微生物饲料（共12篇）
微生物饲料 篇1
近年来畜牧业迅速发展, 因牧草匮乏, 需要消耗大量的粮食, 出现了一些争粮争地的问题。但是, 随着全国各地大力推广秸秆养牛技术, 农区畜牧业取代牧区成为我国养牛业的主要方向。农作物秸秆是农业生产的副产品, 我国每年产生的农作物秸秆达6亿吨以上, 目前只有少部分通过青贮和氨化或直接作为牛羊的粗饲料, 80%以上的秸秆没有被充分利用, 不是腐烂在地里, 就是用火烧掉还田, 白白浪费了资源。
秸秆养畜过腹还田具有很高的综合效益。目前, 国内已开发出秸秆青贮, 氨化、微化、碱化、盐化等饲料转化技术, 秸秆总饲用率已提高到30%左右。每年可节约饲料用粮2000万吨。秸秆饲料适口性好, 纤维降解率可达到20～35%, 蛋白质含量增加50%以上, 并含有多种氨基酸, 可替代40～50%的精饲料, 用于牛羊等草饲家畜养殖饲料, 效果十分显著。同时, 农区养牛业、养羊业的发展, 带动了牛羊屠宰, 肉类与皮革加工和第三产业的发展, 而且延伸了产业链, 扩大了就业机会, 拓展了农民脱贫致富之路, 为农业和农村经济的发展注入了新的活力。
农作物秸秆纤维物质含量高, 营养成分低, 不适宜直接当作饲料饲养畜禽, 必须经过适当处理。经过多年试验, 在广泛吸取了目前秸秆处理方法优点的基础上, 由中国农业科学院与中国人民解放军军事医学科学院联合研究开发出秸秆饲料生物处理发酵剂。发酵剂中含有纤维分解菌, 乳酸菌, 芽孢杆菌和酵母菌等多种有利于秸秆降解和刺激畜禽生长的有益微生物。该技术处理方法简单, 处理效果明显, 优于氨化处理等老方法, 能分解木质素, 提高营养价值, 增强适口性, 提高消化率。
1 秸秆预处理
各种农作物秸秆 (如玉米秸、高粱秸、稻草、麦秸、藤薯秧等) 均可作为肉牛的粗饲料。某些作物 (如玉米秸) 收获果穗后, 秸秆仍然青绿, 若饲喂肉牛直接揉碎后备用, 若用于老弱和幼畜饲喂则切成1～2厘米的段。已存放一段时间的农作物秸秆, 经过日光的照射, 已老化发黄, 选用无霉变的切成2～4厘米段备用, 秸秆水分含量低的先用水浸泡2小时再处理。
2 微生物发酵处理
在水泥地 (池) 上平铺一层10厘米厚的秸秆, 并按秸秆重量撒入5‰的生物发酵剂和3%的尿素。生物发酵剂可与适量玉米面、豆粕等混合后撒入, 撒料时尿素与生物发酵剂分别撒入, 上面再铺一层10厘米厚的秸秆, 以此进行, 直至料堆达到预定高度。发酵料堆厚度不得低于50厘米, 发酵第一天料堆覆盖草垫, 第二天去掉草垫, 白天用彩条布覆盖防止阳光照射。用温度计监测料堆深度30厘米处, 检查饲料每天温度变化情况, 当料堆温度达到50～60℃时开始翻堆, 每天翻堆一次。
采用生物发酵剂处理的肉牛秸秆饲料, 从第三天开始, 料堆温度一般比不加生物发酵剂的高出10～18℃, 料堆中人为加入大量的生物发酵剂, 增加了料堆中微生物的数量, 大量微生物的生长繁殖产生的生物热能增加了料堆的温度, 加速秸秆腐解进程。秸秆腐解过程中, 微生物是有机质降解的动力。秸秆的基本成分是纤维素、半纤维素和木质素, 其中纤维素为主要成分, 纤维素的分解是靠纤维素酶的水解作用。发酵时间长短根据环境温度而定, 最低发酵温度为10℃, 温度升高发酵时间相应缩短。发酵好的秸秆饲料色泽金黄或浅黄色, 具有酒香或苹果香味, 手感质地柔软松散。
3 养肉牛饲喂方法
秸秆发酵后干物质消化率提高40%以上, 粗蛋白质含量提高8～12%, 有机酸和糖提高30～40%, 粗脂肪3～7%, 全氮129%, 全磷47%, 全钾112%, 同时还产生大量维生素、氨基酸等生理活性物质, 可替代50%的精饲料直接用于饲喂育肥牛。
秸秆虽然经过微生物技术处理, 但仍是一种低质量的粗饲料, 其消化率较低, 除优质干草外, 含蛋白质, 维生素等营养成分也比较少, 单纯用来饲喂肉牛, 只能满足肉牛的生命维持需求, 增重速度很慢。因此采用秸秆饲料养牛必须添加精料补充料, 通常每头牛每日补饲豆饼1～3千克。补饲精料的数量应根据饲草、饲料以及牛价而定。通常每头牛每日补饲精料不应超过2～3千克, 否则就不经济。肉牛在出栏前的快速育肥期, 精料可以添加更多一些。疫牛和吊架子, 则不必用过多的精料。
微生物饲料 篇2
开一个生物蛋白饲料销售店
市场分析 我国是农业大国，养殖业已成为广大农户增加经济收入的支柱产业。然而近年来由于粮价上涨，畜禽产品相对价格偏低，养殖效益一直处于微利状态，严重挫伤了养殖户的积极性;另一方面，目前的畜牧业生产中，大多采用抗生素来防治疾病，畜禽产品中出现大量的药物残留，直接影响人类健康，无论在国内市场，还是国外市场，畜禽产品销售均受到一定程度的制约。若采用现代生物发酵技术，加工生物活性饲料发展养殖，可完全克服上述两种弊端，具有很高的`社会效益和经济效益，市场前景广阔。 产品特点 生物饲料生产采用有益微生物菌群发酵。基本原料为各种植物秸秆、鸡粪、麦麸、菜粕、棉粕等。资源广泛，价格低廉。加工出的优质生物蛋白饲料可完全替代豆粕及鱼粉等价格昂贵植物，动物蛋白原料，可广泛用于喂养猪、牛、羊、鸡等。 以养猪为例，采用生物饲料配制的全价料饲养育肥猪同传统方法比，按目前市场销售价格计算，每头猪净利润增加近一百元。 生物发酵饲料除含有丰富的动物所需活性蛋白质外，还含有八十余种有益微生物，可优先争夺肠道定居点，断绝病原菌生长繁殖，而且生物发酵饲料在动物肠道中释放干扰素及免疫活性因子，提高机体自身免疫能力。 用生物饲料养畜禽可免去添加各类抗生素药物，生产出绿色畜禽产品，具有很强的市场竞争力。 另外，应用生物饲料养殖，畜禽粪便无臭味，圈舍苍蝇明显减少，没有肠炎、痢疾等细菌性疾病发生，可净化饲养环境。 投资参考 每公斤生物发酵饲料只须购置一台秸秆粉碎机及根据生产规模修建几个水泥发酵池。 效益分析 每公斤发酵饲料综合成本为0.6元，外销价1.0元，如以临时准备公斤计算，年(300天)利润为24万元。 营销策略 与邻近养殖户建立长期稳定的产品供销合作关系，减少流通环节，互惠互利;掌握生物饲料喂养各种畜禽产品的配比及使用方法，以便全面周到地为客户服务;自建规模生态养殖场，大打绿色招牌，生产无兽药残留的高品质畜禽产品，进入高档市场，效益甚佳。
微生物饲料 篇3
该技术选取天然复合微生物菌种，以餐厨垃圾，过期食品、罚没肉品、果蔬残渣等有机废弃物为培养基，在高温下经6-10小时微生物好氧发酵后，将餐厨垃圾等有机废弃物全部消化掉，转化成高活菌，高蛋白，高能量的活性微生物菌群。这样的菌群再经特殊加工，就能制成生物肥料和生物饲料，应用于有机种植和生态养殖业。由此实现餐厨垃圾的“零排放”，从而彻底切断泔水猪，泔水油的供应链，让餐厨垃圾得到高度的资源化利用。
通过BGB餐厨垃圾资源化技术获得的生物肥料已连续多年在北京周边地区应用，并成为主管部门推荐的奥运农产品生产基地的安全投入品，它有三大功能：一，加速土壤有机质的提高，恢复地力，恢复土壤自净功能，防止土壤板结和沙化；二，形成强势的土壤益生菌环境，提高抗病虫害的能力，减少农药使用，缓解重茬障碍，使农产品符合出口标准；三、提高有机肥转化率，减少化肥施用，改善农产品品质，增产增效。通常的农用微生物菌培养方式是以牛肉膏、蛋白胨，琼脂、无机盐作为培养基，生产成本高，而BGB微生物技术是以餐厨类有机废弃物为培养基，使产品成本降低，农民用得起。2007年10月，在中国林业产业协会和北京市园林绿化局果树产业处主办的“2008奥运推荐果品”全国性评选活动中，BGB苹果一举获得三个一等奖。
用BGB餐厨垃圾资源化技术得到的生物饲料具有四个特点：一、提高畜禽的抗病能力，减少抗生素和类固醇的滥用，使肉品符合出口肉品检测标准；二、替代部分饲料粮，缓解人畜争粮，减少蛋白饲料的进口；三、产生的畜禽粪便重金属不超标，这有利于农家肥还田，使农业面源污染得到有效控制：四、改善肉品品质，提升畜禽产品的市场价格，带动农民增收。目前，上海光明食品集团和北京华都肉鸡公司已在使用BGB生物饲料。实践表明，BGB生物饲料能有效改善养殖场的空气，使养殖与治污相结合，能达到健康养殖，清洁生产的目的，从源头上减少畜禽养殖产生的“公害”，是提升食品安全的一种模式创新。
微生物饲料 篇4
1 农作物秸秆饲料的特点
1.1 秸秆的构成
秸秆是由大量的有机物和少量的矿物质及水构成, 其有机物的主要成分为碳水化合物, 此外, 还有少量的粗蛋白质和粗脂肪, 但品质较差。碳水化合物由纤维性物质和可溶性物质构成, 前者包括半纤维素、纤维素和木质素等, 一般用细胞壁成分 (CWC) 表示。秸秆中的纤维性物质用粗纤维表示, 可溶性糖类用无氮浸出物表示, 矿物质用粗灰分表示。秸秆中很少含有维生素。表1列出了几种农作物秸秆的基本化学成分。
1.2 秸秆的营养价值
秸秆的成分决定其营养价值和消化率。不同秸秆的成分和消化率是不同的, 同一秸秆的不同部作者筒介: 刘祥友 (1968-) , 博士, 高级畜牧师, 主要从事动物营养与饲料科学的研究与推广。E-mail:liuxiangyou99@163.com
位也有所不同, 甚至差别很大。一般来说, 禾本科秸秆粗纤维的消化率比豆科秸秆高;豆科秸秆的粗蛋白比禾本科秸秆高, 但粗蛋白的品质较差;叶的消化率高而茎的消化率低。表2列出了几种不同作物秸秆的化学成分和营养价值。
注:引自阎萍主编的《反刍动物营养与饲料利用》
注:引自阎萍主编的《反刍动物营养与饲料利用》
2 反刍家畜和单胃家畜对农作物秸秆的利用特点
农作物秸秆被动物消化利用的前提是动物消化道内要有内源性纤维素酶系或添加到秸秆饲料中的外源性纤维素酶系。它是一类能够降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称, 是一类复杂的复合物, 故称之为纤维素酶系。反刍家畜瘤胃微生物能分泌纤维素酶系, 因此能直接利用农作物秸秆饲料。而单胃家畜不能分泌纤维素酶系, 不能直接利用农作物秸秆饲料, 必须添加外源性纤维素酶才能利用。反刍家畜在饲用秸秆饲料时, 添加外源性纤维素酶对秸秆的利用更有效。基于反刍家畜和单胃家畜的消化特点, 一直以来, 农作物秸秆用于动物饲料的研究主要集中在反刍家畜 (牛、羊) 上, 对单胃动物研究极少。随着生命科学的发展, 对酶的来源和作用机理研究取得了较大进展, 现逐渐对单胃动物进行了研究。
3 微生物发酵秸秆类饲料的研究进展
3.1 微生物发酵秸秆类饲料的机理
作物秸秆类粗饲料的主要成分是纤维物质, 中性洗涤纤维 (NDF) 约占干物质的70%~80%, 酸性洗涤纤维 (ADF) 约占干物质的50%~60%, 而粗蛋白仅含3%~6%。NDF包括纤维素、半纤维素和木质素, 是植物细胞壁的主要组成部分, 随着植物细胞的老化, 细胞壁变厚, NDF就成为秸秆的主要组成。纯的纤维素能较容易地被瘤胃微生物降解, 但由于木质素密实的结构很难被瘤胃微生物降解, 同时老化的细胞壁主要成分之间存在很强的结合键抵抗微生物的消化, 使纤维素在瘤胃中的消化率很低。因此, 要提高秸秆的消化率, 关键是降解木质素, 保留纤维素。在发酵过程中, 微生物大量生长繁殖, 分泌出各种酶。这些酶通过降解多糖和木质素, 破坏其连接的共价键, 一方面破坏了秸秆难以消化的细胞壁结构, 使与木质素交联在一起的纤维素和半纤维素游离出来;另一方面又使秸秆细胞壁内可利用的碳水化合物和其他营养物质暴露出来, 增加与消化液接触的机会, 从而提高秸秆消化率或瘤胃干物质降解率, 而菌体自身生物量的增长又可以提高蛋白含量。当用微生物发酵以求提高秸秆消化率时, 应选择能降解木质素的微生物, 以真菌效果较好。当用农作物秸秆生产单细胞蛋白时, 应选择能降解纤维素和半纤维素的微生物, 因为农作物秸秆内纤维素和半纤维素的含量高, 生产单细胞蛋白时能提供大量的能量。
3.2 菌种的要求
最初多采用单菌种发酵, 后来有研究者发现多菌种混合发酵效率更高, 但对相应的菌种提出了更高的要求。如:能够分解纤维素;能够利用有机氮转化为菌体蛋白, 合成和分泌更多的营养物质;能够改变原料的适口性;能够产生多种分解酶;不产生有毒物质;具有促生长快的优势特性;菌体耐性高, 不容易自溶分解;如果用固体好氧发酵, 注意选用耐高温的菌株。
3.3 可降解秸秆类农作物的微生物及酶类
3.3.1 细菌
细菌一般是单细胞, 大小约为0.5~3.0 μm, 由于体积小, 细菌具有较大的比表面积, 能使物质快速进入细胞。因此, 细菌往往比真菌多得多, 一些芽胞杆菌能产生芽胞, 抵御高温、辐射及化学灭菌作用。大量研究表明, 一些细菌, 如芽胞杆菌、枯草杆菌、地衣球菌、深黄纤维弧菌、普通纤维弧菌、纤维杆菌、荧光假单胞杆菌、瘤胃球菌等均具有纤维素分解能力。Perrin等估计和比较了在含不同比例的短链、天然链和长链的果寡糖聚合物的半合成环境中, 发现经分裂细菌发酵后, 含短链果寡糖的基质中乳酸和醋酸盐的生物量和产量都较高。一般作物秸秆所含乳酸菌数量极为有限, 添加乳酸菌能加快作物的乳酸发酵, 抑制和杀死其他有害微生物, 达到长期酸贮的目的。在青贮中, 常添加的是同质乳酸菌 (如植物乳杆菌、干酪乳杆菌、啤酒片球菌、粪链球菌等) , 经同质乳酸菌发酵后可产生容易被动物利用的乳酸。乳酸菌是一类能在可发酵碳水化合物 (主要是葡萄糖、乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等) 发酵产生乳酸的厌氧菌或微需氧菌的总称。其生长的适宜温度在20~50 ℃, 适宜水分含量在40%~50%。乳酸菌和酵母菌可共栖培养。研究发现, 加入乳酸菌的青贮饲料pH值、气味、色泽、质地及综合质量优于不加乳酸菌的青贮饲料。当添加量达0.2%时, 饲料能达到优级水平。
3.3.2 放线菌
放线菌很少利用纤维素, 但它们较易利用半纤维素, 并能在一定程度上改变木质素的分子结构, 继而分解溶解的木质素。尽管由于放线菌繁殖慢且降解纤维素和木质素的能力不及真菌, 但在不利的条件下, 放线菌能形成芽胞, 与真菌相比较能耐高温和各种酸碱度, 所以在高温阶段放线菌对分解木质素和纤维素起着重要作用。高温放线菌可以从自然界中许多地方分离出来, 如沙子、成熟堆肥、马粪和果园土中, 主要包括诺卡氏菌属、节杆菌、链霉菌属、高温放线菌属、小单胞菌属。
3.3.3 真菌
真菌对木质纤维的分解起着重要作用。真菌一般可分为嗜温真菌和高温真菌, 大多数的真菌属于嗜温真菌, 在5~37 ℃下生长良好, 最佳温度为25~30 ℃。高温真菌对纤维素、半纤维素和木质素有很强的分解作用, 它们不仅能分泌胞外酶, 而且其菌丝具有机械穿插作用, 共同降解难降解的有机物 (如纤维素和木质素) , 促进生物化学作用。Orly等发现白腐真菌在处理过的培养基中可以提高漆酶的活性和增强木质素的矿化作用。随后发现木霉等纤维降解真菌产生的低分子量短肽可使纤维素发生氧化降解形成短纤维, 有利于纤维素酶的水解作用。
3.3.4 纤维素酶
1850年, Mitcherlich 观察到微生物分解纤维素现象。1906年Relieve在蜗牛化液中发现纤维素酶以来, 纤维素的生物降解问题就引起了全世界的关注[12]。1934年, Cleveland通过欧美散白蚁试验认为是原生生物在寄主体内起着消化纤维素的作用。1945年, 在天然纤维素中发现能降解纤维素的纤维素酶之后, 人们开始关注瘤胃微生物较强的降解纤维素能力。纤维素酶主要由一些能溶解植物组织中的角质层和结晶纤维素酶复合物构成, 是迄今在瘤胃有机物中发现的唯一的专门消化外纤维素的酶。该酶产生于真菌的增殖阶段及游动孢子, 并通过扩散进入细胞外培养基中。但Ware等发现一些纤维素酶补充物不能提高苏丹草和稻草的饲用价值。纤维素酶目前分为3种类型, 即葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶 (纤维二糖酶) 和β-2菌聚糖苷酶。纤维素的水解主要通过多纤维素酶复合体结构来实现, 该复合体主要由关键酶Cx和C1酶通过非共价键形成有组织的复合物。一般认为, C1酶主要作用于天然的晶体纤维, 能从葡聚糖链的非还原端进行水解, 主要产物为纤维二糖。Cx酶是水解酶, 作用于C1酶活化后的纤维素, 不能分解晶体纤维素, 但能以随机方式内切纤维素聚合体产生纤维素糊精、纤维二糖及葡萄糖。这两种酶的作用是相互协同互补的, 而复合体中还存在β-2葡萄糖苷酶, 有效防止了纤维二糖的产物抑制效应。一般认为, 协同作用与酶解底物的结晶度成正比[13]。
3.3.5 半纤维素酶
半纤维素酶是分解半纤维素的一类酶的总称, 主要包括β-2葡聚糖酶、半乳聚糖酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶。这些酶的主要作用就是降解畜禽消化道内的非淀粉多糖, 降低肠道内容物的粘性, 促进营养物质的吸收, 减少畜禽下痢, 从而促进畜禽生长和提高饲料利用率。半纤维素酶主要由各种曲霉、根霉、木霉发酵产生。在饲料工业中应用较多的是β-2葡聚糖酶, 它主要由曲霉、木霉和杆菌属类微生物产生。
3.3.6 木质素酶
木质素的降解酶系是个非常复杂的体系, 其中最重要的木质素降解酶有3种, 即木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶, 另外还有芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶、葡萄糖氧化酶、酚氧化酶、过氧化氢酶等都参与了木质素的降解或对其降解产生一定的影响。宋安东在杂色云芝产木质纤维素酶降解稻草的研究中发现, 杂色云芝产木质纤维素酶显著提高了稻草的营养价值, 并且使秸秆结构发生明显变化。
4 微生物发酵秸秆饲料的操作工艺
微生物发酵秸秆饲料的操作工艺可分为厌氧发酵和需氧发酵、固体发酵和液体发酵等。现在开展的微生物发酵秸秆饲料一般是采用厌氧固体发酵, 其工艺流程如下。 (1) 菌种复活:将菌剂溶于水或1%蔗糖液中, 使菌种复活, 复活菌剂当天用完。 (2) 秸秆切碎或揉搓:养牛用长度为5~8 cm, 养羊用长度为3~5 cm, 有利于装窖秸秆的铺平和压实程度, 以及减少开窖后发酵秸秆的二次发酵程度。 (3) 调节水分:将秸秆水分调节至70%左右。 (4) 铺平与压实。 (5) 密封:可防止在发酵期空气进入, 确保发酵质量。饲喂期每次取完料后, 在发酵料表面铺一层塑料膜, 尽可能减少与空气的接触面积和二次发酵。
5 微生物发酵秸秆在畜牧业中的应用
5.1 反刍动物
孙耀华等试验证明[14], 饲喂纤维素复合酶处理过的半干贮玉米秸秆试验组与喂鲜草组相比较, 对肉牛 (夏洛来肉牛与当地黄牛杂交一代牛) 增重效果显著, 平均日增重2.5 kg, 试验组比对照组平均增重提高20%, 增加经济效益42%。张山林发现[15], 在试验期内, 饲喂氨化麦秸和饲喂微贮麦秸组的肉牛平均增重分别比对照组提高47.7%和47.5%。马效林发现[16], 在暖棚全舍饲条件下, 严冬季节用微贮饲料与氨化饲料育肥肉羊可以获得较高的日增重, 饲喂微贮饲料日增重达143.33 g , 比氨化饲料提高10.40%, 比利用普通麦秸提高30%~70%。饲喂氨化饲料日增重比普通麦秸提高18.39%。试验证明, 粗饲料经微贮或氨化处理后饲喂育肥羊, 饲料报酬明显提高, 微贮与氨化比未处理时分别提高15.46%和10.85%。逮素芬[17]在高效秸秆微生物调制剂发酵农作物秸秆试验中发现, 奶牛饲喂发酵料后, 产奶量比未发酵组提高15%, 但与EM液发酵组、生物酶转化剂发酵组、活杆菌发酵组相比, 差异不显著 (P>0.05) 。刘兴伟[18]用玉米秸秆微贮饲喂辽宁绒山羊发现, 试验组与对照组的后备母羊产绒量差异达到极显著水平;育成母羊、育成公羊、成年母羊的产绒量、体增重, 后备公羊的体增重, 成年母羊所产羔羊的断奶重, 两组差异显著。
5.2 养猪
马一报道[19], 用25%玉米秸秆微生物发酵饲料对30~60 kg猪经过85天的饲养试验, 试验组猪的平均日增重为0.676±0.17 kg , 与对照组的日增重接近, 并且从试验组的肉料比和对照组的肉料比还可以看出, 试验组猪的饲料利用率较高, 与对照组无显著差别。张桂荣用20%的发酵秸秆粉代替精料育肥猪, 试验组和对照组平均日增重分别为840、830 g, 差异不显著 (P>0.05) 。卢兵友[20]用10%、30%、50%青贮玉米秸秆喂猪, 经过153天的试验, 全部试验猪基本达到100 kg/头出栏, 日增重以对照组最大 (559 g) , 其次为10%处理组 (531 g) , 50%组最小, 日增重随青贮玉米秸秆量的添加比例增大而减小。杨德智[21]用微贮玉米秸秆对猪生长进行研究, 在18头15~30 kg阶段生长育肥猪饲料中分别添加15%、25%微贮玉米秸秆, 结果表明, 猪采食率下降了11.3%和18.9%, 日增重下降了31.4 %和42.4%, 饲料转化率也随微贮玉米秸秆添加量增大而下降, 同时饲粮添加微贮玉米秸秆还会影响生长猪对Ca、P的利用, 据此认为在猪饲料中添加微贮玉米秸秆降低了猪的生长性能, 不利于饲粮养分的利用。胡建宏[22]用玉米秸秆微贮后喂猪, 结果表明, 试验组猪的快速生长阶段比对照组猪长22.3天, 且该阶段的平均日增重和最大日增重分别比对照组高37.98 g和43.31 g, 在整个育肥期, 试验组猪平均日增重 (463.89 g) 比对照组 (366.67 g) 提高26.51%, 差异显著 (P<0.05) 。宋金昌[23]等以物理、化学的方法对秸秆类粗饲料进行预处理后接种适宜的微生物饲喂生长肥育猪, 发现两种杂交猪的增重均比较接近, 对照组日增重的绝对值仅比试验组高13 g, 增重2%, 差异不显著 (P>0.05) , 说明用10%发酵秸秆代替饲粮中等量麦麸是可行的。张福友[24]在秸秆发酵饲料饲喂生长猪的试验中发现, 试验1~3组平均日增重、饲料转化率比对照组明显提高, 差异极显著 (P<0.01) 。刘科[25]经试验发现, 用发酵活杆菌发酵秸秆喂断乳后的仔猪, 经过70天的饲喂, 试验组每头日增重0.310 kg, 比对照组多增重0.087 kg, 料重比3.36 ∶1, 对照组为3.98 ∶1, 采食量试验组高于对照组0.09 kg。通过A、B两组育肥猪的试验结果表明, 张书杰[26]用20%发酵玉米秸秆粉代替部分精料饲喂育肥猪, 试验组平均日增重840 g, 对照组平均增重830 g, 差异不显著 (P>0.05) 。
6 微生物发酵农作物秸秆存在的问题及研究重点
陈翠微等[27]认为, 微生物发酵秸秆面临三大困难, 一是秸秆的纤维素、木质素与蜡质紧密结合在一起, 抑制和降低了各种酶的活性;二是难以选育纤维素酶产量高的菌种;三是必须解决发酵过程中降解终产物对酶的合成及其活性产生反馈抑制的问题。冯仰廉研究发现[28], 如果菌种选择不当, 会造成瘤胃微生物菌群的紊乱。由于干枯秸秆中不含胡萝卜素, 会造成维生素A缺乏症, 使牛的生长速度变慢和母牛的繁殖率下降, 因此应在日粮中添加维生素A。同时, 秸秆在瘤胃中被消化后的终产物主要是乙酸, 从可供小肠吸收的葡萄糖量分析, 仍不能满足能量和日增重的需要, 因此还应在日粮中保证有一定数量的精料, 在有条件的牛场可采用对玉米等高淀粉精料进行过瘤胃保护的技术处理, 以降低淀粉在瘤胃中的降解率, 增加进入小肠的淀粉量。
微生物饲料 篇5
利用作物秸秆生产微生物饲料的研究综述
开发利用微生物发酵农作物秸秆生产蛋白饲料的开发研究,不仅可以解决蛋白饲料的`严重不足,缓解人富争粮的矛盾,促进畜牧业的发展,还可以促使我国的畜牧业结构从“精料型”向“节粮型”发展,利用微生物发酵生产高酶活单细胞蛋白的资源,提高现有的资源利用率和补充蛋白资源的不足的最有发展前途的途径.因此它既具有重要的理论指导意义和社会效益,又具有巨大的经济效益.
作 者：张秀云 作者单位：莱芜职业技术学院信息工程系刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(14)分类号：S8关键词：玉米秸秆 混合发酵 微生物饲料
开家生物蛋白饲料专卖店 篇6
市场分析
我国是农业大国，养殖业已成为广大农户增加经济收入的支柱产业。然而近年来由于粮价上涨，畜禽产品相对价格偏低，养殖效益一直处于微利状态，严重挫伤了养殖户的积极性；另一方面，目前的畜牧业生产中，大多采用抗生素来防治疾病，畜禽产品中出现大量的药物残留，直接影响人类健康，无论在国内市场，还是国外市场，畜禽产品销售均受到一定程度的制约。若采用现代生物发酵技术，加工生物活性饲料发展养殖，可完全克服上述两种弊端，具有很高的社会效益和经济效益，市场前景广阔。
产品特点
生物饲料生产采用有益微生物菌群发酵。基本原料为各种植物秸秆、鸡粪、麦麸、菜粕、棉粕等。资源广泛，价格低廉。加工出的优质生物蛋白饲料可完全替代豆粕及鱼粉等价格昂贵植物，动物蛋白原料，可广泛用于喂养猪、牛、羊、鸡等。
以养猪为例，采用生物饲料配制的全价料饲养育肥猪同传统方法比，按目前市场销售价格计算，每头猪净利润增加近一百元。 生物发酵饲料除含有丰富的动物所需活性蛋白质外，还含有八十余种有益微生物，可优先争夺肠道定居点，断绝病原菌生长繁殖，而且生物发酵饲料在动物肠道中释放干扰素及免疫活性因子，提高机体自身免疫能力。
用生物饲料养畜禽可免去添加各类抗生素药物，生产出绿色畜禽产品，具有很强的市场竞争力。 另外，应用生物饲料养殖，畜禽粪便无臭味，圈舍苍蝇明显减少，没有肠炎、痢疾等细菌性疾病发生，可净化饲养环境。
投资参考
每公斤生物发酵饲料只须购置一台秸秆粉碎机及根据生产规模修建几个水泥发酵池。
效益分析
每公斤发酵饲料综合成本为0.6元，外销价1.0元，如以临时准备2000公斤计算，年（300天）利润为24万元。
营销策略
微生物发酵饲料的研究与应用 篇7
关键词：发酵饲料,微生物,脱毒
微生物发酵饲料近年来发展迅速。用生物技术特别是微生物发酵技术来开发新型饲料资源、生产蛋白质饲料和新型添加剂越来越受到人们的重视。特别是进人21世纪后, 利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨基酸、维生素、抗生素和益生菌微生物制剂等饲料产品的使用使发酵工程技术在饲料工业中得到了更广泛的应用可以弥补常规饲料中容易缺乏的氨基酸, 而且能使其它粗饲料原料营养成份迅速转化, 达到增强消化吸收利用效果。
1 微生物发酵饲料分类及原料来源
微生物发酵饲料现已应用的十分广泛, 主要分为四大类:第一类是固态发酵饲料, 就是利用微生物的发酵作用来改变饲料原料的理化性状, 或提高消化吸收率、延长贮存时间, 或变废为宝, 将秕壳残渣变为饲料, 或解毒脱毒, 将有毒饼粕转变为无毒、低毒的饲料, 这一类发酵饲料包括青贮、微贮、粗饲料与担子菌发酵、畜微型藻饲料等;第三类是利用现代化的微生物工程, 发酵积累微生物有用的中间代谢产物或特殊代谢产物, 以此生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等;第四类是培养繁殖可以直接饲用的微生物, 制备活菌制剂 (又称微生态制剂、益生素等) 。
最常见的发酵原料主要包括薯类、籽实类、糠麸类、渣粕类 (各种薯渣、玉米渣、脚粉、柑橘渣、甜菜渣、某些草粉等) 、饼粕类 (如棉籽饼、菜籽饼、油茶资饼、蓖麻饼等) , 还有秸杆类、粪便、及动物下脚料等等。
2 微生物发酵饲料常用的菌种及功能
我国微生物资源丰富, 用于发酵工业的微生物主要包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。饲料工业常用的细菌包括有枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等, 其适宜的生长温度是30~37℃, 适宜的p H值为7.0~7.2;常用的放线菌其适宜的生长温度是25~30℃, 适宜的p H值为7.0~7.2;常用的酵母菌包括啤酒酵母、假丝酵母和红酵母, 其适宜的生长温度是24~32℃, 适宜的p H值为3.0~6.0;常用的霉菌包括黑曲霉、米曲霉、白地霉和木霉, 其适宜的生长温度是25~30℃, 适宜的p H值为3.0~6.0。酵母或细菌等单细胞菌类能够产生单细胞蛋白 (SPC) , 多细胞的丝状真菌类能够产生菌体蛋白 (M BP) , 此两者都可用做人和动物的蛋白补充剂, 从而也在很大程度上弥补了我国蛋白饲料短缺的现状。
3 微生物发酵的分类
发酵根据获得产品的不同可分为微生物酶发酵, 微生物菌体发酵, 微生物代谢产物发酵, 微生物的转化发酵, 生物工程细胞的发酵[1]。根据微生物的种类不同可分为厌氧发酵和好氧发酵, 厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气, 如乳酸杆菌引起的乳酸发酵梭状芽孢杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等;好氧性发酵需要在发酵过程中不断的通入一定量的空气, 如利用黑曲霉进行的柠檬酸发酵, 利用棒状杆菌进行的谷氨酸发酵, 利用黄单胞菌进行的多糖发酵等。根据培养基的不同可分为固体发酵和液体发酵。根据设备分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。
4 微生物发酵的优越性
4.1 发酵脱毒
多数情况下微生物的代谢产物可以降低饲料中毒素含量, 例如甘露聚糖可以有效地降解黄曲霉B1等, 而钟英长教授[2]筛选的曲霉属、串珠霉属等5个菌株能有效的降低发酵绵粕中游离棉酚的含量。
4.2 改变蛋白质的品质
微生物可以分解品质较差的植物性或动物性蛋白质, 合成品质较好的微生物蛋白质, 例如活性肽、寡肽等。
4.3 产生促生长因子
不同的菌种发酵饲料后所产生的促生长因子含量不同, 这些促生长因子主要有有机酸、B族维生素和未知生长因子等等。
4.4 降低粗纤维
一般发酵水平可使发酵基料的粗纤维含量降低12~16个百分点, 增加适口性和消化率。Carlson[3]的研究报道, 发酵后饲料中的植酸磷或无机磷酸盐被降解或析出, 变成了易被动物吸收的游离磷。
5 微生物发酵饲料在畜禽上的应用
5.1 在反刍动物上的应用
赵华[4]等实验结果显示, 试验期间饲喂氨基酸发酵剂发酵饲料的试验组.每头泌乳牛平均日产标准乳21.68kg, 未饲喂发酵饲料的对照组, 每头泌乳牛平均日产标准乳19.47kg, 试验组比对照组提高产奶量l1.4%, 差异极显著 (P
5.2 在猪上的应用
何谦[6]等饲喂发酵饲料后动物肠道中大肠杆菌数下降, 而肠道优势乳酸菌群数目上升。实验还发现发酵后的基础日粮游离磷比发酵前提高了63.5%, 提高了植酸磷的可利用水平, 因而可减少植酸酶, 降低饲料成本。发酵后蛋白质被乳酸菌降解利用, 成为小分子的胨或肽, 更有利于仔猪的消化吸收。Kobashi[7]等对仔猪饲喂液体发酵饲料后发现, 液体发酵饲料会引起肠道内的乳酸菌数目的增加, 这就暗示液体发酵饲料可能减少有害菌。
5.3 在家禽上的应用
在肉鸡日粮中适当添加玉米秸秆粉发酵饲料, 不仅降低了饲料成本, 而且由于减少投药, 改善了肉的品质, 为生产绿色肉鸡产品提供了一个有效途径[8]。朱立国在用发酵饲料对肉鸭的饲养实验中表明, 发酵饲料可以提高适口性、降低料肉比、提高了屠宰性能、降低了饲料成本等等[9]。
5.4 在海产养殖中的应用
对石斑鱼配合饲料中发酵豆粕和豆粕部分替代鱼粉的研究, 结果表明, 在石斑鱼饲料中添加14%发酵豆粕, 其增重率与对照组比较没有显著差异 (P>0.05) , 以后随着豆粕添加量的上升, 增重率显著下降 (P<0.05) [10]。周国忠[11]在鱼饵料中补加35%瘤胃饲料节省精料可观, 这对节粮养鱼有很大的经济饲用价值, 很适于养鱼业推广应用。
6 展望
人们对微生物发酵饲料的逐渐认识, 会慢慢的解决发酵饲料存在的问题, 比如设备简陋、发酵条件差, 发酵原料没有消毒或有的已经霉变, 发酵菌种的污染等等。随着当前饲料行业的蓬勃发展, 饲料逐步向低药低残留发展, 畜禽、水产品也渐渐迈向绿色产业革命, 因此, 生物饲料也必然成为大势所趋。众多学科如分子生物学、微生物学、发酵工程学、仪器科学、自动化科学的发展, 也将使微生物发酵饲料成为一种新型动物能源得到巨大发展, 造福人类。
参考文献
[1]张日俊.现代饲料生物技术[M].北京:化学工业出版社, 2009, 34~35
[2]余伯良.发酵饲料生产与应用新技术[M].北京:中国农业出版社, 1999, 150
[3]Carlson D, Poulsen H D.Phytate degradation in soaked and fermented liquid feed-effect of diet, time of soaking, heat treat-ment, phytase activity, pH and temperature[J].Animal Feed Scienceand Technology, 2003, 103:141~154
[4]赵华, 张玲, 张娜.利用氨基酸发酵剂发酵饲料饲喂泌乳牛试验[J].中国奶牛, 2004, 3:27~28
[5]张乃锋, 等.果渣生物发酵和肉羊饲喂效果的研究[J].中国草食动物, 2004, 134~137
[6]何谦, 等.发酵饲料对规模化猪场断奶仔猪生产性能的影响[J].畜牧与兽医2008, 40 (6) :62~64
[7]Kobashi Y, Ohmori H, Tajima K, Kawashima T, Uchiyama H.Anaerobe.Reduc-tion of chlortetracycline-resistant Escherichia coli in weaned piglets fed fermented liquid feed.Anaerobe, 2008Oct;14 (4) :201-4.Epub2008Jul30
[8]张桂荣, 等.肉仔鸡饲喂玉米秸秆粉发酵饲料初探[J].中国家禽, 2003, 25 (l4) :17~18
[9]朱立国.肉鸭微生物发酵饲料的工艺研究及应用[D]
[10]Luo Zhi, Liu Yongjian, MAI Kangsen.Partial Replacement of Fish Meal by Soybean Protain in Diets for Grouper Epinephelus Coioides Juveniles[J].Journal of Fisheries of China, 2004, 28 (2) :75~81
微生物饲料 篇8
一、我国微生物饲料的应用现状
国外20世纪60年代初就开始研究开发微生物饲料。目前, 美、日、欧洲、中南美洲、东南亚等地均在使用, 并有推广普及的发展趋势。近年来, 我国微生物饲料的发展也十分迅猛, 前景广阔。
1. 我国微生物饲料应用的菌种
我国于1994年批准使用的益生菌有6种, 包括芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、黑曲霉和米曲霉。目前实际应用的菌株远远不止这几种, 但最常用的仍为芽孢杆菌属、乳酸杆菌属、酵母菌属和粪链球菌属等。乳酸杆菌具有产酸、耐酸、不耐热、产生抑菌素、为动物肠道内正常菌群等特点;粪链球菌为正常存在的微生物;而芽孢杆菌属和酵母菌属仅零星存在于肠道中。芽抱杆菌具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性, 可明显提高动物生产速度和饲料利用率, 在饲料加工过程及酸性环境中有较高的稳定性, 在肠道环境下增殖, 我国已应用于生产的需氧芽孢杆菌主要有蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌。酵母类可为动物提供蛋白质, 帮助消化, 刺激有益菌的生长, 抑制病原微生物繁殖, 提高机体免疫力和抗病力, 对防治畜禽消化道系统疾病起有益作用, 主要应用的有啤酒酵母和石油酵母。其他还有光合细菌、拟杆菌、木霉等。
2. 微生物饲料选用菌种的原则
(1) 菌种必须是安全的必须用本动物或实验动物做急性、亚急性毒性实验、致畸致残等试验只有安全性好的菌株才能作为生产菌种。
(2) 必须能在畜禽肠道内存活能适应肠道的环境条件并能进行新陈代谢活动, 最好是来自动物体内的正常菌群。
(3) 必须是活菌在生产使用及储存过程中, 易于生产和保持其活动状态。
(4) 菌数必需有一定量由于肠道环境的复杂性, 微生物饲料中所用的菌必需达到一定的量, 才能保证其存活和发挥作用。
3. 微生物饲料的作用机理
(1) 竞争性抑制包括营养和定殖位点 (阻止有害微生物在肠黏膜附着与繁殖) 的竞争。健康畜禽肠道内生长着各种各样的微生物群落, 各种微生物群落之间相互依存、相互制约, 构成畜禽肠道内微生态平衡状态, 建立一个正常且平衡良好的肠道微生物区系对抵御病原性微生物感染具有十分重要的作用。由于微生物之间存在着相互作用, 某一生态系统中现存的微生物会阻止新的微生物在这一部位的入侵, 如嗜酸乳杆菌对猪肠道上皮的亲附能力非常强, 从而减少大肠杆菌与肠道上皮结合的机会。因此对那些菌群形成迟缓或有障碍的幼小动物服用微生物制剂有着十分重要的意义。
(2) 抑制病原性生物生长通过产生有机酸如乳酸和乙酸使消化道内p H值降低, 抑制其他病原性生物生长, 从而保持或恢复肠道内微生物群落的平衡, 达到防病促生长的目的。
(3) 抑菌作用许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素, 如乳酸链球菌肽等, 这些多肽类物质能抑制沙门氏菌、志贺氏菌、绿脓杆菌和大肠杆菌的生长。在某些条件下, 有些乳酸菌可以产生少量的过氧化氢, 过氧化氢可以抑制许多细菌的生长, 尤其是革兰氏阴性病原菌。这是由于大肠内的乳酸过氧化氢酶-硫氨酸盐反应系统被激活的结果, 其反应产物可以抑制细菌的生长, 也可以形成酸性环境, 从而起到杀菌的作用。另外有些有益微生物可以产生溶菌酶, 从而抑制病原菌的生长。
(4) 补充营养成分直接饲用微生物制剂中的有益菌在肠道内代谢可产生多种消化酶、氨基酸、维生素 (K、C、B1、B2、泛酸、烟酸、生物素、肌醇和叶酸等) 以及其他一些代谢产物作为营养物质被畜禽机体吸收利用, 从而促进畜禽的生长发育和增重。
(5) 防止有害物质的产生由于直接饲用微生物能促进营养物质的消化吸收, 因而可减少氨和其他腐败物质的产生。研究表明:饲喂微生态制剂可以减少肠内容物、粪便、门静脉中的氨含量以及肠内容物中的对甲酚、吲哚、3-甲基吲哚等腐败物质的含量, 缓解粪便臭味, 净化畜禽环境。此外, 直接饲用微生态制剂有益菌在肠道内能生长形成致密性膜菌群, 形成生物屏幕, 防止有害物质和废物的吸收。
(6) 提高机体免疫功能微生态制剂中的有益菌是良好的免疫激活剂, 它们能刺激肠道免疫器官生长, 激发机体发生体液免疫和细胞免疫。直接饲用微生物可以提高畜禽抗体水平或提高巨噬细胞的活性, 增强免疫功能, 及时杀灭侵入体内致病菌, 从而防止疾病的发生。
4. 微生物饲料的生产工艺
(1) 固体表面发酵法是把固体表面培养的菌落与载体按比例混合干燥制成, 此法产量低, 劳动强度大, 易染菌, 不适于工业化生产, 但投资少。
(2) 大罐液体发酵法主要适用于芽孢杆菌等好氧微生物的生产。其工艺流程是:菌种接种培养→种子罐培养→发酵罐→排放培养液→加入适量载体干燥→粉碎→过筛→质量检验→益生菌成品。但每个菌种生产的具体工艺有所不同。此法适用于工业化生产, 便于无菌操作, 但成本高。
(3) 厌氧发酵主要适用于双歧杆菌等绝对厌氧菌的生产。
5. 我国发展微生物饲料的优势
(1) 发展微生物饲料, 我国有着丰富的资源优势我国
能用于生产菌体蛋白的原料十分丰富, 仅食品工业废水、废渣利用起来, 就可年产饲料酵母和其他饲料产品上百万吨。我国每年的纤维素资源约有50亿t。其中农作物秸秆 (麦秸、稻草、玉米秸等) 就达5亿t左右, 若将秸秆进行微生物处理, 则可大大提高动物的消化利用率。
(2) 微生物饲料在我国有巨大的市场潜力长期以来,
我国存在着人多粮少、能源匮乏等隐患, 但这也表明微生物饲料在我国具有巨大的市场潜力。同时, 随着我国高效率、规模化、集约化的畜牧生产体系逐渐形成, 也为微生物饲料的推广带来了巨大的商业契机。
(3) 微生物饲料得到了深入研究和大力推广在菌种、
工艺、设备、加工等方面, 已研究成功一些方法, 包埋、微囊化, 制粒技术也取得了很大进步。
(4) 生物技术的迅猛发展, 促进了生物饲料的发展如
防基因工程的发展, 将芽孢菌中的芽孢移植到无芽孢的乳酸菌属上, 使之变成耐高温的菌种, 或者从菌种的组合和筛选方面考虑以芽抱杆菌属替代乳酸菌属, 便可以从根本上解决制粒过程中微生物受到破坏的问题, 并可以发挥其多重功效。
二、我国微生物饲料的发展趋势
目前, 微生物饲料在我国已得到了广泛应用。随着人们对微生物饲料、畜产品质量重视程度的加强以及生物技术的迅速发展, 微生物饲料将向以下几个方向发展:
1. 对菌种的要求考虑更加全面
今后的微生物饲料, 不光要考虑到其增重效果, 还要考虑其安全性、长效性、多效性、广泛性、高效性和针对性。如控制臭味, 改善和控制氮、磷的环境污染等因素。
2. 菌种由单一菌株向复合菌株或基因工程菌发展
有益微生物 (EM) 即是由光合细菌、放线菌、乳酸菌及发酵型丝状真菌等多种微生物培养而成的复合微生物制剂。基因工程菌则向抗逆性强、多功能和生长快等特点发展。
3. 功能由单一功效向多功效方向发展
微生物饲料不应停留在单一功能上, 而应同时考虑具有促生长、防治疾病、消除粪便臭味等多重效果。
4. 使用的对象和方法更加细化
使用对象应针对不同动物、不同生长阶段、不同生产用途的不同情况有所不同。如适用于单胃动物的微生物所用菌株一般为乳酸菌、芽抱杆菌、酵母等, 而适于反刍动物的却是真菌酵母。
5. 根据菌种的不同特点设计不同产品
微生物饲料 篇9
1 微生物发酵的原理
用微生物方法处理粗饲料 (如秸杆) 的目的有三:一是通过微生物处理, 提高秸杆饲料的消化率, 以便用来作为草食动物的基础饲料;二是以秸杆为能量, 用微生物处理生产单细胞蛋白质饲料;三是利用微生物发酵来贮存秸杆。
微生物发酵秸秆饲料的原理是利用高活性微生物菌剂对秸杆进行发酵。在发酵中主要使用的有霉菌、酵母及细菌的一些类群。一方面发酵菌在适宜的厌氧环境下大量生长繁殖, 分泌出各种酶。这些酶通过降解多糖和木质素, 破坏其连接的共价键, 破坏了秸秆难消化的细胞壁结构, 使与木质素交联在一起的纤维素和半纤维素游离出来, 从而使秸秆细胞壁内可利用的碳水化合物和其它营养物质暴露出来, 增加与消化液接触的机会, 提高秸秆消化率或瘤胃干物质降解率, 同时又将饲料中纤维物质、淀粉及果胶等转化为各种糖类;另一方面酵母和乳酸类等有益细菌会利用分解菌类分解出来的糖类物质作为自己生长繁殖的营养物质。这些有益细菌在秸杆发酵过程中不但会通过产生乳酸、醋酸和丙酸等降低p H值来抑制有害细菌的生长, 还会将饲料的某些成分进一步合成营养价值较高或适口性较好的物质, 如蛋白质、氨基酸、维生素、有机酸、未知促生长因子等。
2 发酵菌种类及其特点
在生产中都采用多菌种混合发酵的方式。对发酵菌种要求是能够分解纤维素;能够利用有机氮转化为菌体蛋白, 合成和分泌更多的营养物质;能够改变原料的适口性;能够产生多种分解酶;不产生有毒物质;具有促生长的优势特性;菌体耐性高, 不容易自溶分解。如果用固体好氧发酵, 应选用耐高温的菌株。目前使用的发酵菌有霉菌、酵母菌、乳酸菌及放线菌等。
霉菌的孢子在可发酵碳水化合物 (淀粉、纤维素、半纤维素) 的表面在适宜的温湿条件下, 发芽、长出菌丝并由外及里的延伸。同时, 在此过程中菌丝分泌酶类, 消化吸收原料养分, 合成菌体、维生素 (尤其是VB2、叶酸、VB12等) 。霉菌能分泌淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶等促进纤维物质、淀粉等原料养分的降解, 释放出能够被乳酸菌、酵母菌利用的单、双糖类;酵母的发酵有有氧发酵和无氧发酵, 其主要产物有乙酸、乳酸、琥珀酸、乙醇等。酵母菌利用糖分和无机盐在极短的时间内合成蛋白质, 而且合成的蛋白质营养价值与动物性蛋白相近;乳酸菌是一类能从可发酵碳水化合物 (主要是葡萄糖、乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等) 产生乳酸的厌氧菌或微需氧菌总称;放线菌大多能产生抗菌素, 具有很强的分解纤维素的能力, 能利用葡萄糖、麦芽糖、甘油、无机胺盐、尿素、硝酸盐等, 难以利用乳糖。
3 微生物发酵秸秆饲料的操作工艺
微生物发酵秸秆饲料的操作工艺可分为厌氧发酵、需氧发酵、固体发酵和液体发酵等。现在开展的微生物发酵秸秆饲料—般是采用厌氧固体发酵, 其工艺流程如下:
菌种复活→菌液→均匀喷洒
↓
秸杆切碎或揉搓→调节水分→装窖铺平压实→密封→发酵→饲喂
技术要点: (1) 菌种的复活是将菌种放入1%的糖水中常温下放置1~2 h后将复活好的剂倒入充分溶解的0.8%~1.0%食盐水中搅匀 (食盐、水、菌种用量见表1) ; (2) 秸秆切短时养羊用3~5 cm, 养牛用5~8 cm, 这样易于压实和提高贮窖的利用率, 保证饲料制作质量; (3) 秸杆入窖时先在窖底辅放20~30 cm厚的秸秆, 均匀喷洒菌液水, 压实后再辅放20~30 cm厚秸秆, 再喷洒菌液压实, 直到高于窖口40 cm再封口。分层压实的目的, 是为了排出秸秆中和空隙中的空气, 给发酵菌繁殖制造厌氧条件; (4) 在秸秆分层压实直到高出窖口30~40 cm后封窖, 在最上面一层均匀洒上食盐, 再压实后盖上塑料薄膜。食盐的用量为250 g/m2, 其目的是确保微贮饲料上部不发生霉烂变质。盖上塑料薄膜后, 在上面撤20~30 cm的秸秆, 覆土15~20 cm, 密封。密封的目的是为隔绝空气与秸秆接触, 保证微贮窖内呈厌氧状态。加入糖水等营养物质目的是为了为早期的微生物发酵提供养份; (5) 微贮饲料含水量要求在60%~70%, 气温较高的季节封窖21 d, 较低季节封窖30 d, 即可完成发酵 (-10℃以下不可搞微贮) , 可开窖取料喂家畜。
kg、g、kg、L、%
5 影响微生物发酵的因素
5.1 原料的因素
首先是秸秆的粉碎, 其目的是提高微生物和原料的接触面积、释放原料中的营养物质、使动物容易消化。但若粉碎过细, 不仅增加动能消耗、使工作环境的粉尘难于处理, 而且发酵过程中因通风不足容易引起酸败, 细菌大量繁殖。若粒度过大, 纤维降解菌无法越过植物秸秆表面的蜡质或硅质接触纤维素使纤维降解率降低, 秸秆中的营养物质也无法释放, 微生物生长缓慢, 严重影响发酵过程, 动物无法利用 (李彩霞, 2000) 。
其次要有合理的碳氮比。在秸杆的发酵中碳源比较好满足, 最不好把握的是氮源。碳源主要由水溶性碳水化合物 (葡萄糖、果糖、果聚糖、蔗糖、蜜三糖、水苏糖等) 和纤维素分解菌所分解纤维素和半纤维素提供, 氮源物质大多使用尿素、硫酸铵、磷酸铵、硝酸铵或氯化铵。李日强等 (2001) 报道:尿素和硫酸胺的添加量与发酵产物的真蛋白含量呈抛物线的关系, 且以尿素效果较好。当尿素添加量为2%时, 发酵产物的真蛋白含量最高。
5.2 发酵条件的影响
首先是温度对发酵的影响。一方面随温度上升, 细胞中的生物化学反应速率和生长速率加快;另一方面机体的重要组分, 如蛋白质、核酸等对温度都较敏感, 若温度升高, 它可能遭受不可逆的破坏。温度过高会降低秸秆木质素的降解率和瘤胃干物质消化率, 温度过低会导致固体发酵进度缓慢。有人报道, 绝大多数真菌的发酵温度范围为25~35℃。
其次是硝酸盐。硝酸盐对发酵有正负两方面的影响, 正面影响是硝酸盐转变成二氧化氮、抑制梭菌发酵, 有些乳酸菌加植物乳杆菌有这种作用;负面影响是硝酸盐还原成氮, 提高发酵的缓冲力, 有些梭菌有这种作用。当硝酸盐含量为6~10 g/kg DM时, 梭菌被抑制, 但当硝酸盐含量低于或高于这个水平则不发生抑制, 因此硝酸盐含量能够对青贮中产生丁酸的梭菌发育有明显的影响。这种抑制作用是由于亚硝酸盐造成的, 亚硝酸盐是硝酸盐到氮还原过程中的中间产物, 一旦亚硝酸盐消除, 梭菌就会增殖。受到干旱的植物硝酸盐含量较高, 植物在夜间硝酸盐积累也较多, 增加刈割时留茬高度及日出刈割可降低植物硝酸盐含量。
第三是氧气。当饲料发酵时, 只有在达到并维持厌氧条件乳酸菌才能控制发酵, 理想的发酵是贮存后就密封, 但这很不切合实际情况, 实际上氧气或多或少都存在着, 它能造成氧化损失, 所以要尽可能压实、把空气排除掉、防止空气进入。
此外, 水分含量过低会使菌丝的生长受到抑制, 但水分含量过高会影响O2通入和产生的CO2排除以及热量的散失, 对菌株的生长也不利。
6 微生物发酵存在的问题
目前微生物发酵秸秆饲料的研究存在以下问题: (1) 研究的领域窄, 现多集中于反刍家畜; (2) 缺乏科学统一的评价体系, 其品质的研究仅限于一部分物理特性、化学特性, 忽略了其生物学特性这一发酵秸秆饲料的重要特性; (3) 因发酵菌种、工艺、管理等因素的不同, 其发酵品质差异很大。同样也导致了在生产中利用发酵饲料的效果差异很大; (4) 对微生物菌种及其相应的发酵工艺缺乏比较深入的研究; (5发酵秸秆饲料对各类家畜的营养作用缺乏比较深入的研究。
在以后的研究中应对以下几个方面进行深入研究: (1) 秸杆发酵饲料的生产工艺和发酵菌种的筛选; (2) 对发酵饲料的评价体系应从反刍和单胃两种动物进行考虑, 它们对发酵饲料的利用有其自身的特点; (3) 对发酵饲料中的生物活性物质、营养以外的许多因子需进行深入研究。
7 小结
随着农业产业结构调整过程中草食家畜的快速发展, 我国对秸杆饲料的需求量与日俱增。秸秆资源是尚未充分开发利用的最大量的碳水化合物资源, 而微生物是尚未充分开发利用的三大生物资源之一。微生物发酵秸秆饲料将上述两者有机结合、统一起来, 将两者所具有的优势巧妙地开发出来, 加强其基础理论研究和应用研究、为秸秆资源和微生物资源的开发利用提供了广阔的前景。
摘要：主要阐述微生物发酵秸杆饲料的机理、微生物菌种的种类及特点、微生物发酵的因素和存在的问题及研究热点。
关键词：微生物发酵,秸杆饲料,菌种
参考文献
[1]Grent E, Besle J M.Microbes and fiber degridation.Rumen Microbia Metabolism and Ruminant Digestion, 1991
[2]杨永明, 卢德勋, 卢援.微生物发酵秸秆饲料的研究现状及展望.饲料工业, 2002 (2) :14～18
[3]闵晓梅.白腐真菌处理秸秆的研究.饲料研究, 2000 (9) :7～9
[4]王加启.关于微生物处理秸杆的几个概念.国外畜牧科技, 1997 (1) :8～9
[5]李丽立, 杨坤明主编.现代生物技术与畜牧业.北京:科学出版社, 2002
[6]李彩霞.微生态高蛋白玉米秸秆饲料开发研究.甘肃农业科技, 2000 (5) :39～42
[7]郭兴华主编.益生菌基础与应用.北京:科学技术出版社, 2002
[8]李日强.不同菌株固态发酵玉米秸杆生产饲料蛋白的比较研究.生态学报, 2001 (21) :1512～1518
[9]周亚樵.用农作物秸秆生产单细胞蛋白的研究.中国饲料, 2000 (8) :11～13
微生物饲料 篇10
1 材料与方法
1.1 试验材料
将风干稻草切碎2~3 cm, 按稻草300 kg, 食盐2.55 kg, 尿素6 kg, 红糖1.5 kg, 复合微量元素0.6 kg, 复合维生素0.18 kg配方配制发酵基料, 用本研究团队开发的秸秆发酵微生物菌剂进行发酵。菌剂使用量为0.3%, 水分添加量分别为40%、50%、60%、70%。发酵时间为10、20、32 d。分别采集样品, 置于65℃的恒温烘箱烘干至恒重, 粉碎过Φ2 mm筛, 放入密封样本瓶中备用。以不添加水分、不发酵为对照组。
1.2 试验动物及日粮
选择体重为50~60 kg, 安装有永久性瘤胃瘘管的贵州黑山羊3只, 采用单因素随机试验设计, 进行干物质降解率测定。试验日粮由精料配合饲料和青草组成, 精料日喂量300 g/只, 青草自由采食。试验用精料配方及其营养成分含量见表1。试验山羊单笼饲养, 日喂料2次 (早上07:30和下午16:00) , 自由饮水。
1.3 测定方法
称取被测饲料3 g放入6.0 cm×10.5 cm的尼龙袋内, 每3个袋绑在1根约50 cm长的尼龙线上。放袋后每隔4、8、16、24、48、72、96 h各取出1根尼龙线, 用水冲洗至水清, 然后在65℃下烘至恒重, 称重。取0 h的样本, 按照上述方法进行清洗、烘干、称重。饲料干物质消失率=[样本干物质量-消化后残渣干物质量]×100/样本干物质量。
1.4 数据分析处理
用Fitcurve6软件计算样本在瘤胃内各个培养时间点的干物质消失率。利用SAS for Windows 9.1软件进行数据的差异显著性检验, 各指标以平均数±标准差表示。各组间差异显著性用Duncan’s方法进行比较。指标差异显著判断标准为P<0.05。
2 结果
2.1 发酵10 d饲料干物质在山羊瘤胃内的消失率
从表2结果看出:稻草微生物饲料水分添加量不同, 其干物质消失率的快慢也不一样。水分添加量组的饲料干物质消失率均高于对照组 (P<0.05) ;除40%组0 h外, 以60%组的饲料在各时间点的干物质消失率均比其他组高。60%组的饲料在0、4、8、16、24、48、72、96 h的干物质消失率分别比对照组高70.67% (P<0.05) 、39.77% (P<0.05) 、44.07% (P<0.05) 、33.24% (P<0.05) 、35.71% (P<0.05) 、16.75% (P<0.05) 、13.29% (P<0.05) 和10.94% (P<0.05) , 均达到差异显著水平;与其他水分添加量组差异不显著 (P>0.05) 。
注:表中数据为平均值±标准差;同行数据中肩标相同字母者表示差异不显著 (P>0.05) , 肩标不同字母 (相邻) 表示差异显著 (P<0.05) 。
2.2 发酵20 d饲料干物质在山羊瘤胃内的消失率
发酵0 d和发酵20 d的稻草微生物饲料在瘤胃中各时间点的干物质消失率见表3。发酵20 d的饲料干物质消失率明显高于对照组, 除70%组0 h外, 以60%组的饲料干物质消失率最高, 在0、4、8、16、24、48、72、96 h分别比对照组高92.00% (P<0.01) 、50.00% (P<0.01) 、82.90% (P<0.01) 、76.62% (P<0.01) 、67.65% (P<0.01) 、41.74% (P<0.05) 、37.79% (P<0.05) 和34.63% (P<0.05) ;比40%组高3.69% (P<0.05) 、0.15% (P>0.05) 、21.38% (P<0.05) 、19.96% (P<0.05) 、16.68% (P<0.05) 、10.04% (P<0.05) 、9.39% (P<0.05) 、7.16% (P<0.05) ;比50%组高2.77% (P>0.05) 、2.51% (P>0.05) 、20.59% (P<0.05) 、17.77% (P<0.05) 、12.42% (P<0.05) 、9.30% (P<0.05) 、8.73% (P<0.05) 、6.00% (P<0.05) ;与70%组差异不显著 (P>0.05) 。
注:表中数据为平均值±标准差;同行数据中肩标相同字母 (含2个字母肩标有1个相同字母) 者表示差异不显著 (P>0.05) , 肩标不同字母 (相邻) 表示差异显著 (P<0.05) , 肩标不同字母 (相间) 表示差异极显著 (P<0.01) 。
2.3 发酵32 d饲料干物质在山羊瘤胃内的消失率
从5组数据的干物质消失率来看, 除70%组0 h外, 60%组的饲料在每个不同时间点的干物质消失率明显高于其他处理组, 在0、4、8、16、24、48、72、96 h分别比对照组高113% (P<0.01) 、73.56% (P<0.01) 、100% (P<0.01) 、89.11% (P<0.01) 、82.71% (P<0.01) 、49.36% (P<0.05) 、45.57% (P<0.05) 和42.68% (P<0.05) ;比40%组高2.40% (P>0.05) 、3.07% (P>0.05) 、7.98% (P<0.05) 、7.63% (P<0.05) 、8.13% (P<0.05) 、7.48% (P<0.05) 、8.76% (P<0.05) 和7.36% (P<0.05) ;比50%组高2.07% (P>0.05) 、6.79% (P<0.05) 、4.51% (P>0.05) 、6.65% (P<0.05) 、6.24% (P<0.05) 、6.92% (P<0.05) 、7.08% (P<0.05) 和6.94% (P<0.05) ;与70%组相比, 0 h低0.62% (P>0.05) , 而其他时间点分别高5.23% (P<0.05) 、3.98% (P>0.05) 、3.19% (P>0.05) 、3.04% (P>0.05) 、2.68% (P>0.05) 、5.74% (P<0.05) 和6.27% (P<0.05) 。见表4。
注:表中数据为平均值±标准差;同行数据中肩标相同字母者表示差异不显著 (P>0.05) , 肩标不同字母 (相邻) 表示差异显著 (P<0.05) , 肩标不同字母 (相间) 表示差异极显著 (P<0.01) 。
3 讨论与小结
尼龙袋内饲料的消失率反映山羊瘤胃中的消化生理特点, 与消化率、采食量有一定相关性, 瘤胃内的干物质消失率的大小反映了饲料消化的难易程度[6]。本试验中随着饲料在山羊瘤胃内培养时间的延长, 干物质消失率逐渐升高, 到96 h趋于稳定。未发酵稻草的干物质消失率显著低于发酵10、20、32 d的稻草干物质消失率。发酵10 d的各组饲料之间的干物质消失率以水分添加量为60%组最高, 但与其他组间差异不显著;发酵20 d的各组饲料之间的干物质消失率以水分添加量为60%组最高, 与40%组和50%组达到差异显著性水平, 但与70%组差异不显著;发酵32 d的各组饲料之间的干物质消失率以水分添加量为60%组最高, 但与其他组间差异显著。说明发酵时间和水分添加量影响稻草微生物饲料的干物质消失率, 发酵后的稻草比未发酵的易消化, 以水分添加量为60%、发酵32 d的饲料干物质在山羊瘤胃内消失率效果最明显。可能是因为稻草秸秆在秸秆微生物菌剂的作用下, 稻草中纤维素和木质素的复合结构被打破, 使瘤胃微生物能够充分地与秸秆纤维接触, 从而使粗纤维类物质能够更充分地被瘤胃微生物所分解, 降低其纤维素、半纤维素和木质素的含量, 提高了秸秆的消化率。因此, 按照水分添加量为60%、发酵32 d的工艺制成的稻草秸秆微生物饲料饲喂山羊, 最容易被消化, 从而提高饲料转化率。
参考文献
[1]李莉娜, 吴仙, 朱丽莉, 等.山羊稻草秸秆微生物饲料发酵效果的研究[J].贵州畜牧兽医, 2013, 37 (6) :7~10.
[2]冯仰廉.反刍动物营养学[M].北京:科学出版社, 2004.
[3]庞其艳, 王秀清, 马天乐, 等.微贮稻草与风干稻草肥育滩羊的效果对比试验[J].黑龙江畜牧兽医, 2004, (1) :31~32.
[4]王仁华, 程树芳, 余炉善, 等.稻草生物饲料饲喂山羊增重效果试验[J].中国草食动物, 2004, 24 (4) :55~55.
[5]宋小珍, 瞿明仁, 徐海燕, 等.稻草不同处理方法对山羊增重的试验研究[J].饲料工业, 2006, 27 (19) :40~42.
微生物饲料 篇11
关键词：花青素；生理活性；动物饲料
前言
花青素（Anthocyanidin。ACN），又名花色素，是一种水溶性较强的类黄酮色素。花青素属于次级代谢产物，是构成植物的花瓣、果实等组织的主要色素之一，其广泛存在于紫甘薯、蓝莓、桑葚、黑（红）米、牵牛花等植物的组织中。
花青素作为一种天然类色素，其健康、无毒、营养的作用在食品色素添加、化妆品、医疗等方面具有巨大的应用价值。此外，花青素对佐剂性关节炎大鼠免疫功能和炎症因子的作用均说明花青素在抗氧化、抗炎症方面具有显著的药理作用。可见，花青素在预防和治疗动物疾病方面有很好的开发潜力。但是，由于花青素的稳定性较差，目前关于花青素作为饲料添加剂的文献较少。本文就花青素的性质功能对动物生长的影响，结合国内外对其研究进展，探讨花青素在饲料方面的可利用价值。
1 花青素的简介
花青素属于酚类中的类黄酮类化合物，是较为典型的类黄酮结构，基本结构单元为2-苯基苯并毗喃阳离子。以C6-C3-C6为基本骨架。自然游离状态下的花青素极为少见，其成苷的种类、数目、位置不同，形成的花色苷的种类也不同，使得花青素的种类繁多。目前自然界中己知有23种花青素，其中在植物中常见的有6种，即天竺葵色素（pelargonidin，Pg）、矢车菊色素（cyanidin，Cy）、飞燕草色素（delphinidin，Dp）、芍药花色素（peonidin，Pn）、牵牛花色素（petunidin，Pt）和锦葵色素（mal-vidin，Mv）衍生物。六种花色素又以不含甲氧基的天竺葵色素（Pg）、矢车菊色素（Cy）、飞燕草色素（Dp）最常见。其中矢车菊色素在植物中分布最多，约占自然界中花青素含量的50%。
花青素经由苯基丙酸类合成路径和类黄酮生合成途径生成的一类色原烯衍生物。花青素的不稳定性，在外界干扰下易降解为褐色或无色的降解产物，影响其色泽和澄清度。使得花青素在生活中的应用较少。花青素最突出的特点在于它的颜色较为鲜亮。研究发现。在不同的PH条件下，花青素在植物中的水溶性不同，显现的颜色变化较大。在碱性条件下叶子呈现蓝色，在酸性条件下，叶子的颜色为红色，且颜色的深浅与花青素的含量呈正相关，可用分光光度计迅速测定。花青素靓丽的颜色不但受到人们喜爱，而且其生理活性也是人们较为关注的一部分。研究表明，花青素具有很多生理活性，如抗氧化，可预防由氧化损伤所引起的心脑血管疾病，保护肝脏，抑制肿瘤细胞生长、抑制炎症过敏等作用。因此长期摄入适量花青素被认为是对细胞起促进作用的。
2 花青素的稳定性
花青素存在着巨大潜力的应用前途，但由于其相对的不稳定性致使花青素受到一定的限制。从化学结构来看，花青素具有缺少一个电子的特性，易受到活性氧基团或自由电子的攻击。因此花青素被认为是强大的天然抗氧化剂，然而正是由于其化学结构的特性，使花青素具有较大的不稳定性且易发生降解作用。
根据目前国内外对花青素稳定性的研究，影响花青素稳定性的因素除了其结构之外，外界因素对其影响也较大，例如溶液PH、光和温度，金属离子等。李金星等对蓝莓果汁中的研究中发现花青素在pH<3时比较稳定：对光和高温比较敏感。张志军等人通过提取紫苏花青素发现Fe3+和Cu2+离子对紫苏花青素降解作用较大，而Al3+Mg2+和Zn2+对花青素降解具有一定的保护作用。除此之外，含有芍药色素和锦葵色素基元的花色苷相对较为稳定，而含有飞燕草素、矢车菊素基元的，其稳定性不高。花青素的糖基化程度对稳定性也有影响，不同类型的糖基对花青素的稳定性影响亦不同，糖基化程度越高。稳定性越强。
花青素的感光性较强，热稳定性较差。所以低温、避光条件下保存花青素较好。金属离子对花青素的稳定性影响较大，所以在实验研究中可利用花青素中的取代基与金属离子结合从而有效提高花青素的稳定性。此外，花青素也可通过共着色作用和辅色剂来增强其稳定性。钟瑞敏实验表明，芦丁在38℃恒温条件下表现良好的抗热辅色效果。
3 花青素的生理功能
3.1 天然抗氧化作用和自由基清除能力
花青素是迄今为止所发现的最有效的天然水溶性自由基清除剂，其抗氧化性主要来自于它的化学结构。此外，花青素对所处环境的酸碱度要求较高。日本学者Tamura等通过研究马斯喀特贝利葡萄中花青素的抗氧化能力，发现在PH=7.4条件下其抗氧活性最强。同时，花青素可与胶原蛋白结合。形成的抗氧化保护膜能够保护细胞和组织不被自由基氧化。从而增强其在体内的抗氧化作用，特别的，花青素的抗氧化能力也与其含量呈正相关。
一般来说，花青素淬灭自由基的能力是vc的20倍。VE的50倍，其体内活性更是其他抗氧化剂无法比拟的。程琤等利用紫甘薯品种zAl中提取的花青素与常用的抗氧化剂抗坏血酸、a-生育酚和BHA进行比较。结果表明，花青素具有相当强的清除超氧阴离子、羟基自由基和DPPH，自由基能力。也有研究表明，花青素在生物体内的其他作用都是基于其抗氧化、清除有害自由基的功能特效。
作为抗氧化功能添加剂，其强大的清除体内有害自由基的能力，可阻碍核酸、蛋白质和脂肪被氧化损害，起到预防多种疾病的危害。花色素抗氧化活性的能力可以增强生物体内的免疫系统，该作用对现代医学发展有着重大的意义。
3.2 增强抗炎能力
花青素在抗炎方面的作用较为显著，其通过抑制细胞分裂素、组织铵等减少组织发炎。目前。关于花青素抗炎作用机制有两种解释，一种是通过PPARγ减弱THP-1细胞在炎症反应过程中的负作用实现：另一种是通过激活NF-KB和MAPK的表达从而表现出极强的抗炎作用。
nlc202309080925
Chao等利用紫背天葵水和乙醇溶液提取液进行高糖诱导的人脐静脉内皮细胞损伤效果的研究，其中的花色素成分具有明显的抗炎保护等作用。王静等采用小鼠受热致痛法和小鼠二甲苯致耳廓发炎法，结果表明蓝莓花青素可明显提高小鼠的痛阂值并抑制耳廓肿胀，起到消炎的效果。依据以上研究，花青素之中含有抗炎因子，对机体产生免疫应答，从而对急慢性炎症起到一定的预防和治疗效果。
3.3 抗癌功能
癌症是由于自由基破坏遗传物质而导致的疾病，是各种恶性肿瘤的统称。国内外的研究表明，花青素具有降低癌细胞增殖能力与抑制肿瘤形成的功效。一方面，花青素具有清除体内有害自由基的功效。可以防止细胞突变对机体产生危害。另一方面，花青素可以调节机体产生相关的酶，选择性的抑制癌细胞的增殖，而且对正常细胞增殖影响较小。
陈琦等从内蒙古野生蓝莓中提取花青素，观察其对口腔癌细胞株KB的增殖作用，结果显示蓝莓花青素呈剂量依赖的方式抑制KB细胞增殖、诱导细胞周期阻滞在G2/M期，而且能诱导细胞凋亡。王关林等研究发现，紫薯花青素显著提高小鼠血清和皮肤中的SOD，GSH-Px活性，同时抑制小鼠肉瘤S180的生长。以上研究表明，花青素在抑制肿瘤入侵和转移方面起着重要作用。
花青素作为一种无毒的食用色素，在食物中添加花青素，能抑制肿瘤细胞的增殖和扩散。目前世界上大多数通过化疗和抗癌药物的手段治疗癌症，但这些方法将对机体其他细胞产生破坏。并且还不能够阻止该病的复发。若花青素结合抗癌药物，将可能提高机体的免疫能力，降低该病的复发率。
4 花青素在饲料中的应用
4.1 在鸡生产中的应用
韩国全北国立大学研究从辐射松树皮提取的富含花青素物质（PAE）对鸡种的免疫调节作用。结果表明，富含PAE的实验组对鸡外周血单核细胞、脾细胞和胸腺细胞增殖能力明显高于其他实验组。由该研究发现，花青素试验组的鸡在促生长、增强免疫力方面都显示出很好的功效。可见花青素若应用于饲料其作用在鸡的生长过程中可代替药物的使用，减少药物残留对鸡本身的影响，可增强鸡的肉质品质。
4.2 在猪饲料中的应用
在Kalt等在猪的饲料中添加蓝莓粉，饲喂4周后，屠宰检测眼、肝脏、大脑皮层和小脑等组织中是否含有花青素，结果发现在以上被检测的组织中，均检测出花青素的存在。康雪燕在猪体外研究了花青素对ST细胞的毒性和猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）的直接灭活、治疗作用，实验结果显示花青素在ST细胞上对TGEV有一定的治疗效用。
在猪体内的花青素可被机体组织有效吸收，并作用于组织细胞，提供营养物质，促进猪部位的生长。除此之外，花青素可起到预防并治疗TGEV的效果，其添加在猪饲料中可提高猪肉产品的经济效益。
总之，饲料添加剂已成为目前科学界研究的重点，依据花青素的生物特性可作为添加剂应用于饲料中。现有体内外研究表明。花色素主要吸收部位在胃和小肠，经胃吸收后的花青素会很快进入血液中，并通过羟基的甲基化与有机酸结合成酯，被迅速的吸收、转运和代谢，以提供机体对其营养成分的利用。
5 展望
作为一种绿色无副作用的色素添加剂，国内可以作为高端的饲料添加剂应用，其所具有提高日增重。降低料肉比的优势具有广阔的应用前景。目前在畜牧业使用的饲料添加剂大多含有抗生素。会降低动物的免疫系统。花青素可替代抗生素应用于饲料中，对生产无药物残留的蛋产品和肉产品很重要。除此之外，花青素可以提高饲料消化吸收率，改善肠道机能，清除有害自由基，增强动物的非特异性免疫能力的作用，而且还可以作为天然食物调味剂以改善饲料的适口性，益于动物的生长发育。
在未来的研究中，我们应进一步提高花青素的稳定性并开发花青素功能型产品，促进其在食品和医药方面的进一步发展。同时，探索花青素的其他生物活性并与其他饲料添加剂的融合是否能够有效发挥其在动物体内的生物活性。另外，工业上可充分利用丰富的花青素植物资源，加快花青素提取技术的应用和开发，以突破其作为饲料添加剂在工厂大型生产且生产效率高、成本低的瓶颈。
微生物饲料 篇12
我国每年约有9.7万吨抗生素用于畜牧业, 占抗生素年产总量的46.1%。其中90%的抗生素被作为饲料添加剂, 10%被用作治疗畜牧疾病[1]。抗生素作为饲料添加剂可以促进动物生长, 提高动物免疫力, 但在畜牧业中过量地使用抗生素会引起致病菌的耐药性增强和药物残留等问题, 对畜牧业和人类健康带来重大危害, 研究和开发新的饲料添加剂替代抗生素已成为畜牧业的重大课题。目前研究发现, 喷雾干燥血浆蛋白粉、中草药、益生菌、益生元以及卵黄抗体等均可替代抗生素作为饲料添加剂使用, 其中中药饲料添加剂和微生态饲料添加剂因其功能多、毒副作用小、不易产生耐药性等优点受到养殖户的欢迎。中药含有生物碱、多糖、甙类、氨基酸、挥发油等物质, 可以增强动物的免疫力, 促进动物生长[2], 是抗生素的良好替代品, 但中药成本攀升和资源匮乏等条件制约了中药饲料添加剂的使用和推广。微生态制剂在提高畜禽的生产性能、维持畜禽肠道菌群平衡、增强畜禽免疫力和防治疾病等方面具有良好的效果[3], 但目前微生态制剂缺乏可行的、统一的质量标准, 从而限制了其发展[4]。中药微生物发酵饲料添加剂是在中药饲料添加剂和微生态饲料添加剂的基础上, 将两者有机结合起来, 具有促进动物生长发育、缩短饲养周期、提高饲料报酬率、增强药效和降低饲养成本等作用[5], 且中药在微生物发酵的作用下产生新的活性成分, 能够增加疗效, 具有广阔的应用前景。
1 微生物发酵中药概述
早在四千多年以前, 我国就开始利用微生物发酵来酿酒, 其后又利用微生物发酵生产酱、醋和豆豉等食品。中药中的六神曲、淡豆豉、半夏曲等均是利用自然界微生物 (如霉菌、酵母等) 发酵而成。古医书《医学入门》记载了“五倍子”的制法:“五倍子粗粉, 并矾、曲和匀, 如作酒曲样, 入瓷器内遮不见风, 候生白取出”, 这里的“生白”是指用发酵法从五倍子中得到没食子酸[6];《神农本草经》中有用真菌发酵灵芝、茯苓、猪苓、雷丸等的记载。这些炮制方法现在仍被广泛应用, 有些还融入了现代科学技术因素。现代微生物发酵是指经精制或处理后的中药, 在一定的温度和湿度条件下, 在真菌、细菌等微生物的作用下催化分解, 使药物发泡、生衣[7], 经发酵法炮制后的药材改变了部分性能, 产生了新的治疗效果。
中药发酵分为液体发酵和固体发酵。液体发酵又称液体深层发酵, 是将菌种接种到含中药的培养基中, 在一定条件下发酵, 发酵产物包括菌丝体和发酵液, 该方法是借鉴抗生素生产方法发展起来的。郎久义等[8]研究发现, 冬虫夏草液体发酵产胞外多糖的最佳实验条件为接种量10%, 培养温度24℃, 发酵周期5d, 摇床转速140r·min-1;在此培养条件下, 发酵液中虫草多糖的质量浓度达到3.928g·L-1。三株口服液是中药经微生物液体发酵制成的口服液, 对便秘、脾虚症、浅表性胃炎及慢性非特异性结肠炎有良好的治疗作用[9]。
固体发酵主要是以中药或中药药渣作为发酵营养基质, 用一种或多种菌种进行发酵, 菌种多为真菌类。固体发酵过程多为自然开放, 且基质多不灭菌。固体发酵以中药材或中药药渣为发酵基质, 经济成本低、操作简单, 具有广阔的开发前景。槐耳冲剂 (后改名金克槐耳颗粒) 是中药经固体发酵后制成的药品, 也是我国独立研发的新真菌药物, 对肝癌、肺癌、乳腺癌等具有一定的治疗作用[10]。
2 中药发酵的微生物种类及作用机理
2.1 微生物对中药的发酵转化
目前用于中药发酵的微生物主要有乳酸菌、酵母菌、黄曲霉菌、芽胞杆菌、红曲霉、双歧杆菌、黑曲霉以及各种药用真菌等。在中药发酵过程中, 微生物可以分解、转化中药中的纤维、糖类、蛋白质等成分, 使中药细胞破壁, 促进有效成分溶出, 且微生物在生长代谢过程中产生的一些代谢产物可以改变中药的活性成分, 增强药效, 扩大适用症状。董玫等[11]研究发现, 六味地黄丸发酵液可显著抑制小鼠肝癌H22的生长, 而等量的六味地黄丸煎剂则无明显抑瘤作用。黄达明等[12]采用猴头菌对银杏叶粗提物发酵, 结果显示, 发酵液能显著降低糖尿病小鼠的血糖水平, 降低血清甘油三酯和胆固醇的含量, 具有较好的降血糖和降血脂作用。韩春杨[13]等对黄芪、党参、茯苓和白术等组成的中药制剂发酵并进行肉鸡饲喂实验, 结果显示, 中药发酵制剂组对抗新城疫病毒的抗体效价、免疫器官指数等指标均高于对照组, 差异显著 (p<0.05) , 且饲料利用率比对照组明显提高。
微生物在生长代谢过程中产生多种酶类以及初级、次级代谢产物, 在中药发酵过程中, 这些酶类和代谢产物以中药中的有效成分或非有效成分为前体, 对这些物质的结构进行修饰, 产生新的活性物质。田天丽等[14]利用根霉菌与虎杖发酵, 将虎杖苷转化为白藜芦醇, 且转化率达到98%。阮鸣[15]采用灵芝、桑黄、姬松茸和香菇4种真菌对黄芪进行发酵, 结果显示黄芪中黄芪甲苷均不同程度地转化成异黄芪甲苷, 其中黄芪经桑黄发酵后, 不仅使黄芪中黄芪甲苷得率增加45.96%, 而且发现黄芪甲苷及其结构相似的物质经桑黄菌发酵后转化为异黄芪甲苷。马超等[16]研究发现, 大黄经KM12菌发酵后, 结合型蒽醌分解或转化成游离型蒽醌, 缓和了大黄的峻烈泻下作用, 降低了大黄的毒性。
2.2 中药对微生物的协同增效
中药的某些物质对微生物的生长和代谢具有促进或抑制作用, 微生物为了适应特殊生长环境改变自身的代谢途径, 产生新的代谢产物, 与中药成分发生协同作用, 达到提高药效、改变药性及产生新的治疗效果等作用。赵玉萍等[17]在鼠李糖乳杆菌培养基中加入党参多糖能够使鼠李糖乳杆菌明显增殖, 使其提前2~3h达到最大产酸量, 缩短发酵时间, 提高其耐酸、耐胆碱盐及耐高温的能力。王锋等[18]在鸡腿蘑发酵液中添加苦瓜后, 与原发酵液相比, 降血糖功效显著提高。陈丽华等[19]研究发现, 在黑木耳发酵过程中添加何首乌、银杏叶和决明子能增强黑木耳的降脂功效。刘媛等[20]研究发现, 金银花、淡豆豉、淡竹叶、连翘和甘草的添加对灵芝菌的生长及灵芝酸的产生有一定的促进作用。
3 微生物中药发酵的作用机理
3.1 促进中药中有效成分的析出, 增强疗效
中药以植物类药材为主, 其有效成分多存在于细胞的胞浆中, 植物细胞壁是由纤维素、半纤维素等组成, 因其结构致密, 导致中药活性成分难以被人体吸收利用。微生物在生长代谢时产生的纤维素酶、果胶酶等可以破坏植物的细胞壁, 有利于中药活性成分的析出, 增强药效;在发酵过程中, 微生物代谢中的各种酶可以将人体不易吸收的大分子有效物质降解为易被人体吸收的小分子物质, 提高疗效。陈丽艳等[21]研究发现, 刺五加发酵组和对照组在相同的剂量下, 刺五加发酵组抗疲劳各项指标显著提高, 表明刺五加发酵物具有增强小鼠运动耐力的作用。金玲等[22]研究发现, 决明子经过纳豆枯草芽胞杆菌发酵后, 决明子中芦荟大黄素、大黄酸和大黄素变化不明显, 大黄酚与大黄素甲醚分别增加至2.15倍和1.34倍, 结果表明, 纳豆枯草芽胞杆菌发酵决明子可以增加蒽醌苷元的含量。韩春杨等[23]研究发现, 四君子汤发酵液在800μg·mL-1时对体外淋巴细胞增殖效果最好, 而四君子汤制剂在浓度为1 600μg·mL-1时效果最好, 表明四君子汤经发酵后增强了其作用。
3.2 降低中药的毒性和副作用
部分中药材具有较强的毒性, 如果不经处理无法在临床上应用。在中药发酵过程中, 微生物可将药材中的有毒成分分解, 或对药材中的毒性成分结构进行修饰, 降低毒性。潘扬等[24]研究发现巴豆经炮制后口服急性毒性下降为155.5%, 用灵芝菌质和白巴菌质发酵巴豆后毒性分别降低400.3%、385.4%。王身艳等[25]采用双向发酵法发酵草乌, 发现“药性菌质”中乌头碱、新乌头碱和次乌头碱含量明显降低, 降低了草乌的毒性并增强了其镇痛作用。刘霞等[26]研究发现, 雷公藤发酵30d后, 其菌质的LD50为28.5g·kg-1, 其LD50分别是该批次未灭菌生药和灭菌生药LD50的15.8倍和7.1倍, 说明雷公藤经发酵后降低了毒性。
4 饲料微生态制剂微生物种类及作用机理
4.1 饲料微生态制剂微生物种类
目前用于微生态饲料添加剂的微生物主要有乳酸菌、芽胞杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等几大类。1989年, 美国食品药物管理局 (FDA) 和美国饲料公定协会 (AAFCO) 公布了44种“可直接饲喂且通常认为是安全的微生物 (GRAS) ”[27]。我国农业部2013年批准使用的微生物品种有蜡样芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、粪链球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、乳链球菌等34种菌[28]。
4.2 微生态饲料添加剂的作用及机理
4.2.1 调节动物肠道菌群平衡
动物食用微生态饲料添加剂增加了动物肠道里的微生物数量和种类, 微生物在维持肠道厌氧环境的同时与病原菌竞争胃肠道上皮黏膜的附着位点, 竞争性排斥致病微生物[29], 某些有益菌也可以通过次生代谢产物杀死致病微生物。李丹丹等[30]研究发现, 添加适量丁酸梭菌双联制剂可以显著提高肉仔鸡盲肠内容物中乳酸杆菌的数量 (p<0.05) , 降低粪样中大肠杆菌的数量 (p<0.05) , 说明地衣芽胞杆菌能够改善肉仔鸡肠道微生态平衡, 促进有益菌的繁殖。Kornegay等[31]给猪饲喂3×106的枯草芽胞杆菌, 降低了猪粪便中大肠菌群数量, 增加了乳酸菌数量, 改善了猪的肠道菌群环境。
4.2.2 增强动物的免疫功能
微生态制剂可作为一种非特异性免疫调节因子, 通过细菌自身或细胞壁上特定成分刺激宿主免疫细胞, 使其激活并促进吞噬细胞活力, 促进动物免疫器官的生长发育, 提高机体免疫功能和抗病能力。刘乃芝等[32]在肉鸡的日粮中添加不同水平的植物乳杆菌, 检测各日龄段血清中总蛋白含量、IgG含量及NDV抗体效价, 结果显示, 不同水平的植物乳杆菌均可提高肉鸡的免疫力, 且添加量在2.0‰~4.0‰时效果最好。Inooka等[33]的研究结果表明, 用107CFU·g-1剂量的枯草芽胞杆菌饲喂雏鸡可显著提高脾脏中T、B淋巴细胞数量, 但是对脾脏中巨噬细胞的活性没有影响。Zani等[34]用蜡样芽胞杆菌饲喂仔猪, 使腹泻发生率显著降低18%~35% (p<0.05) , 日均增重显著提高24% (p<0.05) , 饲料利用率也有显著提高 (p<0.05) 。
4.2.3 提高动物肠道消化酶的活性, 提高动物的生产性能
微生物在生长代谢过程中能产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等各种消化酶, 有利于降解饲料中蛋白质、脂肪和复杂碳水化合物, 提高饲料利用率, 降低料肉比。李晓刚等[35]研究发现, 芽胞杆菌1259能够提高产蛋后期蛋鸡的日采食量, 提高产蛋率, 提高血清谷丙转氨酶 (ALT) 活性, 提高饲料利用率。Stein等[36]给奶牛饲喂米曲霉培养物, 使奶牛平均产奶量由34.8kg·d-1提高到35.1kg·d-1, 乳蛋白含量由2.94%提高到2.96%, 乳脂率显著高于对照组 (p<0.05) 。
4.2.4 改善动物体内外生态环境, 降低粪便中氨和硫化氢等有害物质含量
微生态制剂可以阻止和抑制致病菌的入侵和定殖、抑制肠内腐败菌的增殖, 减少有毒物质的产生;微生态制剂与体内正常菌协同作用, 减少蛋白质向氨及胺的转化, 从而减少亚硝胺、氨、粪臭素等有害物质的产生, 提高舍内空气质量。黄俊等[37]研究发现酵母菌、乳酸菌、芽胞杆菌等微生态饲料添加剂均能明显降低动物粪便中的NH3、H2S的含量, 改善动物的体外环境。
5 中药饲料添加剂的种类及作用机理
5.1 中药饲料添加剂的种类
中药来源于自然界, 药源丰富, 分布广泛, 具有多种营养和生物活性成分, 具有营养和药物的双重作用, 既可防治疾病, 又可以提高生产性能。中药添加剂具有副作用小、无残留、无耐药性等优点。目前见报道的中药饲料添加剂主要有:黄芪、党参、何首乌、青皮、山楂、神曲、益母草等, 这些中药多以复方形式作为动物饲料添加剂使用。
5.2 中药饲料添加剂的作用机理
5.2.1 增强动物免疫功能
研究发现, 中药中的多糖类、有机酸类、生物碱类、甙类和挥发油类可增强机体免疫功能。黄其春等[38]研究发现, 在日粮中添加不同水平银杏叶提取物可促进肉仔鸡外周血和脾脏淋巴细胞增殖转化, 提高血清中细胞因子IL-1、IL-2、IFN-γ、TNF-α的水平, 增强肉仔鸡的免疫功能, 且比金霉素效果好。
5.2.2 提高饲料利用率, 促进动物生长性能
中药饲料添加剂可以增强动物对饲料的消化、吸收, 提高饲料利用率, 促进动物生长发育, 提高动物的生长性能。王雨林等[39]研究发现, 在日粮内添加0.5%、1%绞股蓝均能提高绿壳蛋鸡的产蛋率和平均蛋重, 从经济效益方面考虑, 添加剂0.5%绞股蓝可节约饲养成本, 增加养殖效益。
5.2.3 改善动物的产品品质
中药含有蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质等营养物质, 可起到一定的营养作用并改善动物的产品品质。孙齐英[40]在每头奶牛日粮中添加含石膏、芦根、夏枯草、甘草混合制成的中药制剂, 发现奶牛的产奶量和奶品质得到不同程度的改善。
6 微生物发酵中药饲料添加剂的研究趋势
微生物发酵中药作为抗生素的替代品成为目前研究的热点, 但其仍处于发展阶段, 很多方面有待深入研究。目前中药发酵条件以及发酵产物对动物的作用等研究已取得很大进展, 但中药和发酵菌种的筛选、发酵物对动物的作用机理等方面缺乏研究, 特别是微生物改变中药药性方面需要深入研究;有研究表明, 中药和微生物在促进动物生长等方面具有协同作用[41], 但需要进一步研究确定微生物与中药发生协同作用的作用机理;目前研究多为微生物对单味中药作用, 很少有人研究微生物对中药复方的影响, 中药复方与单味中药相比, 具有更强药效和更好的作用, 所以微生物发酵中药复方具有很大的研究价值;王兵等[42]用微生物发酵中药药渣作为饲料添加剂, 降低了成本, 但是该方法与微生物发酵中药是否具有相同的作用有待于进一步研究;由于微生物发酵中药饲料添加剂质量受中药材质量、发酵工艺等因素的影响, 市场上微生物发酵中药饲料添加剂质量各不相同, 导致市场混乱, 迫切需要建立一个质量评价方法, 以便于工业化生产。
摘要：微生物发酵中药饲料添加剂突破性地将中药饲料添加剂和微生态饲料添加剂有机结合, 具有提高免疫力、促进动物生长等作用, 是替代抗生素的理想饲料添加剂。本文对近几年微生物发酵中药的机理及发酵后药性的变化、微生态饲料添加剂以及微生物发酵中药饲料添加剂进行了阐述。