高活菌無(wú)抗生素飼養(yǎng)用飼料呼吸膜固態(tài)發(fā)酵新技術(shù)

高活菌無(wú)抗生素飼養(yǎng)用飼料呼吸膜固態(tài)發(fā)酵新技術(shù)

采用高活菌無(wú)抗生素飼料呼吸膜固結(jié)新技術(shù)-采用先包裝后發(fā)酵的標(biāo)準(zhǔn)化生物飼料制備技術(shù)，大大降低了微生物發(fā)芽素的生產(chǎn)成本。在不增加生豬飼養(yǎng)成本的前提下，高活菌含量的微生物發(fā)芽素應(yīng)添加到高活菌中，以實(shí)現(xiàn)豬的無(wú)抗生素飼料。飼養(yǎng)后的豬品質(zhì)符合歐盟安全肉的要求。目前這一技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)12家生物飼料生產(chǎn)企業(yè)和近千家規(guī)?；i場(chǎng)推廣使用,并顯示了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1呼吸膜技術(shù)的推廣大量試驗(yàn)表明,利用現(xiàn)有飼養(yǎng)環(huán)境條件,采用大比例添加微生物活菌制劑或者發(fā)酵物,在每噸配合飼料中添加l0、50、100、200kg,是可以進(jìn)行無(wú)抗生素飼養(yǎng)的。但如果沒(méi)有革新的技術(shù)手段大幅度降低微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)成本,這種大比例添加方式很難推廣應(yīng)用。因此,解決問(wèn)題的焦點(diǎn)是如何降低微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)成本。若有廉價(jià)生產(chǎn)高活菌發(fā)酵飼料的生產(chǎn)技術(shù),即使在配合飼料中添加20%的發(fā)酵生物飼料也不會(huì)增加生豬的飼養(yǎng)成本,采用上述方式進(jìn)行生豬無(wú)抗生素飼養(yǎng)是可行的。傳統(tǒng)發(fā)酵工藝比較復(fù)雜,其過(guò)程可以概括為:原料一消毒一接種一發(fā)酵(培養(yǎng))一干燥一包裝。原料消毒和成品干燥不僅工藝復(fù)雜,需要消耗大量能耗,而且成品中的活菌幾乎損失殆盡,加工成本至少在6000元/t以上,很難實(shí)現(xiàn)推廣價(jià)值。從生態(tài)平衡的角度分析,不需要消毒就能進(jìn)行微生物發(fā)酵的例證較多,如自然界的污水自?xún)暨^(guò)程,土壤中動(dòng)物糞便的消化過(guò)程等。在實(shí)際生產(chǎn)和生活中,也有類(lèi)似的例子:青貯飼料、泡菜、豆腐乳、大醬發(fā)酵等。通過(guò)分析這些微生物發(fā)酵過(guò)程,筆者發(fā)現(xiàn)它們有一個(gè)共同特征:有多種微生物參與,協(xié)同發(fā)酵。而目前能進(jìn)行工業(yè)化微生物發(fā)酵的技術(shù)95%以上都是純種培養(yǎng)。但在自然界中,單一微生物存在的純培養(yǎng)環(huán)境幾乎不存在,它們和人類(lèi)社會(huì)一樣,也存在著分工協(xié)作。20世紀(jì)80年代末的微生物組合發(fā)酵技術(shù)為新型發(fā)酵蛋白飼料生產(chǎn)提供了一條新思路。這種技術(shù)充分利用了微生物之間的協(xié)同效應(yīng),原料不需要消毒就可以直接用于接種培養(yǎng),從而大幅度降低發(fā)酵飼料的生產(chǎn)成本,為微生物發(fā)酵飼料推廣應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的道路,但是這種技術(shù)目前主要用于微生物有氧發(fā)酵,很少用在厭氧發(fā)酵過(guò)程中。20世紀(jì)90年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),自然界廣泛存在著對(duì)大腸桿菌和沙門(mén)氏菌等有害微生物有選擇性殺滅作用的抗菌物質(zhì)(“細(xì)菌素”或者“抗菌肽”)。一株枯草芽孢桿菌MA139(Guo等,2006),能產(chǎn)生對(duì)沙門(mén)氏菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有強(qiáng)烈殺滅作用的細(xì)菌素(主要是脂肽類(lèi)物質(zhì)),但是對(duì)酵母菌、乳酸菌和腸球菌的生長(zhǎng)代謝沒(méi)有影響。利用該芽孢菌可以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵飼料原料消毒發(fā)酵過(guò)程中的“零污染”。采用酵母菌、乳酸菌和芽菌組合發(fā)酵方式,結(jié)合可以自動(dòng)調(diào)節(jié)氣壓的呼吸膜裝置,經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),成功實(shí)現(xiàn)了可移動(dòng)固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)高活菌生物飼料技術(shù)。原料接種以后直接進(jìn)入包裝袋中,包裝袋上附加一個(gè)可以調(diào)節(jié)氣壓的平衡膜,封口后在常溫下儲(chǔ)存發(fā)酵。發(fā)酵過(guò)程不需要溫度調(diào)節(jié),也不受環(huán)境溫度影響。發(fā)酵成熟所需要的時(shí)間隨環(huán)境溫度和物料組成變化,但是保質(zhì)期不受時(shí)間限制,只要包裝袋不破損,保質(zhì)期可達(dá)3年。事實(shí)上,壇式泡菜發(fā)酵也是典型的可移動(dòng)式厭氧固態(tài)發(fā)酵,采用水封來(lái)保持發(fā)酵體系的厭氧環(huán)境,發(fā)酵產(chǎn)生的氣體只能通過(guò)水封排到外界,而外界的空氣始終不能進(jìn)入發(fā)酵體系。但是水封體系很難程序化和工業(yè)化生產(chǎn),尤其是運(yùn)輸和堆放,極其不方便。我們采用的呼吸膜技術(shù)巧妙地解決了這一困難。這種新型的發(fā)酵飼料生產(chǎn)工藝省略了消毒、干燥兩個(gè)高耗能環(huán)節(jié),減少了培養(yǎng)過(guò)程中翻拌、散熱等繁瑣操作,從而大幅度降低了生產(chǎn)成本。2資源和優(yōu)勢(shì)2.1氧發(fā)酵氣工藝和煙氣平衡膜裝置先包裝后發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性,操作簡(jiǎn)便,穩(wěn)定性強(qiáng),對(duì)微生物飼料生產(chǎn)工藝的改進(jìn)有重要推動(dòng)作用。傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵都是先做成產(chǎn)品,再包裝。而固態(tài)厭氧發(fā)酵工藝是把包裝袋設(shè)計(jì)成小型的發(fā)酵罐,這種簡(jiǎn)便的發(fā)酵罐能滿(mǎn)足實(shí)際需要。即使在發(fā)酵高峰期,物料產(chǎn)生的溫度梯度差異也不超過(guò)3℃。氣壓平衡膜裝置創(chuàng)造性地解決了發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中氣體控制和雜菌污染等技術(shù)難題。該方法操作簡(jiǎn)便可控,在發(fā)酵過(guò)程中,微生物會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等氣體,使得袋內(nèi)的氣壓大于外界常壓。當(dāng)袋內(nèi)氣壓達(dá)到某一臨界值時(shí),氣體通過(guò)這個(gè)平衡膜排到外界。但是外界的氣體始終沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)入發(fā)酵體系,從而也就排除了外界的雜菌干擾。2.2生產(chǎn)菌種培養(yǎng)能使乳酸菌迅速繁殖,占據(jù)數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì),且巧妙綜合了厭氧菌和好氧菌發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn),原料不需消毒便可直接用于接種培養(yǎng)該技術(shù)采用的生產(chǎn)菌種主要含有釀酒酵母、乳酸菌(以腸球菌為主)、枯草芽孢桿菌MA139。試驗(yàn)表明,即使每克原料中的大腸桿菌K88含量達(dá)到107數(shù)量級(jí),30℃發(fā)酵4d,大腸桿菌數(shù)量也會(huì)降低到105CFU/g以下,5d以后就基本檢測(cè)不到,安全性很好。2.3發(fā)酵操作彈性可以廣泛利用豆渣、果渣、玉米漿和糖渣等高水分含量的農(nóng)業(yè)和輕工副產(chǎn)物作為生產(chǎn)原料,技術(shù)實(shí)用,產(chǎn)品附加值高,保質(zhì)期長(zhǎng),符合中國(guó)國(guó)情,適合在廣大農(nóng)村推廣使用接種后發(fā)酵物料水分為30%~40%,粗蛋白質(zhì)為4.5%~42.0%,操作彈性極大。可以大比例使用廉價(jià)的玉米漿、豆渣和果渣等高水分含量的農(nóng)業(yè)和輕工副產(chǎn)物,最大使用比例可以達(dá)到30%以上,成品也不需要干燥,與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比具有很大成本優(yōu)勢(shì)。在配合飼料中添加10%~20%的產(chǎn)品可以顯著提高生豬的健康水平和飼料消化利用率(至少提高6%),部分豬場(chǎng)已在不增加飼養(yǎng)成本的前提下生產(chǎn)出符合歐盟安全要求的安全豬肉。2.4發(fā)酵飼料對(duì)克氏原螯蝦幼魚(yú)消化酶活性的影響1)試驗(yàn)選用28頭體重(11.74±0.19)kg左右的健康仔豬,根據(jù)體重相近原則,按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),分成4個(gè)處理,每個(gè)處理7個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1只豬,豬只單籠飼養(yǎng),以研究發(fā)酵飼料對(duì)大腸桿菌感染仔豬生長(zhǎng)性能、血液生化參數(shù)和腸道菌群的影響。結(jié)果表明:發(fā)酵料可顯著改善仔豬的料肉比(P<0.05),同時(shí)降低腹瀉發(fā)生率;發(fā)酵飼料組飼料采食量沒(méi)有顯著增加,但平均日增重呈上升趨勢(shì)。采食發(fā)酵飼料的仔豬在大腸桿菌K88(109cell)攻毒后7d,除血漿低密度脂蛋白膽固醇含量極顯著地升高(P<0.01)外,其它生化指標(biāo):葡萄糖、尿素氮、谷草轉(zhuǎn)氨酶、高密度脂蛋白膽固醇等沒(méi)有變化;發(fā)酵和攻毒存在互作,兩者顯著地降低了血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶的活性(P<0.05);發(fā)酵飼料可改善仔豬小腸微生物區(qū)系,顯著提高仔豬小腸乳酸菌的數(shù)量(P<0.1)。2)選用96頭平均體重21.5kg斯格豬,按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)分成2個(gè)處理,每個(gè)處理8個(gè)重復(fù)(欄),每個(gè)重復(fù)6頭。試驗(yàn)分為21.5~60kg和60~100kg體重2個(gè)階段飼養(yǎng)。均使用玉米—豆粕型基礎(chǔ)日糧。對(duì)照組為抗生素日糧組(含金霉