非常规饲料资源的开发与利用

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昆虫幼虫和蛹的脂肪含量高,为 10%~50%;并 以不饱和脂肪酸为主,其中亚油酸含量高达 10%~ 40%。
昆虫是地球上优于肉和蛋类的最大的动物性 蛋白质资源和动物资源,除少数有剧毒外,大多数 种类都可以收集、加工和人工饲养。 1.3 蚯 蚓
蚯蚓属环节动物,目前已知全球有 3 000 多 种。蚯蚓在野外生长良好,也可以家养和工厂化养 殖、规模化生产。
蚯蚓排粪量极大,且粪便价值高。1 亿条性成熟 赤子爱胜蚯蚓每日进食量 40 t,排粪 20 t[7,12],一年排 粪多达 7 300 t。蚯蚓粪便蛋白质含量高达 22.5%[7], 可作饲料,添加量为 15%~30%。在水产饲料中添 加量可达 70%,甚至可用全粪喂鱼,饲养鱼生长良 好。蚯蚓粪便经济价值高,养殖场蚯蚓粪的经济价 值是蚯蚓本身的 1.5 倍[7]。
养殖与饲料 2014 年第 4 期
饲料营养 窑21窑
非常规饲料资源的开发与利用
张心如 黄柏森 郑卫东 杜干英 毛长清 沈昌明 蔡瑞琼 王道友 林秀华
四川省新津县老科学技术工作者协会,四川新津 611430
除常规饲料外,我国还有大量非常规饲料资源。 据报道[1],中国年产非常规饲料资源 10 多亿 t。据笔 者测算,我国每年有非常规饲料资源近 40 亿 t。但这 些非常规饲料资源未能得到有效利用,多数被废弃, 成为当今中国最大的面源污染源。
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养殖与饲料 2014 年第 4 期
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液、废渣多达 207 488 万 t[27]。这是一巨大的资源,但 目前利用率极低,尤其是废液,利用率不到 1%[26]。 2.2 生产效率高
一般动物蛋白质的生产速度与体重的倍增时 间成正比。而微生物的倍增速度比猪、牛、家禽等动 物快千万倍[21]。微生物富集蛋白质的能力远远高于 动植物,酵母菌合成蛋白质的速度比植物快 500 倍,比动物快 2 500 倍[18],细菌更快。1 头 500 kg 重 的公牛每天只能生产蛋白质 0.4 kg,而 500 kg 酵母 每天能生产蛋白质 50 000 kg[21]。 2.3 占地少
3 林业饲料资源的开发利用
林业饲料资源主要指包括乔木、灌木、半灌木、 竹类、林质藤木等在内的嫩枝、叶、花、果实、种子、 树皮及林业产品加工副产物。
饲料林木适应性强,分布广。除一般环境外,还可 以在干旱地、半干旱地、甚至是年降水量少于 400 mm 的地区生长良好,并能提供大量饲料资源。饲料林 青绿期和利用年限长,生物产量高,同等饲料林的 产品比草本植物高 2~4 倍 。 [29-30]
真菌和藻类,主要采用液态发酵和固态发酵 2 种生产 工艺。
单细胞蛋白含有很高的优质蛋白质,而且蛋白 质氨基酸种类齐全、配比适当。细菌单细胞蛋白含 蛋白质 40%耀80%,酵母蛋白含 35%耀60%,真菌含 20%耀50%,霉菌含 40%耀50%,藻类含 40%耀70%;单 细胞蛋白在畜禽体内经水解转化为多肽和氨基酸, 吸收率高达 90%;另外,还含有丰富的维生素(特别 是 B 族维生素)、生物酶和丰富的微量元素[18-20]。 2.1 生产原料来源广泛
蚯蚓的采食量极大,每天的采食量相当于自身 体重的 1/3耀1/2[7,12]。10 头猪一天排的粪(20 kg)可被 2 400 条澳洲蚯蚓 1 周吃完,或被 1 600 条日本太平 2 号蚯蚓 1 周吃完[13,14]。1 kg 蚯蚓 48 h 内能吃完 1 kg 粪便[15]。10 亿条蚯蚓 1 d 能吃掉 500 t 垃圾[7,12],并能 转化为蛋白质含量很高的蚯蚓粪。
昆虫是动物界中最大的类群。世界上昆虫种类 有 200 多万种,地球上 80%的动物是昆虫,昆虫生 物量超过地球上所有动物 (包括人类) 生物总量的 10 倍[4-5]。
昆虫世代周期短,多的一年能繁殖到 50 代[5], 繁殖力极强,产量极高。在适宜的条件下,一对成蝇 4 个月内即能繁殖到 10×1020 只[6]。
科技工作者对中国林业饲料资源作了大量调 查研究工作。在我国 8 000 多种木本植物中,可用 作饲料的有 1 000 多种[31],其中乔木最多,其次是灌 木、半灌木和竹类植物。其中乔木类饲料植物年均 可提供饲料 5 亿多 t,灌木和半灌木植物多达 500 多种[32]。据周芳萍[33]报道,2000 年,中国森林面积 1.3 亿~1.4 亿 hm2,活立木总蓄积量 118.9 亿 m3,根据 森林面积、活立木总蓄积量和采伐情况进行估算, 每年树叶产量约 5 亿 t,抚育间采伐和主伐残留在 林地或伐区内的嫩枝叶约 1 亿 t,木材加工下脚料 约 1 亿 t。这 7 亿 t 是可以加工利用的饲料资源。按照 这个比例计算,2012 年,中国(森林面积 1.95 亿 hm2)
1 动物性蛋白质饲料资源的开发利用
1.1 畜产品加工下脚料 畜产品加工下脚料是指屠宰场、皮革加工厂、水
产品加工厂的副产物,包括动物血液、羽毛、皮革加 工副产物等。这些资源可采用发酵法、酸化法、热喷 法、膨化法等技术处理后作为畜禽饲料。
动物血液经脱水加工得到的血粉含粗蛋白质 80%以上,富含铁,是一种良好的蛋白质饲料。如将占 全血 55%的血浆分离提纯,干燥后得到血浆蛋白粉, 含蛋白质 70%~80%,且含有多种功能性蛋白质[2]。我 国动物血液资源十分丰富,每年猪血资源就有 20 多 亿千克。
蚯蚓营养价值高 ,富 [7,12,17] 含蛋白质,鲜蚯蚓含 量为 8%~10%;干蚯蚓含量高达 56%~60%,最高 达 71%。组成蚯蚓蛋白质的氨基酸全面,尤其是亮 氨酸、精氨酸和赖氨酸含量高,赖氨酸含量高达 4.3%。蚯蚓脂肪含量为 4.4%~17.3%,其中以亚油 酸为主的不饱和脂肪酸特别多。另外,还含有丰富 的维生素,钙、磷含量高,磷的利用率达 90%以上。
昆虫营养丰富,蛋白质含量很高[8-11]。无论是虫 卵、幼虫、蛹或是成虫,蛋白质含量都很高。干物质 蛋白质含量一般都在 50%以上,如苍蝇为 61%、蝴 蝶为 75%、蝉为 72%、蚂蚁为 67%、黄蜂为 81%、白 蚁 为 93% ; 而 且 氨 基 酸 占 蛋 白 质 的 比 例 大 ,为 32.82%~65.97% ; 必 需 氨 基 酸 含 量 占 14.00% ~ 22.81%,必 需氨基 酸占 氨基 酸总量 的 36.00%~ 41.49%。
植物淀粉糖类、纤维素类、农林产品加工副产 物、轻工业和食品工业下脚料、石油原料和石油化 工产品等都能作为单细胞蛋白的生产原料。我国最 有前途的原料是ຫໍສະໝຸດ Baidu再生植物原料,如农作物秸秆、 林业枝叶、树皮、木材加工副产物。糖厂、味精厂、造 纸厂、淀粉厂、柠檬厂等轻工业和食品工业排放的 废渣、废液都能作为单细胞蛋白的生产原料。
收稿日期:2014-02-21 张心如,男,1942 年生,高级兽医师,长期从事兽医临床和畜牧兽医管理工作。
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·22· 饲料营养
养殖与饲料 2014 年第 4 期
蚯蚓食性极广,除金属、玻璃、砖石、塑料、橡胶 以外,绝大多数废弃物,如人畜粪便、秸秆、杂草及 人类生活、商业、工厂等排放的有机废弃物都是蚯 蚓的良好食物。
纤 维 素 类 ,如 秸 秆 、林 业 枝 叶 、木 材 加 工 下 脚 料、糖渣等,经酸化处理后采用水解方法,将其变为 还原糖,再经发酵生产酵母蛋白。谷壳水解液经深 层发酵生产酵母蛋白,每 3 t 谷壳就能生产 1 t 酵 母蛋白[19]。我国每年有谷壳、棉子壳、玉米芯等纤维 素农副产品数千万吨,如用其中的 20%作为原料,就 能生产 100 万 t 单细胞蛋白饲料[21]。采用固体发酵技 术处理秸秆,能使秸秆粗蛋白质含量达到 15%~ 20%,2 亿 t 秸秆通过微生物发酵工程处理,能转化为 相当于 8 000 万 t 饲料粮[18]。我国年产 8 亿 t 秸秆,还 有林业枝叶、木材加工下脚料 10 多亿 t,这些都是 可以用作生产单细胞蛋白的巨大资源,有待开发。 我国年产菌糠 1 000 多万 t,目前尚未开发利用。若 利用微生物制作发酵菌糠,就能有效利用这一巨大 饲料资源。马纯艳等[22]利用菌糠生产单细胞蛋白质 饲料,使菌糠蛋白质提高到 15.23%。对酒糟、醋糟、 糖渣、淀粉渣等 11 种糟渣进行固体发酵处理,粗蛋 白质含量增加 35.74%~130.04%[23]。我国年产糟渣 1.68 亿 t[24],这是生产单细胞蛋白的巨大资源。据报 道,仅用我国食品与发酵工业废糟渣就能生产单细 胞蛋白饲料 1 000 万 t[25]。张建红等[26]报道,5 亿 t 轻 工业、食品加工业废液,就能生产 500 万 t 单细胞蛋 白。据资料,1988 年,我国食品和发酵行业产生的废
蚯蚓分解有机质的能力很强,利用蚯蚓对畜禽 粪便、生活垃圾和其他有机废弃物进行无害化处 理 ,工 艺 简 单 ,费 用 低 ,还 能 获 得 高 蛋 白 质 的 蚯 蚓 粪,且并不产生二次污染。
蚯蚓繁殖力极强,产量极高。在适宜的环境条 件下,每年增殖量高达 1 000 倍。1 000 条性成熟蚯 蚓,2 a 内就能增殖到 10 亿条,能收获商品蚯蚓 500 t,平均每月收获 20.8 t。动物废弃物转化为蚯 蚓组织的效率很高,1 t 动物废弃物可稳定转化为 100 kg 蚯蚓[16]。
单细胞蛋白生产是在大型发酵罐中立体式培 养,占地面积很少。据报道,年产 1 t100%蛋白质占 地数量为:大豆为 24 500 m2、鱼为 11 150 m2、鸡蛋 为 273 m2,而酵母蛋白仅为 3 m2[28]。年产 10 万 t 的 单细胞蛋白工厂,如产品蛋白质按 45%计算,1 a 可 生产蛋白质 45 000 t,而 1 hm2 耕地生产的大豆蛋 白质只有 1 200 kg。所以,一个占地不多、年产 10 万 t 单细胞蛋白的工厂,一年所生产的蛋白质相当 于 37 500 hm2 耕地所生产的大豆蛋白质总量[21]。
林业饲料资源多达 10 亿 t,其中 7 亿 t 树叶中含蛋 白质多达 7 000 万 t 以上。
孙祥 对 [34] 我国数十种木本植物的风干枝叶营 养成分作了分析和阐述:10 种乔木枝叶粗蛋白质 含量为 6.5%~13.6%,粗脂肪 5.10%~12.21%;18 种 阔 叶 乔 木 枝 叶 粗 蛋 白 质 含 量 为 10.50% ~ 29.24%,粗脂肪 1.39%~9.32%;6 种灌木枝叶粗 蛋白质含量为 8.48%~18.84%,粗脂肪含 0.26%~ 3.82% ;26 种 半 灌 木 粗 蛋 白 质 含 量 为 10.38% ~ 19.37%,粗脂肪 1.05%~13.81%。另据对 19 种风 干树叶分析,含粗蛋白质 10.2%~26.2%,粗脂肪 2.1%~8.6%,粗纤维 7.1%~26.9%,无氮浸出物 24.3%~54.6%,灰分 6.4%~19.1%,钙 0.05%~ 3.31%,磷 0.02%~1.37% 。 [33]
可以替代鱼粉、豆粕配制畜禽饲料和水产配合 饲料,也可以用蚯蚓直接饲喂畜禽。
2 单细胞蛋白饲料的开发利用
单细胞蛋白(SCP)是指酵母菌、真菌、霉菌、非 致病性细菌等单细胞微生物所产生的蛋白质,又称 生物菌体蛋白或微生物蛋白。菌体蛋白(MBP)是指 多细胞微生物,主要是丝状真菌、大型真菌的菌丝
体蛋白质。目前二者基本通用。 生产单细胞蛋白的微生物主要是酵母菌、细菌、
羽毛粉是家禽羽毛经过蒸煮、酶解、膨化而形成 的粉状蛋白质饲料,含粗蛋白 85%~89%[2]。我国年 出栏家禽 100 多亿只,羽毛资源十分丰富。
动物加工下脚料消化率低,但经过发酵处理后 消化率大幅度提高,羽毛粉蛋白质消化率从 32%提 高到 80%,皮革蛋白质消化率从 48%提高到 90.6%, 蹄壳蛋白质消化率从 32%提高到 76%,血粉蛋白质 消化率提高到 93%~97%[3]。 1.2 昆 虫
一些昆虫能工厂化养殖,且可利用废弃物饲 养。如畜禽粪便经微生物发酵处理后饲喂苍蝇,养 殖过苍蝇的粪便可混合秸秆或草料、垃圾饲养蚯 蚓。1 t 猪粪经过上述处理,能得到 100~300 kg 蛆 虫、20~60 kg 蚯蚓和 1 000 kg 蚯蚓粪肥[7]。
昆虫含有特殊的生物活性物质,如免疫活性物 质和几丁质。苍蝇和蛆体内含有杀菌力极强的活性 蛋白;对黄粉虫采取饥饿后饲喂含菌物的诱导方 式,在其体内能产生大量抗菌肽,具有极高的医药 价值。
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