生物飼料在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

2020-06-04 15:30:44 點(diǎn)擊：

大自然給予人類兩大恩賜，一是豆科植物，二是反芻動(dòng)物。前者生產(chǎn)豐富的植物蛋白，后者將人類不能直接食用的植物纖維轉(zhuǎn)化為動(dòng)物蛋白。通過(guò)發(fā)展反芻動(dòng)物，增加牛奶、牛羊肉等畜產(chǎn)品供給，對(duì)滿足人民群眾消費(fèi)需求不斷升級(jí)發(fā)揮了重要作用。反芻動(dòng)物是我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展的短板，但有很大的發(fā)展?jié)摿Α?019年全國(guó)豬牛羊禽肉產(chǎn)量7649萬(wàn)噸，其中，牛肉產(chǎn)量667萬(wàn)噸，增長(zhǎng)3.6%；羊肉產(chǎn)量488萬(wàn)噸，增長(zhǎng)2.6%；禽肉產(chǎn)量2239萬(wàn)噸，增長(zhǎng)12.3%；禽蛋產(chǎn)量3309萬(wàn)噸，增長(zhǎng)5.8%；牛奶產(chǎn)量3201萬(wàn)噸，增長(zhǎng)4.1%；豬肉產(chǎn)量4255萬(wàn)噸，下降21.3%，牛羊肉和牛奶產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)。展望未來(lái)，隨著人類生活水品的提高和消費(fèi)意識(shí)的改變，無(wú)論是牛奶還是牛羊肉都有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

發(fā)酵技術(shù)在人類生活中無(wú)處不在，歷史悠久，從古代的釀酒、釀醋到現(xiàn)在的酸奶、泡菜，發(fā)酵充當(dāng)了非常重要的角色。生物飼料具有替抗、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和健康等有利作用，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)上，其在反芻動(dòng)物的應(yīng)用上也展現(xiàn)了較好的前景。

一、反芻動(dòng)物用生物飼料產(chǎn)品

生物飼料是指使用飼料原料目錄和飼料添加劑品種目錄等國(guó)家相關(guān)法規(guī)允許使用的飼料原料和添加劑，通過(guò)發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和基因工程等生物工程技術(shù)開(kāi)發(fā)的飼料產(chǎn)品總稱，包括發(fā)酵飼料、酶解飼料、菌酶協(xié)同發(fā)酵飼料和生物飼料添加劑等。

目前，市場(chǎng)上流通的生物飼料產(chǎn)品種類繁多，根據(jù)T/CSWSL 001-2018《生物飼料產(chǎn)品分類》的分類原則，反芻動(dòng)物常用的生物飼料產(chǎn)品主要包括生物飼料添加劑和發(fā)酵飼料兩類，生物飼料添加劑又分為酶制劑和微生物飼料添加劑等，發(fā)酵飼料又分為發(fā)酵單一飼料（如酵母源生物飼料、發(fā)酵粗飼料等）、發(fā)酵濃縮料、發(fā)酵精補(bǔ)料和發(fā)酵全混合日糧等。

二、生物飼料在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

1. 生物飼料添加劑

生物飼料添加劑是指通過(guò)生物工程技術(shù)生產(chǎn)，能夠提高飼料利用效率、改善動(dòng)物健康和生產(chǎn)性能的一類飼料添加劑，主要包括微生物飼料添加劑、酶制劑和寡糖等。

1.1 微生物飼料添加劑

T/CSWSL 001-2018《生物飼料產(chǎn)品分類》中規(guī)定的微生物飼料添加劑包括35種，常用的主要是乳酸菌、酵母菌和芽孢桿菌3大類。

芽孢桿菌可能通過(guò)抑制有害菌群生長(zhǎng)、改善瘤胃發(fā)酵環(huán)境及模式、增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化、提高飼料能量利用率及提高動(dòng)物免疫力等一系列作用，提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。

酵母菌能產(chǎn)生多種高活性消化酶，有助于飼料消化吸收，同時(shí)能產(chǎn)生多種氨基酸和B族維生素，因富含多種礦物質(zhì)，能直接被動(dòng)物吸收，故有利于動(dòng)物健康。在高精料條件下，活性酵母可以通過(guò)提高瘤胃內(nèi)pH，降低瘤胃乳酸含量，提高微生物利用氨態(tài)氮（NH3-N）的效率和合成微生物菌體蛋白（MCP）的能力，提高瘤胃揮發(fā)性脂肪酸（VFA）含量來(lái)改善瘤胃內(nèi)環(huán)境，從而提高對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。

乳酸桿菌是反芻動(dòng)物瘤胃和腸道內(nèi)微生物的重要組成部分，犢牛瘤胃內(nèi)乳酸桿菌的數(shù)量在其出生后逐漸增多，數(shù)量能夠達(dá)到108～109個(gè)/克。乳酸菌類微生態(tài)制劑到達(dá)胃腸道后，形成乳酸菌優(yōu)勢(shì)菌群，形成腸道正常的微生物防御屏障結(jié)構(gòu)，通過(guò)生物奪氧及競(jìng)爭(zhēng)性排斥作用抑制過(guò)路菌或侵襲菌等病原微生物在胃腸道黏膜上皮的的定植和生長(zhǎng)。乳酸菌與瘤胃及腸道微生物呈現(xiàn)出共生、共棲、競(jìng)爭(zhēng)及吞噬等復(fù)雜關(guān)系，主要通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)物胃腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡、增強(qiáng)免疫力及提高飼料營(yíng)養(yǎng)水平等發(fā)揮作用。此外，乳酸菌具有吸附和降解霉菌毒素等功能。

反芻動(dòng)物胃腸道微生態(tài)受諸多因素的影響，日糧、宿主、日齡、環(huán)境因子、管理方式等因素都會(huì)引起其變化。微生物飼料添加劑的應(yīng)用效果也受微生物的種類、動(dòng)物生理階段、日糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平、添加方式和添加量等因素的影響。因此，今后需要針對(duì)動(dòng)物的不同品種、不同生理階段以及飼糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平進(jìn)一步研究在生產(chǎn)實(shí)踐中微生物的適宜種類、添加方式和添加量。此外，飼用微生物的安全性問(wèn)題也開(kāi)始引起學(xué)者和從業(yè)者的重視，避免耐藥菌株和攜帶有致病基因菌株的使用，建立相應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，也是行業(yè)亟需解決的問(wèn)題。

1.2 酶制劑

酶制劑是指為提高動(dòng)物對(duì)飼料的消化、利用效率或改善動(dòng)物體內(nèi)的代謝效能而加入飼料中的酶類物質(zhì)。T/CSWSL 001-2018《生物飼料產(chǎn)品分類》中規(guī)定的酶制劑包括淀粉酶、α-半乳糖苷酶、纖維素酶、β葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、麥芽糖酶、β-甘露聚糖酶、果膠酶、植酸酶、蛋白酶、角蛋白酶和木聚糖酶13類，主要產(chǎn)自黑曲霉、米曲霉、木霉、芽孢桿菌和畢赤酵母等。其中，反芻動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛的是非淀粉多糖酶，如纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果膠酶或者是由2種或2種以上的單一酶組合而成的復(fù)合酶。

飼用酶制劑對(duì)于改善飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及提高反芻動(dòng)物生長(zhǎng)性能、屠宰性能和經(jīng)濟(jì)效益均存在一定作用。適量的酶在動(dòng)物瘤胃內(nèi)起到促進(jìn)內(nèi)源酶分泌的作用，可補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足，提高瘤胃內(nèi)容物的降解; 并且，高活性的纖維素酶通過(guò)降解纖維素減少抗?fàn)I養(yǎng)因素，能夠促進(jìn)瘤胃內(nèi)微生物的良好發(fā)育，使微生物區(qū)系達(dá)到穩(wěn)定的健康狀態(tài)，從而利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

與微生物飼料添加劑類似，飼用酶制劑的使用效果也受到諸多因素如酶的種類、活性、添加方式和添加量以及動(dòng)物的種類、生理狀況、飼養(yǎng)管理等的影響。因此，今后需要針對(duì)動(dòng)物的不同品種、不同生理階段以及飼糧營(yíng)養(yǎng)水平進(jìn)一步研究在生產(chǎn)實(shí)踐中酶制劑的適宜種類、添加方式和添加量。

2. 發(fā)酵飼料

發(fā)酵飼料是指使用飼料原料目錄和飼料添加劑品種目錄等國(guó)家相關(guān)法規(guī)允許使用的飼料原料和生物飼料添加劑，通過(guò)發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)的單一飼料和混合飼料。根據(jù)添加劑的不同，可分為微生物發(fā)酵飼料和菌酶協(xié)同發(fā)酵飼料。菌酶協(xié)同發(fā)酵飼料是指使用飼料原料目錄和飼料添加劑品種目錄等國(guó)家相關(guān)法規(guī)允許使用的飼料原料、酶制劑和微生物，通過(guò)發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)的單一飼料和混合飼料。

2.1 能夠提高飼糧的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和適口性

微生物發(fā)酵飼料中有益菌在發(fā)酵過(guò)程中可以降解飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素，如棉粕中的綿酚、豆粕中抗原蛋白和不良寡糖、菜粕中的硫苷和單寧、玉米加工副產(chǎn)物中的霉菌毒素等，提高游離氨基酸、維生素A和維生素B 含量，同時(shí)產(chǎn)生香味，進(jìn)而提高飼糧的適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.2 能夠提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能

在高產(chǎn)奶牛日糧中添加菌酶協(xié)同發(fā)酵飼料1.3kg/頭/天，產(chǎn)奶量提高1-1.5kg/頭/天，顯著緩解高溫高濕等應(yīng)激造成的產(chǎn)奶量下降，并顯著提高牛場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。在中低產(chǎn)牛日糧的基礎(chǔ)上額外添加發(fā)酵精補(bǔ)料1kg/頭•天，產(chǎn)奶量提高1.6-2.1kg/頭•天，牛奶中體細(xì)胞數(shù)和菌落總數(shù)分別降低19.94%和47.73%，過(guò)料現(xiàn)象明顯改善。在育肥后期湖羊日糧中添加5%的發(fā)酵精補(bǔ)料，日增重提高了46.05%，料重比降低26.26%，平均日收益增加3.19元，羊舍中氨氣濃度下降18.79%，二氧化碳濃度下降73.81%。在育肥牛日糧的基礎(chǔ)上額外添加15%的發(fā)酵精補(bǔ)料，日增重提高了16.76%，平均每頭牛每天的收益增加3.485元。用發(fā)酵全混合日糧飼喂小尾寒羊，平均日增質(zhì)量與料重比顯著降低。

2.3 能夠改善反芻動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量

分別用25%、40%發(fā)酵飼料替代基礎(chǔ)精料，肌肉嫩度、肌肉紅度和亮度有增加的趨勢(shì)。在育肥牛的基礎(chǔ)飼糧中添加150g/d酵母培養(yǎng)物，大理石紋等級(jí)升高，背最長(zhǎng)肌的滴水損失和蒸煮損失顯著降低，牛肉的嫩度評(píng)分顯著升高。用發(fā)酵的全混合日糧飼喂肉牛可以提高牛肉中大理石花紋評(píng)分，這可能是由于發(fā)酵飼料促進(jìn)了機(jī)體的代謝平衡，提高了肌肉中粗脂肪含量。

發(fā)酵飼料能夠提高泌乳奶牛的產(chǎn)奶量，改善乳品質(zhì)，顯著提高奶牛乳脂肪和乳蛋白。其原因可能是微生物發(fā)酵飼料中的酵母菌和乳酸桿菌等有益菌群能夠促進(jìn)特定瘤胃菌群的生長(zhǎng)繁殖，有利于瘤胃微生物對(duì)氨的利用，提高氨的利用效率，從而提高菌體蛋白的合成，進(jìn)而提高奶產(chǎn)量和乳蛋白含量。

2.4 能夠增強(qiáng)反芻動(dòng)物機(jī)體免疫功能

用25％和40％微生物發(fā)酵飼料替代基礎(chǔ)精料，西雜牛血清總蛋白、白蛋白、免疫球蛋白A、G、M濃度顯著提高，谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性及丙二醛濃度均顯著下降，且總抗氧化能力和總超氧化物歧化酶的活性極顯著增強(qiáng)。在育肥羔羊日糧的基礎(chǔ)上添加10%復(fù)合菌培養(yǎng)物，血清 IgG、IgM、IL-6 含量及 GSHPx 活性顯著升高。表明，利用微生物發(fā)酵飼料能提高肉牛/羊免疫力。

三、展望

發(fā)酵可將營(yíng)養(yǎng)豐富、價(jià)格低廉的非常規(guī)飼料轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)的飼料原料或添加劑，在反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)上有較廣闊的應(yīng)用前景。雖然發(fā)酵飼料已經(jīng)被眾多飼料生產(chǎn)企業(yè)以及養(yǎng)殖場(chǎng)認(rèn)可，但在使用和生產(chǎn)中仍存在一些問(wèn)題。

3.1 加強(qiáng)菌株的機(jī)理研究

目前，關(guān)于發(fā)酵過(guò)程中菌株的代謝產(chǎn)物、不同菌株之間的互作效應(yīng)還未完全研究清楚。因此，進(jìn)一步研究不同菌種在發(fā)酵過(guò)程中的具體作用機(jī)理以及不同菌種之間的互作效應(yīng)，將有助于開(kāi)發(fā)對(duì)反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)更有意義的生物飼料。此外，應(yīng)該繼續(xù)研發(fā)和篩選安全的、性能優(yōu)良的，特別是對(duì)發(fā)酵底物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提升和胃腸道健康調(diào)控有益的菌株。

3.2 應(yīng)用效果和作用機(jī)制研究

大量生產(chǎn)和研究數(shù)據(jù)表明，使用生物飼料能提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能、改善養(yǎng)殖環(huán)境，并能提高肉奶品質(zhì)，但由于動(dòng)物日糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平、生理階段和管理水平的差異，以及發(fā)酵飼料原料種類和生產(chǎn)工藝的差異，其生產(chǎn)中的應(yīng)用效果也有所差異。因此，開(kāi)展與之相關(guān)的動(dòng)物免疫、腸道菌群、養(yǎng)分代謝等研究工作，并加強(qiáng)發(fā)酵飼料原料來(lái)源的監(jiān)管工作，對(duì)于深入認(rèn)識(shí)生物飼料的作用機(jī)制及提升生物飼料品質(zhì)和應(yīng)用價(jià)值將具有重要意義。

3.3 完善發(fā)酵飼料質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系

目前，發(fā)酵飼料質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系尚不完善，評(píng)判發(fā)酵飼料的好壞主要是根據(jù)養(yǎng)殖效果來(lái)體現(xiàn)，這個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是不全面的。從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，到消化吸收率；從有益菌數(shù)量，到代謝產(chǎn)物等主要指標(biāo)，均應(yīng)有一個(gè)定性和定量的指標(biāo)，以全面客觀對(duì)發(fā)酵飼料進(jìn)行評(píng)判。

盡管發(fā)酵飼料仍存在各種各樣的問(wèn)題，但是隨著科技的發(fā)展，和對(duì)發(fā)酵飼料研究的逐漸深入，這些問(wèn)題都會(huì)迎刃而解。

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生物飼料在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

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