■ 許小軍 于繼英 張 繼 劉世杰 蔡輝益
(1.福建泉州南安市畜牧站,福建 泉州 362300;2.博益德(北京)生物科技有限公司,北京 100081;3.生物飼料開(kāi)發(fā)國(guó)家工程研究中心,北京 100081;4.重慶天兆畜牧科技有限公司,重慶 402460;5.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所,北京 100081)
隨著燃料乙醇和食品加工中伴生的液體副產(chǎn)品產(chǎn)量增加、果蔬種植規(guī)模化伴生的鮮基飼用資源增加,加上環(huán)保要求趨嚴(yán)、飼料成本上升,促進(jìn)了液體農(nóng)副產(chǎn)品、鮮基地源飼料和發(fā)酵液體飼料的應(yīng)用和推廣,液體飼料具有廣闊的發(fā)展前景[1]。
英國(guó)肉用家畜委員會(huì)下屬有25%以上的豬場(chǎng)應(yīng)用液體飼料飼喂。英國(guó)Wheyfeed有限公司每年向整個(gè)英國(guó)銷(xiāo)售運(yùn)輸超過(guò)20萬(wàn)噸液體副產(chǎn)品。荷蘭小麥淀粉、土豆皮、乳清粉和酵母濃縮蛋白質(zhì)等高水分副產(chǎn)品年產(chǎn)量約575萬(wàn)噸,不宜遠(yuǎn)距離運(yùn)輸,主要用在豬飼料上。荷蘭約60%的規(guī)?;i場(chǎng)使用液體飼喂技術(shù)[2]。隨著乙醇工業(yè)的發(fā)展,加拿大安大略省約有20%的生長(zhǎng)育肥豬飼喂含玉米酒糟和濃縮浸出水溶物配制的液體飼料[3]。
我國(guó)一些企業(yè)開(kāi)始了濕拌料、粥料、液體飼料的研制應(yīng)用和推廣,但普及率很低,也存在一些亟待規(guī)范和解決的問(wèn)題。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外液體飼料原料、品質(zhì)控制和飼喂技術(shù)的研究進(jìn)展,可供養(yǎng)殖生產(chǎn)者和營(yíng)養(yǎng)研究者參考。
液體飼料是相對(duì)于粉狀或顆粒飼料的一種物料形態(tài),包括液體的飼料原料、飼料添加劑、補(bǔ)充料、配合飼料等。發(fā)酵液體飼料(FLF,fermented liquid feed)是利用糧食加工、乳制品生產(chǎn)、果蔬加工以及其它農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程中所產(chǎn)生的高水分副產(chǎn)品,根據(jù)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要輔以玉米、大麥、小麥、豆粕等配料進(jìn)行液體發(fā)酵后,利用懸浮技術(shù)加工而成。使用發(fā)酵液體飼料飼喂豬只帶來(lái)的益處之一是發(fā)酵過(guò)程可以抑制飼料中和動(dòng)物腸道中有害微生物的生長(zhǎng),有助于實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖中的減抗和替抗[4],降低糧食加工業(yè)中的環(huán)保壓力[5]。我國(guó)目前在養(yǎng)殖生產(chǎn)中常見(jiàn)的將粉狀或顆粒配合飼料在飼喂前與水按照一定比例混合均勻后飼喂動(dòng)物的方式,則是相對(duì)于干法飼喂而言,是液體飼喂。
很多高水分物料多為非常規(guī)飼料原料和反芻動(dòng)物飼料原料(見(jiàn)圖1)。我國(guó)農(nóng)業(yè)部1773號(hào)文“飼料原料目錄”中,80%以上的樣本營(yíng)養(yǎng)成分為風(fēng)干基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖2),紅薯藤、胡蘿卜纓/葉等一些豬場(chǎng)常用的鮮基原料,和下架糖果、過(guò)期面包等過(guò)期食品未錄入,糧食乙醇生產(chǎn)中濾渣和濾液,糖漿、玉米漿、米漿、大豆乳清漿、酵母液、濕酵母、果渣、蔬菜下腳料等數(shù)據(jù)有待補(bǔ)充和完善。此外,1773號(hào)文中,鮮雞蛋、鮮生乳僅限于寵物飼料(食品)使用。這些物料的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完善和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,將有助于液體飼料配方的精準(zhǔn)制作。
圖1 國(guó)內(nèi)外液體飼料原料樣本數(shù)比較
圖2 我國(guó)飼料原料目錄中液體樣本數(shù)量
液體飼料配方設(shè)計(jì)中,受副產(chǎn)品中的水分和鹽含量影響,干物質(zhì)采食量成為液體飼喂模式的第一限制因子,合適的水料比、多餐飼喂和飲水設(shè)計(jì)顯得非常重要[2](見(jiàn)表1)。由于物料形態(tài)不同,在水的介導(dǎo)下,一些物料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值發(fā)生改變。Perez等[6]研究表明,玉米胚芽粕和玉米麩在添加玉米漿后,代謝能分別提高17%和12%,且總能、干物質(zhì)、N、鈣、磷的消化率提高。在生長(zhǎng)育肥階段,賴(lài)氨酸能量比每天略為降低,成本利益將增加。高權(quán)新[7]研究結(jié)果顯示,隨著浸泡時(shí)間的增加,發(fā)酵液體飼料中的植酸降解率大幅度提高。仔豬、生長(zhǎng)豬和育肥豬液體飼料總磷為0.6%、0.47%、0.39%時(shí)生產(chǎn)性能不受影響。
農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品在豬的日糧中具有高的應(yīng)用潛能,但高纖維含量和高鹽含量的農(nóng)副產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí)需要限制添加。Sol等[8]體外消化試驗(yàn)研究表明,在干基日糧中占比50%,水∶干物質(zhì)2.7∶1條件下,大麥、啤酒糟、玉米麩、可可粉、獼猴桃等高纖維含量的農(nóng)副產(chǎn)品在初始體重40 kg的生長(zhǎng)豬液體飼料配制中的用量受限。
表1 豬用液體飼料水料比、日采食量和飲水裝置[2]
液體飼料飼喂時(shí)主要有三種形式。
①粉料或顆粒配合飼料加水調(diào)制后直接飼喂,比如,生產(chǎn)中較為常見(jiàn)的一種方式是,粉狀配合飼料與水混合比例為1∶2.5,混合溫度約為16℃,每隔5 min攪拌1次,每24 h取出60%用于飼喂,然后用等量的新鮮飼料和水填補(bǔ)[9]。
②粉料+液體飼料原料再加水調(diào)制發(fā)酵后飼喂。由于應(yīng)用的原料特殊性明顯,通常需要定制濃縮料或預(yù)混料。傅曉如[10]報(bào)道,利用米制品廠的廢水沉淀為主要原料,搭配專(zhuān)用濃縮飼料飼喂生長(zhǎng)育肥豬(見(jiàn)表2),不僅降低了污水處理費(fèi)用,而且大幅度降低飼料成本。王衛(wèi)國(guó)等[11]用次粉20.8%+尿素溶液3.47%+蛋白原料3.9%+磷酸0.75%+石粉2.03%+無(wú)水硫酸鈉1.25%+食鹽2.4%+黃原膠0.15%+防腐劑0.3%+預(yù)混料0.3%+水65%制成肉牛液體精補(bǔ)料飼料,然后用稻草2.2 kg/d+玉米秸稈3.2 kg/d+玉米2.7 kg/d+液體精補(bǔ)料3.75 kg/d制成肉牛日糧,肉牛日增重可達(dá)1 kg。
表2 米制品加工廢水沉淀物專(zhuān)用豬濃縮飼料[8]
③商品性液體補(bǔ)充料。熊易強(qiáng)[12]報(bào)道,以糖蜜為載體,添加食鹽、尿素、過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)和脂肪等可制備反芻動(dòng)物液體補(bǔ)充飼料(見(jiàn)表3)。最近市面出現(xiàn)了為多種家畜設(shè)計(jì)的液體飼料產(chǎn)品。例如,Power Mix4-20是含有4%蛋白和20%脂肪的液體補(bǔ)充飼料。該飼料可用于奶牛、肉牛、豬和家禽,由于是多用途的,該產(chǎn)品未加維生素和微量元素。
表3 美國(guó)某品牌肉牛液體補(bǔ)充料商品標(biāo)簽
發(fā)酵液體飼料的配料,不僅要平衡養(yǎng)分,還要十分關(guān)注最終成品的物理化學(xué)穩(wěn)定性,兼顧營(yíng)養(yǎng)性、乳化性和懸浮性等[13]。對(duì)于液體補(bǔ)充飼料商品,加拿大食品檢驗(yàn)局動(dòng)物健康生產(chǎn)部規(guī)定在干飼料標(biāo)識(shí)基礎(chǔ)上增加標(biāo)識(shí)要求:①應(yīng)有單位容積的重量,容積測(cè)定溫度20℃。②如含有不能保持懸浮達(dá)60 d的原料,應(yīng)在標(biāo)識(shí)上注明“用本制品配制或飼喂時(shí)必須攪動(dòng)”。③應(yīng)注明:“本制品的黏度隨溫度升高而下降”。④液體原料和最終產(chǎn)品的所有加工、運(yùn)輸、貯存設(shè)備都必須是耐腐蝕的。
原料:液體飼料配制中會(huì)使用大量的高水分原料,這些原料的霉菌毒素富集程度和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度的批次差異較大。因此,原料水分、pH值、粗蛋白和毒素等含量為主要的質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)。
菌種:發(fā)酵液體飼料分為自然發(fā)酵和接菌種發(fā)酵。常接入的菌種有植物乳桿菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌等。植物乳桿菌可以減少賴(lài)氨酸的生物降解,提高飼料價(jià)值。硫酸銅可提高乳酸的抑菌作用,控制自然發(fā)酵的方式之一是添加一定量的硫酸銅。
發(fā)酵溫度:加入冷水的瞬間,會(huì)抑制乳酸菌和酵母菌的生長(zhǎng)。添加的水的溫度大于20℃,可有效控制沙門(mén)氏菌、大腸桿菌等有害細(xì)菌濃度。
粉碎:液體飼料加工工藝有粉碎和磨漿之分。建議玉米粉碎粒度小于0.8 mm,碳酸鈣99.9通過(guò)200目篩(Φ0.074 mm),97.5通過(guò)325目(Φ0.043 mm),95.5通過(guò)400目(Φ0.038 mm)。
攪拌:攪拌時(shí)按正確順序添加原料以控制起泡性和保障懸浮穩(wěn)定性是液體飼料配制的關(guān)鍵點(diǎn)之一。生產(chǎn)條件下用2.5%~5%鹽或0.2%~0.4%霉菌抑制劑(含48%丙酸鹽)可有效地鈍化生物活性,制止起泡[12]。液體飼料添加3%~5%粘土,或?qū)⒄惩僚c少量植物膠合并使用,可以降低固體物質(zhì)的沉降速度。
成品:發(fā)酵液體飼料需要保證的有益指標(biāo)包括pH值、乳酸、乳酸菌,需要控制的有害指標(biāo)包括乙酸、尸胺、大腸桿菌、沙門(mén)氏菌。劉金萍等[14]研究表明,為了減少或者限制飼料中的沙門(mén)氏菌,有必要維持乳酸濃度為300 mol/l,維持適當(dāng)?shù)膒H值(pH值≤4.5)。覃春富等[15]研究指出,通過(guò)氣味和觀察色澤可以判斷液體飼料各階段的發(fā)酵效果(見(jiàn)表4)。
檢測(cè):液體飼料的水分分析一般采用Karl·Fischer化學(xué)水分測(cè)試法[13]。張英等[16]報(bào)道,高效液相色譜檢測(cè)飼料中乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等,方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、重復(fù)性好。生物傳感器(biosensor),是一種對(duì)生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的儀器??煽焖贆z測(cè)發(fā)酵飼料中的葡萄糖、氧化酶、乙酸、丙酸、乙醇、甲醇、甲醛、游離賴(lài)氨酸和游離谷氨酸等。
液體飼料飼喂系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)、儲(chǔ)料塔、儲(chǔ)水罐、混合罐、電子稱(chēng)重裝置、飼料泵、輸送管道、閥門(mén)和下料口等。在實(shí)際生產(chǎn)中,上述每個(gè)設(shè)備和設(shè)施的清洗、消毒均為日常工作。國(guó)外進(jìn)口液體飼喂設(shè)備自動(dòng)化程度高,飼料衛(wèi)生安全方面風(fēng)險(xiǎn)小。近年來(lái)國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)一批國(guó)產(chǎn)設(shè)備,成本大大降低,液體飼喂的衛(wèi)生狀況是影響其推廣的關(guān)鍵因素。液體飼喂系統(tǒng)一般采用酸+堿、循環(huán)沖洗、消毒劑、臭氧消毒等多種清洗措施,可以確保豬的食品安全,但需要節(jié)約用水和用電。
表4 發(fā)酵液體飼料感官等級(jí)評(píng)分[15]
液態(tài)飼喂技術(shù)在飼喂過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵低于粉料飼喂(見(jiàn)表5),但濕度增加,在降低了呼吸道疾病的同時(shí),腿病發(fā)生率增加。尤其在冬天,須注意通風(fēng)。
表5 不同飼料形態(tài)對(duì)豬舍粉塵濃度的影響
張瑞霜等[9]報(bào)道,與飼喂非FLF或干飼料相比,飼喂FLF通常會(huì)降低豬的干物質(zhì)采食量。當(dāng)水和飼料一起浸泡時(shí),或不能及時(shí)采食干凈,會(huì)增加沙門(mén)氏菌感染的機(jī)會(huì),營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易腐敗,飼料浪費(fèi)會(huì)提高。液態(tài)飼喂有時(shí)和腸道出血綜合征、腸胃脹氣和胃潰瘍的發(fā)生相關(guān)。
李紹章等[17]研究結(jié)果顯示,液體飼料發(fā)酵過(guò)程中大分子物質(zhì)有所降解,消化率提高,與此同時(shí),游離的糖、維生素和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)素容易損失。接種植物乳酸菌后液態(tài)發(fā)酵干物質(zhì)損耗率低于自然發(fā)酵。
李永明等[18]研究報(bào)道,液體飼喂的豬只消化道結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,隨著飼料水分的增加,小腸和回腸的長(zhǎng)度增長(zhǎng),胃、小腸、回腸的質(zhì)量增加,肚大過(guò)肥,屠宰率降低。
液體飼料的研制和應(yīng)用在我國(guó)剛剛起步。隨著發(fā)酵乙醇工業(yè)的發(fā)展,粉漿類(lèi)副產(chǎn)品將大量增加。隨著谷物價(jià)格上漲,副產(chǎn)品利用的經(jīng)濟(jì)效益增加。隨著環(huán)保壓力、減抗替抗壓力的增加,液體飼料的應(yīng)用將大幅度增加。在液體飼喂系統(tǒng)中,原料的質(zhì)量、粉碎粒度,水料比須根據(jù)飼喂對(duì)象進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)前對(duì)液體飼喂的研究主要停留在生產(chǎn)性能方面,液體飼料原料數(shù)據(jù)庫(kù)、營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、品質(zhì)控制等研究等還需要系統(tǒng)性深入。