畜牧业是我国重要的基础产业,饲料资源缺乏和产品安全问题已经成为影响我国畜牧业发展的重要问题。在开发新型饲料资源、改变饲料营养组成、改善动物机体健康等方面的研究中微生物发酵技术发挥了巨大作用,并在饲料行业中得到了广泛应用。秸秆、饼粕、糟渣等经过发酵处理可以作为很好的新型原料使用,不仅扩大了饲料原料的使用范围,而且降低了养殖成本;饲料中添加的各种酶制剂、氨基酸、微生物、微生态制剂,以及兽药中的某些成分也是由微生物发酵生产,这些成分提高了饲料的消化利用率,调节了动物的微生态平衡,因此发酵技术在饲料行业中的应用得到了人们的肯定,成为动物营养研究的热点。
全球经济的迅猛发展促使生活水平得到很大的提高,人们对肉类和奶等产品的需求不断增长,从而带动了畜牧养殖业的快速发展。然而人口增多和耕地减少限制了我国的粮食产量,导致人畜矛盾日益突出,蛋白饲料和能量原料都面临着供应紧张的局面,饲料资源的匮乏已经限制了畜牧业的发展,从而使人们日益增长的消费需求无法得到满足。随着发酵技术的不断发展,微生物发酵技术生产蛋白质饲料和氨基酸、维生素、酶制剂和微生物制剂等饲料添加剂,以及在开发新型饲料资源中得到广泛应用,使发酵技术在饲料行业中得到越来越多的关注和重视[1]。提高粮食转化率和饲料利用率,研究新型饲料添加剂和饲料原料资源,发展建立高效新型饲料工业成为发展畜牧业的重大课题。
发酵技术是指采用工程技术手段,利用微生物的代谢活动,通过菌体细胞或酶的某些功能,将原料转化成所需要的生物产品,或直接用微生物参与调控生产过程的一种技术,现代发酵技术已经进入能够根据生产需求人为改造微生物的遗传特性来生产产品的阶段。发酵类型很多,它和发酵形态、微生物特性和生产需求有关,根据发酵形式可分为固体发酵和液体发酵;根据微生物对氧的需求可分为厌氧发酵和通风发酵;按发酵流程可分为分批发酵、连续发酵。发酵控制一般与所用的菌种、发酵温度、发酵时间等参数有关,目前微生物发酵饲料原料常用的菌种主要包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。
我国的农副产品和食品工业副产品等非常规饲料资源丰富,然而这些原料具有营养价值偏低、营养成分比例不平衡、含有多种抗营养因子或有毒物质、适口性差等缺点,不经过处理不能直接使用或利用率低,从而限制了其在饲料中的使用。目前对原料处理的方法包括物理方法、化学方法和生物方法,但从稳定性、安全性和营养价值的角度考虑,采用物理法和化学法改善我国非常规饲料资源都具有很大的缺陷,而微生物发酵技术已经成为解决饲料资源短缺的有效途径。
固体发酵技术和液体发酵技术在饲料行业中都得到了广泛的应用,发酵过程中微生物对饲料原料的处理以及产生的多种中间代谢产物不仅能够提高饲料中淀粉、蛋白质、纤维素等营养成分的消化利用率,改善饲料适口性,提高饲料的营养价值,调节动物肠道的微生态平衡,减少了抗生素等药物的添加,提高了畜禽产品的食品安全性;而且能够降解非常规原料中的抗营养因子和有害成分,改善了畜禽的机体健康,扩大饲料原料的使用范围。
1· 发酵技术的功能性应用
1.1 改善原料适口性
发酵技术可以改变植物性、动物性饲料的物理性状,微生物在生长、繁殖过程中,分泌一定量的胞外酶,产生维生素、醇、酯、酸等类物质,从而使原料的品质、适口性、风味得以很大改进,显著提高在日粮中的使用比例。发酵后饲料具有天然的发酵香味,产生良好的诱食效果,刺激动物的食欲,促进消化液的分泌,提高消化酶的活性,促进营养成分的消化吸收。
1.2 降解抗营养因子和有毒成分
植物性原料一般都含有蛋白酶抑制因子、植物凝集素、单宁、非淀粉多糖、饲料抗原蛋白、胀气因子、植酸等多种抗营养因子和有毒成分,影响动物的消化吸收,并对动物机体产生毒害作用,微生物发酵技术可以降解这些物质,消除其对动物的不利影响。菜籽饼、棉饼可通过微生物的发酵作用进行脱毒,对原料中毒素进行降解或转化,微生物菌体既可以将这些毒素作为营养成分进行吸收和利用,又可以分泌胞外酶作用于这些毒素,还可以产生次级代谢产物与毒素结合而解毒。研究表明,微生物代谢产物甘露聚糖可以有效地降解黄曲霉毒素B1等,曲霉属、串珠霉属等菌株能有效地降低发酵棉籽粕中游离棉酚的含量。
|