益生菌发酵饲料研究及应用现状.doc

益生菌发酵饲料研究及应用现状摘要: 近年来, 随着世界上许多国家限制或禁止在饲料中使用抗生素, 寻找新的抗生素替代品成为畜牧业的一个紧迫的任务。益生菌发酵饲料是一类集益生菌的功效与优质饲料的优点, 具有潜在替代含抗生素饲料的一种新型饲料。动物饲养实践显示, 其具有维持动物肠道的菌群平衡,提高动物生产性能, 减少肠道病原微生物和净化畜舍环境的积极作用。本文在国内外已有的研究基础上, 就益生菌发酵饲料在动物生产中的应用研究进展进行了综述。关键词: 益生菌发酵饲料; 动物生产; 饲料工业 自上世纪50年代开始, 在动物日粮中添加抗生素显著促进了动物生产, 并对集约化畜牧业的发展做出了重大贡献。然而随着时间的推移, 饲料中添加抗生素的危害日益显现, 并受到社会的广泛关注。2004年, WTO、联合国粮农组织( FAO) 和世界动物卫生组织(OIE) 联合召开专题讨论会, 讨论了非人用抗生素的使用和抗生素的耐药性问题。欧盟自2006年1月起全面禁止在畜禽饲料中添加抗生素。在生猪等饲养中不得添加抗生素目前已经是国际公认的食品安全标准。人们开始纷纷寻求其它的替代品和替代技术, 以保证畜牧业生产的效率与效益不受影响。益生菌发酵饲料技术是新近成长起来的具有许多优点的新型饲料技术, 饲料经益生菌发酵后含有更多的活性益生菌菌体、各种酶、各级代谢产物、多种维生素、蛋白质分解产物、活性小肽、氨基酸、抑菌物质、免疫增强因子、促生长因子等, 起到促进生长, 维持动物肠道的菌群平衡作用; 由于不添加抗生素等药物, 不会造成抗生素药物残留, 益生菌发酵饲料技术是一种生态健康型饲料生产技术。本文就当前益生菌发酵饲料的研究进展作一综述。1 益生菌发酵饲料生产中常使用的益生菌 益生菌种类繁多, 美国食品药物管理局( FDA)和美国饲料公定协会(AAFCO) 公布了40余种。我国农业部2003年12月发布的第318号公告“饲料添加剂品种目录”中有15种: 地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌。目前市场上用于饲料发酵的益生菌种类主要是乳酸菌、芽孢杆菌、酵母和霉菌。乳酸菌是应用最早、最广泛的益生菌, 是一类能在可利用的碳水化合物发酵过程中产生大量乳酸的细菌的总称。通常为厌氧或者兼性厌氧菌, 耐酸, 在pH值为415以下时仍可生长, 研究发现代谢产物和活菌液对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌都有很强的抑菌效果, 随着pH值的降低抑菌作用逐渐变强, 活菌体内和代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶( SOD) , 能增强动物的体液免疫和细胞免疫。芽孢杆菌是一种能够产生芽孢的好氧菌, 能耐受高温、高压和酸碱, 生命力强。芽孢杆菌能够耐受胃酸和消化道上段胆盐和消化液破坏, 在到达消化道下段以后出芽生长繁殖; 芽孢杆菌是好氧菌, 在消肠道内消耗大量的氧气, 维持肠道厌氧环境, 从而促进乳酸菌双歧杆菌等厌氧益生菌的生长, 抑制需氧致病菌的生长, 维持动物肠道的菌群平衡。芽孢杆菌能够产生维生素B1、B2、B6 等B族维生素、维生素C、蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等酶以及多种代谢产物, 对饲料的降解消化吸收和动物的营养代谢起到促进作用。 酵母是一类非丝状真核微生物, 一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌, 酵母菌体中含有非常丰富的蛋白质、B 族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分。大量的应用研究试验证明, 酵母在提高动物疫力、提高动物生产性能和减少应激等方面均起作用。饲用酵母的主要种类有啤酒酵母和产朊假丝酵母。啤酒酵母除用于酿造啤酒及其他的饮料酒外, 还可发酵面包。菌体维生素、蛋白质含量高, 可作食用、药用和饲料酵母。产朊假丝酵母能发酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖, 能同化硝酸盐。产朊假丝酵母的蛋白质含量和维生素B含量均高于啤酒酵母。它能以尿素和硝酸盐为氮源, 不需任何生长因子。特别重要的是它能利用五碳糖和六碳糖, 还能利用造纸工业的亚硫酸、木材水解液及糖蜜等生产人畜食用的蛋白质。常用的霉菌有根霉、黑曲霉、米曲霉等。霉菌可利用分解纤维素和淀粉。2 益生菌发酵饲料的种类益生菌发酵饲料按照水分含量的多少可分为液体发酵饲料和固体发酵饲料。液体发酵饲料国外使用较多, 普遍采用饲料中天然存在的乳酸菌、酵母发酵;而国内普通使用益生菌发酵剂或菌种, 使用固体发酵饲料技术。2.1益生菌液体发酵饲料 国外在制作益生菌液体发酵饲料时一般不添加菌种, 自然发酵而成, 在发酵好的液体发酵饲料微生物菌群中占据主导地位的是乳酸菌。提出的液体发酵饲料指标被广大研究者认同: pH 9 log10CFU /mL、乳酸含量 150 mmol/L、乙酸含量 40 mmol/L、酒精含量 0.18 mmol/L。液体发酵饲料在国内外的使用都有悠久的历史, 国外对其研究比较深入, 并且广泛使用。2.2益生菌固体发酵饲料 益生菌固体发酵饲料的种类, 大致可分为: 全价益生菌发酵饲料、益生菌发酵浓缩料、发酵豆粕、酵母培养物和其他发酵产品。2.2.1全价益生菌发酵饲料 全价益生菌发酵饲料是在营养均衡全面的无抗生素全价配合饲料中加入益生菌和水, 混合后在适当的温度下经厌氧或好氧发酵而成的饲料。该类饲料不仅能全面满足动物的营养需要, 还能增加多种消化酶、有机酸、维生素、多肽、小肽、氨基酸的含量, 富含大量的益生菌。具有明显的促生长、防治疾病等生物学效应, 对肠道疾病的控制效果好, 并能节约生产成本。2.2.2益生菌发酵浓缩料益生菌发酵浓缩料是将不含抗生素的浓缩饲料与益生菌和水等混合后发酵而成的非全价饲料。益生菌发酵浓缩料跟全价益生菌发酵饲料相比只是在制作时少添加能量饲料, 其他的功能作用相同, 具有体积小运输使用方便的优点, 是最具市场前景的一类产品。2.2.3益生菌发酵豆粕 益生菌发酵豆粕是一种以豆粕为原料, 经益生菌发酵而成的富含小肽的高档饲料蛋白质。由于小肽营养机理研究的深入、益生菌发酵豆粕在饲料中应用的优良效果以及全球鱼粉产量减少价格走高等原因, 益生菌发酵豆粕目前成为饲料行业中的热点。益生菌发酵豆粕中小肽含量高低和抗营养因子消除程度与发酵所使用的微生物菌种及发酵工艺息息相关, 在生产中一般采用多种益生菌搭配使用, 促进酶解, 分解抗原和抗营养因子, 经过多种益生菌分阶段发酵酶解, 使蛋白质得到充分降解, 产品富含多种活性小肽、益生菌、生物活性酶等。益生菌发酵豆粕在我国许多地方已大批量生产, 在高档饲料中作为优质饲料蛋白的植物蛋白源。2.2.4酵母培养物 从目前国内外用得较多的酵母培养物产品来看,主要分为两大类: 一类是以酵母活细胞为主要功能部分的酵母培养物; 另一类以含有的大量的酵母代谢产物为主要功能部分的产品, 并不强调活细胞的作用, 产品主要由酵母代谢产物、酵母菌体和经过发酵后变性的培养基所构成。酵母培养物可明显提高反刍动物的生产性能。2.2.5其他发酵产品除了以上介绍的已进行大规模工业批量生产的益生菌发酵饲料外, 还有其他各具特色的发酵产品,如: 青贮饲料; 对棉籽饼(粕) 、菜籽饼(粕) 和油茶枯饼等进行发酵脱毒而制成的饲料蛋白; 用工业废弃物如甜菜渣、啤酒渣、豆渣、柠檬酸渣、玉米淀粉渣、果渣等制成的发酵饲料; 用农业废弃物秸秆等制成的发酵饲料等。3 益生菌发酵饲料的功效3.1减少饲料中有害微生物数量乳酸菌发酵可使饲料的pH降到415以下, 可抑制饲料中潜在病原菌的滋生, 减少有害微生物数量,经研究发现, 使用胚芽乳杆菌(L1plantarum ) 发酵猪饲料的前2 h内具有抑菌作用,再往后后就表现出杀菌效果。3.2维持动物胃肠道菌群平衡 饲料对粘附其上的益生菌有携带作用, 益生菌随发酵饲料颗粒进入动物体内, 充分发挥益生作用。益生菌能粘附到肠壁细胞上起到屏障作用, 竞争性抑制排斥病原菌。多种益生菌在胃肠道中能抑制有害菌的繁殖和生长。经使用发酵饲料饲喂仔猪, 试验组同对照组相比, 仔猪空肠、盲肠乳酸菌数量分别提高了9165%、18111%; 空肠、盲肠大肠杆菌数量分别降低了9126%、12132%; 空肠、盲肠沙门氏菌数量分别降低了5193%、17158%。具报道用酵饲料喂断奶仔猪乳酸菌在空肠段比对照组显著增加( P 0.05) 。3.3增强免疫力 消化道内的益生菌是良好的免疫激活剂, 能刺激肠道免疫器官的生长发育, 提高动物抗体水平和巨噬细胞的活性, 增强机体的体液免疫和细胞免疫功能,及时杀灭入侵的致病菌, 增强动物对多种疫病的抵抗力, 大幅度降低发病率和死淘率。具报道在日粮中添加乳酸菌发酵饲料喂猪, 试验期间恰逢发生流行性腹泻, 对照组前后出现18头猪发病, 且治疗时间长(7 d) ; 实验组猪发病率为7头并且病程短(3d) , 说明乳酸菌发酵饲料能显著增强猪的免疫功能,提高抗病能力。3.4提高动物生产性能 经益生菌发酵后饲料有特别的香味, 适口性好,可刺激食欲, 提高采食量; 同时由益生菌产生的蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶, 可以帮助动物消化吸收, 转化利用率较高, 可以提高动物的生产性能。3.4.1提高家禽生产性能 用全价固体发酵饲料做肉鸭生产性能实验, 试验组成活率为99120% , 高于对照组成活率的96180%; 在耗料量相同的情况下, 试验组肉鸭平均每只重量为2 863 g, 与对照组的2 670 g相比, 提高了7123%。其总体料肉比为21491, 低于对照组的21671。用2 000只蛋鸡进行了多株菌种的发酵饲料饲喂试验, 试验组料蛋比显著低于对照组; 试验组产蛋率极显著高于对照组; 试验组蛋重极显著高于对照组, 并且使用发酵饲料降低了饲料成本。3.4.2提高反刍动物生产性能 用发酵饲料饲喂延边黄牛, 试验组与对照组的日增重分别为0.98 kg和0.77 kg, 差异极显著( P 0.01) ; 屠宰试验结果表明试验组和对照组的屠宰率分别为57.24%和52.84% , 净肉率为45.62%和40.94% , 差异显著( P 0.05) , 眼肌面积为85.64 cm2 和80.02 cm2 , 差异极显著( P 0.01) 。酵母培养物可明显提高反刍动物的生产性能。在奶牛精料中添加酵母培养物, 试验期内产奶量、乳脂率显著增加( P 0.05 ) , 乳蛋白率、乳糖率也有一定的增加。另试验中泌乳期试验牛产奶比对照组平均高2.10 kg ( P 0.05) ,差异显著。3.4.3提高猪生产性能 使用植物乳杆菌A6制作的发酵饲料饲喂仔猪研究表明, 试验组末重比对照组显著提高了13.85% ( P 0.05) , 采食量和饲料报酬同时也提高了。在生长猪上, 另使用发酵饲料饲喂“杜长”二元杂交中猪, 为期70 d, 日增重640 g,比常规饲料对照组580 g多60 g, 提高10.35% , 组间差异显著( P 0.05 ) ; 料重比3.12, 比对照组3.26少0.14, 降低4.29% , 组间差异显著( P 0.05) ; 单位饲料成本试验组比对照组降低10.37%;饲料报酬提高11.45%; 提前7天出栏, 经济效益显著, 组间差异显著( P 0.05) 。在猪饲粮中添加乳酸菌发酵饲料, 对照组和试验组猪只平均日增重分别为775.78 g和825.28 g, 试验组平均每日多长49.5 g。而试验组的料重比是2.28, 对照组为2.35, 低于对照组。另报道用发酵饲料喂断奶仔猪乳酸菌验组与对照组无论的总增重、日增重,差异显著( P 0.05) 。平均每头日增重, 试验组比对照组多0.05 kg, 而每头每日采食干料则比对照组少0.04 kg。3.5改善环境使用益生菌发酵饲料喂养动物, 益生菌可抑制肠道内腐败菌, 减少氨、生物胺、吲哚等有害物质产生, 芽胞杆菌产生的氨基氧化酶及分解硫化氢的酶类, 可将吲哚类物质降解, 从而降低畜禽舍内氨气、硫化氢的浓度和臭味, 减少污染, 改善环境。另在试验中, 饲喂液体发酵饲料母猪的粪样中大肠菌群比对照组显著降低( P 0.001) , 从而可减少对环境的污染; 另报道使用发酵饲料饲喂生长猪减轻了牲畜异味和粪尿恶臭。4 小结 综合已有报道, 益生菌发酵饲料不但具有益生菌的效用, 如维持动物胃肠道菌群平衡、提