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发酵杂粕在生猪生产中的应用

来源: 网络整理   2025-01-21 16:17:46   查看:  次

  杂粕是一类重要的蛋白质饲料资源,可替代豆粕,但其含有较多的抗营养因子,限制了其在动物生产中的大量应用。杂粕经微生物发酵后,能提高其营养价值,降低抗营养因子含量,促进动物的消化吸收,提高其饲用价值。本文综述了发酵杂粕的营养价值、发酵工艺及其在猪、禽、牛、羊等动物生产中的应用,旨在为饲用豆粕减量替代行动的深入实施提供参考。



  豆粕是蛋白质饲料的主要来源,目前国内豆粕需依赖进口才能满足生产需求,受国际市场影响,豆粕价格波动剧烈,严重影响养殖效益。为保障我国畜牧业健康发展,稳固蛋白质饲料原料供应,需要大力落实农业农村部关于“提效减量、开源替代”的任务部署,深入实施饲用豆粕减量替代行动,以解决蛋白质饲料资源不足的问题。

  目前,用于替代豆粕的蛋白质饲料原料主要有杂粕类,包括菜籽粕、棉籽粕、花生粕、芝麻粕、葵花粕、亚麻仁粕、棕榈粕等,但杂粕中含有大量的抗营养因子,如菜籽粕含硫葡萄糖甙,棉籽粕含游离棉酚、单宁、植酸等;部分杂粕因水分含量过高、仓储环境高温高湿、原料已被霉菌感染等,在运输贮存过程中易感染霉菌毒素,常见的有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等霉菌毒素等;同时杂粕还存在氨基酸不平衡等问题,限制了杂粕在动物生产中的应用。因此,为提高杂粕的利用率及安全性,需对其进行适当的加工处理。微生物发酵法是目前较好的生物处理方法,能提高杂粕营养价值及饲用安全性。本文将从发酵杂粕的营养价值、发酵工艺及在猪、禽、牛羊等动物生产中的应用予以综述,旨在为饲用豆粕减量替代行动的深入实施提供参考。

  发酵杂粕的营养价值

  杂粕是各种油料作物提取油脂之后的副产物,其营养成分含量因杂粕类型、产地、预处理工艺及干物质水平不同而呈现较大差异。据测定,菜籽粕、棉籽粕、芝麻粕粗蛋白质含量分别为30.99%~40.71%、34.8%~46.4%、45.36%,均接近豆粕的粗蛋白质含量;中国饲料数据库(31版)显示花生粕粗蛋白为47.8%,略高于豆粕的含量;葵花粕和亚麻仁粕的粗蛋白质含量为36.5%和34.8%,约为豆粕蛋白含量的80%,可见杂粕是一类蛋白含量较接近于豆粕的原料。杂粕经微生物发酵后,均能不同程度提高粗蛋白质含量(菜籽粕提高了1.90%~26.6%,棉籽粕提高了8.83%~31.94%,芝麻粕提高了6.64%,棕榈粕提高了23.40%);降低粗纤维、酸性洗涤纤维含量;中性洗涤纤维含量大多呈降低趋势;粗脂肪、钙、磷含量均呈上升趋势,说明杂粕经微生物发酵后均能改善其营养价值,进而提高利用率。

  研究发现,利用芽孢杆菌、酵母菌、乳酸杆菌和丁酸梭菌对棉籽粕、椰子粕、麸皮和DDGS混合发酵,粗蛋白质含量提高了10.51%;利用米曲霉、黑曲霉和枯草芽孢杆菌对棉籽粕和菜籽粕混合发酵后,粗蛋白质含量也得到了提高,且改善了氨基酸含量,说明将多种杂粕搭配发酵后,利用杂粕营养成分的互补性,可有效改善饲料品质。此外,杂粕发酵后,还会产生植酸酶、纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶和生物活性等物质,进一步提高了杂粕的消化利用率。

  综上可知,杂粕经发酵后,粗蛋白质含量提高,饲用价值改善,是一类优质的蛋白质饲料,可作为豆粕替代原料饲喂动物。

  杂粕的发酵工艺及安全性分析

  杂粕因自身含有抗营养因子及仓储不当感染霉菌产生的霉菌毒素,不仅影响饲料中营养物质的利用率,还会引起饲料变质和动物中毒,降低动物的生长速度与健康水平。研究表明,借助微生物发酵和酶解工艺能降低杂粕中抗营养因子和霉菌毒素,改善杂粕品质。微生物生长繁殖过程中代谢或分泌的酶能破坏霉菌毒素分子中的毒性基团,生成无毒或低毒的产物,芽孢杆菌属、乳杆菌属、酵母菌属等细菌和真菌均被证实对霉菌毒素具有降解能力。张亨研究发现,真菌漆酶CcLac9和植物腈水解酶BnNIT2对芥子酸、棉酚和硫代葡糖苷有良好转化和降解效果;张琛等研究发现,1株可清除棉酚的戊糖片球菌,可减少游离棉酚含量87.15%,结合棉酚22.83%;吴慧昊等研究鉴定出1株东洋芽孢杆菌,游离棉酚脱除率可达81.30%。

  目前,微生物发酵工艺主要采用固态发酵和液态发酵两种方法,发酵效果与发酵参数(如菌种种类、发酵温度、发酵时间、接种量和含水量等)的设置紧密相关。杂粕主要采用固态发酵工艺,发酵温度一般控制在30~40℃,发酵时间大多选择48~72小时,含水量在50%左右,接种量和菌种比例随着杂粕类型和菌种的不同有着较大变化。

  研究发现,杂粕发酵多采用连续发酵的方式,在适宜的发酵工艺下,经微生物发酵或酶解后,能较大程度提高粗蛋白质和氨基酸含量,降低硫甙、植酸、单宁、游离棉酚等抗营养因子和黄曲霉毒素B1。原理是通过生化反应有针对性的将有毒的、不利于动物吸收的物质转化为无毒的、易于吸收的物质,并产生小肽等次级代谢产物,大大提升杂粕的饲用安全性。还有研究发现,菌酶协同发酵效果优于混菌发酵,混菌发酵效果优于单菌发酵。采用两步两段工艺对菜籽粕、棉籽粕混菌发酵,显著提高了粗蛋白质含量,降低了硫甙和游离棉酚的含量。上述研究表明,杂粕在适宜的条件下发酵,能有效改善杂粕发酵品质,降低抗营养因子和霉菌毒素含量,这对杂粕扩大用量、替代豆粕具有重要的意义。

  发酵杂粕在动物生产中的应用

  在猪生产中的应用

  发酵杂粕在猪生产中已广泛应用。研究发现,发酵杂粕主要用于育肥猪,在饲粮中分别以粗蛋白质含量为42%、40%、36%(实为菜籽粕:麸皮按7:3混合物)的发酵菜籽粕直接或等氮替代豆粕,使用量在4.85%~11.2%范围生产性能良好;以粗蛋白质含量为59.6%的发酵花生粕按3%添加量饲喂仔猪,以粗蛋白质含量为48%的发酵花生粕按8%添加量饲喂育肥猪生产性能均表现良好;以粗蛋白质含量为49.64%的发酵棉籽粕按2%~9%添加量饲喂育肥猪生产性能良好。上述研究结果均表明适量发酵杂粕替代豆粕可提高育肥猪的生长性能,促进营养物质的消化吸收,还可以调节肠道菌群,提高机体免疫力,这可能是因为在替代豆粕饲喂猪时,虽然配方中粗蛋白含量相近,但发酵处理改善了蛋白质品质,有效降低了抗营养因子,同时产生大量的益生菌、有机酸、寡肽等活性物质,促进了动物消化吸收,调节肠道菌群平衡,最终提高了动物的生长性能。

  顾方等人研究发现,在低蛋白饲粮中以发酵菜籽粕替代50%豆粕用量,对育肥猪的生长性能无负面影响,当替代量达50%以上时,对猪的生长性能产生负面影响,因此,利用发酵菜籽粕饲喂育肥猪时,替代比例不宜超过50%。此外,丁小玲等在饲粮中添加3.44%~10.32%发酵菜籽粕,分别替代对照组饲粮中20%、40%和60%的膨化豆粕,对仔猪的生长性能无影响;杨树梅在饲粮中添加3%发酵花生粕替代对照组饲粮中3%的鱼粉,可显著提高仔猪生产性能和营养物质利用率,促进肠道中微生物的平衡,增强仔猪免疫力。

  综上,发酵杂粕适量添加可提高猪的生产性能,综合杂粕营养价值、适口性及价格因素,生产中可用粗蛋白含量高,适口性好的发酵花生粕用于部分替代豆粕或鱼粉,用价格较低的发酵棉籽粕、菜籽粕用于部分替代玉米、豆粕以降低饲养成本。

  在家禽生产中的应用

  大量研究证明,发酵杂粕在禽生产中应用较为广泛,在鸡、鸭、鹅等家禽饲粮中添加一定比例的发酵杂粕,对其生长发育也起着积极的促进作用。因发酵杂粕营养价值不同,肉鸡饲粮中替代豆粕的比例也不尽同,其中发酵菜籽粕、棉籽粕、芝麻粕替代豆粕比例分别为9%~15%、6%和10%;鸭饲粮中发酵菜籽粕和芝麻粕替代豆粕比例分别为16%和4.2%,鹅饲粮中发酵棉籽粕添加比例为20%,均能促进家禽的生长发育。

  还有研究将椰子粕、棉籽粕、麸皮和DDGS混合发酵后,以2%~4%代量饲喂蛋鸡,提高了营养物质表观代谢率和肠道屏障功能;将菜籽粕膨化发酵后,等氮替代豆粕对崇仁麻鸡肉品质、风味均无明显影响,且未引起肝细胞发生明显的病理损伤,说明膨化发酵菜籽粕替代豆粕是可行的。但当发酵菜籽粕替代比例超过15%、棉籽粕超过20%时,均会造成鸡生长性能降低,肠道结构受损,免疫功能下降,说明发酵杂粕不宜添加过量。

  综上可知,发酵杂粕可在一定程度上替代豆粕应用于家禽生产。

  在反刍动物生产中的应用

  发酵杂粕在反刍动物生产中的众多应用研究证明了其饲喂反刍动物的可行性。饲粮中添加发酵菜籽粕可以改善奶牛体内的氨基酸平衡,提高干物质采食量和产奶量;可提高羔羊的平均日增重,降低料重比,增强机体的免疫功能;对育成山羊的增重和采食量无负面影响。饲粮中添加一定量的发酵棉籽粕可提高安格斯牛的生长性能和营养物质消化率,在放牧犊牛的饲粮中补充棉籽粕也可以在一段时间内提高犊牛的总增重和平均日增重。

  在饲粮中添加发酵花生粕饲喂哺乳奶牛,可显著提高产奶量、乳脂量、牛奶品质,改善羔羊肉的脂质特性。还有研究发现,发酵棉籽粕和菜籽粕混合物替代75%豆粕饲喂奶山羊可提高泌乳奶山羊的日乳脂产量和100天的乳脂产量,改善其乳房健康。

  综上可知,发酵杂粕可作为优质蛋白原料在反刍动物生产中替代部分或全部豆粕使用,但需进一步研究在不同种类反刍动物日粮中发酵杂粕的最适添加量以及混合使用的最佳比例,以降低饲养成本,提高经济效益。

  在其他动物生产中的应用

  研究发现,在兔饲粮中添加发酵菜籽粕,可提高营养物质表观消化率,增强免疫系统发育并有助于防止肠道微生物群的紊乱;在鱼饲粮中添加发酵芝麻粕替代菜粕、发酵棉籽粕替代鱼粉和发酵花生粕替代鱼粉,可提高尼罗罗非鱼、黑鲷幼鱼和草鱼生长性能和饲料利用率,改善肠道形态结构,优化肠道菌群;在中华绒螯蟹幼蟹饲粮中添加棉籽粕,可提高生长性能和肝胰腺消化酶活性;在凡纳滨对虾饲粮中添加花生粕,可提高生长性能、饲料效率及免疫力。由此推断,发酵杂粕替代豆粕也可用于兔、鱼、虾等动物生产中,但需要深入研究,以确定发酵杂粕在饲粮中的最佳豆粕替代比例。

  杂粕是一类粗蛋白质含量接近豆粕的原料,生产中可替代部分豆粕,因其氨基酸不平衡、含有抗营养因子、易被霉菌毒素污染等因素限制了其在动物生产中的大量应用,通过微生物发酵处理,能降低上述影响,提高其饲用价值。目前,发酵杂粕的应用研究仍有很大的空间,一是由于杂粕来源广、种类多、发酵工艺不同,导致发酵杂粕营养成分差别较大;二是发酵杂粕应用于畜禽种类较多,不同饲喂对象、不同饲养阶段添加量也皆不相同,导致饲喂标准难以确定。因此,需要深入研究用于发酵各种杂粕的最佳菌种及最适用量,优化发酵工艺,同时根据动物消化生理、发酵杂粕营养特点确定其适宜用量,为我国深入实施饲用豆粕减量替代行动提供可行途径。

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