發酵飼料使用過程中常見問題及解決方案

王俊菊,何志霞,王 雪

天津市農業生態環境監測與農產品質量檢測中心,天津 300110

0 引言

發酵飼料是近些年隨著微生物發酵工業的興起,將發酵工藝應用于飼料制備的一種飼料。尤其是無抗養殖理念的普及和飼料中禁用抗生素的文件出臺后,發酵飼料的推廣速度越來越快,但部分養殖場對其保健機理還不了解,導致使用過程中常出現多種問題,本文就此類問題進行分析并提出解決方案。

1 發酵飼料的定義

發酵飼料是指通過微生物的作用,使飼料原料、濃縮料或全價料經過發酵處理后,口味得到改善,消化率得到提升,營養變得更加豐富的一種飼料[1],可用于多種養殖動物,尤其是牛、羊、家兔等草食動物。生產中常用的青貯飼料、酒糟、醋糟等都屬于發酵飼料。青貯飼料一般是將植物的秸稈(玉米秸稈、高粱秸稈、蘇丹草等)切碎后進行密封處理,通過好氧菌的繁殖消耗內部存在的氧氣,之后再進入無氧發酵階段,此時厭氧型乳酸菌大量繁殖,并產生大量乳酸,使環境的pH值短時間內快速下降,最終維持在3.5～4.0,此時其他雜菌(如腐敗菌、霉菌等)的生長也受到抑制,飼料不會出現變質,同時還能保持原本的青綠性狀,滿足青草缺乏的冬季供料需求。

2 發酵飼料的分類

發酵飼料根據分類的依據不同而存在多種分類方法,為了更好地進行表述,本文根據飼料中水分含量的不同大致分為濕發酵飼料和干發酵飼料2種。

2.1 濕發酵飼料

濕發酵飼料,水分含量在35%～65%,由于有水環境的維持,其中的菌體處于活動中,水分含量越高,裂殖和代謝的速度就越快,酸性代謝產物就越多。常見的青貯飼料,水分含量在60%～70%,屬于濕發酵飼料范疇。還有些發酵豆粕,發酵水分控制在35%～40%,干物質含量較高,同時也含有大量有益微生物,可以對豆粕原料進行替代。

2.2 干發酵飼料

干發酵飼料水分一般控制在10%以內,由于水含量不足,飼料中的有益菌體大部分以芽孢形式存在(活菌),也可以菌體蛋白存在(死菌)。芽孢是部分有益菌生存的一種形式,也是一種休眠體,能抵抗惡劣環境的干擾,當環境適合時能夠重新復蘇為繁殖體,常見如枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌等。菌體蛋白作為蛋白質的一種,可在動物消化道中降解為肽物質和氨基酸,從而利于消化和吸收。除此之外,干發酵料同樣含有大量的菌代謝產物,對動物生長發育具有促進作用。

3 發酵飼料使用過程中的常見問題

3.1 濕發酵飼料

3.1.1 運輸成本問題

濕發酵飼料,因其水分含量非常高,導致運輸過程中大部分費用都是營養價值較低的水產生的,而動物食用后最終利用的是其干物質。盡管濕發酵飼料適口性增強,微生物代謝產物增多,也能起到助消化和預防疾病的作用,但長期使用會導致養殖成本上升。例如市場上常用的發酵飼料出廠價格大概在3 000～5 000元/t,如果甘肅某養殖場購買山東廠家的飼料,運輸費用會在800～1 000元/t,而運輸費用中有35%～65%為“水分”的運輸,實際帶給終端養殖場的意義較小。對于干發酵飼料則不存在該問題。

3.1.2 外包裝成本問題

濕發酵飼料對包裝的要求較為嚴格。首先,在高水分的維持下,成品飼料會持續處于動態發酵過程中,應避免接觸外界微生物。同時為了運輸和搬運方便,外包裝質量必須要求上乘。其次,某些厭氧發酵菌會出現產氣現象,為了防止出現鼓包,包裝袋上都要求安裝單向透氣閥,該閥成本較高,能直接提升銷售成本。再其次,由于微生物發酵代謝產物較多,不同產物化學性質不同,這就需要包裝材質能夠保持較好的惰性,耐酸耐腐蝕。最后,外包規格通常單袋裝量不超過25 kg,必要情況下為了方便搬運,同時也為了確保發酵質量,廠家還會設計內外袋雙層包裝,導致飼料的附加成本更加高昂。

3.1.3 飼料保質期問題

濕發酵飼料的保質期往往較短,這與發酵過程持續進行,代謝產物持續增多,對新裂殖的子代體進行抑制有關。例如有機酸含量的增加使得發酵環境變為酸性,酸度低于4.0時自身繁殖和代謝也會受到影響,裂殖速度減緩,同時老齡化的菌數量顯著增加,活性相應會下降。發酵飼料的保質期除了基本的營養指標外,還包括微生物的種類和數量,發酵的時間越長,因老齡化而死亡的菌數量越多。盡管通過裂殖的方式還在不斷產生子代體,但由于營養、空間等有限,菌之間會相互競爭,導致子代體數量增加緩慢,飼料過保質期后很可能出現活菌數量不達標的問題。目前常見市售濕發酵產品保質期為3～6個月,高溫季節稍短,寒冷季節較長。

3.1.4 生產應用問題

在應用濕發酵飼料時應結合動物種類、采食情況以及使用目的進行針對性添加,但很多養殖場往往把控不準使用劑量和方法。以青貯飼料為例,如果青貯時間較長,檢測pH值在3.5左右時,表明酸度過大,如果不減量使用或不配合堿性物質,很容易引發酸中毒疾病[2]。還有濕發酵豆粕,臨床替代正常豆粕時替代量不能高于5%,否則長期很容易出現蛋白供應不足。有些養殖場將發酵飼料當成藥物用于治療疾病,殊不知該類產品只能起到預防保健和康復調理的作用,單純當做藥品進行疾病治療很容易耽誤病情。另外,有些發酵產品因水分原因可能出現結塊,如果不進行二次粉碎容易導致拌料不均勻而影響效果。

3.2 干發酵飼料

3.2.1 菌種選擇受限

干發酵飼料前期也是經過濕度較大的發酵過程,最終將獲得的發酵成品進行脫水處理后得到。脫水過程能導致很多微生物死亡,尤其是不能形成芽孢的菌體,如植物乳桿菌、糞腸球菌、雙歧桿菌、乳酸腸球菌等,失去水分后很容易死亡,最終轉變為菌體蛋白。有部分可形成芽孢體的菌種,如枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、丁酸梭菌等,在脫水后繁殖體可轉變為芽孢體存在,芽孢體能長時間休眠,同時對不良因素抵抗力較強,對儲存、運輸等無嚴格要求,是干發酵飼料的常用菌種。除此之外,以酵母菌為代表的一些真菌類微生物也能在脫水的條件下長期存活。因此,干發酵飼料對菌種的選擇有一定要求,失水狀態下難以存活的菌種不適宜。

3.2.2 菌活力問題

干發酵飼料水分低,其中的微生物已經處于休眠狀態,能夠長期存放,不存在類似濕發酵料的各種運輸、包裝、保質期和生產應用問題。但干發酵飼料的菌往往活力較差,活菌要么以芽孢體存在,要么通過包被等技術處理,使用后菌體需要經過復蘇過程才能恢復活性,復蘇時間較長時就會失去基本作用。例如雞的消化道較短,食物消化排空時間在4～6 h,使用含枯草芽孢桿菌的發酵料時,芽孢體進入消化道后開始復蘇,等轉變為繁殖體時已經隨飼料到達腸道的后段,最終隨糞便排出體外,而對于家禽,益生菌發揮效力的最佳腸段為前中段,這也是很多干發酵飼料臨床使用效果不如濕發酵料的原因之一。還有些飼料發酵過程中會產生可揮發物,如果制成干發酵料這種產物最終會揮發,從而使得效果下降。

4 解決方案

4.1 降本增效方案

對于生產濕發酵飼料的企業來講,運輸和外包裝是緊密聯系的,特別是距離較長的運輸,對包裝質量有著嚴格要求,如材質、厚度、封口工藝、透氣性等,而符合上述條件的包裝成本會很高,建議廠家從如下方案進行切入來降低成本。如果飼料生產企業為規?；募瘓F廠,建議在重點業務區域建立分廠,或者以租賃、收購、并購、控股等方式建立發酵車間,從而縮短運輸距離。運輸距離縮短后對包裝的要求也會下降。如果飼料企業為中小型廠家,無足夠資本建立分廠,則在確保品質的前提下可通過增大規格的方式來降低成本,如同樣是20 kg飼料,按照20 kg/袋包裝要比“10 kg/袋×2袋”的規格包裝可節約3%～10%的成本,規格越大,包裝成本和生產成本相對就越低。

4.2 濕發酵飼料保質期短的解決方案

濕發酵的飼料發酵時間越長,菌老齡化速度就越快,相應菌活力就會下降。為了盡可能使菌在“青年期”發揮作用,養殖場應盡量購置離生產日期接近的發酵飼料產品,同時貯存溫度應盡量低,溫度越低,后期發酵速度就越慢。對于飼料廠家來講,因產品在出廠后的運輸和儲存過程中仍處于發酵狀態,故在產品符合標準的前提下盡快出廠,采用集中訂貨、集中生產和集中發貨的方案,既降低了生產成本,又不占庫存,飼料還可以在養殖終端得到及時使用。有些廠家通過技術改進,將發酵菌進行包被處理或通過隔離水分、降低溫度等方法使發酵速度延緩也能起到延長保質期的作用,生產中可結合實際進行調整。

4.3 養殖終端應科學使用發酵飼料

青貯飼料酸度低于4.0時可通過配合使用小蘇打和氧化鎂來進行中和,但小蘇打用量須控制在總日糧的3%以內,氧化鎂控制在1%以內。所有使用發酵飼料的養殖場應禁止同時口服抗生素,如可溶性粉劑、普通粉劑、預混劑、溶液劑等劑型的藥物品類,防止有益菌被抗生素殺滅,而抗生素藥物也會被消耗。若購置的發酵飼料有結塊現象,則應先進行預粉碎后再和其他原料混合攪拌,這樣可確?；旌暇鶆?。濕發酵飼料制備成全價料后盡量在24 h內用完,減少有益菌在暴露空氣后的傷亡數量,同時也能避免霉變(發酵飼料水分較大,混合成全價料后導致全價料的水分含量升高,霉變概率就會增大)。另外,因發酵飼料中菌的本質是活著的微生物,存放過程中應避免高溫、陽光直射等惡劣條件影響,臨床使用時須根據實際用料量按照配比適量添加,添加比例過高不僅增加養殖成本,還可能對消化道原有微生態體系造成破壞,添加比例過低則起不到明顯作用。

4.4 菌種和菌活力問題解決方案

對于飼料企業應結合本場的發酵工藝、產品成本、客戶類型及市場需求選擇適合自己推廣的菌種。例如生產車間為濕發酵車間,不具備大規模烘干條件,同時客戶以終端養殖場為主,產品能在短時間內得到使用,則建議選擇非芽孢類菌種,尤其是乳酸菌類。如果生產車間具備烘干條件,同時客戶群以經銷門店或代理商為主,則建議選擇生命力更強的芽孢菌、酵母菌等類型。為了提升產品力,生產廠家也可以將干濕發酵的優點相結合,將多種有益菌進行復配,最后獲得代謝產物種類更多、功能更強、適口性更優的發酵料。但復配后需要對產品進行考察,一般生命力較弱的非芽孢菌需要通過包被處理來延長生命,芽孢菌類則通過控制水分的方式減緩芽孢體復蘇,從而減少對非芽孢菌的競爭。

養殖場可依產品類型和需求來定使用方法,如干發酵飼料的菌種往往需要時間復蘇,對于反芻類動物和豬等哺乳類動物,由于食物排空時間較長,一般復蘇時間對臨床效果影響不大,而排空時間較短的家禽使用則建議飼喂前在料中拌入10%～20%的水,使菌體在高濕度影響下進行體外預復蘇,之后等待1～2 h再大群飼喂,最終效果會更優。另外,還要結合靶動物類型選擇所需菌種,如牛羊等反芻動物以粗纖維類草料為主日糧,可首選產纖維素酶能力強的活菌制劑組合,家禽因腸道較短,可首選有定植性能的乳酸菌類菌種等。

5 結束語

發酵飼料是微生物和常規飼料的組合體,既具備了預防疾病和提升生產性能的功能,又可為動物的生長發育提供基本營養,屬于功能性飼料的范疇。隨著社會對食品安全的呼吁聲越來越高,減抗、禁抗已成為行業發展趨勢,發酵飼料推廣范圍越來越廣[3],相信未來市場占有率會更高,為無抗養殖的普及作出貢獻。