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文檔簡介
1、發(fā)酵液體飼料飼喂技術(shù)研究進展 液體飼喂在國內(nèi)外都不是一個新鮮的概念,中國傳統(tǒng)的家庭養(yǎng)豬方法往往采用的就是液體、半液體飼喂。隨著現(xiàn)代食品和乳品工業(yè)的迅速發(fā)展,大量液態(tài)副產(chǎn)物的處理問題變得日益嚴(yán)重,直接排放會污染環(huán)境,如果進行干燥將大大增加費用。在這種情況下,企業(yè)寧愿將這些液態(tài)副產(chǎn)品廉價地提供給養(yǎng)豬企業(yè)。 因此,荷蘭在20世紀(jì)80年代開始回歸使用液體飼料。隨后,歐洲其他國家如丹麥、法國、瑞典、西班牙、德國、瑞士等也陸續(xù)開始飼喂液體飼料。近幾年來,世界各地都利用液態(tài)食品工業(yè)副產(chǎn)物喂豬,在歐洲大約有30%50%的豬場使用發(fā)酵液體飼料,北美的加拿大安大略省也有近20%
2、的上市豬(每年約100萬頭)是液態(tài)飼養(yǎng)出欄的,然而在美國和中國,液體飼喂還沒有被養(yǎng)豬業(yè)者接受。 近年來,國內(nèi)使用發(fā)酵糟渣喂豬技術(shù),如使用緣之康發(fā)酵劑發(fā)酵糟渣飼喂技術(shù)得到一定發(fā)展,每年所發(fā)酵的糟渣有300萬噸以上,但仍然占全國所有糟渣(食品和發(fā)酵工業(yè)及屠宰業(yè)下腳料,及糟渣的干濕總和約6億噸以上)只有0.5%左右,所以,發(fā)展前景仍然非常廣闊,且使用發(fā)酵糟渣所喂畜禽的肉質(zhì)有所改善,健康狀態(tài)大大提高,抗生素可以擯棄不用等好處。 現(xiàn)在液態(tài)飼喂正朝利用人工控制發(fā)酵過程的方向發(fā)展,即發(fā)酵液體飼料。這樣的體系不同于傳統(tǒng)的液態(tài)飼養(yǎng),也有別于
3、現(xiàn)在的干/濕飼喂系統(tǒng)。 發(fā)酵液體飼喂的優(yōu)點: 1)由于使用食品發(fā)酵工業(yè)副產(chǎn)物,大大降低飼料成本; 2)更符合豬的消化生理特點和動物福利,提高豬的生產(chǎn)性能; 3)發(fā)酵液體飼料中酶制劑和微生態(tài)制劑的作用被放大,營養(yǎng)物質(zhì)的消化率提高; 4)液體發(fā)酵在一定程度上能抑制或殺滅沙門氏菌和大腸桿菌,提高了豬的健康程度,避免了抗生素的使用;實際上也增強的豬的免疫力,減少了流行病的發(fā)生。 1液體飼喂對
4、豬生長性能及消化生理的影響 液體飼喂常常會造成豬采食大量的水分,影響干物質(zhì)的采食,所以應(yīng)該采用自由采食或者增加采食次數(shù)的方式,才能保證生長豬對干物質(zhì)的采食量。 表1給出了不同體重的豬液體飼料的日采食量。表1不同體重豬液體飼料平均日采食量體重日采食量/L1020 kg242040 kg484060 kg51060100 kg914泌乳母豬3050注:1.資料來自MLC(2003);2.液體飼料的干物質(zhì)含量24%25%,豬自由采食。 1.2 液體飼喂對飼料營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響針對液體飼喂對營養(yǎng)物質(zhì)消化率的研究表明,液
5、體飼料、液體飼料添加酸化劑以及發(fā)酵液體飼料和干粉料相比,能夠提高飼料中干物質(zhì)、有機物、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的消化率;液體飼料添加酸化劑后,可以提高干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的消化率,但是對有機物和粗脂肪的消化率沒有促進作用(圖1)。Guelph大學(xué)(2007)研究發(fā)現(xiàn),在液體飼料中植酸酶的效價被放大4倍。常規(guī)飼糧中玉米磷的利用率為15%,而液體飼糧高達(dá)45%;在濕玉米或玉米浸液中添加植酸酶,超過85%的植酸磷被釋放;因此,以濕玉米為基礎(chǔ)的液體飼糧總磷生長豬降到0.47%,肥育豬降到0.39%,生產(chǎn)性能不受影響;仔豬液體飼糧的總磷前期降到0.60%、后期降到0.54%時,生產(chǎn)性能正常。從而減少了對環(huán)境的磷污染
6、。 與干粉料相比,液體飼喂可以提高豬的生長性能。Jensen等(1998)總結(jié)了9個試驗的結(jié)果,液體飼喂比傳統(tǒng)干粉料飼喂生長肥育豬日增重增加4.4%,飼料轉(zhuǎn)化率提高6.9%;另外,他們還對飼喂干粉料、液體飼料、發(fā)酵液體飼料的豬進行對比發(fā)現(xiàn),飼喂發(fā)酵液體飼料的豬在生長性能方面優(yōu)于飼喂液體飼料的豬,二者生產(chǎn)性能都要好于飼喂干粉料的豬,見表2。表2飼喂不同形態(tài)飼料的豬生長性能對比(Jensen等,1998)項目樣本數(shù)/頭平均日增重/%料重比/%液體飼料與干粉料對比10發(fā)酵液體飼料與干粉料對比4發(fā)酵液體飼料與液體飼料對比3
7、0; Hurst等(2001)研究表明,隨著水料比增加,生長豬干物質(zhì)采食量、消化能的攝入量以及屠宰率都降低(P<0.05),但是生長豬的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率顯著增加,見表3。表3液體飼喂對豬生長性能的影響項目干粉料料水比113134日采食量/g2 000b1 998b1 935a1 942a日增重對應(yīng)的消化能攝入量/MJ日增重/g962b1 041ab1 051a1 091a日瘦肉生長速率/g464495490487料重比屠宰率/%注:同行肩標(biāo)字母不同表示差異顯著(P0.05),字母相同表示差異不顯著(P0.05)。 MLC(2004)研究了液體飼喂對3
8、4103 kg階段豬生長性能的影響發(fā)現(xiàn),液體飼喂可以顯著提高生長豬(3464 kg)的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率,但是對肥育豬生長性能沒有促進作用。值得注意的是,液體飼喂降低豬只屠宰率,增加背膘厚度,見表4。表4液體飼喂對34103 kg階段豬生長性能的影響(MLC,2004)項目生長階段干顆粒料液體飼喂P日增重/g生長豬656717*肥育豬831853生長全期754796*料重比生長豬*肥育豬生長全期*屠宰率/%-*背膘厚/mm-注:*表示差異極顯著(P0.01),*表示差異顯著(P0.05),n.s表示差異不顯著(P0.05),下同。 然而,與歐洲以小麥和大麥為
9、基礎(chǔ)飼糧的液體飼喂研究相反,在加拿大以玉米為基礎(chǔ)飼糧的一項研究中,沒有發(fā)現(xiàn)在液體飼喂條件下豬只生長性能的改善,只有在飼糧中使用發(fā)酵工業(yè)的副產(chǎn)品時,才顯露出發(fā)酵液體飼料的優(yōu)勢。另外,液體飼喂多采用自由采食的方式,被證實是可以增加肌肉嫩度,然而,由于增加脂肪沉積,有可能降低肉的等級(Kees等,2008) 1.4 液體飼喂對豬消化生理的影響 液體飼喂的豬只采食量大大增加,因此造成消化道結(jié)構(gòu)的變化。Hurst等(2001)研究了不同的料水比例對仔豬斷奶后消化道結(jié)構(gòu)的影響,隨著飼料中水分含量增加,小腸和回腸的長度增長,同時也增加了胃、小腸和回腸的質(zhì)量。另外
10、,飼喂液體飼料能夠增加斷奶豬腸道表面積,顯著增加小腸絨毛表面積和絨毛增殖因子(P<0.05),見表5。表5飼糧處理對斷奶后40 d腸道表面積的影響項目液體料干粉料差異P基本表面積/m2 絨毛表面積/m2+29%*絨毛增殖因子+27%*總面積/m2+63%*每千克腸的表面積/m2+55%* 2 發(fā)酵液體飼料發(fā)酵控制的研究2.1 液體飼料發(fā)酵原料的選擇和成本優(yōu)勢 目前,用于發(fā)酵液體飼料的原料非常豐富,尤其是近幾年發(fā)酵乙醇工業(yè)的興起,為液體發(fā)酵飼喂提供了廣闊的空間(表6)。大量的發(fā)酵副產(chǎn)品(大豆乳清漿、玉米漿等)都含有豐富的可利用的營養(yǎng)物
11、質(zhì),然而卻被作為廢物排放掉,不僅給環(huán)境造成巨大污染,還造成了巨大的浪費。荷蘭在這方面做得最好,雖然荷蘭豬肉的年產(chǎn)量僅162萬t,但在荷蘭每年有650萬t的食品加工副產(chǎn)品被利用,其中35%用于喂豬。表6可用于發(fā)酵液體飼料的發(fā)酵副產(chǎn)品發(fā)酵產(chǎn)品副產(chǎn)物成分奶制品工業(yè)副產(chǎn)物乳清漿、酸奶洗出物、冰激凌洗出物大豆分離蛋白大豆乳清漿淀粉工業(yè)副產(chǎn)物玉米漿、小麥和土豆淀粉漿玉米酒精發(fā)酵副產(chǎn)物DDGS味精發(fā)酵副產(chǎn)物菌體蛋白啤酒發(fā)酵副產(chǎn)物酵母液 與此同時,可以用于半固態(tài)發(fā)酵利用來喂豬的原料有:豆渣,啤酒糟,酒糟,食用菌糠,米飯為主的潲水,屠宰下腳料,淀粉渣,薯渣等等,數(shù)
12、量非常巨大。 還有一些未成熟的谷物,比如玉米棒、卷曲的谷物和豆類等。 在加拿大濕玉米用量很大,濕玉米(high moisture corn)含水分通常是30%40%。加拿大Guelph大學(xué)的研究表明,液體飼料中玉米浸液CSW(加植酸酶)用量可以達(dá)到15%(干物質(zhì));乳清漿在乳豬第3階段最多用到干物質(zhì)的20%。飼喂大量副產(chǎn)物時,要配備飲水裝置,保證豬只正常飲水,因為有些副產(chǎn)品鹽分很高。玉米中鉀的含量為0.37%,但是玉米發(fā)酵副產(chǎn)物玉米浸液(CSW)中含量高達(dá)4.5%。飼糧中鉀含量超過3%時可引起中毒(NRC,1988),造成
13、豬腎臟損傷,因此鉀含量過高將限制玉米副產(chǎn)物的應(yīng)用。另外,需要考慮原料批次之間的變異;應(yīng)該測定干物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)的含量,用于調(diào)整飼料配方(Kees等,2008)。 由于大量副產(chǎn)品的使用,飼料成本和豬肉生產(chǎn)成本會降低。MLC(2004)對歐洲的統(tǒng)計表明,使用副產(chǎn)品的液體飼料每千克干物質(zhì)飼料成本可以降低13.4便士,隨著谷物價格的上漲,這種差別會增大。 Ken Watkins等(2007)對加拿大安大略省65頭基礎(chǔ)母豬液體飼喂豬場成本統(tǒng)計顯示,用乳清漿作發(fā)酵原料時,每噸飼料成本能夠降低12.4加元。
14、0; 中國有巨大的食品、乙醇發(fā)酵工業(yè)副產(chǎn)物,2006年全國年產(chǎn)DDGS 200萬t以上(烘干后),每噸DDGS的干燥成本在1 000元左右,如果在DDGS烘干前直接用于液體飼喂,將會節(jié)約大量的能源。 2.2 發(fā)酵控制和發(fā)酵參數(shù) 經(jīng)過近20年的研究,歐洲摸索出常規(guī)液體飼料發(fā)酵參數(shù),發(fā)酵溫度是25301,發(fā)酵液最終的干物質(zhì)含量通常為20%35%,另外在發(fā)酵之前通常接種乳酸菌或者添加酸化劑。 關(guān)于發(fā)酵溫度,2530在實際生產(chǎn)中因成本太高而不容易實現(xiàn)。丹麥農(nóng)業(yè)部Foulum研究中心采用半保留的發(fā)酵方式,即每次使用發(fā)酵產(chǎn)物
15、的50%,另一半再與新的原料混合發(fā)酵。該發(fā)酵方式在溫度不低于15的情況下8 h便可使用。Geary等(1998)指出,在發(fā)酵的起始期,補充熱量是必要的。 加拿大Guelph大學(xué)試驗證明,發(fā)酵可以降低pH,這是發(fā)酵飼料的優(yōu)點之一,當(dāng)乳酸發(fā)酵使pH降到4以下時,12 h內(nèi)就能殺死飼料中的沙門氏菌和大腸桿菌;當(dāng)然,較低的pH也可以通過添加有機酸來實現(xiàn)。 由于環(huán)境和飼料中自然存在微生物,干料和水混合后,即產(chǎn)生發(fā)酵,將淀粉和糖轉(zhuǎn)化為乳酸、乙酸等有機酸或酒精;控制好的發(fā)酵會提高適口性和飼料消化率;如果發(fā)生不良發(fā)酵,產(chǎn)生大量的乙酸會使適
16、口性降低。丹麥的一項研究結(jié)果表明,生成乳酸所需的飼料能量僅是生成乙酸所需的3%,也就是說大量的乙酸生成會降低飼料的能值。乙酸的生成與二氧化碳過量釋放而致的泡沫有關(guān)(PIGINT,1998)。 值得關(guān)注的是,液體飼料發(fā)酵過程中氨基酸有可能被降解,大腸桿菌和沙門氏菌能夠產(chǎn)生賴氨酸降解酶,使賴氨酸脫羧成五甲烯二胺(戊二胺)-尸胺。Canibe(2003)的一項體外試驗研究表明,在發(fā)酵96108 h后,30%以上的賴氨酸等合成氨基酸在液體飼料發(fā)酵過程中被降解,(筆者注:但在接種人工菌種如粗飼料降解劑的固態(tài)發(fā)酵飼料中,這種情況不會出現(xiàn),因為水料比僅為1比1的固態(tài)發(fā)酵比
17、液體發(fā)酵,能夠更好地控制大腸桿菌和沙門氏菌的繁殖),見表7。 另據(jù)Stewart(2005)的試驗結(jié)果,發(fā)酵21 h,賴氨酸被大腸桿菌代謝掉大約90%;接種人工菌種如乳酸菌后可以降低賴氨酸的損失,但是7 h之內(nèi),仍然有20%被代謝;通過控制發(fā)酵飼料的pH和乳酸含量,減少合成氨基酸的損失,在發(fā)酵最初添加乳酸,可以保護賴氨酸完全不被代謝,因此建議氨基酸的添加應(yīng)該避開發(fā)酵最初的七個小時。表7發(fā)酵96108 h氨基酸的降解率%項目總氨基酸降解率游離氨基酸降解率賴氨酸592634蘇氨酸12133138蛋氨酸17193142 3 發(fā)酵液體飼料對腸道微生態(tài)的影響
18、 發(fā)酵液體飼料由于能將飼料的pH降到4以下,因此顯著降低胃中的酸度。Moran等的研究表明,發(fā)酵液體飼料能夠使斷奶仔豬胃中的pH降低2個單位。Jensen等(1998)發(fā)現(xiàn),飼喂發(fā)酵液體飼料未能明顯改變整個消化道的乳酸菌的數(shù)量,但顯著降低小腸后部、盲腸和結(jié)腸中大腸桿菌的數(shù)量。 Brooks(2005)研究顯示,仔豬飼喂接種乳酸菌的液體飼料,明顯降低腸道后段和糞便中的大腸桿菌數(shù)量,而且接種的乳酸菌可以在仔豬的糞便中找到。 哺乳母豬飼喂接種豬源乳酸菌的發(fā)酵液體飼料,降低糞中的大腸桿菌數(shù)量,同
19、時,增加了初乳中免疫球蛋白的含量,促進了淋巴細(xì)胞和上皮細(xì)胞的有絲分裂活動,說明母豬飼喂發(fā)酵液體飼料能夠減少病原微生物的垂直感染。 王金全(2007)分別用接種兩種乳酸菌P.acidilacti和L.acidophilus的發(fā)酵液體飼料飼喂斷奶仔豬,觀察到接種外源乳酸菌并沒有影響糞便中乳酸菌的數(shù)量,進一步的研究表明,外源乳酸菌并沒有在仔豬的回腸和結(jié)腸定植。然而,接種乳酸菌后回腸和結(jié)腸的微生物區(qū)系在仔豬個體間的差異變小。 荷蘭320個農(nóng)場的調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),飼喂發(fā)酵液體飼料可使大腸桿菌的隱性感染率降低1/10,飼喂酸乳酪的效果更為
20、明顯(Tielen等,1997)。丹麥農(nóng)業(yè)部Foulum研究中心的Jensen報道,飼喂發(fā)酵液體飼料的豬群沙門氏菌病的暴發(fā)次數(shù)要明顯少于飼喂干粉料的豬群。Winsen等(1997)的研究發(fā)現(xiàn),胚芽乳桿菌(L.plantarum)發(fā)酵豬飼料的頭2 h內(nèi)具有抑菌作用,以后就表現(xiàn)出殺菌效果,6 h后就檢不出鼠傷寒沙門氏菌,沒有發(fā)酵的飼料中存在鼠傷寒沙門氏菌,并在貯存10 h內(nèi)繁殖。 Brooks教授(2006)對丹麥、德國、希臘、瑞典等國1999年沙門氏菌病的發(fā)病情況統(tǒng)計表明,飼喂干粉顆粒料的豬發(fā)病率為8.2%,干粉料無制粒為4.2%,液體(濕)料為1%;Bush
21、(1999)發(fā)現(xiàn)飼喂顆粒飼料的肥育豬比飼喂粉料的豬感染沙門氏菌的幾率增加26倍。Von等(2000)證實顆粒飼料是沙門氏菌感染的一個重要原因。有兩個假說可能能解釋這種現(xiàn)象:一是制粒的熱效應(yīng)對飼糧中非淀粉多糖組分的改變使沙門氏菌更容易在腸道內(nèi)定植;二是非病原性的沙門氏菌排斥病原性沙門氏菌,飼料中非病原性沙門氏菌的消除將使病原性沙門氏菌更有機會定植。 荷蘭的研究表明,飼喂發(fā)酵液態(tài)飼料特別是當(dāng)飼喂發(fā)酵的乳清時可降低沙門氏菌亞臨床感染(Tielen等,1997;Van der Wolf等,1999)。當(dāng)液體飼糧中含副產(chǎn)品乳清漿時,沙門氏菌的血清陽性反應(yīng)降低5倍。發(fā)酵液體飼喂如果接種乳酸菌,溫度控制在30,發(fā)酵24 h產(chǎn)酸效果較好,飼料pH降到4左右。當(dāng)發(fā)酵液中乳酸濃度在70 mmol/kg時,能抑制沙門氏菌的生長;當(dāng)乳酸濃度大于
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