體和經過發酵后變性的培養基所構成。酵母培養物可明顯提高反芻動物的生產性能。

3.2.5 其他發酵產品

除了以上介紹的已進行大規模工業批量生產的益生菌發酵飼料外,還有其他各具特色 的發酵產品如:青貯飼料;對棉籽餅 (粕)、菜籽餅 (粕)和油茶枯餅等進行發酵脫毒而制成的飼料蛋白;用工業廢棄物如甜菜渣、啤酒渣、豆渣、檸檬酸渣、玉米淀粉渣、果渣等制成的發酵飼料;用農業廢棄物秸稈等制成的發酵飼料等[1]。

4、  發酵飼料優勢

    利用微生物加工和調制飼料具有物理和化學方法所不可替代的優勢,這是由微生物本 身的特點所決定的。歸納起來微生物發酵飼料具有以下五大優勢。

4.1 原料來源廣泛

據統計,目前已發現的微生物種類多達10萬種以上,而且不同種的微生物具有不同的代謝方式,能夠分解各種各樣的有機物質。因此,利用微生物發酵生產飼料具有原料來源廣的優點。能夠用來生產微生 物飼 料的廢棄物包括 :工、農、林、水、漁等產業的各種有機廢水、廢渣、甚至城市垃圾和糞便;礦物質資源:石油、天然氣及由它們衍生出的副產物甲醇、乙醇、醋酸、甲烷等 ;纖維素資源:各種農作物秸稈、糠稗、木屑、蔗渣、薯渣、甜菜渣等,這些都是自然界最豐富的物質;糖類資源有:甘薯、木薯 、馬鈴薯等淀粉類物質和廢糖蜜等。同時利用微生物不同的代謝方式可以生產菌體蛋白、酶制劑、飼用抗生素、有機酸、氨基酸等,還可以進行秸稈微貯發酵、青貯飼料、糖化飼料、餅粕類脫毒發酵、畜禽糞便發酵除臭和作為豬飼料、動物屠宰殘渣發酵飼料(血粉發酵飼料)、酵母飼料、石油蛋 白飼料、微型藻類生產和光合細菌培養等。

4.2 投資少、效能高

微生物一般都能在常溫常壓下,利用簡單的營養物質生長繁殖。并在生長繁殖過程中積 累豐富的菌體蛋白和中間代謝產物。因此,利用微生物生產和調制飼料,一般具有投資少、效能高等特點。同時,因為微生物個體微小,構造簡單,世代時間短,對外界條件敏感,所 以容易產生變異,這有利于有目的地進行誘變育種 ,改變菌種的生產特性和提高菌種的生產能力。

我們可以通過物理的或化學的誘變劑對微生物進行處理,使它們的遺傳性質發生變異,從而可以改變微生物的代謝途徑。例如:對木霉進行無數次的誘變試驗,從中篩選出比以前更好的變異菌株,應用于植物秸稈等纖維素資源的發酵,取得了很好的效果 。

國外的研究表明:通過基因工程可以將草食動物瘤胃內的消化非纖維素的細菌轉變成為可消化纖維素的細菌,從而提高反芻動物消化纖維素的能力,同樣的道理,利用這種 “基 因工程菌”作為粗飼料的發酵菌,可以調制出高營養、高消化、高吸收率的優良飼料來。

4.3 代謝旺盛,產出率高

由于微生物個體微小,具有極大的表面積和容積的比值。因此,它們能夠在有機體與外界環境之間進行迅速的營養物質與廢物交換。從單位重量來看,微生物的代謝強度比高等動物的代謝強度大幾千倍到上萬倍,例如,利用乳酸菌進行乳酸發酵,每個細胞產生的乳酸為其體重的1000~10000倍,所以,在調制青貯飼料時,原料本身自然附著的微生物乳酸菌作為發酵菌種就足夠了(當然如果當時自然界存在的雜菌比較復雜而多,則為了使乳酸菌迅速成為優勢菌群,則必須添加乳酸菌發酵劑)。從飼料發酵的角度來看,微生物代謝能力強,在短時間內能把大量的基質轉化為有用產品。這也是大有好處的:從廢水處理制造飼料的角度來看,能在短時間內害為利,變廢為寶,也是極為有利的。如液態發酵生產酵母,其繁殖速度在微生物界不算太高 (2h分裂一次),但在單罐發酵時,幾乎每12h即可收獲一次 ,每年可收獲數百次,這是其它任何農作物所不可能達到的“復種指數”。又如:500kg的肉牛,每晝夜只能從食物中“濃 縮”0.5kg重的蛋白質,而同樣的酵母菌,只要以質量較次的糖液(如廢糖蜜)和氨水作為主要原料,在24h內即可以合成50000kg的優良蛋白質,而且,微 生物菌體營養豐富,其蛋白質成分包含了動物所需要的各種氨基酸,還含有多種維生素和微量元素,生物學效價高,質量大大優于植物性蛋白質飼料。

4.4 不受生產產地、氣候條件所限制

微生物發酵生產的單細胞蛋白SCP不需要占用大量的土地和耕地,也不受季節和氣候的限制。一個年產1O萬t單細胞蛋白的工廠,以酵母計,按含蛋白質45%計,一年所生產 的蛋白質為4.5萬t。而667m耕地按產大豆200kg (蛋白質含量40%計),一年產大豆蛋白質 80kg,因此,一個年產10萬t單細胞蛋白的工廠所產的蛋白質,相當于3.7萬hm2耕地所產蛋白質量。若將這些單細胞蛋白用于飼料生產,可養豬28萬頭或養雞390萬只。

4.5 可以保護環境

微生物不僅可以利用大量的工業有機廢水、廢渣發酵生產優質蛋白飼料,為環境保護作 出貢獻,而且利用微生物加工和調制飼料,可以避免因酸堿等化學方法加工飼料對環境造成的污染。

人們喜歡“綠色食品”,這是由傳統的以水、土壤為中心的“綠色農業”所提供的.現在提到“白色農業 ”,指的是“微生物農業”和“生物細胞農業”等,由于這些農業不會引起環境污染.而且要求生產過程有潔凈的環境,所以稱之為“白色農業”。據科學家測算,借助微生物發酵工程,僅利用每年石油產量的2%就能生產出2500萬~3000萬 t的單細胞蛋白,可供2O億人吃一年。如果用于生產配混飼料,這個數字就更加驚人,可以預計,白色農業的發展和開發對象,首先就是微生物飼料制劑的開發利用[5]。

5、  發酵飼料存在問題

目前,發酵飼料在某些地方比較盛行,在市場上有一定的發展空間,主要表現在用發酵飼料配制的濃縮飼料產品價格低,農民易接受。但也存在諸多問題,應引起高度重視。

5.1設備落后、專業人員缺乏

由于大多數生產發酵飼料的郜是小型飼料廠,缺乏發酵設備和專業人員,對微生物和發酵工藝了解甚少,生產條件特別差。例如沒有鍋爐等消毒設備、自制的種子罐全部暴露在濃縮飼料生產車間中以及粉塵夾帶雜菌產生污染等,更為嚴重的是缺少專業人員進行顯微檢驗,就這樣一批復一批地生產,從而使產品的安全性存在隱患。

5.2 管理、衛生條件差

凡從事微生物發酵丁作的人都知道“消毒、滅菌”工作是發酵成敗的關鍵環節之一。 然而,許多發酵飼料廠在管理上制度不健全,倉儲管理、員工衛生和生產環境衛生都存在嚴重問題。

5.3 生料發酵

所謂“生料”是指沒有進行消毒的原料。發酵飼料廠基本上采用生料發酵,而且發酵濃縮飼料廠幾乎全是生料發酵,而且他們認為一般霉變的原料,只要是發酵了就能脫毒、就能提高飼料利用率和改善飼料適口性,就此說明對“發酵”的基礎知識了解太少 。

5.4 無檢測、監控條件

由于這些廠規模一般較小,大多沒有專業化驗檢測設備和專業技術人員,發酵菌種、發 酵過程都沒有檢測手段,純粹憑氣味判定產品質量,產品性能、穩定性等難以得到保證 。

5.5 菌種來源復雜

由于這些微型飼料廠經濟實力差,不愿花錢到正規單位購買菌種和生產技術,而是到一些個人手上去買,也不請專業人員進行技術指導,產品質量可想而知。

5.6 營養水平低

一些小型飼料廠在中大豬濃縮飼料中幾乎全用發酵飼料,與豆粕、魚粉濃縮料相比存在 嚴重的氨基酸不平衡,導致發酵濃縮料的飼料報酬低于豆粕、魚粉型濃縮飼料 。

5.7 大劑量使用促生長劑

一些小型飼料廠由于發酵技術綜合水平較差。發酵產品雜菌較多,因而將發酵飼料用于 仔豬濃縮飼料時,腹瀉率較大,于是便在仔豬濃縮飼料中加大了如桿菌肽鋅或金霉素等的用 量,這將導致畜禽對藥物的采食量加大,畜禽產品藥殘難以得到控制 。

5.8 亂用標簽誤導用戶

一些飼料廠在包裝袋上大肆宣揚“生物飼料”、“每克含活菌數多少億個”等等,借助《動 物微生態學》的理論,盲目夸大地宣傳其功效,其市場生命力值得深思

(責任編輯:百益寶em菌)
頂一下
(3)
100%
踩一下
(0)
0%

分享按鈕

------分隔線----------------------------
欄目列表
推薦內容