王俊菊,何志霞,王 雪

天津市农业生态环境监测与农产品质量检测中心,天津 300110

0 引言

发酵饲料是近些年随着微生物发酵工业的兴起,将发酵工艺应用于饲料制备的一种饲料。尤其是无抗养殖理念的普及和饲料中禁用抗生素的文件出台后,发酵饲料的推广速度越来越快,但部分养殖场对其保健机理还不了解,导致使用过程中常出现多种问题,本文就此类问题进行分析并提出解决方案。

1 发酵饲料的定义

发酵饲料是指通过微生物的作用,使饲料原料、浓缩料或全价料经过发酵处理后,口味得到改善,消化率得到提升,营养变得更加丰富的一种饲料[1],可用于多种养殖动物,尤其是牛、羊、家兔等草食动物。生产中常用的青贮饲料、酒糟、醋糟等都属于发酵饲料。青贮饲料一般是将植物的秸秆(玉米秸秆、高粱秸秆、苏丹草等)切碎后进行密封处理,通过好氧菌的繁殖消耗内部存在的氧气,之后再进入无氧发酵阶段,此时厌氧型乳酸菌大量繁殖,并产生大量乳酸,使环境的pH值短时间内快速下降,最终维持在3.5～4.0,此时其他杂菌(如腐败菌、霉菌等)的生长也受到抑制,饲料不会出现变质,同时还能保持原本的青绿性状,满足青草缺乏的冬季供料需求。

2 发酵饲料的分类

发酵饲料根据分类的依据不同而存在多种分类方法,为了更好地进行表述,本文根据饲料中水分含量的不同大致分为湿发酵饲料和干发酵饲料2种。

2.1 湿发酵饲料

湿发酵饲料,水分含量在35%～65%,由于有水环境的维持,其中的菌体处于活动中,水分含量越高,裂殖和代谢的速度就越快,酸性代谢产物就越多。常见的青贮饲料,水分含量在60%～70%,属于湿发酵饲料范畴。还有些发酵豆粕,发酵水分控制在35%～40%,干物质含量较高,同时也含有大量有益微生物,可以对豆粕原料进行替代。

2.2 干发酵饲料

干发酵饲料水分一般控制在10%以内,由于水含量不足,饲料中的有益菌体大部分以芽孢形式存在(活菌),也可以菌体蛋白存在(死菌)。芽孢是部分有益菌生存的一种形式,也是一种休眠体,能抵抗恶劣环境的干扰,当环境适合时能够重新复苏为繁殖体,常见如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌等。菌体蛋白作为蛋白质的一种,可在动物消化道中降解为肽物质和氨基酸,从而利于消化和吸收。除此之外,干发酵料同样含有大量的菌代谢产物,对动物生长发育具有促进作用。

3 发酵饲料使用过程中的常见问题

3.1 湿发酵饲料

3.1.1 运输成本问题

湿发酵饲料,因其水分含量非常高,导致运输过程中大部分费用都是营养价值较低的水产生的,而动物食用后最终利用的是其干物质。尽管湿发酵饲料适口性增强,微生物代谢产物增多,也能起到助消化和预防疾病的作用,但长期使用会导致养殖成本上升。例如市场上常用的发酵饲料出厂价格大概在3 000～5 000元/t,如果甘肃某养殖场购买山东厂家的饲料,运输费用会在800～1 000元/t,而运输费用中有35%～65%为“水分”的运输,实际带给终端养殖场的意义较小。对于干发酵饲料则不存在该问题。

3.1.2 外包装成本问题

湿发酵饲料对包装的要求较为严格。首先,在高水分的维持下,成品饲料会持续处于动态发酵过程中,应避免接触外界微生物。同时为了运输和搬运方便,外包装质量必须要求上乘。其次,某些厌氧发酵菌会出现产气现象,为了防止出现鼓包,包装袋上都要求安装单向透气阀,该阀成本较高,能直接提升销售成本。再其次,由于微生物发酵代谢产物较多,不同产物化学性质不同,这就需要包装材质能够保持较好的惰性,耐酸耐腐蚀。最后,外包规格通常单袋装量不超过25 kg,必要情况下为了方便搬运,同时也为了确保发酵质量,厂家还会设计内外袋双层包装,导致饲料的附加成本更加高昂。

3.1.3 饲料保质期问题

湿发酵饲料的保质期往往较短,这与发酵过程持续进行,代谢产物持续增多,对新裂殖的子代体进行抑制有关。例如有机酸含量的增加使得发酵环境变为酸性,酸度低于4.0时自身繁殖和代谢也会受到影响,裂殖速度减缓,同时老龄化的菌数量显著增加,活性相应会下降。发酵饲料的保质期除了基本的营养指标外,还包括微生物的种类和数量,发酵的时间越长,因老龄化而死亡的菌数量越多。尽管通过裂殖的方式还在不断产生子代体,但由于营养、空间等有限,菌之间会相互竞争,导致子代体数量增加缓慢,饲料过保质期后很可能出现活菌数量不达标的问题。目前常见市售湿发酵产品保质期为3～6个月,高温季节稍短,寒冷季节较长。

3.1.4 生产应用问题

在应用湿发酵饲料时应结合动物种类、采食情况以及使用目的进行针对性添加,但很多养殖场往往把控不准使用剂量和方法。以青贮饲料为例,如果青贮时间较长,检测pH值在3.5左右时,表明酸度过大,如果不减量使用或不配合碱性物质,很容易引发酸中毒疾病[2]。还有湿发酵豆粕,临床替代正常豆粕时替代量不能高于5%,否则长期很容易出现蛋白供应不足。有些养殖场将发酵饲料当成药物用于治疗疾病,殊不知该类产品只能起到预防保健和康复调理的作用,单纯当做药品进行疾病治疗很容易耽误病情。另外,有些发酵产品因水分原因可能出现结块,如果不进行二次粉碎容易导致拌料不均匀而影响效果。

3.2 干发酵饲料

3.2.1 菌种选择受限

干发酵饲料前期也是经过湿度较大的发酵过程,最终将获得的发酵成品进行脱水处理后得到。脱水过程能导致很多微生物死亡,尤其是不能形成芽孢的菌体,如植物乳杆菌、粪肠球菌、双歧杆菌、乳酸肠球菌等,失去水分后很容易死亡,最终转变为菌体蛋白。有部分可形成芽孢体的菌种,如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、丁酸梭菌等,在脱水后繁殖体可转变为芽孢体存在,芽孢体能长时间休眠,同时对不良因素抵抗力较强,对储存、运输等无严格要求,是干发酵饲料的常用菌种。除此之外,以酵母菌为代表的一些真菌类微生物也能在脱水的条件下长期存活。因此,干发酵饲料对菌种的选择有一定要求,失水状态下难以存活的菌种不适宜。

3.2.2 菌活力问题

干发酵饲料水分低,其中的微生物已经处于休眠状态,能够长期存放,不存在类似湿发酵料的各种运输、包装、保质期和生产应用问题。但干发酵饲料的菌往往活力较差,活菌要么以芽孢体存在,要么通过包被等技术处理,使用后菌体需要经过复苏过程才能恢复活性,复苏时间较长时就会失去基本作用。例如鸡的消化道较短,食物消化排空时间在4～6 h,使用含枯草芽孢杆菌的发酵料时,芽孢体进入消化道后开始复苏,等转变为繁殖体时已经随饲料到达肠道的后段,最终随粪便排出体外,而对于家禽,益生菌发挥效力的最佳肠段为前中段,这也是很多干发酵饲料临床使用效果不如湿发酵料的原因之一。还有些饲料发酵过程中会产生可挥发物,如果制成干发酵料这种产物最终会挥发,从而使得效果下降。

4 解决方案

4.1 降本增效方案

对于生产湿发酵饲料的企业来讲,运输和外包装是紧密联系的,特别是距离较长的运输,对包装质量有着严格要求,如材质、厚度、封口工艺、透气性等,而符合上述条件的包装成本会很高,建议厂家从如下方案进行切入来降低成本。如果饲料生产企业为规模化的集团厂,建议在重点业务区域建立分厂,或者以租赁、收购、并购、控股等方式建立发酵车间,从而缩短运输距离。运输距离缩短后对包装的要求也会下降。如果饲料企业为中小型厂家,无足够资本建立分厂,则在确保品质的前提下可通过增大规格的方式来降低成本,如同样是20 kg饲料,按照20 kg/袋包装要比“10 kg/袋×2袋”的规格包装可节约3%～10%的成本,规格越大,包装成本和生产成本相对就越低。

4.2 湿发酵饲料保质期短的解决方案

湿发酵的饲料发酵时间越长,菌老龄化速度就越快,相应菌活力就会下降。为了尽可能使菌在“青年期”发挥作用,养殖场应尽量购置离生产日期接近的发酵饲料产品,同时贮存温度应尽量低,温度越低,后期发酵速度就越慢。对于饲料厂家来讲,因产品在出厂后的运输和储存过程中仍处于发酵状态,故在产品符合标准的前提下尽快出厂,采用集中订货、集中生产和集中发货的方案,既降低了生产成本,又不占库存,饲料还可以在养殖终端得到及时使用。有些厂家通过技术改进,将发酵菌进行包被处理或通过隔离水分、降低温度等方法使发酵速度延缓也能起到延长保质期的作用,生产中可结合实际进行调整。

4.3 养殖终端应科学使用发酵饲料

青贮饲料酸度低于4.0时可通过配合使用小苏打和氧化镁来进行中和,但小苏打用量须控制在总日粮的3%以内,氧化镁控制在1%以内。所有使用发酵饲料的养殖场应禁止同时口服抗生素,如可溶性粉剂、普通粉剂、预混剂、溶液剂等剂型的药物品类,防止有益菌被抗生素杀灭,而抗生素药物也会被消耗。若购置的发酵饲料有结块现象,则应先进行预粉碎后再和其他原料混合搅拌,这样可确保混合均匀。湿发酵饲料制备成全价料后尽量在24 h内用完,减少有益菌在暴露空气后的伤亡数量,同时也能避免霉变(发酵饲料水分较大,混合成全价料后导致全价料的水分含量升高,霉变概率就会增大)。另外,因发酵饲料中菌的本质是活着的微生物,存放过程中应避免高温、阳光直射等恶劣条件影响,临床使用时须根据实际用料量按照配比适量添加,添加比例过高不仅增加养殖成本,还可能对消化道原有微生态体系造成破坏,添加比例过低则起不到明显作用。

4.4 菌种和菌活力问题解决方案

对于饲料企业应结合本场的发酵工艺、产品成本、客户类型及市场需求选择适合自己推广的菌种。例如生产车间为湿发酵车间,不具备大规模烘干条件,同时客户以终端养殖场为主,产品能在短时间内得到使用,则建议选择非芽孢类菌种,尤其是乳酸菌类。如果生产车间具备烘干条件,同时客户群以经销门店或代理商为主,则建议选择生命力更强的芽孢菌、酵母菌等类型。为了提升产品力,生产厂家也可以将干湿发酵的优点相结合,将多种有益菌进行复配,最后获得代谢产物种类更多、功能更强、适口性更优的发酵料。但复配后需要对产品进行考察,一般生命力较弱的非芽孢菌需要通过包被处理来延长生命,芽孢菌类则通过控制水分的方式减缓芽孢体复苏,从而减少对非芽孢菌的竞争。

养殖场可依产品类型和需求来定使用方法,如干发酵饲料的菌种往往需要时间复苏,对于反刍类动物和猪等哺乳类动物,由于食物排空时间较长,一般复苏时间对临床效果影响不大,而排空时间较短的家禽使用则建议饲喂前在料中拌入10%～20%的水,使菌体在高湿度影响下进行体外预复苏,之后等待1～2 h再大群饲喂,最终效果会更优。另外,还要结合靶动物类型选择所需菌种,如牛羊等反刍动物以粗纤维类草料为主日粮,可首选产纤维素酶能力强的活菌制剂组合,家禽因肠道较短,可首选有定植性能的乳酸菌类菌种等。

5 结束语

发酵饲料是微生物和常规饲料的组合体,既具备了预防疾病和提升生产性能的功能,又可为动物的生长发育提供基本营养,属于功能性饲料的范畴。随着社会对食品安全的呼吁声越来越高,减抗、禁抗已成为行业发展趋势,发酵饲料推广范围越来越广[3],相信未来市场占有率会更高,为无抗养殖的普及作出贡献。