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    發酵飼料在水產養殖中的應用

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    發酵飼料在水產養殖中的應用

    發布日期:2019-03-08 作者: 點擊:

    發酵飼料在水產養殖中的應用


    近年來隨著微生物發酵工藝的發展,發酵飼料引起業界廣泛的興趣,微生物發酵飼料與傳統飼料相比具有其自身獨特的優越性,符合當前健康環保型漁業發展的要求。自上世紀40年代抗生素被發現以來,其在畜禽、水產飼料中被廣泛應用,然而隨著抗生素的頻繁使用,其產生的副作用也日益凸顯出來,如不加以限制將會給人類健康帶來巨大的災難。新型無抗發酵飼料很好地解決了促進動物生長和無殘留、無污染之間的矛盾。國外20世紀60年代就開始研究微生物發酵飼料,并逐漸形成產業化生產,我國于上世紀90年代開始微生物發酵飼料的研究(主要是酵母蛋白飼料的生產),由于各方面條件的限制,在近幾年對微生物發酵飼料才有了真正深入的研究和發展。微生物發酵飼料的作用主要體現在兩個方面,一是利用廉價的農業和輕工副產物生產高質量的飼料蛋白原料,二是發酵飼料獲得高活性的有益微生物。


    近年來,由于魚粉資源的緊缺和價格的上漲,給水產飼料工業帶來了嚴峻挑戰。尋求可替代魚粉的廉價而穩定的蛋白源,可緩解魚粉供應不足,也是降低飼料成本的重要措施。利用植物蛋白源或其它廉價動物蛋白源替代魚粉是當前及今后水產動物營養與飼料研究的重要熱點。與魚粉相比,各種替代魚粉的蛋白原料均在不同程度上存在抗營養因子、適口性、氨基酸不平衡等問題,因此,必須采用物理、化學、生物等方法對這些蛋白源進行處理,提高其營養價值。其中,對蛋白原料進行發酵處理,是一條經濟有效的途徑。生物發酵處理,相對于物理、化學、作物育種等方法具有成本低,無化學殘留,易被動物吸收,應用較安全等特點,現已開始受到重視。


    定義:微生物發酵飼料是指在人工控制條件下,通過微生物的代謝活動,將飼料中的大分子物質和抗營養因子分解或轉化,產生更有利于動物采食和利用的富含高活性益生菌及其代謝產物的飼料或原料。微生物發酵飼料具有天然的發酵香味,含有大量的有益菌,有害菌(以大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌為典型代表)數量極低,不超過10cfu/g;發酵成品的pH值較低,在4.5左右,含有較多的乳酸和乙酸。發酵飼料這種同時具有酸化劑、微生態制劑特性以及類似抗生素生長因子功能的發酵料,具有無毒、無殘留、無污染的優勢。


    機理:


    1.生物屏障作用。


    在腸道內的有益菌通過與有害菌競爭定植點位和奪取營養物質抑制和阻止有害菌在腸黏膜的附著和繁殖。由于微生物之間存在相互作用,某一生態系統中現存的微生物會阻止新的有機體在這一部位入侵,從而減少大腸桿菌和腸道上皮結合。因此,發酵飼料對于那些菌群形成遲緩的有些動物服用微生物飼料是至關重要的。而對于成年動物由于許多微生物只能在腸道內存活相當一段時間,必須連續服用活菌制劑才能保持某一微生物在腸道內的定植。


    2.化學屏障作用。


    通過有益微生物如乳酸菌類產生的有機酸(乳酸、丙酸、乙酸)使消化道內pH值降低,抑制其他病原微生物生長,環境pH值為4時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的作用,同時消化道內的酸性環境促進了礦物質元素鈣、磷、鐵以及維生素D的吸收和利用。


    3.有益微生物可產生肽細菌素、酶類及少量無機物,可以抑制有害菌的生長或阻止有害菌毒素在上皮細胞的粘附和侵入。


    乳酸菌和鏈球菌產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;嗜乳酸桿菌和保加利亞乳桿菌可以產生少量過氧化氫抑制革蘭氏陰性病原菌的生長;乳酸桿菌和雙歧桿菌產生的胞外糖苷酶可以阻止細菌毒素的入侵。


    4.提高營養價值


    以28℃發酵溫度,100:6(豆粕/麩皮)發酵料坯組成,1:3(米曲霉/酵母)接種配比,按6%接種量發酵豆粕72h,發酵后粗蛋白含量可達49.1%,較原料增加12.1%。發酵蛋白還可使可利用性氨基酸含量增加。


    5.營養作用。


    微生物發酵飼料中的有益菌本身即為一種高蛋白物質,同時在動物腸道內代謝,可產生多種有助于動物營養消化的有益因子,促進所養魚蝦的發育和增重,如芽孢桿菌能分泌多種消化蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等,促進營養物質的消化和吸收;酵母菌可以產生氨基酸、多種維生素供動物體利用,酵母菌還可以促進植酸酶的產生,提高動物對磷的利用率。


    6.防止有害物質的產生。


    微生物發酵飼料促進營養物質的消化吸收,減少了氨和其他腐敗物質的產生。研究表明:飼喂微生物發酵飼料可減少內容物、糞便、門靜脈中氨的含量以及腸道中甲酚、吲哚、3一甲基吲哚等腐敗物質的含量,減少糞便的臭味,凈化環境。


    7.提高機體的免疫力。


    微生物發酵飼料中的有益菌可以作為一種非特異免疫調節因子,通過細菌本身或細胞壁成分刺激并激活宿主免疫細胞,促進吞噬細胞活力或作為佐劑發揮作用。有益微生物還可以發揮特異免疫功能,增強動物體內B細胞產生抗體的能力,從而防止疾病的發生。

    發酵飼料

    8. 改善飼料物理性能


    以乳酸菌發酵肉骨粉和水解羽毛粉,發酵產物添加于飼料中可提高水產飼料在水中穩定性,與魚粉對照組相比,該飼料的水中穩定性提高3.7%,pH由6.6降到6.3,硬度由4.5kg/cm2降為4.0kg/cm。


    作用:


    發酵蛋白在水產上得到了較好的應用,主要有以下幾個方面的作用:


    1.促進了所養魚蝦對飼料的消化、吸收,發酵飼料是在各種分解酶、多種微生物活菌的作用下把動物不能吸收的高分子碳水化合物轉化成可吸收的低分子碳水化合物即能量飼料。


    2.發酵飼料的多種微生物活菌能大量吸收動物難以利用的有機氮、無機氮,使之轉化成為多種菌體蛋白質即蛋白飼料,顯著增加了飼料營養成分,降低了飼料成本。


    3.多種微生物活菌在發酵中能產生大量蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素分解酶、B族維生素和維生素A、D,多種微生物活菌在動物體內建立起微生態平衡,增強了免疫力。


    4.改善了飼料的適口性,使得所養魚蝦采食量和采食速度全面提高。


    5.由于水產養殖的特殊性,多種有益菌在投放到水體中改善了水體環境,加快了水中有毒有害物的轉化,促進了魚蝦的生長。


    水產養殖動物長期生活在水中,受環境因素的影響較大,接觸到有害菌的機會也多。在魚蝦腸道內建立一個良性循環的微生物系統,是抵御病原性感染的Z有效方式之一。


    發酵工藝:


    除了生產菌種以外,生產工藝也是決定發酵技術成敗的要素。


    根據發酵時接種狀態可將發酵分為液態發酵、固態發酵和固液混合發酵三種方式。液態發酵徹底,產物穩定性好,具有改善飼料消化特性,提高畜禽生產性能,預防仔豬腹瀉等優點,在某些方面已具備與抗生素相似的功能,但成本較高;固態發酵是以氣相為連續相的生物反應過程,具有節水、節能的特點;固液混合發酵能降低成本,但其穩定性受菌種、固液比、工藝流程、設備和過程影響。


    國內一般采用固態厭氧發酵生產微生物發酵飼料。目前比較典型的固態厭氧發酵生物飼料的成功例子主要有2種:一種是適合養殖戶自產自用的袋裝發酵飼料;另一種屬于規?;魉€生產的袋裝發酵飼料。它們接種的微生物基本一致,主要有酵母菌、乳酸菌和芽孢桿菌。固態厭氧發酵袋發酵方式具有簡便、廉價、實用等優點。原料不必經過消毒即可直接用于發酵生產,生產過程中不需要人工翻動物料,發酵成品無需烘干。發酵飼料的生產只需接種、混合、包裝三個過程即可完成。因此該技術可節省勞動力并降低勞動強度,能批量連續生產,適合在我國推廣使用。


    目前用于發酵的菌種主要有霉菌、酵母菌、細菌三大類,常用菌種有曲霉、酵母菌、乳酸菌和芽孢菌等。曲霉可將粗飼料中不易被消化吸收的成分轉化成可利用的成分,如將粗纖維、果膠等物質轉化為可消化糖類;酵母和乳酸菌可將飼料中的某些成分進一步合成營養價值高或適口性較好的物質(蛋白質、氨基酸、維生素等)。在發酵豆粕、水產加工副產品時主要采用乳酸菌、酵母菌;發酵棉粕則一般采用霉菌;芽孢桿菌在發酵中應用也較為廣泛。


    溫度對發酵的影響主要體現在影響微生物細胞生長和影響發酵代謝產物兩方面,依原料性質和菌種特點可采用常溫和高溫發酵兩種方式。常溫發酵成本低,易控制,微生物菌種易篩選,如采用乳酸菌發酵豆粕、水產副產物,控溫為27~30℃,發酵時間為一周;高溫發酵可縮短發酵時間,減少污染雜菌的機會,但在菌種選擇上較為嚴格,在水產飼料中目前僅見于以芽孢桿菌37℃發酵豌豆粉和浮萍,發酵時間比30℃減少24h。具體發酵溫度應根據原料性質、菌種特點和加工工藝而確定。


    此外,酸堿度、溶解氧、CO2濃度等均可影響發酵過程和產物質量。pH值可影響酶的活性、培養基中某些中間代謝產物的離解與物理狀態等,進而影響微生物的生長繁殖及代謝產物的形成和積累。根據菌種及加工工藝的不同,pH一般3.5-7.5范圍內。溶解氧也是影響發酵過程及產物的一個重要因子,過低的溶解氧影響微生物呼吸,造成代謝異常;但過高的溶解氧也未必有利,因其同時為代謝供氧,影響培養基的氧化還原電位。CO2是微生物的代謝產物,也是合成反應所需的基質,其對微生物的生長和發酵具有刺激作用。當CO2濃度達到一定臨界值時,可使細胞膜的流動性和表面電荷發生變化,導致基質膜運輸受阻,影響細胞膜的運輸效率,抑制細胞生長。


    優勢:


    現在的水產養殖池塘普遍采用魚蝦混養的模式,發酵飼料此模式符合當前生態、環保型漁業的要求,生產性能比較穩定,風險不大。蝦苗投放一個月之后開喂蝦料,但根據經驗,養殖戶普遍反映投喂蝦料一星期左右蝦即開始生病,雖死亡率不高,但影響了蝦的生長,造成部分養殖戶對喂蝦產生恐懼心理,因而拖延了喂蝦的時間,造成對蝦產量較低。


    根據多年觀察、研究認為,此情況系對蝦生長過程中由于餌料由天然轉變為人工配合餌料造成的不適應、引起的蝦腸道內菌群的改變,而產生了應激反應,嚴重的即造成病害。據此擬用微生物發酵蛋白餌料代替50%對蝦的開口餌料,減少由天然動物性餌料向人工配合餌料過渡時蝦體產生的不適反應,促進對蝦對餌料的消化吸收能力,提高蝦的免疫力。在養殖過程中微生物發酵飼料的量可減少到40%或30%,以保證腸道有益菌的優勢。


    發展前景:


    目前國內的研發與實際使用在畜禽方面已經很成熟,特別是發酵飼料在畜禽的使用,對腸道的健康和發育有很大的幫助,而在水產料上的研發和使用只是處于起步階段,在水產料上的使用效果沒有一個好的評估辦法,同時受制于發酵飼料的價格較高,較普通飼料相比其性價比較低,影響了實際生產的使用積極性。


    另一方面,國內發酵飼料參差不齊,發酵飼料的質量不穩定,同時發酵飼料沒有統一規范標準去評判。但發酵飼料作為一種高蛋白、消化吸收率高、抗營養因子低的原料,可以一定比例的替代原料,同時又可以提高養殖動物的消化系統健康,勢必會成為水產飼料配方中的一大趨勢。


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