劉國(guó)信
(山西省陽(yáng)城縣南環(huán)路畜牧局,山西 陽(yáng)城 048100)
近年來(lái),抗生素濫用導(dǎo)致的環(huán)境污染與動(dòng)物產(chǎn)品安全問(wèn)題受到社會(huì)的廣泛關(guān)注,飼料“禁抗”已成為必然趨勢(shì),發(fā)酵飼料的推廣應(yīng)用因此得到業(yè)界前所未有的重視。生產(chǎn)實(shí)踐表明,發(fā)酵飼料具有適口性好,活有益菌群含量高,營(yíng)養(yǎng)更全面,綠色無(wú)殘留等特點(diǎn),利用其養(yǎng)豬能夠調(diào)節(jié)腸道的微生態(tài)平衡,提高飼料轉(zhuǎn)化利用率,降低飼養(yǎng)成本,增強(qiáng)免疫功能,提高生產(chǎn)性能,改善胴體品質(zhì),減少環(huán)境污染,是飼料“禁抗”后的最佳替代物,具有廣闊的市場(chǎng)前景。
發(fā)酵飼料是以微生物發(fā)酵技術(shù)為核心生產(chǎn)的動(dòng)物飼料或飼料原料,其主要特征是含有大量的乳酸菌、酵母菌或有機(jī)酸等有益于動(dòng)物健康的微生物及其代謝產(chǎn)物。發(fā)酵飼料的有效成分幾乎包括所有的綠色添加劑,其實(shí)質(zhì)上可以看作是活菌制劑和發(fā)酵底物的復(fù)合物,是以植物性農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料底物,通過(guò)微生物的代謝作用,降解部分多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等大分子物質(zhì),生成有機(jī)酸、可溶性多肽等小分子物質(zhì),最終形成營(yíng)養(yǎng)豐富、適口性好、活菌含量高的微生物發(fā)酵飼料,是飼料“禁抗”后的最佳取代物。發(fā)酵飼料包括固態(tài)發(fā)酵飼料(干料)和液態(tài)發(fā)酵飼料(濕料)。
眾所周知,養(yǎng)殖就是養(yǎng)腸道。發(fā)酵飼料是活菌制劑和發(fā)酵底物的復(fù)合物,目前常用的活菌制劑有乳酸菌、芽孢菌、酵母菌等益生菌和益生菌代謝產(chǎn)物寡糖以及丁酸梭菌等數(shù)十種,現(xiàn)將其作用機(jī)理與生理功能介紹于下。
2.1益生菌 益生菌可以在動(dòng)物胃腸道內(nèi)抑制和排除有害微生物,代謝產(chǎn)生大量的有機(jī)酸,降低胃腸道內(nèi)的pH值,或者產(chǎn)生過(guò)氧化氫和少量抗菌物質(zhì)如乳酸鏈球菌肽、嗜酸素等,從而保證胃腸道的正常菌群結(jié)構(gòu)。動(dòng)物不斷從發(fā)酵飼料中獲得益生菌,可保證消化道有益微生物的絕對(duì)優(yōu)勢(shì),維持動(dòng)物腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,促進(jìn)動(dòng)物的健康生長(zhǎng)。益生菌主要分為3類。
2.1.1乳酸菌 目前生產(chǎn)中使用的乳酸菌有30多種。按乳酸代謝途徑,大致可歸納為4種類型:同型乳酸發(fā)酵、專性異型乳酸發(fā)酵、兼性乳酸發(fā)酵和雙歧桿菌異型乳酸發(fā)酵。
乳酸菌屬于厭氧菌,是動(dòng)物機(jī)體消化道存在的重要益生菌。乳酸菌進(jìn)入十二指腸0.5~1.0 h后,在其后端開(kāi)始生長(zhǎng),隨后會(huì)在所有后腸道均衡釋放生長(zhǎng),主體分布在空回腸及直腸中。乳酸菌在代謝過(guò)程中不斷產(chǎn)生乳酸,降低腸道環(huán)境中的pH值,使腸道酸性越來(lái)越強(qiáng),可以抑制多種有害菌生長(zhǎng)繁殖,達(dá)到天然預(yù)防某些細(xì)菌病害的目的。乳酸菌除具有抑菌作用外,還可以調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,增強(qiáng)機(jī)體免疫力,激活消化酶原,促進(jìn)鈣、磷等礦物質(zhì)吸收,合成B族維生素和葉酸等,降低膽固醇和提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率。
2.1.2芽孢桿菌 目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有近10種,主要有地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌等3種。芽孢桿菌是一類好氧的、生命力頑強(qiáng),可以產(chǎn)生芽孢的革蘭氏陽(yáng)性菌,其能耐受高溫、耐受酸堿,在有氧和無(wú)氧條件下都能存活。利用芽孢桿菌發(fā)酵飼料的目的主要是為了消耗培養(yǎng)體系中殘留的氧氣,創(chuàng)造厭氧環(huán)境,保證乳酸菌、酵母菌的正常生長(zhǎng),抑制厭氧的致病菌繁殖,保持腸道菌群平衡。
芽孢桿菌在發(fā)酵過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生很多有益的物質(zhì),比如,維生素C、維生素B族,還有活性較高的酶如淀粉酶、脂肪酶、纖維素酶,這些都對(duì)飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子有很好的清除作用。近年來(lái)研究還發(fā)現(xiàn),有些芽孢桿菌能產(chǎn)生殺滅大腸桿菌和沙門(mén)氏菌等有害微生物的細(xì)菌素(也稱抗菌肽),這些抗菌物質(zhì)有很強(qiáng)的針對(duì)性,只對(duì)某些類型的微生物細(xì)胞有破壞作用,而對(duì)酵母菌和乳酸菌卻沒(méi)有影響。
2.1.3酵母菌 目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有20多種,主要是釀酒酵母、熱帶假絲酵母、產(chǎn)朊假絲酵母等,其中應(yīng)用最多的飼用酵母是啤酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母。
酵母菌是一類單細(xì)胞真核微生物的俗稱,屬于真菌,具有核膜和核仁,喜生在偏酸性和含糖量較高的環(huán)境中。酵母菌自身含有豐富的蛋白質(zhì)、多糖、脂肪、維生素、氨基酸和酶等多種營(yíng)養(yǎng)成分,可以促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收;酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的β-葡聚糖和甘露寡糖是公認(rèn)的提高免疫力的物質(zhì),產(chǎn)生的核酸、核苷酸是公認(rèn)的減輕動(dòng)物應(yīng)激的物質(zhì),其酵母菌代謝還能產(chǎn)生其他促進(jìn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)的益生元(酵素),起到生物屏障作用與致病菌發(fā)生拮抗作用,促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng),增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗病力。
2.2益生菌代謝產(chǎn)物寡糖 益生菌產(chǎn)生的寡糖一般是由2~10個(gè)單糖脫水縮合而成的含有直鏈或支鏈的具有生物活性的低度聚合糖類。這種代謝產(chǎn)物不被單胃動(dòng)物自身分泌的消化酶吸收,當(dāng)它進(jìn)入腸道后段,可作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被動(dòng)物腸道內(nèi)的有益菌消化利用,從而使有益菌得到選擇性增加,抑制有害菌的生長(zhǎng),提高動(dòng)物的抗病能力;部分寡糖還可與病原菌的外源凝集素結(jié)合,進(jìn)而使病菌不致于吸附到腸壁上,攜帶病原菌通過(guò)腸道排出體外,防止病原菌在腸道內(nèi)繁殖。
2.3丁酸梭菌 丁酸梭菌為梭菌屬革蘭氏陽(yáng)性厭氧桿菌,是動(dòng)物腸道正常菌群之一。丁酸梭菌能夠經(jīng)過(guò)胃和小腸,到達(dá)完全厭氧的回盲結(jié)合部、在盲腸和結(jié)腸進(jìn)行定植、繁殖和代謝。丁酸梭菌在代謝過(guò)程中產(chǎn)生丁酸、丁酸梭菌素(抗菌肽)、淀粉酶、葉酸等多種維生素、氫氣等,具有促進(jìn)腸道有益菌生長(zhǎng),抑制有害菌繁殖,糾正腸道菌群紊亂,修復(fù)腸道黏膜,增強(qiáng)腸道屏障功能的作用,從而維護(hù)動(dòng)物腸道健康,提高生產(chǎn)性能。
2.4有機(jī)酸 有機(jī)酸可以為消化道提供酸化環(huán)境,激活消化酶活性,延緩胃排空速度,有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,提高飼料利用率,促進(jìn)畜禽生長(zhǎng),防止胃腸道疾病發(fā)生;有機(jī)酸還可以殺死有害菌或抑制有害菌生長(zhǎng)繁殖,促進(jìn)有益菌生長(zhǎng),提高機(jī)體免疫力。
生產(chǎn)實(shí)踐證明,發(fā)酵后的飼料具有營(yíng)養(yǎng)更全面,適口性好,活菌含量高,綠色無(wú)殘留等特點(diǎn),利用其養(yǎng)豬能夠調(diào)節(jié)豬只腸道的微生態(tài)平衡,提高飼料轉(zhuǎn)化利用率,降低飼養(yǎng)成本;增強(qiáng)免疫功能,降低發(fā)病死亡率,提高生產(chǎn)性能;減少環(huán)境污染,提升生物安全水平,可謂一舉多得,好處多多。
3.1降解抗?fàn)I養(yǎng)因子,改善適口性,提高飼料轉(zhuǎn)化率 發(fā)酵后的飼料氣味清香,適口性好,營(yíng)養(yǎng)更全面,能夠彌補(bǔ)精料的不足,滿足豬的雜食習(xí)性;發(fā)酵飼料可以降解植物原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素,提高飼料的安全性,減輕對(duì)動(dòng)物健康的影響;可以將封閉在不易消化物質(zhì)構(gòu)成的植物結(jié)構(gòu)和細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)素釋放出來(lái),更容易直接地被消化吸收利用,提高飼料的轉(zhuǎn)化利用率。
研究表明,利用乳酸菌發(fā)酵,可以有效降低豆粕中的胰蛋白酶抑制因子、水蘇糖、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子水平,提高生豬對(duì)其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率;種籽和谷物中含有不易被消化的纖維素、半纖維素和類似的聚合物,發(fā)酵時(shí)在酶的裂解下可形成能夠被消化吸收的成分(如單糖類和糖的衍生物),從而提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;糖類資源如木薯、馬鈴薯、甘薯等淀粉類物質(zhì)或淀粉加工的副產(chǎn)物渣類物質(zhì)都可經(jīng)過(guò)發(fā)酵,降低纖維素含量,改善適口性,提高其非常規(guī)原料的利用率。
3.2維持腸道菌群平衡,增強(qiáng)免疫功能,減少疾病發(fā)生 發(fā)酵飼料中有大量有益菌,發(fā)酵后會(huì)產(chǎn)生多種有益代謝產(chǎn)物,并在腸道內(nèi)定植,形成“優(yōu)勢(shì)有益菌群”;同時(shí)建立腸道生物屏障,抑制病原微生物的定殖和生長(zhǎng)繁殖,使腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境長(zhǎng)期處于穩(wěn)定、平衡狀態(tài),有利于增強(qiáng)豬體各項(xiàng)生理機(jī)能,提高對(duì)疾病的抵抗力,降低便秘、腹瀉等常見(jiàn)多發(fā)腸道病的發(fā)生率。
發(fā)酵飼料中所含的乳酸菌等有益菌群分泌的乳酸、乙酸等各種有機(jī)酸,可降低腸道pH值,提高腸道對(duì)礦物質(zhì)如鈣、磷、鐵、鋅及維生素D的吸收,提高血鈣、血磷濃度,有利于防止仔豬貧血與佝僂病的發(fā)生,提高仔豬的成活率和斷奶窩重。發(fā)酵產(chǎn)生的大量功能性小肽還可以激活宿主的免疫細(xì)胞,發(fā)揮特異性免疫作用,增強(qiáng)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體,提高機(jī)體免疫力和抗應(yīng)激能力,有效預(yù)防多種疾病的發(fā)生。
3.3降低飼養(yǎng)成本,提高生產(chǎn)性能,改善胴體品質(zhì) 近年來(lái),隨著飼料價(jià)格上漲,環(huán)保投入增加,導(dǎo)致養(yǎng)殖成本不斷提高。發(fā)酵飼料選擇的物料來(lái)源廣泛,成本較低,用其部分替代全價(jià)飼料,不僅可以提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,促進(jìn)健壯生長(zhǎng),還能節(jié)省養(yǎng)殖成本,提高生產(chǎn)效益。
比如,在聚合草、苜蓿草等牧草中加入發(fā)酵劑發(fā)酵,一般7-8 d就可喂豬,能改善適口性,增加采食量,促進(jìn)生長(zhǎng),改善胴體品質(zhì);在經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理后的雞糞中加入發(fā)酵劑,可以代替30%的豬飼料喂豬;將蠶沙曬干粉碎、浸泡軟化后加入發(fā)酵劑發(fā)酵,可按20%~30%的配比加入飼料中喂豬;將槐樹(shù)、杏樹(shù)及松針樹(shù)的葉片曬干加工成粉,發(fā)酵后可代替20%~35%的日糧喂豬;在黃豆莢蠟黃時(shí)采葉切碎,加入發(fā)酵劑發(fā)酵后以30%~45%的比例拌入飼料喂豬,可降低飼料成本25%左右;將花生殼、花生藤和花生葉等副產(chǎn)品曬干后加工成粉,經(jīng)發(fā)酵劑發(fā)酵,以日糧的25%~30%喂豬,豬愛(ài)吃且長(zhǎng)得快。
經(jīng)過(guò)發(fā)酵的飼料,由于富含乳酸、維生素、氨基酸等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及未知促生長(zhǎng)因子等,且在發(fā)酵過(guò)程中能產(chǎn)生各種消化酶,釋放特殊的香味,不僅具有良好的誘食效果,而且能促進(jìn)消化和吸收,提高生產(chǎn)性能。研究發(fā)現(xiàn),給母豬添加發(fā)酵飼料后能夠改善生殖機(jī)能,提高繁殖率,促進(jìn)母乳分泌,保證母仔健壯生長(zhǎng);商品育肥豬吃發(fā)酵飼料后因生病明顯減少,很少吃藥打針,能夠降低藥物殘留,有利于改善胴體品質(zhì),提高瘦肉率。
3.4改善豬場(chǎng)環(huán)境,提升生物安全水平,有利推進(jìn)綠色健康養(yǎng)殖 利用發(fā)酵飼料養(yǎng)豬,能夠降低糞污排泄量,消解糞臭味,減少蚊蠅,有效降低環(huán)境污染,并預(yù)防呼吸道疾病的發(fā)生。芽孢桿菌等有益菌可將腸道內(nèi)非蛋白氮合成氨基酸予以利用,并能產(chǎn)生分解硫化氫的酶類,從而降低豬舍內(nèi)氨氣、硫化氫等有害氣體的濃度,可有效減少動(dòng)物氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排泄,顯著降低糞便內(nèi)大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害雜菌的數(shù)量,有利于改善豬場(chǎng)環(huán)境,提高生物安全水平,減少抗生素的使用,形成良性循環(huán),促進(jìn)綠色生態(tài)健康養(yǎng)殖。