屠宰場(chǎng)反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)容物利用研究進(jìn)展

楊得玉,薛 斌,崔占鴻

(青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,青海 西寧 810016)

青海省地處高海拔無(wú)污染地區(qū),是牦牛的主產(chǎn)區(qū)。牦牛肉具有高蛋白、低脂肪且維生素豐富的特點(diǎn)[1],作為純天然綠色食品,備受全國(guó)乃至全球消費(fèi)者的青睞。調(diào)查發(fā)現(xiàn),2015—2019年我國(guó)年牦牛肉產(chǎn)量從45萬(wàn)t增加到了53萬(wàn)t,年均增長(zhǎng)3.6%[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì),甘肅省天祝藏族自治縣牦牛年屠宰量約為3.25萬(wàn)頭[3]。屠宰量上升勢(shì)必產(chǎn)生大量的廢棄物,如產(chǎn)生大量有機(jī)質(zhì)及有害物質(zhì),對(duì)周?chē)乃?、空氣、土地造成污?進(jìn)而威脅人、畜、禽和其他生物的健康,但瘤胃廢棄物存在一定的飼用價(jià)值,將其作為飼料加以再利用是利于環(huán)境、生態(tài)和生產(chǎn)的處理方式。

1 屠宰場(chǎng)廢棄物

1.1 屠宰場(chǎng)廢棄物的處理方式

目前,對(duì)屠宰場(chǎng)廢棄物的處理方式多種多樣。如屠宰場(chǎng)產(chǎn)生的廢水可通過(guò)電混凝、膜分離、氧化等物理、化學(xué)和生物處理技術(shù)有效降低其濃度[4],而廢棄物可利用水熱炭化技術(shù)轉(zhuǎn)化為固體燃料,實(shí)現(xiàn)廢棄物質(zhì)能源的回收[5]。屠宰場(chǎng)廢棄物還可制備成有機(jī)肥料,提高蔬菜、作物產(chǎn)量,優(yōu)化土壤質(zhì)量[6]。此外,可通過(guò)厭氧消化技術(shù)[7]處理排泄物和廢物,生產(chǎn)的沼氣作為再生燃料加以利用,也可用于發(fā)電[8]。伊朗戈?duì)査固故∶磕昀猛涝讏?chǎng)廢棄物發(fā)電2 085.35萬(wàn)kWh[9]。但以上部分方法依舊會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染,因此安全、環(huán)保、節(jié)能的處理方式尤為重要,而更為新穎、節(jié)能的方法有待進(jìn)一步研究。

1.2 瘤胃內(nèi)容物可作為飼料實(shí)現(xiàn)資源的再利用

在國(guó)內(nèi)反芻家畜飼料資源短缺且品質(zhì)偏低的現(xiàn)狀下,屠宰場(chǎng)瘤胃內(nèi)容物作為集合大量微生物體系和飼草料的封閉系統(tǒng),其容量十分可觀,在不被血液和屠宰場(chǎng)環(huán)境污染的情況下,具有極大的飼用價(jià)值,有關(guān)瘤胃移植和瘤胃菌群移植的眾多研究亦能輔證此觀點(diǎn)。

2 瘤胃內(nèi)容物作為飼料積極效能與局限應(yīng)用

屠宰場(chǎng)產(chǎn)生的副產(chǎn)品——瘤胃內(nèi)容物,是一種部分消化的飼料,包括不同消化階段的發(fā)酵飼料和非發(fā)酵飼料,主要由水、飼料和微生物組成。將屠宰場(chǎng)產(chǎn)生的瘤胃內(nèi)容物作為飼料能減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)資源的再利用,并提高飼料配方的靈活性。已有的研究發(fā)現(xiàn),將瘤胃內(nèi)容物作為飼料可減少溫室氣體甲烷的產(chǎn)生[10]。眾多研究表明,瘤胃內(nèi)容物可作為飼料運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中,其主要營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。Okpanachi等[11]研究發(fā)現(xiàn),瘤胃內(nèi)容物不含任何抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì),并且富含對(duì)瘤胃微生物活動(dòng)有益的終產(chǎn)物,如微生物、必需氨基酸、礦物質(zhì)和揮發(fā)性脂肪酸。Mondal等[12]研究證明,山羊日糧中添加瘤胃內(nèi)容物對(duì)其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率、飼料轉(zhuǎn)化率和生長(zhǎng)沒(méi)有不利影響,可成為優(yōu)質(zhì)飼料原料來(lái)源,并降低飼料成本。

表1 瘤胃內(nèi)容物營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

2.1 將瘤胃內(nèi)容物作為飼料可預(yù)防和治療疾病

屠宰場(chǎng)瘤胃內(nèi)容物具備全面完整的微生物菌群體系,將其作為發(fā)酵飼料進(jìn)行飼喂可起到瘤胃菌群移植的作用。研究發(fā)現(xiàn),奶牛菌群移植能有效恢復(fù)抗生素導(dǎo)致的瘤胃和腸道菌群紊亂[18]。菌群移植可有效改善犢牛的腸道菌群結(jié)構(gòu)和腸道上皮的屏障功能,對(duì)犢牛的生長(zhǎng)和健康有利[19]。此外通過(guò)瘤胃菌群移植可輔助治療多種腸道疾病[20],如改善免疫細(xì)胞聚集和黏膜抵抗力,降低腸炎發(fā)病率[21]。給犢牛接種成年牛的瘤胃液,其斷奶前發(fā)生腹瀉的次數(shù)和持續(xù)時(shí)間比對(duì)照組降低了45.5%～50.9%[20],對(duì)于嚴(yán)重腹瀉的犢牛,也能起到改善腹瀉情況并提高存活率的作用[22]。

2.2 將瘤胃內(nèi)容物作為飼料可改善反芻動(dòng)物機(jī)體內(nèi)菌群環(huán)境

瘤胃內(nèi)容物作為飼料可改善反芻動(dòng)物機(jī)體內(nèi)菌群環(huán)境,提高瘤胃發(fā)酵水平、增加微生物種群。體外研究發(fā)現(xiàn),飼喂瘤胃內(nèi)容物不會(huì)對(duì)瘤胃 pH值和NH3-N 產(chǎn)生不利影響[15]。在反芻動(dòng)物日糧中,瘤胃內(nèi)容物可以替代高達(dá) 100% 干物質(zhì)的豆粕,并且不會(huì)對(duì)瘤胃發(fā)酵參數(shù)產(chǎn)生負(fù)面影響[23]。在水牛[24]日糧中不同程度地使用瘤胃內(nèi)容物替代飼料,不會(huì)影響揮發(fā)性脂肪酸的濃度。在對(duì)羔羊的研究中發(fā)現(xiàn),斷奶前反復(fù)喂服瘤胃液可加速瘤胃發(fā)育和腸道菌群的建立,改善菌群組成,增加菌群多樣性,調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)。羔羊早期重復(fù)接種瘤胃液,可調(diào)節(jié)瘤胃和結(jié)腸內(nèi)微生物群,并促進(jìn)其生長(zhǎng)[25]。此外,將瘤胃內(nèi)容物完整地移植到受體牛時(shí),瘤胃微生物系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)[26]。總之,菌群移植對(duì)調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)、菌群組成和功能是直接且有效的措施[27],對(duì)調(diào)控奶牛瘤胃微生物區(qū)系的穩(wěn)態(tài)[28]有效。

2.3 將瘤胃內(nèi)容物作為飼料可影響家畜的生產(chǎn)性能

相比傳統(tǒng)的飼料喂養(yǎng)方式,濕法利用適口性好,可增加家畜的采食量,且進(jìn)食過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生粉塵,可有效減少呼吸系統(tǒng)疾病。屠宰場(chǎng)瘤胃內(nèi)容物富含大量的水分,可將完整采集且未受屠宰場(chǎng)環(huán)境污染的瘤胃內(nèi)容物混合一定的干飼料制成生物發(fā)酵飼料飼喂家畜,將其作為日常養(yǎng)殖的飼料來(lái)源具有潛在的可能性。

使用瘤胃內(nèi)容物飼喂或部分替代家畜日糧能促進(jìn)其生長(zhǎng)性能及泌乳性能。Al-Wazeer 等[29]發(fā)現(xiàn),飼喂含有瘤胃內(nèi)容物的日糧可提高羔羊的平均日增重。Osman 等[30]發(fā)現(xiàn),用瘤胃內(nèi)容物替代10%的日糧飼喂羔羊,部分替代組的羔羊體重、總增重和日增重高于未替代組。有研究表明,移植瘤胃液能提高受體奶牛的干物質(zhì)采食量,增強(qiáng)胃功能,瘤胃原蟲(chóng)數(shù)量顯著增加[31];可以顯著提高羔羊的平均日采食量和日增重,促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育[32];對(duì)母畜產(chǎn)后恢復(fù)也有積極影響,同時(shí)能提高術(shù)后奶牛的干物質(zhì)采食量和產(chǎn)奶量[33]。Khattab 等[34]對(duì)山羊進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),與日糧組相比,日糧+瘤胃內(nèi)容物組對(duì)山羊的乳脂肪含量有正向調(diào)節(jié)作用?？傊?將瘤胃內(nèi)容物作為飼料能正向促進(jìn)家畜的生長(zhǎng)性能和繁殖性能。

2.4 將瘤胃內(nèi)容物作為飼料可影響飼料利用率

生物發(fā)酵飼料是一種可以替代抗生素的飼料,能有效促進(jìn)農(nóng)副資源的飼料化,緩解蛋白質(zhì)飼料的供需矛盾,具有降低飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子、提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及利用率、提高動(dòng)物機(jī)體免疫力和生產(chǎn)性能等特點(diǎn)。給家畜飼喂發(fā)酵飼料可顯著提高家畜表觀消化率[33],促進(jìn)腸道發(fā)育,提高生產(chǎn)性能[36],同時(shí)提高產(chǎn)奶量、乳蛋白和乳脂含量[37],改善乳品質(zhì)[38]。Seankamsorn 等[24]研究證明,補(bǔ)充瘤胃內(nèi)容物能增加瘤胃真菌數(shù)量,從而增加粗飼料的采食量提高纖維消化率。此外,用瘤胃內(nèi)容物替代優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),可以改善反芻動(dòng)物的瘤胃發(fā)酵,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化[39]。當(dāng)肉牛飼料中添加一定量的瘤胃內(nèi)容物時(shí),其中性洗滌纖維消化率提高了55.6%～59.9%[23]。瘤胃微生物的增殖能有效改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝入和消化,而富含微生物的瘤胃內(nèi)容物作為飼料利用將提高養(yǎng)分消化率。

2.5 將瘤胃內(nèi)容物作為飼料加以應(yīng)用的局限性

來(lái)源于屠宰場(chǎng)的瘤胃內(nèi)容物直接用于實(shí)際生產(chǎn)具有一定的污染風(fēng)險(xiǎn)。因此,首先要確認(rèn)家畜屠宰前未被病原體感染;其次,瘤胃內(nèi)容物飼料在投喂前需要曬干或進(jìn)行熱處理,以減少污染;第三,由于飼養(yǎng)方式、日糧類型以及養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境等多種因素影響,瘤胃內(nèi)容物的質(zhì)量可能不穩(wěn)定[14],且其中的高纖維含量可能影響動(dòng)物的消化率,因此,應(yīng)考慮合適的添加量。

3 展望

對(duì)屠宰場(chǎng)反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)容物的利用雖然取得了一定的進(jìn)展,但再次創(chuàng)造價(jià)值的方式還較少。本文從保護(hù)生態(tài)和資源回收再利用的角度,提出了對(duì)屠宰場(chǎng)瘤胃內(nèi)容物進(jìn)行生態(tài)再利用的觀點(diǎn),從解決反芻動(dòng)物飼料來(lái)源單一和短缺的實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題出發(fā),闡述了將屠宰場(chǎng)牦牛瘤胃內(nèi)容物作為飼料加以再利用的多種可能性,為屠宰場(chǎng)廢棄物資源的再利用提供了新思路。