發(fā)酵木薯渣飼料化利用研究進(jìn)展

肖 林

(都勻市養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中心,貴州 都勻 558000)

木薯具有耐旱和耐貧瘠土壤的優(yōu)勢(shì),淀粉含量高,被稱為“淀粉之王”,全球估計(jì)產(chǎn)量為2.767億t,供105個(gè)國(guó)家近10億人食用[1]。木薯渣是生產(chǎn)木薯淀粉的副產(chǎn)物,產(chǎn)量巨大,我國(guó)每年木薯經(jīng)過(guò)加工產(chǎn)生的木薯渣可達(dá)150萬(wàn)t[2]。木薯渣含有大量碳水化合物(淀粉)、纖維素、少量脂肪和蛋白質(zhì),是優(yōu)質(zhì)的非常規(guī)飼料來(lái)源之一。在生產(chǎn)實(shí)際中,由于木薯渣水分含量高,不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸,易發(fā)生霉變腐爛,同時(shí)含有抗?fàn)I養(yǎng)因子(生氰苷、生物堿、植酸鹽等)會(huì)影響畜禽健康,高纖維導(dǎo)致適口性差,直接飼喂消化率不高,這些因素限制了木薯渣在畜禽飼糧中的應(yīng)用[3,4]。通過(guò)微生物發(fā)酵產(chǎn)生豐富的酶系可提高木薯渣的蛋白質(zhì)含量,降低纖維含量,改善營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和適口性,還能產(chǎn)生抑菌物質(zhì)抑制腐敗菌的生長(zhǎng),延長(zhǎng)貯存時(shí)間[5]。此外,飼喂經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的木薯渣還能對(duì)畜禽的生長(zhǎng)性能和健康狀態(tài)等起到積極作用[6]。因此將發(fā)酵木薯渣進(jìn)行飼料化利用可以提高木薯渣利用率,緩解飼料資源不足,降低養(yǎng)殖成本。

1 發(fā)酵木薯渣的微生物種類

1.1 細(xì)菌

1.1.1 乳酸菌

乳酸菌(如:胚芽乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌)在發(fā)酵期間能產(chǎn)生豐富的乳酸,降低木薯渣的pH值并抑制腐敗菌生長(zhǎng),提高發(fā)酵木薯渣飼料的安全性[7]。此外,乳酸菌產(chǎn)生的淀粉酶能將木薯渣中的淀粉水解成動(dòng)物更容易吸收的糖類,能有效改善木薯渣的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[5]。因此乳酸菌被廣泛用于發(fā)酵木薯渣。

1.1.2 有益芽孢桿菌

有益芽孢桿菌(如:枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌)能產(chǎn)生大量的蛋白酶、淀粉酶等物質(zhì),可將木薯渣中的大分子物質(zhì)分解為動(dòng)物容易吸收的小分子類物質(zhì),同時(shí)芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)(如:脂肽)對(duì)腐敗菌具有高效、廣譜的抑菌作用,能進(jìn)一步提高發(fā)酵木薯渣飼料的安全性[8]。此外,芽孢桿菌能形成芽孢,在飼料加工過(guò)程中菌體不易受到破壞,一定程度上保證了菌體的活性[9]。有益芽孢桿菌具有調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道微生物菌群平衡、提高動(dòng)物免疫力、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育等優(yōu)勢(shì),是發(fā)酵木薯渣常用的細(xì)菌之一。

1.2 真菌

1.2.1 有益霉菌

有益霉菌(如:曲霉、青霉、根霉)能產(chǎn)生淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶,可以水解木薯渣中的大分子物質(zhì)并釋放可發(fā)酵的糖;此外,曲霉、青霉、木霉還能產(chǎn)生豐富的纖維素酶和半纖維素酶,可分解木薯渣中的纖維素和半纖維素[10]。這些霉菌被廣泛用于發(fā)酵木薯渣,可提高木薯渣的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

1.2.2 酵母菌

酵母菌氣味醇香,能改善發(fā)酵飼料的適口性。此外,酵母菌細(xì)胞壁富含的β-葡聚糖和甘露聚糖還能增強(qiáng)動(dòng)物免疫力[11]。酵母菌蛋白質(zhì)含量高達(dá)60%且富含蛋白酶,能提高木薯渣的蛋白質(zhì)含量,因此被廣泛用于生產(chǎn)發(fā)酵木薯渣飼料[12]。

2 發(fā)酵木薯渣的生產(chǎn)方式

2.1 單菌發(fā)酵

利用單一的微生物菌種對(duì)木薯渣進(jìn)行發(fā)酵制備木薯渣飼料。徐高驍?shù)萚13]利用米曲霉固態(tài)發(fā)酵木薯渣,提高了木薯渣的粗蛋白質(zhì)含量,當(dāng)接菌量為5%時(shí)效果最佳。Bayitse R等[14]利用擬康寧木霉發(fā)酵木薯渣,蛋白質(zhì)最高可達(dá)48.1%。Napasirth V等[15]分別單獨(dú)利用植物乳桿菌和鼠李糖乳桿菌發(fā)酵木薯渣,發(fā)酵的木薯渣飼料品質(zhì)提高,pH值降低,丁酸和乳酸含量升高。由于單一菌種的作用較局限,且不同微生物發(fā)酵也有優(yōu)缺點(diǎn),如:乳酸菌雖然發(fā)酵速度快,能產(chǎn)生抑制腐敗微生物的乳酸,但是其產(chǎn)酶量有限;真菌產(chǎn)酶量高,但是需要更長(zhǎng)的發(fā)酵時(shí)間,可能會(huì)產(chǎn)生異味,因此單菌發(fā)酵存在一定的局限性。

2.2 混菌發(fā)酵

利用不同菌種之間的協(xié)同作用,使不同菌種共同作用,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)木薯渣飼料。唐慶鳳等[16]利用布氏乳桿菌、黑曲霉、熱帶假絲酵母、枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌混合發(fā)酵木薯渣,木薯渣的pH值、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著降低,提高了乙酸、丙酸和粗蛋白質(zhì)含量。李潔等[17]用枯草芽孢桿菌BI1、枯草芽孢桿菌B10-5、發(fā)酵乳桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌混合發(fā)酵木薯渣,乳酸含量達(dá)到2%。白秀梅等[18]將乳酸菌和酵母菌以1∶2混合,接種量為0.1%時(shí)木薯渣的酸溶蛋白和總酸含量顯著增加,產(chǎn)生酸香氣味,適口性提高,改善了發(fā)酵木薯渣品質(zhì)。張?jiān)葡鑋19]利用熱帶假絲酵母和枯草芽孢桿菌混菌發(fā)酵木薯渣,木薯渣的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著降低,粗蛋白質(zhì)和乙酸含量顯著提高,有效改善了木薯渣品質(zhì)。綜上可見(jiàn),經(jīng)過(guò)混菌發(fā)酵能有效改善木薯渣飼料品質(zhì)。

3 發(fā)酵木薯渣在畜禽養(yǎng)殖中的飼料化利用

3.1 反芻動(dòng)物養(yǎng)殖

發(fā)酵木薯渣營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,但是纖維含量較高,常添加到反芻動(dòng)物飼糧中,其中以牛和羊的應(yīng)用較為廣泛。

3.1.1 羊

盧珍蘭等[20]研究發(fā)現(xiàn),飼喂20%發(fā)酵木薯渣飼料能顯著提高育肥羊的平均日增重、平均日采食量,顯著降低發(fā)病率,每只羊可多獲利66.28元,能獲得較好的生產(chǎn)性能和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。樊懿萱等[21]用20%發(fā)酵木薯渣替代部分玉米飼喂湖羊,不影響湖羊的生長(zhǎng)發(fā)育和健康狀況,可在一定程度上提高湖羊的平均采食量和日增重。吳靈麗等[22]將嗜酸乳桿菌、糞腸球菌、枯草芽孢桿菌按2∶1∶4配比發(fā)酵木薯渣,用發(fā)酵木薯渣分別替代日糧中10%、20%、30%王草,結(jié)果發(fā)酵木薯渣組的黑山羊平均日采食量均顯著高于對(duì)照組,20%發(fā)酵木薯渣組熟肉率顯著高于對(duì)照組,30%發(fā)酵木薯渣組背最長(zhǎng)肌的肌肉灰分含量顯著高于對(duì)照組。王智博等[23]研究發(fā)現(xiàn),20%發(fā)酵木薯渣組與對(duì)照組湖羊的酸性洗滌纖維消化率顯著高于40%發(fā)酵木薯渣組,表明不同添加量的發(fā)酵木薯渣會(huì)影響湖羊的消化代謝,添加量為20%的消化利用率更接近對(duì)照組日糧。王強(qiáng)[24]用不同添加量的發(fā)酵木薯渣飼喂湖羊,20%、40%發(fā)酵木薯渣組湖羊的日增重高于對(duì)照組,料重比低于對(duì)照組,但添加量為60%時(shí)湖羊發(fā)生較嚴(yán)重的腹瀉。綜上所述,發(fā)酵木薯渣能在提高羊生長(zhǎng)性能、降低發(fā)病率和養(yǎng)殖成本上起到積極作用,但當(dāng)添加量過(guò)高時(shí)會(huì)對(duì)羊的健康產(chǎn)生不利影響。

3.1.2 牛

Dagaew G等[25]將酵母發(fā)酵的木薯渣代替100%豆粕飼喂泰國(guó)本土肉牛,對(duì)肉牛的采食量、營(yíng)養(yǎng)攝入量和表觀消化率均無(wú)負(fù)面影響,并能提高瘤胃細(xì)菌總數(shù)和丙酸濃度。Cherdthong A等[26]飼喂20%酵母發(fā)酵木薯渣日糧對(duì)荷斯坦弗里西亞公犢牛的飼料利用率和瘤胃特性無(wú)不良影響,并一定程度上節(jié)約了養(yǎng)殖成本。Kusmartono等[27]在飼糧中添加60%發(fā)酵木薯渣飼喂利木贊×奧格勒雜交公牛,在不影響牛的瘤胃pH值、NH3-N、揮發(fā)性脂肪酸濃度和纖毛蟲(chóng)種群基礎(chǔ)上,可最大限度提高產(chǎn)肉量和生產(chǎn)系統(tǒng)的盈利能力。Pilajun R等[28]用酵母菌和外源纖維裂解酶發(fā)酵木薯渣,將發(fā)酵木薯渣替代100%木薯粉飼喂雜交牛,可提高雜交牛的纖維采食量,降低養(yǎng)殖成本,對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率和飼料效率無(wú)顯著影響,對(duì)雜交牛胴體性狀無(wú)負(fù)面影響。綜上所述,發(fā)酵木薯渣能在不影響牛生長(zhǎng)性能和健康狀況的基礎(chǔ)上替代部分精料,達(dá)到降低養(yǎng)殖成本的作用。

3.2 生豬養(yǎng)殖

發(fā)酵木薯渣常作為精料替代物添加到豬飼糧中。歐肇林[29]用2%發(fā)酵木薯渣等量替代玉米飼養(yǎng)隆林黑豬,在不影響豬血清生化指標(biāo)、胴體品質(zhì)和肉質(zhì)的基礎(chǔ)上,顯著提高豬肉的剪切力、肉色和系水率,并一定程度上提高日增重。蔣慧姣[30]將植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌發(fā)酵的10%木薯渣飼喂環(huán)江香豬,可提高平均日采食量、熟肉率、肌肉紅度值,降低肌肉黃度值,改善胴體性狀和肉品質(zhì)。Azad MD等[31]研究發(fā)現(xiàn),飼喂5%發(fā)酵木薯渣可提高仔豬空腸過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、肝超氧化物歧化酶含量,降低回腸丙二醛含量,提高機(jī)體的抗氧化能力;增加結(jié)腸α-多樣性和回腸放線菌豐度,增加回腸和結(jié)腸中厚壁菌門的豐度,降低擬桿菌門的豐度,改善仔豬腸道菌群,保護(hù)腸道健康。梁珠民等[32]研究發(fā)現(xiàn),用20%發(fā)酵木薯渣分別代替7%麩皮、5.5%花生殼、0.5%魚(yú)粉、7%豆粕飼喂特種野豬,平均日增重達(dá)到735.6 g/頭,試驗(yàn)組比對(duì)照組平均凈增收89.54元/頭,有效提高了特種野豬的養(yǎng)殖效益。李曉平等[33]分別用10%、20%、30%發(fā)酵木薯渣飼喂陸川豬,10%發(fā)酵木薯渣組的料重比最低,隨著發(fā)酵木薯渣飼料添加量的增加,試驗(yàn)豬的平均日增重、日采食量有下降趨勢(shì),且料重比升高。綜上所述,發(fā)酵木薯渣能在一定程度上改善豬的生長(zhǎng)性能、抗氧化能力和腸道菌群,提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益,但是當(dāng)添加量過(guò)高時(shí)會(huì)對(duì)豬的生長(zhǎng)性能產(chǎn)生不利影響。

3.3 家禽養(yǎng)殖

馬旭東等[34,35]研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,添加10%、15%發(fā)酵木薯渣飼喂海蘭褐蛋雞,采食量與料蛋比顯著提高,同時(shí)添加5%發(fā)酵木薯渣組的蛋雞每千克雞蛋增加收益7.61元;添加20%發(fā)酵木薯渣飼喂黃羽肉雞,在不影響生長(zhǎng)性能、屠宰性能和內(nèi)臟器官的基礎(chǔ)上,每增重1 kg較對(duì)照組節(jié)省飼料成本0.17元,節(jié)約了養(yǎng)殖成本。于向春等[36]利用米曲霉、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母發(fā)酵木薯渣,并替代9%玉米粉、3%花生粉、3%麩皮飼喂文昌雞,與對(duì)照組相比,試驗(yàn)雞增重效果差異不顯著,但是降低了飼養(yǎng)成本。Lel Long等[37]用5%、10%、15%發(fā)酵木薯渣替代部分玉米、豆粕、麥麩飼喂櫻桃谷鴨,平均日增重和平均日采食量均無(wú)顯著影響,5%添加組的胴體產(chǎn)量相對(duì)較高,可以提高肉鴨的生長(zhǎng)性能,而15%添加組的干物質(zhì)灰分和磷消化率顯著降低。綜上所述,發(fā)酵木薯渣飼喂家禽能在一定程度上提高經(jīng)濟(jì)效益,改善生長(zhǎng)性能,但是當(dāng)添加量較高時(shí)會(huì)對(duì)家禽生長(zhǎng)性能產(chǎn)生不利影響。

4 小結(jié)

發(fā)酵木薯渣產(chǎn)量大,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較豐富,富含有益微生物,可作為優(yōu)質(zhì)的非常規(guī)飼料來(lái)源之一。大量研究表明,發(fā)酵木薯渣能代替部分精料作為畜禽飼料,可在一定程度上降低養(yǎng)殖成本,同時(shí)對(duì)畜禽的生長(zhǎng)性能、肉品質(zhì)方面起到改善作用。特別適宜用作牛飼料,降低養(yǎng)殖成本。對(duì)于其他畜禽,當(dāng)發(fā)酵木薯渣添加量過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致腹瀉,對(duì)生長(zhǎng)性能產(chǎn)生不利影響,因此在實(shí)際應(yīng)用中要合理調(diào)控飼喂量。在今后的研究中,可通過(guò)篩選優(yōu)良菌種和優(yōu)化發(fā)酵工藝等手段對(duì)木薯渣進(jìn)行優(yōu)化發(fā)酵處理,盡可能改善木薯渣的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),降低抗?fàn)I養(yǎng)因子,促進(jìn)發(fā)酵木薯渣在畜禽養(yǎng)殖中的廣泛應(yīng)用。