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酶菌結(jié)合發(fā)酵劑將菌糠發(fā)酵成優(yōu)質(zhì)飼料及其在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用方法和效果

2020-10-11 09:47:08      點(diǎn)擊:

摘要:隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,產(chǎn)生了數(shù)量龐大的食用菌菌糠。菌糠在微生物發(fā)酵后具有良好的飼用價(jià)值。家禽飼料對(duì)于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的再利用以及緩解環(huán)境壓力具有重要意義。本文主要對(duì)食用菌菌糠的營(yíng)養(yǎng)特性、發(fā)酵工藝以及在家禽中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,產(chǎn)生了數(shù)量龐大的食用菌菌糠(劉昆麗,2019)。中國(guó)食用菌產(chǎn)量由2000年的664萬(wàn)噸升至2016年的3596萬(wàn)噸,是世界第一大食用菌生產(chǎn)國(guó),占世界食用菌總產(chǎn)量的75%以上(楊國(guó)良,2018;羅小芳等,2017)。食用菌生產(chǎn)過(guò)程中,培養(yǎng)基的生物學(xué)效率只有10%~40%(衛(wèi)智濤等,2010;吳學(xué)謙等,2002),所以每栽培1kg食用菌會(huì)產(chǎn)生2.4~9kg菌糠,僅2016年至少產(chǎn)生8690萬(wàn)t食用菌菌糠。不能被轉(zhuǎn)化利用的食用菌菌糠不僅造成資源浪費(fèi),而且會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。我國(guó)一直面臨著飼料資源匱乏、農(nóng)作物價(jià)格持續(xù)上漲等問(wèn)題。威脅著畜牧行業(yè)的發(fā)展前景(呂新業(yè)等,2013)。所以充分開(kāi)發(fā)菌糠類生物資源,合理利用微生物發(fā)酵技術(shù)將食用菌菌糠轉(zhuǎn)化為動(dòng)物可消化利用的飼料,既能改善飼料資源匱乏的問(wèn)題,也能緩解大量食用菌菌糠對(duì)環(huán)境的壓力,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的多級(jí)利用和可持續(xù)發(fā)展。

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1菌糠的特性


1.1 菌糠的來(lái)源

在食用菌栽培過(guò)程中,培養(yǎng)基中通常添加木屑、水稻秸稈、玉米秸稈、玉米芯、棉籽殼等高纖維農(nóng)副產(chǎn)物,以及醋糟、酒糟、造紙廠廢液等工業(yè)下腳料,采摘食用菌后培養(yǎng)基中剩余的廢棄物稱之為食用菌菌糠或菌渣(張變英等,2016;吳瓊等,2003)。菌糠包括培養(yǎng)基原料殘?jiān)途w遺留物。培養(yǎng)基原料一部分用來(lái)菌體合成,一部分用來(lái)維持菌體呼吸代謝,一部分則以新的形式存在于菌糠中(楊和川等,2018;王德漢等,2007)。目前國(guó)內(nèi)各個(gè)地區(qū)栽培的食用菌菌種不同,其選用的培養(yǎng)基原料也各有不同。東北地區(qū)主要以木屑、農(nóng)作物副產(chǎn)品(秸稈等)作為培養(yǎng)基原料;河北、山東等地主要以玉米芯、棉籽殼、木屑還有少量的麥麩等培養(yǎng)食用菌;長(zhǎng)江三角洲地區(qū)主要以稻草、牛糞為主料培養(yǎng)食用菌(衛(wèi)智濤等,2010)。

1.2 菌糠飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

菌糠原料多為秸稈、木屑、麩皮等高纖維農(nóng)作物副產(chǎn)物,因其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低、適口性差、消化吸收率低,飼用價(jià)值不高。但是,食用菌能夠?qū)⒃现械睦w維素、半纖維素和木質(zhì)素生物降解成菌類多糖、有機(jī)酸和菌體蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。此外,菌糠原料本身含有豐富的鈣、磷、灰分以及一些微量元素,因此菌糠原料在原有物質(zhì)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵能使其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到改善,適口性與飼用性能也能得到提升。不同種類菌糠原料栽培前后養(yǎng)分變化程度不同(陳鑫珠等,2019;魏濤,2018),表1為四種常見(jiàn)菌糠及其原料營(yíng)養(yǎng)成分之間的變化。以醋糟、棉籽殼為原料的菌糠粗纖維含量分別下降7.3%和8.5%(李志香等,2003)。玉米芯菌糠中的粗蛋白質(zhì)含量比玉米芯原料提高3.54%,粗纖維含量下降16.55%;水稻秸稈菌糠的粗蛋白質(zhì)含量提升4.11%,粗纖維含量下降51.33%,粗灰分含量升高26.05%(高立鵬等,2017;張變英等,2016;馮偉林等,2012)。

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2菌糠發(fā)酵飼料


2.1 發(fā)酵菌糠

一般菌糠發(fā)酵飼料制作工藝流程為:(1)挑選干凈、菌絲潔白的菌糠進(jìn)行粉碎,攪拌、高溫滅菌、過(guò)篩、冷卻;(2)在適宜的條件下將菌株活化,將活化后的菌株數(shù)量控制在1×109CFU/g以上,接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵菌糠;(3)將發(fā)酵菌株和發(fā)酵緩沖劑接種到已滅菌的菌糠中進(jìn)行密封發(fā)酵;(4)將發(fā)酵完成的菌糠攤開(kāi)晾曬、干燥,最終得到菌糠發(fā)酵飼料(趙祎等,2016;孟梅娟等,2016;李志濤等,2015)。在菌糠發(fā)酵飼料的制作過(guò)程中,試驗(yàn)步驟、操作大同小異,但不同菌糠營(yíng)養(yǎng)成分存在差異,發(fā)酵目的不同導(dǎo)致發(fā)酵菌種類、溫度、pH也各不相同,多菌種共同發(fā)酵時(shí),接種次序、時(shí)間、比例等因素也會(huì)影響發(fā)酵效果(Thomas等,2013)。

2.2 常見(jiàn)菌糠發(fā)酵菌株

2.2.1 黑曲霉

黑曲霉是能夠產(chǎn)生蛋白酶、纖維素酶、檸檬酸、葡萄糖酸等有助于改善發(fā)酵飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的大型真菌。黑曲霉在20~55℃都能生存,但不同溫度下生理功能會(huì)受到影響,溫度過(guò)高容易破壞生物大分子的生化結(jié)構(gòu),導(dǎo)致失活,溫度過(guò)低酶活性受到限制。有報(bào)道稱在36℃黑曲霉分泌單寧酶的活性最高,菌體蛋白產(chǎn)量最多(朱飛等,2018)。湯小鵬等(2014)發(fā)現(xiàn)在36℃用黑曲霉發(fā)酵木薯渣,羧甲基纖維素酶CMcase活性和粗蛋白質(zhì)含量最高,發(fā)酵效果最好。所以黑曲霉的適宜發(fā)酵溫度在36℃左右。

2.2.2 乳酸菌

乳酸菌是一類能夠利用碳水化合物產(chǎn)生乳酸的革蘭氏陽(yáng)性菌的總稱,發(fā)酵固態(tài)飼料時(shí)可將大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖、脂肪等降解為小分子物質(zhì),有利于動(dòng)物體吸收利用。其代謝主要是糖酵解和磷酸戊糖途徑。在發(fā)酵過(guò)程中,產(chǎn)生乳酸使發(fā)酵物pH下降,抑制其他有害菌的生理活動(dòng),進(jìn)而減少底物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失(李慧芬等,2018)。Oboh(2006)利用釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、德式乳桿菌(Lactobacillus delbrukii)和棒狀乳桿菌(Lactobacillu scoryneformis)發(fā)酵得到的木薯皮蛋白質(zhì)含量顯著升高13.3%,氰化物和植酸鹽含量分別顯著降低38.4、253.9mg/100g。

2.2.3 酵母菌

酵母菌是兼性厭氧型真菌,分布廣泛,穩(wěn)定無(wú)致癌性,應(yīng)用于發(fā)酵工藝中已有幾千年的歷史。石偉(2008)發(fā)現(xiàn)在青貯飼料中添加酵母菌能夠提高飼料中干物質(zhì)的含量,并且改善飼料的適口性。已有研究證明,利用酵母菌混菌發(fā)酵菌糠無(wú)論從感官還是營(yíng)養(yǎng)成分上都得到了良好的改善(鄭有坤等,2013;Yang等,2004)。

3菌糠及菌糠發(fā)酵飼料在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用


菌糠主要由玉米芯、麩皮、木屑等高木質(zhì)纖維素原料組成,具有膳食纖維和非淀粉多糖豐富、價(jià)格低廉等特點(diǎn),但肉雞沒(méi)有足夠的內(nèi)源木質(zhì)纖維素降解酶,所以利用微生物固態(tài)發(fā)酵的方式對(duì)菌糠中木質(zhì)纖維素進(jìn)行降解、破壞,可提高肉雞腸道對(duì)纖維多糖原料的利用率(WanzenbёOck等,2017;Yuan等,2017;Leo等,2012)。韓鵬偉等(2016)研究發(fā)現(xiàn),用6%發(fā)酵杏鮑菇菌糠代替肉雞飼糧中玉米,飼養(yǎng)前期的經(jīng)濟(jì)效益高于飼養(yǎng)后期,能顯著增加整個(gè)飼養(yǎng)階段肉雞的平均日增重、降低肉料比。Feng等(2020)通過(guò)利用產(chǎn)生木聚糖酶的蠟狀芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵麩皮,替代飼糧中5%玉米飼喂肉雞,發(fā)現(xiàn)其對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能未產(chǎn)生不利影響,但增加了肉雞空腸淀粉酶活性和腸道菌群豐富度。由于發(fā)酵食用菌菌糠相關(guān)研究較少,缺乏相關(guān)研究之間結(jié)果比較,有待進(jìn)一步研究。張書良等(2016)以4:1和3:2的比例將玉米粉和杏鮑菇菌糠混合飼喂肉鵝,結(jié)果顯示日增重分別顯著提高37.84%和27.50%,混合比例3:2時(shí)經(jīng)濟(jì)效益最好。也有研究表明,杏鮑菇菌糠添加比例越高其經(jīng)濟(jì)效益越好(杜學(xué)振等,2016)。基礎(chǔ)飼糧中添加5g/kg茶樹菇菌糠多糖提取物能夠顯著提高肉雞免疫能力,其中溶菌酶C濃度和總抗氧化能力分別顯著提高22.4%和49.2%(連永權(quán)等,2016)。閆昭明等(2018)在雞飼糧中用金針菇菌糠替換基礎(chǔ)日糧中玉米和豆粕,結(jié)果顯示肌肉紅度顯著降低,雞肉必需氨基酸和風(fēng)味氨基酸的含量極顯著提高。鄒知明等(2013)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在肉鴨飼養(yǎng)前期飼糧中添加20%平菇發(fā)酵菌糠可極顯著降低雛鴨的生長(zhǎng)性能、日采食量;在肉鴨生長(zhǎng)后期,添加20%發(fā)酵菌糠再配以2%的植物精油能顯著提高肉鴨的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率,這可能是因?yàn)槿怿喸诓煌L(zhǎng)時(shí)期對(duì)粗纖維的消化能力不同和植物精油的協(xié)同改善作用,導(dǎo)致生長(zhǎng)性能和日采食量在前期、后期出現(xiàn)差異。


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4總結(jié)與展望


如今畜牧業(yè)面臨飼料資源短缺、玉米-豆粕型飼料的高依賴性、全面禁抗等問(wèn)題與變革,飼料資源的開(kāi)發(fā)利用、傳統(tǒng)型飼料向發(fā)酵飼料的轉(zhuǎn)變需要加快前進(jìn)步伐。許多試驗(yàn)已經(jīng)證明菌糠可以替代部分玉米、麩皮等能量型飼料,因此菌糠發(fā)酵飼料的發(fā)展前景開(kāi)闊。然而由于菌糠易發(fā)霉變質(zhì),粗纖維含量高,可利用代謝能偏低,所以利用生物發(fā)酵手段能降低其作為家禽飼料的不足,微生物能發(fā)掘菌糠飼料的潛在價(jià)值。目前對(duì)于菌糠開(kāi)發(fā)作家禽飼料的限制是地源性菌糠原料差異較大,很難建立起系統(tǒng)的微生物發(fā)酵系統(tǒng),并且由于菌糠中多為木質(zhì)纖維素,單一菌種很難完成較好的發(fā)酵效果,所以多菌混菌和菌酶協(xié)同發(fā)酵菌糠值得深入研究。

發(fā)酵菌糠做飼料實(shí)戰(zhàn)操作技術(shù)

99多功能飼料發(fā)酵劑——高濃度乳酸菌為主的固態(tài)飼料發(fā)酵劑,更輕易成功、效果更好的生物飼料發(fā)酵劑,簡(jiǎn)單好用的中草藥發(fā)酵劑

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2噸菌糠添加99多功能飼料發(fā)酵劑500-1000克、玉米粉400公斤,將各物料均勻攪拌在一起,將含水量調(diào)節(jié)至60%左右,將攪拌均勻的物料放至密封的容器中壓實(shí)密封發(fā)酵3-5天,發(fā)酵料有甜酒香味即可使用。

【配料說(shuō)明和注意事項(xiàng)】

1、在發(fā)酵菌糠時(shí)一定要將物料壓實(shí)密封,密封好不開(kāi)封的情況下發(fā)酵料可以保存半年以上不變質(zhì)。密封效果不好會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵料表面霉變,飼喂時(shí)要鏟除表面霉變的發(fā)酵料。

2、發(fā)酵料如果酸度過(guò)大,動(dòng)物適口性差時(shí)可以在發(fā)酵后添加1-2%小蘇打中和發(fā)酵料的酸度,改善動(dòng)物適口性。

3、發(fā)酵料開(kāi)封進(jìn)行飼喂后,建議7天內(nèi)使用完,每次取料后要注意繼續(xù)進(jìn)行密封保存。

4、發(fā)酵料由于營(yíng)養(yǎng)比較單一,建議在飼喂前添加適當(dāng)?shù)哪芰匡暳虾偷鞍罪暳稀㈩A(yù)混料來(lái)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)配比,使動(dòng)物達(dá)到更佳的飼喂效果和生長(zhǎng)速度。

5、動(dòng)物第一次飼喂發(fā)酵料必須遵循先少量飼喂然后逐步加量的原則,一般小動(dòng)物最大添加量10%-20%,中等動(dòng)物20%-30%,大動(dòng)物30%-40%。在實(shí)際飼養(yǎng)中行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。   

6、第一次使用發(fā)酵飼料可能會(huì)出現(xiàn)零星或者短時(shí)間的腹瀉,這些都屬于正常的現(xiàn)象。可以通過(guò)減少發(fā)酵料和添加藥物進(jìn)行調(diào)整。連續(xù)使用發(fā)酵料一周后會(huì)發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的消化率大大的提高,糞便變松軟而且量變少,欄舍的氨臭味大大的減低。

7、飼喂發(fā)酵飼料不影響正常的動(dòng)物免疫,動(dòng)物發(fā)生疾病使用大劑量抗生素藥物時(shí),繼續(xù)使用發(fā)酵飼料無(wú)副作用。

8、對(duì)于一些發(fā)酵的原料有一定的霉變雜菌多、發(fā)酵緩慢、環(huán)境溫度低、需要發(fā)酵的飼料更快更香醇質(zhì)量更高等,只需要將本產(chǎn)品提高2-4倍的使用量即可。


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