近年來(lái)隨著微生物發(fā)酵工藝的發(fā)展，發(fā)酵飼料引起業(yè)界廣泛的興趣，微生物發(fā)酵飼料與傳統(tǒng)飼料相比具有其自身獨(dú)特的優(yōu)越性，符合當(dāng)前健康環(huán)保型漁業(yè)發(fā)展的要求。自上世紀(jì)40年代抗生素被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，其在畜禽、水產(chǎn)飼料中被廣泛應(yīng)用，然而隨著抗生素的頻繁使用，其產(chǎn)生的副作用也日益凸顯出來(lái)，如不加以限制將會(huì)給人類健康帶來(lái)巨大的災(zāi)難。新型無(wú)抗發(fā)酵飼料很好地解決了促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和無(wú)殘留、無(wú)污染之間的矛盾。
微生物發(fā)酵飼料，是指在人為可控制的條件下，以植物性農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料，通過(guò)微生物的代謝作用，將植物性、動(dòng)物性和礦物性物質(zhì)中的抗?fàn)I養(yǎng)因子分解、合成，產(chǎn)生更能被畜禽采食、吸收養(yǎng)分和無(wú)毒害作用的生物飼料或飼料原料。國(guó)外 20 世紀(jì) 60 年代就開(kāi)始研究微生物發(fā)酵飼料，并逐漸形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，我國(guó)于上世紀(jì)90年代開(kāi)始微生物發(fā)酵飼料的研究(主要是酵母蛋白飼料的生產(chǎn))，由于各方面條件的限制，在近幾年對(duì)微生物發(fā)酵飼料才有了真正深入的研究和發(fā)展。
一、微生物發(fā)酵飼料的優(yōu)越性
1.提高飼料利用率，降低養(yǎng)殖成本
發(fā)酵飼料通過(guò)生化反應(yīng),有效的把飼料原料分解轉(zhuǎn)化成葡萄糖和氨基酸，縮短了飼料在動(dòng)物消化道內(nèi)的轉(zhuǎn)化鏈,進(jìn)而使得飼料中各種有效的成分迅速、有效的被吸收利用,可提高飼料的利用率。發(fā)酵后粗脂肪、有機(jī)酸的增加又增加了日糧中的能量,也是提高增重和飼料轉(zhuǎn)化率的因素。
發(fā)酵飼料的多種微生物活菌能大量吸收動(dòng)物難以利用的有機(jī)氮、無(wú)機(jī)氮，使之轉(zhuǎn)化成為多種菌體蛋白質(zhì)即蛋白飼料，顯著增加了飼料營(yíng)養(yǎng)成分，降低了飼料成本。
2.改善飼料的適口性
飼料在發(fā)酵后，產(chǎn)生天然的酸香味,能刺激動(dòng)物的食欲，促進(jìn)消化液的分泌，提高消化酶的活性，加速飼料營(yíng)養(yǎng)成分的分解，從而促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，使得所養(yǎng)魚(yú)蝦采食量和采食速度全面提高。
3.改善水體環(huán)境
由于水產(chǎn)養(yǎng)殖的特殊性，多種有益菌在投放到水體中，通過(guò)氧化、氨化、硝化、反硝化以及固氮作用，快速降解水體中積累的大量有機(jī)物(如殘余餌料、養(yǎng)殖動(dòng)物的排泄物)和動(dòng)植物殘骸產(chǎn)生的有毒有害氣體(如氨氣、硫化氫等)，降解過(guò)程中能夠產(chǎn)生的多種直接被水中浮游植物充分利用的無(wú)機(jī)鹽，水中大量繁殖的浮游植物又能進(jìn)一步降解有害物質(zhì)，改善養(yǎng)殖水體的各項(xiàng)指標(biāo)，從而凈化水質(zhì)。促進(jìn)了魚(yú)蝦的生長(zhǎng)。水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物長(zhǎng)期生活在水中，受環(huán)境因素的影響較大，接觸到有害菌的機(jī)會(huì)也多。在魚(yú)蝦腸道內(nèi)建立一個(gè)良性循環(huán)的微生物系統(tǒng)，是抵御病原性感染的最有效方式之一。
4.發(fā)酵脫毒，飼料更安全
近年來(lái)某些研究表明，某些乳酸菌可抑制霉菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)毒，嗜酸乳桿菌可抑制寄生曲霉的孢子萌發(fā)。另外，多數(shù)情況下微生物的代謝產(chǎn)物可以降低飼料中毒素的含量。據(jù)報(bào)道，曲霉屬、串珠霉屬等 5 個(gè)菌株可以有效地降低發(fā)酵棉粕中游離棉酚的含量。可見(jiàn)，發(fā)酵飼料比未發(fā)酵飼料的有害物質(zhì)含量更低，對(duì)于被日益關(guān)注的食品安全問(wèn)題更具意義。
二、微生物發(fā)酵飼料的作用機(jī)理
微生物發(fā)酵飼料的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是利用廉價(jià)的農(nóng)業(yè)和輕工副產(chǎn)物生產(chǎn)高質(zhì)量的飼料蛋白原料，二是獲得高活性的有益微生物。這些微生物制品的應(yīng)用，一方面可以提高飼料的轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)畜禽生長(zhǎng);另一方面可以調(diào)節(jié)動(dòng)物的微生態(tài)平衡,提高動(dòng)物的健康水平。還有一些活菌劑可以用于治療動(dòng)物疾病。在水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖中推廣應(yīng)用微生物發(fā)酵飼料,可以減少抗菌素的使用，有利于生產(chǎn)安全食品,提高產(chǎn)品出口的競(jìng)爭(zhēng)力。
1.補(bǔ)充有益菌,調(diào)節(jié)動(dòng)物的微生態(tài)平衡
健康動(dòng)物腸道內(nèi)生長(zhǎng)著各種各樣的微生物群落，各種微生物群落之間相互依存、相互制約，構(gòu)成畜禽腸道內(nèi)微生態(tài)系統(tǒng)的平衡，建立一個(gè)正常且平衡良好的腸道微生物區(qū)系對(duì)抵御病原性微生物感染具有十分重要的意義。由于微生物之間存在著相互作用，某一生態(tài)系統(tǒng)中現(xiàn)存的微生物會(huì)阻止新的有機(jī)體在這一部位的入侵，有益菌通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用阻止有害微生物在腸粘膜附著與繁殖。因此對(duì)那些菌群形成遲緩或有障礙的動(dòng)物服用微生物飼料有著十分重要的意義。而對(duì)于成年動(dòng)物由于許多微生物只能在腸道內(nèi)存活相當(dāng)一段時(shí)間，必須連續(xù)服用活菌制劑才能保持某一微生物在腸道內(nèi)的定植。
2.化學(xué)屏障作用
通過(guò)有益微生物如乳酸菌類產(chǎn)生的有機(jī)酸(乳酸、丙酸、乙酸)使消化道內(nèi)pH值降低，抑制其他病原微生物生長(zhǎng)，環(huán)境pH值為4時(shí)大腸桿菌和沙門氏菌不能增殖，起到了維持腸道菌群平衡促生長(zhǎng)的作用，同時(shí)消化道內(nèi)的酸性環(huán)境促進(jìn)了礦物質(zhì)元素鈣、磷、鐵以及維生素D的吸收和利用。
3.產(chǎn)生有益代謝物,抑制和殺死有害菌
有益微生物可產(chǎn)生肽細(xì)菌素、酶類及少量無(wú)機(jī)物，可以抑制有害菌的生長(zhǎng)或阻止有害菌毒素在上皮細(xì)胞的粘附和侵入。如乳酸菌和鏈球菌產(chǎn)生的乳酸鏈球菌肽能抑制沙門氏菌、志賀氏菌、綠膿桿菌和大腸桿菌的生長(zhǎng);嗜乳酸桿菌和保加利亞乳桿菌可以產(chǎn)生少量過(guò)氧化氫抑制革蘭氏陰性病原菌的生長(zhǎng);乳酸桿菌和雙歧桿菌產(chǎn)生的胞外糖苷酶可以阻止細(xì)菌毒素的入侵。
4.具有營(yíng)養(yǎng)作用,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)
微生物發(fā)酵飼料中的有益菌本身即為一種高蛋白物質(zhì)，同時(shí)在動(dòng)物腸道內(nèi)代謝可產(chǎn)生多種有助于動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)消化的有益因，從而促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育和增重.如芽孢桿菌能分泌多種消化酶(蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等)促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收;酵母菌可以產(chǎn)生氨基酸、多種維生素(K、C、B1、B2、泛酸、煙酸、生物素、肌醇和葉酸等)供動(dòng)物體利用，酵母菌還可以促進(jìn)植酸酶的產(chǎn)生，提高對(duì)磷的利用率。
5.防止有害物質(zhì)的產(chǎn)生。
微生物發(fā)酵飼料促進(jìn)營(yíng)物質(zhì)的消化吸收，減少了氨和其他腐敗物質(zhì)的產(chǎn)生。研究表明：飼喂微生物發(fā)酵飼料可減少內(nèi)容物、糞便、門靜脈中氨的含量以及腸道中甲酚、吲哚、3-甲基吲哚等腐敗物質(zhì)的含量，減少糞便的臭味，凈化環(huán)境。
6.提高機(jī)體免疫功能
發(fā)酵飼料中的有益微生物可以作為一種非特異免疫調(diào)節(jié)因子，通過(guò)細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激并激活宿主免疫細(xì)胞，促進(jìn)吞噬細(xì)胞活力或作為佐劑發(fā)揮作用。有益微生物還可以發(fā)揮特異性免疫功能，增強(qiáng)動(dòng)物體內(nèi)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的能力。直接飼用微生物通過(guò)促使機(jī)體發(fā)生體液免疫和細(xì)胞免疫，提高畜禽抗體水平，增強(qiáng)免疫功能，及時(shí)殺滅侵入機(jī)體內(nèi)的致病菌，從而防止疾病的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌能夠增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力,一些益生菌能夠影響人體免疫系統(tǒng)的應(yīng)答能力,其影響能力隨菌體的不同而變化。
四.微生物發(fā)酵飼料的展望
微生物種類眾多，資源豐富，開(kāi)發(fā)潛力巨大，同時(shí)發(fā)酵原料來(lái)源廣泛,特別是可以利用農(nóng)產(chǎn)品廢棄物，如各種農(nóng)作物秸稈、糠、木屑、蔗渣、薯渣、甜菜渣及藥渣等，通過(guò)微生物發(fā)酵，內(nèi)能把大量的基質(zhì)轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品，可以減少環(huán)境污染，同時(shí)又變廢為寶，得到產(chǎn)品價(jià)格低廉,易于生產(chǎn)推廣。為了生產(chǎn)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的發(fā)酵飼料，還需要研發(fā)一些規(guī)模較大，自動(dòng)化程度較高的固體發(fā)酵設(shè)備，不斷發(fā)掘新的微生物飼料菌種和改良現(xiàn)有的菌種，特別是纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶等酶類對(duì)發(fā)酵飼料很重要，因此篩選此類重要酶制劑的菌種是微生物發(fā)酵飼料的重點(diǎn)。
隨著當(dāng)前飼料行業(yè)的蓬勃發(fā)展，飼料逐步向低藥、低殘留發(fā)展，水產(chǎn)品也漸漸邁向綠色產(chǎn)業(yè)革命，因此，生物飼料也必然成為大勢(shì)所趨.隨著分子生物學(xué)、微生物學(xué)、發(fā)酵工程學(xué)、儀器科學(xué)、自動(dòng)化科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，也將使微生物發(fā)酵飼料成為一種新型動(dòng)物能源并廣泛應(yīng)用，造福人類。
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