徐秀景,谢长文,刘 敏,宋 斌
(宿州职业技术学院,安徽宿州 234000)
随着消费者食品安全意识的增强和病原微生物耐药性的出现,无抗养殖已成为不可逆转的趋势。因此,寻找抗生素替代品和研发替代技术,保障畜牧生产健康发展是动物营养学家面对的一个重大科学问题。
微生物发酵饲料技术是近年来发展起来的一种技术,有巨大应用前景(亓秀晔,2016)。微生物发酵饲料是在人为可控制的条件下,以植物性农副产品为主要原料,经有益微生物代谢作用,降解部分多糖、蛋白质和脂肪等大分子物质,生成有机酸、可溶性多肽等易于消化吸收的小分子物质,形成适口性好、营养丰富、有效益生菌含量高的生物饲料,其有效成分主要包括极易吸收的有益微生物菌体蛋白、各种生物酶类、生物活性寡肤、氨基酸、有机酸、活性益生菌等(陆文清,2011)。目前在发酵饲料生产中使用较为广泛的主要有乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌(吴妍妍等,2013)。乳酸杆菌对猪影响的研究主要集中在对哺乳仔猪(石青松,2016)、断奶仔猪(谷巍等,2007)和保育猪(周红妹,2016)生长性能和抗腹泻等方面,对肥育猪生长性能、猪肉品质和抗氧化性方面的研究较少。因此,本试验研究乳酸菌固态发酵饲料对生长育肥猪生长性能、猪肉品质和血液抗氧化能力的影响,以期为养猪生产中应用乳酸菌发酵饲料提供理论依据。
1.1 试验时间及地点 本试验在某试验猪场进行,试验时间为2017年4~9月,其中预饲期1周,正式期18周。
1.2 试验动物及试验设计 选择(21.3+0.8)kg、(60+4)d的杜×长×大三元杂交生长育肥猪48头,将试验猪只随机分为对照组和试验组,每组6个重复,每个重复4头猪。对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂经过乳酸菌发酵的饲粮。
1.3 试验饲粮 参照NRC饲养标准配制生长期和育肥期猪的基础饲粮,其原料组成及营养水平见表1。试验所用乳酸菌发酵饲料的制作方法如下:按照饲料:水=100:60进行混合,然后在常温下密闭发酵,发酵7 d后开窖取料饲喂。试验用乳酸菌购自于XX生物公司。
表1 基础饲粮原料组成及营养水平(风干基础)
1.4 饲养管理 试验开始前彻底清扫猪舍,然后清水冲洗消毒,自然晾干待用。试验猪群的饲喂管理按照猪场程序进行,每日饲喂3次,饲喂时间分别为 6:00、14:00和 20:00,自由采食和饮水,每隔两周对猪舍进行常规消毒。
1.5 样品采集及指标测定
1.5.1 基础饲粮样品采集及营养成分测定 每周采集投料前和猪采食后剩余的饲料,然后将18周收集的饲料充分混合,65℃烘干后粉碎,用于测定粗蛋白质、钙、有效磷、赖氨酸、蛋氨酸+胱氨酸含量。
1.5.2 发酵饲粮样品采集及发酵指标测定 饲粮发酵结束后收集发酵饲粮,按照GB2023-2003的方法测定发酵饲粮中乳酸含量,用酸度计测定发酵饲粮pH。按照何佳(1998)的方法计算饲粮样品中乳酸杆菌的数量。
1.5.3 猪生长性能测定 整个试验期内,猪只生长阶段分为生长期和育肥期,因此,猪只生长性能的测定也分为生长期生长性能测定和育肥期生长性能测定。每周统计每组各重复的投料量和剩料量,计算平均日采食量。分别在正式期的第56天和第126天早晨对猪只进行空腹称重,计算平均日增重。结合平均日采食量和平均日增重,计算平均料肉比。
1.5.4 血液样品采集及抗氧化指标测定 分别于正式期第56天和第136天从各重复中挑选1只与平均体重相近的猪,前腔静脉采血10 mL,室温静置30 min后,3000 r/min离心10 min,收集上层血清,放于-20℃冰箱保存。使用南京建成生物公司的试剂盒测定超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和丙二醛含量。
1.5.5 猪肉品质指标测定 试验结束时屠宰采血猪只,然后取背最长肌测定肉质指标。用肉色分析仪测定宰后45 min和24 h后的肉色值。用便携式pH测定仪测定宰后45 min和24 h后的猪肉pH。参考NY/T821-2004《猪肌肉品质测定技术规范》的方法,测定猪肉滴水损失和剪切力。
1.6 数据统计及分析 采用SAS 9.2统计软件的两样本独立T检验进行统计分析,结果以“平均值±标准差”表示,以P<0.05为差异显著。
2.1 乳酸菌发酵饲料品质检测 由表2可以看出,从发酵第1天到发酵第5天,乳酸菌发酵饲粮的乳酸含量显著升高(P<0.05),从第5天开始,发酵饲粮的乳酸含量趋于稳定,数值平均约在110 mg/kg。同时可以发现,乳酸菌发酵饲粮pH随发酵时间的延长逐级降低,其中从发酵第1天到发酵第5天,pH显著降低(P<0.05);而从第5天到第15天,pH趋于稳定。随着发酵时间的延长,发酵饲粮乳酸杆菌数量先增加后趋于平稳,酵母菌数量在发酵第7天数量趋于稳定。而对于大肠杆菌而言,在发酵第5天数量达到最大值,随后迅速降低。
2.2 乳酸菌发酵饲料对猪生长性能的影响 由表3可以看出,乳酸菌发酵饲粮对生长期猪平均日增重、平均日采食量和料肉比均无显著影响(P>0.05)。乳酸菌发酵饲粮对育肥猪和整个生长期猪的平均日增重具有显著影响,其中乳酸菌发酵饲粮组猪的平均日增重分别比对照组猪高7.11%和6.23%(P<0.05)。乳酸菌发酵饲粮对育肥期猪和整个生长期猪的平均日采食量均无显著影响(P>0.05),但乳酸菌发酵饲粮组猪的料肉比分别比对照组猪低7.55%和6.95%(P < 0.05)。
2.3 乳酸菌发酵饲料对猪肉品质的影响 由表4可以看出,乳酸菌发酵饲粮对猪肉亮度值和红度值有显著影响(P<0.05),其中乳酸菌发酵组猪肉的亮度值和红度值均显著高于对照组。乳酸菌发酵饲粮对猪肉的黄度值、宰后45 min和宰后24 h的pH、滴水损失无显著影响。乳酸菌发酵饲粮组猪肉的剪切力显著低于对照组猪肉(P < 0.05)。
表4 乳酸菌发酵饲粮对猪肉品质的影响
2.4 乳酸菌发酵饲料对猪血液抗氧化能力的影响 由表5可以看出,对于生长期猪和育肥期猪而言,乳酸菌发酵饲粮均提高猪血液抗氧化能力,提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性,降低血液丙二醛含量,减少氧化损伤。
3.1 乳酸菌发酵饲料品质分析 王旭明等(2002)研究发现,发酵饲料pH随发酵时间的延长下降速度加快,发酵第4天pH降到5.0以下。魏爱斌等(2012)研究发现,植物乳杆菌发酵饲料的pH在发酵1 d后迅速下降,在发酵10 d时pH趋于稳定,达4.2左右。李涛(2014)研究发现,乳酸菌固体发酵饲料的pH在发酵5 d后趋于稳定。本试验得到了与上述研究类似的试验结果。乳酸菌发酵饲料的pH与发酵饲料的乳酸含量变化规律一致。本试验结果表明,随着发酵时间延长,乳酸菌发酵组的乳酸杆菌、酵母菌数量逐级增加,在发酵第7天时达到峰值,这与李涛(2014)的研究结果类似。本试验中,乳酸菌发酵饲料的大肠杆菌数量呈先上升后下降的变化规律,这与王旭明等(2002)的研究结果一致。与饲料发酵过程中发酵环境和发酵优势菌群的变化有关。发酵刚开始时,各种细菌数量都在逐级增加,随着发酵时间的延长,饲料中乳酸含量累积增加,pH逐渐下降,发酵厌氧程度增强,乳酸杆菌成为优势菌群,导致大肠杆菌数量急剧下降。
表5 乳酸菌发酵饲粮对猪血清抗氧化指标的影响
3.2 乳酸菌发酵饲料对猪生长性能的影响 众多研究表明,乳酸菌发酵饲料可以改善饲料营养价值,提高饲料消化率和利用率,提高畜禽机体免疫机能,促进畜禽生长。孙建广等(2010)研究发现,发酵乳酸杆菌可以显著提高日增重,降低料肉比。李涛(2014)研究结果表明,乳酸菌固体发酵饲料对生长期猪的生长性能无显著影响。本试验得到类似的试验结果。研究表明,提高饲料酸度值可以增加动物采食量,增加日增重,然而过高的酸度值会降低饲粮适口性,从而对动物干物质采食量和日增重具有负面作用(秦圣涛,2007)。本研究中发酵饲粮的乳酸含量达100 mg/kg,可能由于酸度过高降低了饲粮适口性。此外,肠道微生物区系的重新建立平衡需要一定时间,尤其是外来菌群在肠道定植时(谭子超等,2018),这也可能是乳酸菌发酵饲粮对生长期猪的生长性能无显著影响的原因。本试验结果表明,乳酸菌发酵饲粮对育肥期猪的生长性能具有显著影响,这可能与前期发酵饲粮对于肠道微生物区系的重新建立提供了一定基础,在猪育肥期表现出正向效果。
3.3 乳酸菌发酵饲料对猪肉品质的影响 pH直接反映肌肉酸度值,pH影响肌肉滴水损失和色度。一般情况下,正常猪肉的pH为6.0~6.5,PSE猪肉的pH为5.1~5.5。马青竹(2011)研究结果表明,饲喂益生菌复合饲料显著改善猪肉品质,降低滴水损失,增加系水力。李涛(2014)研究结果表明,乳酸菌发酵饲料显著改善育肥期猪的猪肉品质。本试验得到类似结果。本试验中,乳酸菌发酵饲粮显著提高猪肉亮度值和红度值,说明乳酸菌发酵饲粮对肉色有积极改善作用,对于增加猪肉感官品质具有重要作用。
3.4 乳酸菌发酵饲料对猪血液抗氧化指标的影响 体内和体外试验均证明乳酸杆菌的抗氧化作用。王娟娟等(2011)研究结果表明,仔猪饲喂发酵饲料可以显著提高血液抗氧化能力。李涛(2014)研究发现,饲喂育肥猪乳酸菌发酵饲料显著提高血液抗氧化酶活性,降低丙二醛含量。本试验与上述研究结果保持一致。本试验结果表明,乳酸菌是通过提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化酶活性提高抗氧化能力的。
本试验结果表明,饲粮经过乳酸菌发酵可以提高血液抗氧化能力,提高猪的生长性能,改善肉品质。因此,养猪生产实际中,可以将饲料进行乳酸菌固体发酵饲喂生长育肥猪,提高生产性能,增加经济效益。
[1]谷巍,郭洪新,杨长庚,等.微生态发酵饲料在断奶仔猪初步应用的研究[J].饲料博览(技术版),2007,12:37~40.
[2]何佳,赵启美.微生物饲料有效活菌数的准确测定[J].中国饲料,1998,6:26.
[3]李涛.乳酸杆菌发酵饲料对猪生长、肉质、血清抗氧化及肠道菌群的影响[D].雅安:四川农业大学,2014.
[4]陆文清.发酵饲料生产与应用技术[M].北京:中国轻工业出版社,2011.
[5]马青竹.多株益生菌复合饲料发酵剂的应用效果试验[J].饲料工业,2011,32(10):58~ 61.
[6]秦圣涛.断奶仔猪日粮酸化剂评定及优化配制技术研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2007.
[7]亓秀晔.生物饲料在养殖业中的应用研究[J].饲料广角,2016,5:49~51.
[8]孙建广,张石蕊,谁仕彦,等.发酵乳酸杆菌对生长肥育猪生长性能和肉品质的影响[J].动物营养学报,2010,22(1):132~138.
[9]石青松.乳酸菌发酵饲料的制作及其对断奶仔猪生长性能和肠道健康的影响[D].江苏:南京农业大学,2016.
[10]谭子超,刘浩民,薛梅,等.小麦-豆粕型饲粮添加复合酶制剂对肉鸡肠道微生物菌群和酸度的影响[J].中国饲料,2018,9:19~24.
[11]魏爱彬,于洁,王鑫,等.益生乳酸菌Lactobacillus casei Zhang和Lactobacillus plantarum P8对全价饲料pH及微生物类群变化的研究[J].微生物学杂志,2012,32(2):1~8.
[12]王娟娟,王顺喜,陆文清,等.无抗生素微生物发酵饲料对仔猪免疫及抗氧化功能的影响[J].中国饲料,2011,16:25~27.
[13]王旭明,倪永珍,李维炯,等.有效微生物群(EM)对饲料pH值及营养价值的影响[J].浙江大学学报,2002,28(4):431~434.
[14]吴妍妍,张文举,胡猛,等.乳酸菌在动物生产中应用的研究进展 [J].中国畜牧兽医,2013,40(2):221 ~ 224.
[15]周红妹.两种发酵饲料对育肥猪生长性能及免疫机能的影响[D].沈阳:沈阳农业大学,2016.
[16]张显东.促生长抗生素作用机理及其替代方案的重新思考[J].饲料工业,2017,38(11):61~ 64.
[17]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB2023-2003食品添加剂乳酸[S].北京:标准出版社,2003.
[18]中华人民共和国农业部.NY/T821-2004猪肌肉品质测定技术规范[S].北京:标准出版社,2004.