羅 文,許超華,張一箏,王亞平,王慧晟,刁新平*,武洪志
(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030;2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所,海南???571101)
在養(yǎng)豬生產(chǎn)中,哺乳母豬的生產(chǎn)性能易受到多方面因素的影響,其中哺乳母豬自身有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝入量是重要因素。因此,在現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中保證哺乳母豬的營(yíng)養(yǎng)攝入及維持其腸道微生態(tài)平衡變得極為重要。2020 年7 月以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部陸續(xù)發(fā)布公告,要求養(yǎng)殖業(yè)加快實(shí)施減抗、替抗、無(wú)抗發(fā)展戰(zhàn)略。通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控等手段提高動(dòng)物的飼料消化利用率,增強(qiáng)動(dòng)物的體質(zhì),減少動(dòng)物發(fā)生疾病,進(jìn)而提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能,已成為畜牧工作者研究的熱點(diǎn)之一。發(fā)酵飼料作為生物飼料具有綠色、安全、效益高和原料多樣化等優(yōu)點(diǎn),是推行無(wú)抗養(yǎng)殖的有效手段,也是解決動(dòng)物性食品安全問(wèn)題的重要途徑。發(fā)酵飼料是指在人工控制條件下將微生物添加到動(dòng)物飼料中,通過(guò)微生物自身的代謝和繁殖功能使飼料中大分子物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)得到分解而產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)、安全且適口性良好的飼料。同時(shí),微生物發(fā)酵產(chǎn)生大量有益菌群可以改善動(dòng)物的腸道菌群結(jié)構(gòu),促進(jìn)動(dòng)物腸道健康,對(duì)哺乳母豬提高生產(chǎn)性能具有極為重要的作用。本文主要綜述發(fā)酵飼料的分類和功能及其在哺乳母豬生產(chǎn)中的應(yīng)用,為發(fā)酵飼料在哺乳母豬生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
1.1 發(fā)酵飼料分類 2018 年1 月1 日,由我國(guó)生物飼料開(kāi)發(fā)國(guó)家工程研究中心和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所等機(jī)構(gòu)起草并發(fā)布的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《生物飼料產(chǎn)品分類》(T/CSWSL001-2018)根據(jù)原料的組成、菌種或酶制劑組成以及原料營(yíng)養(yǎng)特性將生物飼料分為4 個(gè)主類(發(fā)酵飼料、酶解飼料、菌酶協(xié)同發(fā)酵飼料和生物添加劑)、10 個(gè)亞類、1 個(gè)次亞類、50 個(gè)小類和112 個(gè)產(chǎn)品類別。該標(biāo)準(zhǔn)并給出發(fā)酵飼料定義:使用《飼料原料目錄(2013)》和《飼料添加劑品種目錄(2013)》等國(guó)家相關(guān)法規(guī)允許使用的飼料原料和微生物通過(guò)發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)含有微生物或其代謝產(chǎn)物的單一飼料和混合飼料。
1.2 發(fā)酵飼料的功能
1.2.1 降低飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子水平 飼料經(jīng)發(fā)酵后其有益菌分泌的多種酶作用于抗?fàn)I養(yǎng)因子,對(duì)抗?fàn)I養(yǎng)因子降解或代謝,消除其抗?fàn)I養(yǎng)作用,進(jìn)而提高營(yíng)養(yǎng)成分含量。楊玉娟等通過(guò)抽取市場(chǎng)上銷售的54 批次發(fā)酵豆粕和65 批次普通豆粕并測(cè)定其抗?fàn)I養(yǎng)因子含量,發(fā)現(xiàn)豆粕發(fā)酵后胰蛋白酶抑制因子含量下降59.1%,大豆球蛋白含量下降57.7%,-伴大豆球蛋白含量下降63.2%,棉籽糖和水蘇糖含量均下降82.5%。陳娟等研究表明,菜籽粕經(jīng)微生物發(fā)酵后降低了抗?fàn)I養(yǎng)因子水平,同時(shí)多菌株發(fā)酵對(duì)飼料品質(zhì)改善的效果優(yōu)于單菌株發(fā)酵。飼料經(jīng)發(fā)酵后營(yíng)養(yǎng)成分也會(huì)發(fā)生變化,大分子物質(zhì)被降解,同時(shí)一些多肽和游離氨基酸的產(chǎn)量也不斷增加。李瑩等檢測(cè)發(fā)現(xiàn),發(fā)酵豆粕的粗蛋白質(zhì)和酸溶蛋白含量較豆粕分別升高了7% 和2.69%。李園成等研究發(fā)現(xiàn),棉籽粕經(jīng)枯草芽孢桿菌和釀酒酵母發(fā)酵后可以降低游離棉酚并提高酸溶蛋白含量。綜上所述,微生物發(fā)酵飼料可以改善飼料品質(zhì),對(duì)飼料原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的降解和消除具有積極作用并且可以提高飼料中營(yíng)養(yǎng)成分含量。
1.2.2 促進(jìn)動(dòng)物消化和生長(zhǎng)性能 飼料經(jīng)過(guò)發(fā)酵后產(chǎn)生多種有益菌,如枯草芽孢桿菌和酵母菌好氧菌可消耗氧氣并創(chuàng)造厭氧環(huán)境有利于乳酸菌等厭氧菌的繁殖,乳酸菌由于可產(chǎn)生大量乳酸而降低pH 使飼料產(chǎn)生酸香味,對(duì)飼料適口性有較大改善,使動(dòng)物采食量增加。研究表明,在肉雞日糧中添加發(fā)酵菜籽粕可提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化利用效率。Feng 等研究表明,在肉仔雞飼料中添加發(fā)酵豆粕可提高肉仔雞的平均日采食量,且可提高其對(duì)飼料的轉(zhuǎn)化率,進(jìn)而增加肉仔雞平均日增重。飼料經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后,無(wú)機(jī)磷酸鹽和植酸磷等可被析出或降解轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x磷,更易被動(dòng)物吸收。Feng 等研究表明,在斷奶仔豬飼料中添加發(fā)酵豆粕可提高仔豬十二指腸和空腸的總蛋白酶和胰蛋白酶活性,提高其對(duì)飼料的消化率和生長(zhǎng)性能。Yang 等和Wang 等研究表明,飼料中添加發(fā)酵豆粕的仔豬生長(zhǎng)性能和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率優(yōu)于飼喂普通飼料的仔豬。喬艷明等研究表明,多種菌復(fù)合發(fā)酵飼料可提高杜×長(zhǎng)×大育肥豬生長(zhǎng)性能,降低耗料增重比。綜上所述,飼料發(fā)酵后具有良好的適口性和消化利用率,可增加動(dòng)物對(duì)飼料的采食量,并對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。
1.2.3 提高動(dòng)物抗病力 動(dòng)物腸道內(nèi)有大量菌且各種菌之間可相互制約、相互影響。發(fā)酵飼料富含的有益菌進(jìn)入動(dòng)物腸道后可產(chǎn)生多種有機(jī)物質(zhì),如乳酸菌產(chǎn)生的乳酸使動(dòng)物腸道pH 降低可抑制某些酸敏感性致病菌的生長(zhǎng)繁殖,同時(shí)乳酸菌與芽孢桿菌等代謝的抑菌素也可抑制大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌的生長(zhǎng)。發(fā)酵飼料中益生菌在腸道中占優(yōu)勢(shì)時(shí),會(huì)促進(jìn)動(dòng)物腸黏膜分泌大量的免疫球蛋白,其中包括免疫球蛋白A、免疫球蛋白G 和免疫球蛋白M 等,是反映動(dòng)物機(jī)體免疫機(jī)能的重要指標(biāo)。有研究表明,給小鼠飼喂發(fā)酵飼料可增強(qiáng)脾自然殺傷細(xì)胞的活性和輔助性t-1(Th1)介導(dǎo)的免疫反應(yīng),干擾素-、白細(xì)胞介素-4、免疫球蛋白G1和免疫球蛋白G2a 的產(chǎn)生比例也有所增加。Ahmed等研究表明,在生長(zhǎng)育肥豬飼料中添加發(fā)酵藥草可以提高生長(zhǎng)育肥豬血清中的免疫球蛋白G 含量。發(fā)酵飼料中的有益菌可以作為一種非特異性免疫調(diào)節(jié)因子,可通過(guò)吞噬細(xì)胞或以佐劑激活腸道黏膜中免疫相關(guān)細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、T 細(xì)胞、DC 細(xì)胞等),增強(qiáng)母豬自身的免疫應(yīng)答反應(yīng),提高抗病力。Liu 等研究表明,在肉雞飼料中添加發(fā)酵銀杏葉可增加肉雞的ND 抗體滴度和防御素RNA 表達(dá)水平,從而改善肉雞的免疫機(jī)能提高抗病能力。綜上所述,發(fā)酵飼料通過(guò)其豐富的有益菌可改善動(dòng)物免疫機(jī)能,提高動(dòng)物對(duì)疾病的抵抗力。
2.1 提高哺乳母豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收率 飼料經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵后富含的有益菌可產(chǎn)生多種酶,并將原料中的大分子降解產(chǎn)生多種多肽、氨基酸和維生素以及其他小分子產(chǎn)物,促進(jìn)動(dòng)物的消化吸收。飼料經(jīng)釀酒酵母發(fā)酵后具有良好的適口性,可提高哺乳母豬自愿采食量。Grela 等研究表明,在母豬飼料中添加4%~9%發(fā)酵菜籽粕可提高哺乳母豬對(duì)粗蛋白質(zhì)、脂肪和粗纖維的消化率,且可改善有益菌豐度并提高菌群的多樣性及穩(wěn)定性,對(duì)哺乳母豬的腸道微生物菌群產(chǎn)生積極影響。此外,胰蛋白酶抑因子與哺乳母豬腸液內(nèi)蛋白酶結(jié)合形成復(fù)合物使其活性喪失,降低豬的蛋白質(zhì)消化率,但豆粕經(jīng)過(guò)發(fā)酵后可降低其主要抗?fàn)I養(yǎng)因子之一的胰蛋白酶抑制因子濃度,因此,發(fā)酵豆粕可降低胰蛋白酶抑制劑濃度,并提高動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的消化吸收,從而提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能。蘆春蓮等研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)飼20%發(fā)酵稻殼粉后母豬的妊娠期增重高于補(bǔ)飼普通稻殼粉,稻殼粉發(fā)酵后可產(chǎn)生多種益生菌使飼料產(chǎn)生多種維生素和必需氨基酸,加快母豬對(duì)飼料的消化吸收。腸道微生物產(chǎn)生的消化酶對(duì)母豬腸道內(nèi)食糜的消化也產(chǎn)生積極作用。綜上所述,發(fā)酵飼料可以提高哺乳母豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率。
2.2 提高哺乳母豬泌乳能力及乳品質(zhì) 發(fā)酵飼料可提高哺乳母豬泌乳期的產(chǎn)奶量、改善初乳和常乳成分。豆粕經(jīng)有益菌發(fā)酵后可有效轉(zhuǎn)化大豆異黃酮糖苷,提高大豆異黃酮的生物活性。有研究表明,在哺乳母豬飼料中添加大豆異黃酮可以提高母豬乳汁中乳蛋白含量,且在泌乳21 d 后增加泌乳量;母豬飼料中補(bǔ)飼發(fā)酵飼料可提高哺乳母豬的泌乳量;在哺乳母豬飼料中添加1.0 g/kg 發(fā)酵青花蒿可降低熱應(yīng)激,并提高血清、乳汁中的超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶活性。此外,毛春瑕等研究發(fā)現(xiàn),在每頭妊娠母豬飼料中補(bǔ)飼0.25、0.5 kg 發(fā)酵蘆筍下腳料可以提高妊娠母豬初乳中乳蛋白質(zhì)、生長(zhǎng)激素、胰島素和免疫球蛋白G 水平,進(jìn)而增強(qiáng)了仔豬免疫力。甘露聚糖為飼料發(fā)酵的代謝產(chǎn)物之一,可作為一種免疫促進(jìn)劑增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體的非特異性免疫能力。綜上所述,發(fā)酵飼料可以提高母豬泌乳量,并對(duì)改善初乳及常乳營(yíng)養(yǎng)成分具有積極作用。
2.3 提高哺乳母豬繁殖性能 發(fā)酵飼料可提高初生仔豬窩總產(chǎn)仔數(shù)、初生重、平均日增重及斷奶窩重,改善哺乳母豬繁殖性能,提高生產(chǎn)力。蘆春蓮等研究表明,在母豬飼料中補(bǔ)飼20%發(fā)酵稻殼粉可改善妊娠母豬的生產(chǎn)性能,其中窩總產(chǎn)仔數(shù)、窩產(chǎn)活仔數(shù)、斷奶活仔數(shù)和21 日齡窩重均有顯著提高,并對(duì)妊娠母豬縮短產(chǎn)程也有積極作用。仔豬21 日齡斷奶窩重與母豬哺乳期泌乳量有很大關(guān)系。王小明等研究發(fā)現(xiàn),在妊娠母豬妊娠后期和哺乳期分別單獨(dú)飼喂發(fā)酵飼料可增加妊娠母豬的泌乳量,提高哺乳仔豬斷奶重和平均日增重。蘇瑩瑩等研究表明,飼糧中添加發(fā)酵苜??商岣卟溉槟肛i生產(chǎn)性能,表現(xiàn)為仔豬成活率和健仔數(shù)提高,死胎數(shù)、弱仔數(shù)和胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩率降低,并改善了仔豬窩重均勻度。章紅兵等研究發(fā)現(xiàn),用5% 的發(fā)酵飼料代替妊娠母豬飼料中5%的玉米可提高母豬窩均產(chǎn)活仔數(shù)、斷奶仔豬數(shù)、斷奶成活率和平均斷奶重,降低平均產(chǎn)程。綜上所述,哺乳母豬在飼喂發(fā)酵飼料后,飼料的消化率提高使有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)攝入量得以滿足,產(chǎn)生充足的母乳,從而使仔豬獲得充足且高質(zhì)量的母乳,可提高仔豬初生重、斷奶窩重和斷奶活仔數(shù),縮短產(chǎn)程,提高哺乳母豬的繁殖性能。
發(fā)酵飼料可以很大程度上改善飼料品質(zhì),提高妊娠母豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收利用率,使母豬攝入更多有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而改善自身泌乳能力,使仔豬攝入數(shù)量足夠、質(zhì)量較高的母乳,提高仔豬的斷奶窩重、斷奶活仔數(shù)等。發(fā)酵飼料雖然可有效提高哺乳母豬的生產(chǎn)性能,但在養(yǎng)豬生產(chǎn)實(shí)際中,仍需對(duì)飼料發(fā)酵時(shí)所采用的菌種品質(zhì)、發(fā)酵工藝流程規(guī)范性、發(fā)酵飼料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)一步探索。通過(guò)調(diào)節(jié)復(fù)合菌種發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的菌種拮抗作用,保持發(fā)酵飼料中活菌質(zhì)量穩(wěn)定和活菌數(shù),使用與發(fā)酵飼料存儲(chǔ)和飼喂的配套技術(shù),避免因發(fā)酵飼料變質(zhì)而產(chǎn)生安全問(wèn)題,并伴隨著科學(xué)技術(shù)水平和規(guī)范化程度的提高,發(fā)酵飼料將具備更廣闊的應(yīng)用市場(chǎng),將促進(jìn)生豬養(yǎng)殖行業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展,為現(xiàn)代規(guī)?;B(yǎng)殖做出更大貢獻(xiàn)。