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        益生菌發酵酒糟的制造及其在畜禽養殖中的運用

        來源:貴州畜牧獸醫 作者:梅世慧,陳國權,閻朝華
        發布于:2021-08-19 共5373字

          摘要:文章介紹了益生菌發酵酒糟的菌種類型、生產技術、發酵效果及其在豬、反芻動物、家禽、水產養殖中的應用情況,旨在為酒糟飼料的進一步開發利用提供參考。

          關鍵詞:益生菌;發酵酒糟;畜禽養殖;

          作者簡介:*周碧君(1958-),女,教授,主要從事動物疫病診斷與獸醫微生物學的研究。E-mail:bjzhou@gzu.edu.cn;*文明(1969-),男,博士,教授,主要從事動物疫病診斷與獸醫微生物學的研究。E-mail:as.mwen@gzu.edu.cn;

          基金:三穗鴨工程技術研究中心建設項目(黔科合平臺人才[2019]5203號);貴州省科技平臺及人才團隊計劃項目(黔科合平臺人才[2018]5253號);貴州省研究生教育創新計劃項目(GZZ2017002);

          近年來,隨著我國養殖業的快速發展,飼料資源短缺問題愈發突出,高效利用工農業生產副產物飼料資源是解決飼料短缺的有效途徑之一。酒糟是玉米、高粱、小麥等糧食釀酒過程中產生的副產物,因其易發酵酸敗、霉變腐爛、不便運輸與貯藏而大多被釀酒企業丟棄,造成環境污染和資源浪費[1,2].據統計估算,2019年我國白酒行業的酒糟產量達2 115萬t[3].研究表明,酒糟中蛋白質、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物和無機營養元素等營養物質非常豐富[5].益生菌(又稱益生素)是多種活性有益微生物的總稱,可以促進和維持動物腸道菌群平衡,從而對宿主(人或動物)起到健康有益的作用[5].目前常用的益生菌主要有乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌。益生菌能夠利用酒糟中的淀粉、糖類等營養物質,同時產生脂肪酸、蛋白酶、纖維素酶等降解酒糟中的纖維素,提高酒糟的蛋白質含量,從而改善酒糟的品質[6].因此采用益生菌發酵酒糟應用于養殖業,可以實現廢棄資源的循環利用,減少環境污染,具有重要的經濟和社會價值。

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          1 益生菌在發酵酒糟生產中的應用

          1.1 益生菌發酵酒糟菌種類型

          目前常用于發酵酒糟的益生菌菌種主要有以下幾類。(1)酵母菌:酵母菌富含蛋白質、核酸、維生素和多種酶類,氣味醇香,適口性好,能提高動物機體的免疫力和消化能力[7].常用于酒糟發酵的酵母菌有熱帶假絲酵母、產朊假絲酵母、釀酒酵母、啤酒酵母等。(2)霉菌:霉菌在生長繁殖中可以產生淀粉酶、纖維素酶、糖化酶、蛋白酶等多種酶類[8].這些酶類物質可催化降解飼料中的淀粉、纖維素等高分子化合物,在提供微生物生長需要的營養的同時還生產自身蛋白。目前發酵酒糟生產應用較多的霉菌有黑曲霉、米曲霉、白地霉、康寧木霉、綠色木霉等。(3)芽孢桿菌:芽孢桿菌不僅具有較強的產淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等水解酶的活性,同時還具有降解植物性飼料中非淀粉的多糖酶,如果膠酶、葡聚糖酶、纖維素酶等,能提高動物對營養物質的消化吸收,可產生多肽類抗菌物質抑制病原菌生長,還可形成芽孢,在生產加工特別是干燥過程中不易死亡,有利于產品的運輸和保存[9].目前主要用于發酵酒糟生產的是蛋白酶活力強的枯草芽孢桿菌[4].(4)乳酸菌:其活菌體內和代謝產物中含有較高的超氧化物歧化酶 (SOD),能提高動物機體的抗氧化能力,還能增強動物的體液免疫和細胞免疫,也能夠產生淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等消化酶,防治腹瀉,維持腸道微生態平衡。目前主要應用的乳酸菌主要是來源于乳酸桿菌屬、乳酸鏈球菌屬和雙歧桿菌屬的近30種微生物[10].(5)放線菌:分解纖維素的能力很強,可直接利用纖維素生產單細胞蛋白。發酵酒糟常用的放線菌主要為小單孢屬和鏈霉屬[4].

          1.2 益生菌發酵酒糟生產技術

          目前,發酵酒糟主要采用的技術為固態發酵工藝。固態發酵是指微生物在沒有游離水或者游離水含量可以忽略不計的固態基質上發酵的1種方式。固態發酵具有發酵原料廣泛易得、價格低廉,發酵設備及技術相對簡單,發酵產物產率高等優點,因此在生產蛋白質飼料方面得到了廣泛關注[11].研究表明,采用固態發酵技術生產蛋白質飼料應用廣泛,可將谷物的糠麩、餅粕、糟渣類加工副產物加工成蛋白質飼料飼喂畜禽,既節約了飼料資源又提高了加工副產物的利用率[12].

          1.3 益生菌發酵酒糟效果

          于海漫[4]將熱帶假絲酵母、枯草芽孢桿菌、白地霉混合制備的益生菌發酵酒糟,結果顯示益生菌發酵酒糟粗蛋白含量提高到32.10%,真蛋白含量提高到24.89%,粗纖維含量降低到17.56%.張玉誠[6]將白地霉、米曲霉、綠色木霉、枯草芽孢桿菌按照1∶1∶1∶1混合后以10%的比例接種到酒糟中,結果酒糟的真蛋白提高了57.85%,粗纖維、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗脂肪分別降低了42.39%、31.95%、27.73%、21.48%,總鈣、磷分別提高了16.57%、68.18%,總氨基酸提高了24.47%.羅輝芬等[13]從綠色木霉、康氏木霉、木霉、黑曲霉、青霉5種菌種中篩選出酒糟纖維素降解率最高的黑曲霉,發酵后酒糟的纖維素含量從24.26%降至15.35%,降解率為36.68%,酒糟蛋白質含量由12.54%提高到31.54%.宋善丹等[14]將產朊假絲酵母、黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢桿菌進行組合發酵,發現酒糟中加入0.08%產朊假絲酵母、0.05%黑曲霉、0.05%米曲霉組合發酵效果最佳,粗蛋白和真蛋白含量增加率最高,分別為21.82%和14.93%,中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量降幅最大,分別為24.7%和25.28%.可見,利用益生菌對酒糟進行發酵,對提高酒糟中蛋白質含量、降低粗纖維含量、改善酒糟品質具有良好的促進作用。

          2 益生菌發酵酒糟在畜禽養殖中的應用

          2.1 益生菌發酵酒糟在養豬中的應用

          相關研究表明,益生菌發酵酒糟飼喂豬能顯著提高其平均日增重,降低飼喂成本,具有良好的經濟效益。蔣載陽等[15]研究發現,在母豬飼糧中添加釀酒酵母發酵的酒糟能使哺乳母豬斷奶后發情間隔時間明顯縮短,斷奶仔豬平均日增重、母豬血清中IgG水平和粗蛋白質的表觀消化率顯著增加。劉明[16]從白酒糟中篩選出枯草芽孢桿菌擴大培養后,將其發酵白酒糟制成白酒糟微生態制劑,添加2%的白酒糟微生態制劑至豬日糧中,結果育肥豬日均增重比未添加的對照組提高9.31%,料重比降低9.73%,腹瀉率降低72.99%,成本降低14.25%.魏來[17]將黑曲霉、枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌按照2∶1∶1混合后制成混合益生菌發酵白酒糟,設置基礎日糧對照組和用6%發酵白酒糟替代粗纖維類飼料原料的Ⅰ組,以及用6%發酵白酒糟替代玉米的Ⅱ組進行試驗,結果Ⅰ組育肥豬平均日采食量比對照組提高14.12%,平均料重比降低7.5%,節約飼料成本0.53元/kg; 而替代玉米的Ⅱ組平均日采食量比對照組降低6.47%,平均料重比提高10%,飼料成本提高0.79元/kg. 表明益生菌發酵白酒糟替代一定量的粗纖維飼料可降低養豬生產成本,但不能替代玉米等能量飼料。張旺宏等[18]研究表明,用酵母菌制成的益生菌發酵酒糟部分代替育肥豬15%的基礎日糧可顯著改善75 kg和110 kg育肥豬的機體氮代謝能力,增強60 kg育肥豬的機體抗氧化能力。

          2.2 益生菌發酵酒糟在反芻動物養殖中的應用

          益生菌發酵酒糟含有豐富的蛋白質和微量元素,可廣泛用于飼喂反芻動物。王勇等[19]將乳酸菌、枯草芽孢桿菌、尿腸球菌發酵酒糟72 h制成益生菌發酵酒糟,分別在肉牛日糧中添加5.0%、10%的益生菌發酵酒糟飼喂育肥牛,結果顯示添加益生菌發酵酒糟能提高育肥牛的生長性能、屠宰性能和牛肉品質,其中添加10%的益生菌發酵酒糟飼喂效果較顯著。王斌星等[20]將酒糟接種黑曲霉、米曲霉等多種益生菌發酵72 h制成益生菌發酵酒糟,用益生菌發酵酒糟代替混合日糧中17%的精料,能顯著提高藏綿羊平均日采食量和平均日增重,顯著降低料重比,養分表觀消化率(干物質、粗蛋白、總能、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維)顯著提高,全期育肥效益比未添加益生菌發酵飼料的對照組提高75%.

          2.3 益生菌發酵酒糟在家禽養殖中的應用

          益生菌發酵酒糟在飼喂家禽方面也有良好的效果。曲昆鵬[21]將酵母菌發酵酒糟后制成益生菌發酵酒糟,分別用于飼喂肉雞和蛋雞,結果在日糧中添加益生菌發酵酒糟不僅可提高肉雞的生產性能與經濟效益,而且可提高肉雞血液中的營養代謝水平,改善肉雞腸道菌群結構;可提高蛋雞的產蛋率和雞蛋品質,降低料蛋比,改善蛋雞的腸道微生態環境,提高蛋雞的免疫力。田璐[22]用釀酒酵母發酵白酒糟 48~72 h制成益生菌發酵白酒糟,將白酒糟和益生菌發酵白酒糟分別替代部分全價飼料進行櫻桃谷鴨飼喂試驗,結果表明櫻桃谷鴨對益生菌發酵白酒糟的能量利用高于白酒糟,益生菌發酵白酒糟使用量≤20%時對櫻桃谷肉鴨的生長性能、屠宰性能和器官指數均無不利影響,并可改善櫻桃谷鴨胸肌肉品質。謝亮等[23]將釀酒酵母固體發酵的白酒糟作為益生菌發酵白酒糟,用2%和4%的該益生菌發酵白酒糟替代等量玉米(DDGS)飼喂肉雞,結果對肉雞的生長性能等指標無顯著影響,但可以促進肉雞的腸道發育,顯著增加其相對回腸重,極顯著增加空腸和回腸長度。

          2.4 益生菌發酵酒糟在水產養殖中的應用

          目前益生菌發酵酒糟在水產養殖中的應用較少,部分研究表明利用酵母菌發酵酒糟制備酒糟酵母培養物代替部分魚飼料對魚的生長性能和相關酶活性具有良好的促進作用。李軍濤等[24]將酒糟酵母培養物按不同比例替代基礎魚飼料,能夠顯著加快草魚的生長速度,但是草魚的溶菌酶免疫活性沒有明顯的增強趨勢和峰值。陳惠琴等[25]在探討酒糟酵母培養物替代不同比例基礎飼料對草魚抗應激相關酶活性的影響研究中發現,酒糟酵母培養物替代部分基礎飼料可以增強草魚血清和肝臟中抗應激相關酶的活性,且12%為最佳替代量。

          3 小結

          酒糟來源廣泛、價格低廉、產量大、營養豐富,是作為非常規飼料開發的優質飼料。益生菌能改善酒糟中的營養成分,提高其利用價值。大量研究表明,益生菌發酵酒糟目前在畜禽生產的各個領域中都有應用,其對畜禽的增重、增產和改善肉質方面均起到良好的促進作用。也有部分研究發現,添加益生菌發酵酒糟飼喂畜禽如替代日糧成分不當,甚至可能產生不良的影響,如添加益生菌發酵酒糟替代玉米飼喂育肥豬不但降低了育肥豬的平均日采食量,還提高了養殖成本。此外,添加不同比例的益生菌發酵酒糟會對畜禽的生長性能、免疫力產生不同的影響。因此在應用益生菌發酵酒糟代替日糧飼喂畜禽時,要挑選合理日糧品種進行替代,合理調控益生菌發酵酒糟的添加量,并挑選對粗纖維有一定消化能力的動物進行飼喂(如牛、羊、鵝等動物)。在今后的研究和應用中,可通過對發酵菌種及發酵工藝進行優化等方式對益生菌發酵酒糟進行品質改良,使其可以廣泛應用到畜禽生產中,緩解當前飼料資源緊張的狀況,降低養殖成本,提高養殖效益,促進畜牧業的發展。

          參考文獻

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        作者單位:貴州大學動物科學學院 貴州省動物疫病研究室 貴州省動物生物制品工程技術研究中心
        原文出處:梅世慧,陳國權,閻朝華,王娜,畢文文,周碧君,程振濤,王開功,文明.益生菌在發酵酒糟生產及畜禽養殖中的應用概述[J].貴州畜牧獸醫,2021,45(04):3-6.
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