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菌酶協同發酵飼料的應用研究進展

時間:2022-09-22    點擊: 次    來源:中國畜牧雜志    作者:孫智媛 - 小 + 大

摘要:菌酶協同發酵飼料是將微生物發酵和酶解的處理方式有機結合在一起生產出的一類新型生物飼料。菌酶協同作用可使微生物的發酵效率更高和大分子物質的降解程度更強,提高飼料營養價值、降低抗營養因子含量,促進腸道消化吸收,改善動物生產性能,菌酶協同發酵飼料的應用效果往往優于單獨的菌或酶處理的飼料。本文綜述了菌酶協同發酵飼料的分類和酵解機制,概括了菌酶協同發酵的優勢及其在動物生產中的應用進展,為其在養殖業中更廣泛地應用提供科學依據。

近年來,隨著我國飼料中抗生素的使用被全面禁止,人們對優質肉蛋奶的需求日漸提升,如何保障畜禽健康成為我國畜牧業的一大挑戰,安全高效、環境友好的抗生素替代品成為研究焦點。以發酵飼料和酶解飼料為代表的生物飼料是推行無抗養殖的有效手段,也是解決畜牧業可持續發展的重要途徑。大量研究表明,菌酶協同對飼料和飼料原料的作用效果優于單獨的菌或酶處理效果,且前者在改善飼料營養價值和飼喂效果方面表現出明顯的優勢。2018年初發布的團體標準《生物飼料產品分類》< T/C S W SL 001-2018)將菌酶協同發酵飼料定義使用飼料原料目錄和飼料添加劑品種目錄等國家相關法規允許使用的飼料原料、酶制劑和微生物,通過發酵工程和酶工程技術協同作用生產的單一飼料和混合飼料。采用菌酶協同處理飼料一方面可提高發酵過程中微生物對飼料中大分子物質的利用效率,改善飼料的營養價值,并縮短發酵周期;另一方面,也可以利用某些菌種的抗菌作用改變動物腸道內微生態環境,增強動物抵抗力,減少抗生素的使用。因此,利用菌酶協同作用對于飼料資源尤其是非常規飼料資源的開發和應用意義重大。本文綜述了菌酶協同發酵飼料的分類和酵解機制,概括了菌酶協同發酵的優勢及其在動物生產中的應用進展,為其今后在養殖業中更廣泛地應用提供科學依據。

1 菌酶協同發酵飼料

1.1 菌酶協同發酵飼料的分類

菌酶協同發酵飼料按照基質種類差異可分為菌酶協同發酵蛋白飼料、菌酶協同發酵能量飼料和菌酶協同發酵粗飼料。菌酶協同發酵蛋白飼料的基質土要為豆粕、大豆蛋白、菜籽粕和棉籽粕等;所用菌種為植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母等,具有清除植物飼料中抗營養因子的重要作用;所用的酶以蛋白水解酶為主,用以分解蛋白基質中的大分子蛋白質,提高其消化率或提高特定功能肽含量。菌酶協同發酵能量飼料的基質包括谷物副產物、馬鈴薯渣等能量飼料;目前報道的菌種有假絲酵母、釀酒酵母、乳桿菌等,可提高飼料中蛋白質含量、降低粗纖維含量,增加飼料的適口性;酶類包括淀粉酶、纖維素酶等,用來降解飼料原料,將飼料中難降解組分轉化為容易被吸收的小分子物質,從而提高飼料的吸收利用率。菌酶協同發酵粗飼料的基質包括玉米青貯飼料、玉米芯、玉米秸稈、棉花秸稈等;可用菌種包括地衣芽孢桿菌、植物乳桿菌和酵母菌,用來去除木質素,使纖維組織松散;可用酶種類以纖維素酶和木聚糖酶為主,用來酶解木質纖維,提高酶解率和木聚糖產量。

菌酶協同發酵飼料按照飼料原料數目差異分為菌酶協同發酵單一飼料和菌酶協同發酵混合飼料。菌酶協同發酵單一飼料是僅以一種主要飼料原料作為底物,接種微生物進行發酵獲得的飼料產品,常見菌酶協同發酵單一飼料有發酵豆粕、發酵玉米、發酵酒糟和發酵秸稈等;菌酶協同發酵混合飼料是指以多種飼料原料作為底物進行發酵得到的發酵飼料,基料的選擇需要考慮動物所需營養物質種類及其含量,同時應創建發酵體系中微生物生長所適宜的環境。與單一飼料相比,發酵混合飼料營養更均衡、適口性更好,與全價配合飼料的營養組成更接近。

此外,菌酶協同發酵飼料還可按照微生物需氧程度分為好氧性菌酶協同發酵飼料、厭氧性菌酶協同發酵飼料和兼性厭氧菌酶協同發酵飼料。其中,好氧菌酶協同發酵適用于單一原料的發酵,常用的發酵菌種為曲霉菌、芽孢桿菌、酵母菌等好氧或兼性厭氧菌;厭氧菌酶協同發酵適用于單一或混合原料的發酵,常用的發酵菌種為乳酸菌、芽孢桿菌和酵母菌;而兼性厭氧菌酶協同發酵目前尚處于研發階段。

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