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。在生豬等飼養中不得添加抗生素目前已經是國際公認的食品安全標準。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。益生菌發酵飼料技術是新近成長起來的具有許多優點的新型飼料技術 ,飼料經益生菌發酵后含有更多的活性益生菌菌體、各種酶、各級代謝產物、多種維生素、蛋白質分解產物、活性小肽、氨基酸、抑菌物質、免疫增強因子、促生長因子等,起到促進生長,維持動物腸道的菌群平衡作用;由于不添加抗生素等藥物 ,不會造成抗生素藥物殘留 ,益生菌發酵飼料技術是一種生態健康型飼料生產技術。本文就當前益生菌發酵飼料的研究進展作一綜述。
一、益生菌發酵飼料生產中常使用的益生菌
益生菌種類繁多 ,美國食品藥物管理局 (FDA)和美國飼料公定協會 (AAFCO)公布了 40余種。我國農業部 2003年 12月發布的第 318號公告“飼料添加劑品種目錄”中有 15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。
二、益生菌發酵飼料的種類
益生菌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;而國內普通使用益生菌發酵劑或菌種,使用固體發酵飼料技術。
(一)益生菌液體發酵飼料
國外在制作益生菌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>9log10CFU/mL、乳酸含量>150mmol/L、乙酸含量<40mmol/L、酒精含量<0.8mmol/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。
(二)益生菌固體發酵飼料
益生菌固體發酵飼料的種類,大致可分為:全價益生菌發酵飼料、益生菌發酵濃縮料、發酵豆粕、酵母培養物和其他發酵產品。
1、全價益生菌發酵飼料
全價益生菌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益生菌和水 ,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。
2、益生菌發酵濃縮料
益生菌發酵濃縮料是將不含抗生素的濃縮飼料與益生菌和水等混合后發酵而成的非全價飼料。益生菌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、益生菌發酵豆粕
益生菌發酵豆粕是一種以豆粕為原料 ,經益生菌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。
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: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。
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。
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