益生菌发酵饲料研究及应用现状

益生菌发酵饲料研究及应用现状

摘要: 近年来, 随着世界上许多国家限制或禁止在饲料中使用抗生素, 寻找新的抗生素替代品成为畜牧业的一个紧迫的任务。益生菌发酵饲料是一类集益生菌的功效与优质饲料的优点, 具有潜在替代含抗生素饲料的一种新型饲料。动物饲养实践显示, 其具有维持动物肠道的菌群平衡,提高动物生产性能, 减少肠道病原微生物和净化畜舍环境的积极作用。本文在国内外已有的研究基础上, 就益生菌发酵饲料在动物生产中的应用研究进展进行了综述。

关键词: 益生菌发酵饲料; 动物生产; 饲料工业

自上世纪50年代开始, 在动物日粮中添加抗生素显著促进了动物生产, 并对集约化畜牧业的发展做出了重大贡献。然而随着时间的推移, 饲料中添加抗生素的危害日益显现, 并受到社会的广泛关注。2004年, WTO、联合国粮农组织( FAO) 和世界动物卫生组织(OIE) 联合召开专题讨论会, 讨论了非人用抗生素的使用和抗生素的耐药性问题。欧盟自2006年1月起全面禁止在畜禽饲料中添加抗生素。在生猪等饲养中不得添加抗生素目前已经是国际公认的食品安全标准。人们开始纷纷寻求其它的替代品和替代技术, 以保证畜牧业生产的效率与效益不受影响。益生菌发酵饲料技术是新近成长起来的具有许多优点的新型饲料技术, 饲料经益生菌发酵后含有更多的活性益生菌菌体、各种酶、各级代谢产物、多种维生素、蛋白质分解产物、活性小肽、氨基酸、抑菌物质、免疫增强因子、促生长因子等, 起到促进生长, 维持动物肠道的菌群平衡作用; 由于不添加抗生素等药物, 不会造成抗生素药物残留, 益生菌发酵饲料技术是一种生态健康型饲料生产技术。本文就当前益生菌发酵饲料的研究进展作一综述。

1 益生菌发酵饲料生产中常使用的益生菌

益生菌种类繁多, 美国食品药物管理局( FDA)和美国饲料公定协会(AAFCO) 公布了40余种。我国农业部2003年12月发布的第318号公告“饲料添加剂品种目录”中有15种: 地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌。目前市场上用于饲料发酵的益生菌种类主要是乳酸菌、芽孢杆菌、酵母和霉菌。

乳酸菌是应用最早、最广泛的益生菌, 是一类能在可利用的碳水化合物发酵过程中产生大量乳酸的细菌的总称。通常为厌氧或者兼性厌氧菌, 耐酸, 在pH值为415以下时仍可生长, 研究发现代谢产物和活菌液对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌都有很强的抑菌效果, 随着pH值的降低抑菌作用逐渐变强, 活菌体内和代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶( SOD) , 能增强动物的体液免疫和细胞免疫。

芽孢杆菌是一种能够产生芽孢的好氧菌, 能耐受高温、高压和酸碱, 生命力强。芽孢杆菌能够耐受胃酸和消化道上段胆盐和消化液破坏, 在到达消化道下段以后出芽生长繁殖; 芽孢杆菌是好氧菌, 在消肠道内消耗大量的氧气, 维持肠道厌氧环境, 从而促进乳酸菌双歧杆菌等厌氧益生菌的生长, 抑制需氧致病菌的生长, 维持动物肠道的菌群平衡。芽孢杆菌能够产生维生素B1、B2、B6 等B族维生素、维生素C、蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等酶以及多种代谢产物, 对饲料的降解消化吸收和动物的营养代谢起到促进作用。

酵母是一类非丝状真核微生物, 一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌, 酵母菌体中含有非常丰富的蛋白质、B 族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分。大量的应用研究试验证明, 酵母在提高动物疫力、提高动物生产性能和减少应激等方面均起作用。饲用酵母的主要种类有啤酒酵母和产朊假丝酵母。啤酒酵母除用于酿造啤酒及其他的饮料酒外, 还可发酵面包。菌体维生素、蛋白质含量高, 可作食用、药用和饲料酵母。产朊假丝酵母能发酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖, 能同化硝酸盐。产朊假丝酵母的蛋白质含量和维生素B含量均高于啤酒酵母。它能以尿素和硝酸盐为氮源, 不需任何生长因子。特别重要的是它能利用五碳糖和六碳糖, 还能利用造纸工业的亚硫酸、木材水解液及糖蜜等生产人畜食用的蛋白质。

常用的霉菌有根霉、黑曲霉、米曲霉等。霉菌可利用分解纤维素和淀粉。

2 益生菌发酵饲料的种类

益生菌发酵饲料按照水分含量的多少可分为液体发酵饲料和固体发酵饲料。液体发酵饲料国外使用较多, 普遍采用饲料中天然存在的乳酸菌、酵母发酵;而国内普通使用益生菌发酵剂或菌种, 使用固体发酵饲料技术。

2.1 益生菌液体发酵饲料

国外在制作益生菌液体发酵饲料时一般不添加菌种, 自然发酵而成, 在发酵好的液体发酵饲料微生物菌群中占据主导地位的是乳酸菌。提出的液体发酵饲料指标被广大研究者认同: pH < 415、LAB > 9 log10CFU /mL、乳酸含量> 150 mmol/L、乙酸含量< 40 mmol/L、酒精含量< 0.18 mmol/L。液体发酵饲料在国内外的使用都有悠久的历史, 国外对其研究比较深入, 并且广泛使用。

2.2 益生菌固体发酵饲料

益生菌固体发酵饲料的种类, 大致可分为: 全价益生菌发酵饲料、益生菌发酵浓缩料、发酵豆粕、酵母培养物和其他发酵产品。

2.2.1 全价益生菌发酵饲料

全价益生菌发酵饲料是在营养均衡全面的无抗生素全价配合饲料中加入益生菌和水, 混合后在适当的温度下经厌氧或好氧发酵而成的饲料。该类饲料不仅能全面满足动物的营养需要, 还能增加多种消化酶、有机酸、维生素、多肽、小肽、氨基酸的含量, 富含大量的益生菌。具有明显的促生长、防治疾病等生物学效应, 对肠道疾病的控制效果好, 并能节约生产成本。

2.2.2 益生菌发酵浓缩料

益生菌发酵浓缩料是将不含抗生素的浓缩饲料与益生菌和水等混合后发酵而成的非全价饲料。益生菌发酵浓缩料跟全价益生菌发酵饲料相比只是在制作时少添加能量饲料, 其他的功能作用相同, 具有体积小运输使用方便的优点, 是最具市场前景的一类产品。

2.2.3 益生菌发酵豆粕

益生菌发酵豆粕是一种以豆粕为原料, 经益生菌发酵而成的富含小肽的高档饲料蛋白质。由于小肽营养机理研究的深入、益生菌发酵豆粕在饲料中应用的优良效果以及全球鱼粉产量减少价格走高等原因, 益生菌发酵豆粕目前成为饲料行业中的热点。益生菌发酵豆粕中小肽含量高低和抗营养因子消除程度与发酵所使用的微生物菌种及发酵工艺息息相关, 在生产中一般采用多种益生菌搭配使用, 促进酶解, 分解抗原和抗营养因子, 经过多种益生菌分阶段发酵酶解, 使蛋白质得到充分降解, 产品富含多种活性小肽、益生菌、生物活性酶等。