文│黄健 李其松 张峥 刘艳玲 李娟(南京宝辉生物饲料有限公司)
严建刚(江苏省农业委员会兽医和畜禽屠宰管理局)
为贯彻落实党的十九大精神,加速推进质量兴农绿色兴农品牌强农,农业农村部布置开展兽用抗菌药使用减量化行动,江苏首批确定五家养殖企业试点。兽用抗菌药使用减量化工作的重点,是科学构建一整套养殖中抗菌药减量使用的综合措施,其中推广应用新型发酵饲料将是重要的举措之一,通过减轻感染压力、提高抵抗力、改善养殖环境、抑制病原菌等作用,为养殖中抗菌药减量使用做出贡献。本文从新型发酵饲料的技术特点、养殖中的应用及效果等方面,来综合阐述新型发酵饲料对抗菌药减量使用的意义。
我国养殖业经历了从发展数量满足人民群众吃饱,到抓质量满足人民群众吃好吃安全的一个过程,目前,正处于这个转折的关键点上。农业农村部提出养殖业抗菌药减量使用,正是为实行这一转折做出的具体工作安排。为做好养殖业抗菌药减量使用工作,首先应了解造成养殖业过度使用抗菌药问题的成因,有的放矢地构建解决方案。
1.高生产性能。二三十年来,通过引种、品种改良等手段,畜禽生产性能显著提高,如良种猪六个月体重达110千克,肉鸡、肉鸭40余天达2.5千克以上。动物快速生长带来的问题就是机体快速生长(长肉)与免疫系统、消化系统、呼吸系统等发育滞后之间的矛盾,造成动物机体抵抗力下降,极易感染疾病。
2.高营养水平。为了满足动物高生产性能需要,使用高营养水平的日粮,这就给动物以很大的消化、代谢压力,动物疲于应付消化与生长,消化器官发育与营养水平不相适应,引发一系列消化道疾病发生。消化不良也造成动物排出的粪便富营养现象严重,污染环境。
3.高饲养密度。为了提高养殖效益,集约化饲养的密度越来越高。高密度的饲养带来动物小环境越来越恶劣,动物活动量减少,体质差,畜舍内的氨气等严重,空气污浊,极易发生动物呼吸道疾病,个体染病群体给药。
4.高感染压力。高生产性能的品种、高营养水平的饲料、高密度的饲养,使动物长期处于亚健康状况,群体中带病的个体不断通过呼吸、排粪等散毒,造成整个养殖场内外环境笼罩在极高的感染压力之中。
以上“四高”的因素,使养殖业不得不采取抗菌药来预防和治疗,进而出现抗菌药保健的现象,使抗菌药在养殖上大量应用,成为人类食品安全的隐患。同时,养殖业存在着生物安全观念淡薄、对生物安全的流程和操作规程执行不到位、产品和设备选择不当,免疫程序不合理、品质参差不齐、免疫操作不规范等问题,长期无序使用抗菌药带来的耐药性问题等,都是造成当下养殖业抗菌药滥用问题的重要因素。
发酵饲料属于生物饲料的范畴,在我国有着悠久的历史,人们利用农业、粮食、食品等加工过的副产品,如酒糟、豆渣、果渣、木薯渣等,接种以乳酸菌为主的菌种厌氧发酵,减少饲料常规日粮的使用,降低配料成本,实现废物利用,这基本属于第一代发酵模式。
2012年农业部《饲料原料目录》中增加了发酵豆粕等原料,之前已广泛应用于较高档的饲料配方中替代豆粕,这种通过发酵优质饲料原料,进一步提高优质饲料原料的利用率,属于第二代发酵模式。无论废物利用模式,还是发酵优质饲料原料模式,其主体目标都是降解饲料原料中的有害因子、拮抗因子,提高饲料原料的利用率,发酵主要是针对饲料原料来研究的。
2010年(或更早些)以来,我国一些行业学者和企业,重新定位和摸索生物饲料技术,并获得丰富的经验。全国生物饲料产业协会也于2013年成立,并不断发展壮大。《全国饲料工业“十三五”发展规划》也把开发“全发酵配合饲料产品”列入了“十三五”发展重点。其中,标志性的创新技术,就是将饲料配方中玉米、豆粕等主要原料的5%~10%进行发酵,获得丰富的微生物代谢产物和饲料原料分解物、大量的有益微生物,能较好地改善动物消化和亚健康状态,减少抗生素使用、减少排放污染、提高畜产品品质,这是第三代发酵模式,称之为新型发酵饲料。这类产品的发酵目的是针对动物本身的,是为了改善动物消化、得到动物需要的相关营养因子来设计的发酵思路。
目前国内发酵饲料的状况是三种(代)发酵模式并存,大多数产品属于第一种模式发酵或在第一种模式基础上改进的,多数以烘干形式销售,这类发酵工艺简单、设施设备投资少、生产成本低,但由于菌种以乳酸菌为主,产生的代谢产物也较单一,湿料保存期也较短。以优质饲料原料配方底物、采用多菌种一次性好氧、厌氧混合深度发酵成型,湿料保存期长久。这类工艺发酵时长达4~5天,属于深度发酵,兼顾好氧和厌氧多种微生物的生长繁殖,发酵效果好,代谢产物丰富,但生产效率较低,发酵过程控制技术性强,发酵成本也较高。
1.原料选择。发酵底物原料采用我国畜禽常用配合饲料原料,如玉米、豆粕、麸皮等,其配方与畜禽日粮的基础配方基本相同,便于发酵饲料添加到配合日粮中使用,也可根据地源性饲料资源的情况,选取部分地源性原料来组合发酵,降低饲料配方成本。对于开发生产独特功能性的发酵饲料,可结合中草药、其他植物原料来组合发酵,生产针对动物的保健减抗或肉质改善等方面的发酵饲料。底物组成既要满足发酵菌种所需要的营养,又要考虑其分解物和代谢产物对动物的良好作用。
2.菌种选择和功能。发酵使用的菌种要来源于农业部《饲料添加剂品种目录》规定的菌种。乳酸菌菌种选择以提升动物肠道免疫力为主要目标,能够调整动物肠道微生态平衡,预防和控制腹泻;繁殖速度快,可分泌大量乳酸,抑制杂菌和病原微生物。酵母菌选择能够耐受高温,在固态堆积发酵过程中,能够保持稳定繁殖,并分泌酵母代谢产物,产生自然风味的芳香物质。芽孢杆菌选择以生产蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶为主,其中,枯草芽孢杆菌具有极强的消除抗营养因子作用;地衣芽孢杆菌以产生甘露聚糖酶、抑菌物质和B族维生素等代谢产物。通过独特的菌种调配和活化工艺,解决多种菌种一体发酵,不同菌种发酵启动顺序自然控制发酵进程的难题。
3.发酵控制。根据不同动物特性,选择合理的发酵底物配比及多菌种合理配伍,是确保发酵产品营养和功能物质丰富、品质稳定的有效保证。发酵过程的控制不同于传统的厌氧发酵,多底物配合、多菌种配伍、好氧和厌氧一次性混合深度发酵,对发酵环境的温度和湿度要求高,技术性强,发酵过程控制指标和操作规程科学性是新型发酵饲料生产成败的关键。
发酵饲料包装及保存技术的突破,使产品能够适应养殖环境的要求,方便了保存与应用。
在总结和汲取了微生物、酶制剂、发酵原料等技术成果基础上,新型发酵饲料创新技术和工艺,与传统发酵产品比较有以下特点。
1.营养全面,有利于微生物生长。发酵饲料以玉米、豆粕、麸皮等为基础原料,粒度适中,粗蛋白质15%~20%,可溶性淀粉含量高,各营养成分比例恰当。相对于发酵杂粕、发酵果渣等以改善品质为主要目的的发酵原料,发酵底料更有利于多菌种微生物的生长。
2.生物性成分提高,有利于畜禽健康。配合料经发酵后,营养物质预消化利用率高,抗营养因子降解,提供了畜禽健康需要的许多活性物质。据南京宝辉生物饲料有限公司研究,发酵饲料中含乳酸杆菌5.0×108以上,枯草芽孢杆菌5.0×107以上,酵母菌5.0×106以上,有机酸3%以上,功能性小肽含量占产品粗蛋白质的20%~30%(江南大学检测),产品霉菌毒素含量经过发酵也比原料中减少约10%。
3.湿料使用,保持了多种活性因子。传统的发酵饲料产品考虑到保质、运输、销售、使用、保存因素,多数进行干燥处理,使其中的微生物、酶以及有机酸等多数活性因子因高温干燥失去活力和损失。发酵饲料湿料直接使用,保持了许多功能性活菌、消化酶、有机酸、小肽以及其他微生物代谢物,同时也减少了干燥费用。
4.使用量大,效果明显。微生物、酶制剂等作为饲料添加剂,使用比例一般占日粮的0.1%~0.3%,且在加工过程也会部分失活。而新型发酵饲料一般在日粮中添加比例2.5%~10%,是常规添加剂的几十倍,且是复合的微生物、酶制剂、酸化剂以及代谢物体系,是任何一种或几种饲料添加剂相加使用难以实现的,新型发酵饲料也可以理解是多种微生物及代谢产物功能的集体体现。
近几年,新型发酵饲料在畜禽生产中得到了良好的应用,深受市场欢迎。
2015年4~5月,上海东裕畜牧养殖有限公司对175头34~65日龄保育猪试验,对照组527头,添加10%发酵饲料等量替代日粮,平均日增重提高9.17%,料重比降低6.39%,饲料成本降低6.87%,兽药成本降低7.9%。
2015年5~6月,江苏省农业科学院科研人员在徐州恒杰公司对590羽肉鸭27天饲养试验,在日粮中分别添加2.5%和5%发酵饲料替代同量日粮,总增重分别提高5.42%和4.75%,料重比下降3.79%,饲料成本分别下降3.25%和0.9%。
2016年7~12月,南京农业大学动物科技学院刘文斌教授等,进行了不同添加梯度发酵饲料对鲤鱼幼鱼生长性能、消化酶、肌肉品质和免疫机能影响试验。试验结果显示,添加5%的新型发酵饲料组增重率比对照组提高2.56%,饵料系数降低7%,腹脂率降低24.6%,肌肉亮度提高2.6%,血糖提高28%,血浆皮质醇提高68%,免疫球蛋白IgM提高6.7%,脂肪酶提高1.19倍。
根据上海爱森、南京禄口禽业等企业多年的应用,发现长期使用新型发酵饲料,能显著降低养殖场氨气味,减少动物发病和抗菌药的使用,提高动物健康水平。
自欧盟限制和禁止抗生素作为饲料添加剂使用以来,在欧美饲用微生物及其代谢产物和发酵饲料产品大量被应用于饲料和养殖业,发酵饲料在饲料工业中的应用比例逐年提高。发酵饲料类产品为欧美饲料和养殖业减抗、减排、提高畜产品品质等方面,做出了贡献。
我国已开展养殖业抗菌药减量化行动,社会各界纷纷重视和研究抗菌药减量的措施。新型发酵饲料将成为抗菌药减量使用的重要替代品和发展方向。
1.饲料利用率高。由于有益微生物产生的蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶,可以帮助动物消化吸收,显著提高饲料的利用率,减少动物消化压力和消化道损伤,构筑抵抗病原的第一道屏障。
2.适口性好。经发酵后饲料有一种特别的芳香味,这是由微生物产生的多种不饱和脂肪酸或芳香酸,可明显刺激动物的食欲,健康发育,改善亚健康状态,提高免疫力和抵抗力。
3.多种有益菌在胃肠道中维持肠道菌群平衡。竞争性占位限制有害菌的繁殖和生长,防止拉稀和腹泻。
4.使用新型发酵饲料喂养动物,可使畜禽圈舍的氨气(NH3)、硫化氢(H2S)及粪臭气的含量明显降低。粪便中营养物质减少并含有大量有益菌群,起到净化畜舍环境的目的,减少环境感染压力。
5.新型发酵饲料的代谢产物中有多种免疫物质。可以刺激动物的免疫功能,增强动物对多种疫病的抗病力,大幅度降低发病率和死淘率。
随着国家对抗菌药使用的管理加强及新型发酵饲料技术研究的深入,新型发酵饲料在抗菌药减量化工作中必将发挥更大作用,为提高我国养殖水平、改善养殖环境、提高畜产品品质,做出更大贡献。