发酵蛋白质饲料资源在饲料行业中的应用研究进展

李华 ,闫顺丕,丁家科

安徽喜乐佳生物科技有限公司， 安徽 蒙城 233500

摘要:发酵蛋白质饲料是将动物蛋白与植物蛋白原料经过微生物发酵之后制作而成的一种蛋白类的饲料。采用微生物发酵技术对原材料进行加工，不但可以降低其中的抗营养因子,从而改善了饲养的味道(适口性),而且还可以在适当程度上缓和中国蛋白质饲料资源的供求问题,从而增加了经济性和社会效益。本文将会从我国饲料加工现状出发,结合发酵蛋白质饲料在养殖业的应运,初步分析饲料加工中发酵蛋白质在饲料行业中的应运研究进展。

关键词:发酵蛋白质饲料 发酵技术 固体发酵 

当下的我国乃至全球的市场经济蓬勃发展,百姓的生活大范围获得了改善。随着环境的不断改善,人们对肉蛋奶等产品的需求也是直线上升。但由于人地问题的凸显,以及人畜问题的凸显,蛋白质饲养一直存在着供给紧缺的局面,这也就抑制着畜牧的蓬勃发展,进而使人类日益增长的消费要求无法实现。而伴随生物发酵科学技术在饲料行业中的应用的进一步蓬勃发展,利用微生物发酵技术制造了蛋白质饲料以及氨基酸、维生素、酶制剂和微生物制剂等饲养增味剂,并且在进一步发展新的饲养资源中获得广泛应用。生物发酵蛋白饲料是指在人工的操作下,以细菌、复合酶等生物饲料乳酸菌剂,使植物性、动物性和矿物质中的抗营养因子,转变为微生物菌体蛋白质、活动小肽类氨基酸、细胞活性益生菌等的生物发酵饲料。使用生物发酵饲料饲养能够改变以往常规饲养中缺少氨基酸的问题,并且还能够使其它饲养原料的营养物质快速地转变,使之具有更良好的被消化吸收的功能,这对于改善蛋白质饲料长期短缺的状况以及改善饲料品质,具有很大的积极意义。

1 发酵蛋白饲料的应用研究

固体发酵技术主要应用于对饲养主要原料的处理过程,分成哺乳动物性原料和植被性原料二类。动物性原料一般包含皮革加工、肉类及加工业下脚料,而植物性原料则一般为秸秆、漕渣、豆粕等饼粕类等等。

1.1秸秆原料

秸秆利用的养分组成主要为粗纤维和木质素,但却无法被动物直接吸收利用。使用发酵技术,通过产生一定特性的细菌能够起到溶解这些秸秆利用细胞组成,从而使木质素、纤维素和纤维素等能够良好的释放并更加易于被动物消化吸收。同时,在细菌的影响下,将菌体的生长繁殖能力转变为秸秆利用的蛋白质含量,进而起到进一步提高秸秆利用细胞的营养素组成,使得营养更好的被动物吸收。以青贮饲料生产为例,蓝贮饲料生产有效利用了原材料上的有机微生物(乳酸菌等),经过发酵功能将糖类等碳水物质转化成有机酸(乳酸等),从而改善了青贮的酸性,也有效的控制了有害细菌的繁殖,从而延长了储藏时期。

1.2发酵豆粕

豆粕属饼粕种类的一部分,主要是由黄豆在加工提炼豆油后的一个副产品。豆粕中富含各种营养物,其中主要有蛋白质(40%—48%)、脂类(1%—2%)、碳水化合物(10—15%),以及各种矿物质还有许多维生素和氨基酸。而豆粕中也富含许多抗氧因子,如大豆抗原蛋白、脲酶、不良寡糖、大豆凝集素等。而当下的科学研究也表明,经过发酵加工后能够显著减少豆粕中的抗营养物质。研究结果证实,在气温28℃,发酵料胚组成6％(豆粕/麸皮),与接种菌比例约为1,接种量6％,发酵持续时间约为72h,而发酵后豆粕中的粗脂肪浓度最高可达到49.1％,比一般原料中的增加12.1％。据分析结果明,当枯草芽孢杆菌、酿酒酵母和乳酸菌加入的比例依次为百分之三,百分之二,百分之百,蛋白酶的加入比例为2％,菌种活化时间为0.5h,初始体积为38％,且发酵水温基本维持在30℃-40℃,且发酵豆粕的物理和生化指标均达到了最优预测,小肽和乳酸的浓度则依次达20％和3.5％以上,且发酵后豆粕品质基本保持了稳定。调查结果指出,由于加入发酵豆粕对不同生猪繁殖特性和健康的作用,科学研究证明加入发酵豆粕后能够增强生猪肠内所有益菌的增殖,从而改善母猪胃肠道功能,减少腹泻量,增强抗性,并能够增强饲养的转化率,从而减少料肉比。

1.3动物屠宰副产品

动物屠宰副产品,主要是屠宰场生产、水产品加工的动物下脚料,此外还有血粉、肉骨粉、猪毛水解粉、羽绒粉、鱼粉、蚕蛹等蛋白质原材料,还有骨粉和卵壳等哺乳动物矿石质资源。

我国每年生产的动物性下脚料资源超过800万吨。以血粉为例,血粉是一类非传统的高蛋白质饲料原料,其蛋白质的浓度远高于鱼粉和肉粉,且血粉中还富含大量的氨基酸，赖氨酸的产量更是占据了各种天然饲料之首。除此之外,血粉中富含巨大的免疫蛋球和锰、锌、钙等等丰富的矿物质。血粉和山药片等原料在混匀后经过微生物的发酵,成品通常带有甜香气或酒气味,蛋白质含量可以达到55％左右,其中的赖氨酸含量更是达到了3.5％以上。经过细菌发酵过后可以形成丰富的细菌内蛋白、蛋白酶等,这将有助于克服传统方法中氨基酸比例不均匀和适口性不好的现象,也能够让实验动物对血粉中形成一种良好的营养作用。

2 发酵技术的功能性应用

2.1改善原料适口性

发酵技术可以改变动植物饲料的物理性状。细菌在生长的过程中产生了少量的胞外酶,可以产生维生素、酒精等化学物质,也因此而极大地提高了原料的质量、适口性,显著提高了饲料中原料的比例。发酵饲料具有自然发酵风味,产生了良好的食物诱导功能,可以促进动物食欲,提高消化液分泌,增加消化酶活力,从而提高动物营养的消化吸收。

2.2降解抗营养因子和有毒成分 

植物原料中一般含有蛋白质酶抑制剂、植物凝集素、单宁、非淀粉多糖、动物饲料蛋白质原、动植酸和各种抗营养因子以及毒性成分,直接影响动物消化系统作用,并对动物机体形成毒性,利用微生物发酵技术就可降解这种物质,减少它对动物的不良环境影响。菜籽饼和棉饼就可利用微生物发酵技术来降解或转化植物原料中的毒素,并解毒。细菌不但能够吸取并使用上述毒物作为养分外,还能够产生专门作用于上述毒物的细胞外酶,从而形成与有机结合的次级代谢物质并加以解毒。研究结果表明,细菌代谢产物甘露聚糖能高效降解黄曲霉毒素B1,黄曲菌和木霉菌则能高效减少发酵作用棉籽粕中游离脂肪酸棉酚的浓度。

2.3提高动物的消化利用率

饲养成分经过微生物发酵处理,一些生化反应速度,饲养中的营养素如淀粉、纤维素、蛋白质等高分子有机质在适当高度上溶解,使哺乳动物更易于溶解并吸收单糖、双糖、低聚糖和氨基酸等小分子营养物质,减少了动物饲料在消化系统中的转化链,进而增加了饲养的消化系统效果,实现了饲养的深层加工。另外,在饲养食品发酵的过程中,还形成和累积了大量微生物细菌以及有机酸含量、醛类、维生素、抗生素、植物激素、微量元素、特殊糖等大量的有益代谢物质,大大增加了哺乳动物饲草的营养价值。虽然膳食和动物饲料都是蛋白质含量最高的哺乳动物饲料原料,但蛋白质质量却较差,不能很好地用于动物。上述原材料经微生物发酵技术处理后,饲料中的可溶性蛋白质浓度可增加百分之二十五左右,原料中的蛋白质也可转变为生物活性多肽、寡肽等优良蛋白质。蛋白质的浓度与品质均明显提高,便于家畜的消化系统吸收率。一些食物原材中木质素、纤维素等较不易使用的碳水化合物,经过微生物、丝状菌类等微生物发酵处理,即可进入对碳水化合物的再消化吸收,从而提高了饲养的效率和适口性。同时,碳水化合物和脂肪等生物营养和能源物质使植物细胞得以正常生长发育和增殖,进而使非蛋白质的食物原材逐步转变为蛋白质。

3 结束语

我国是个农业强国。畜牧业在农业生产中占据着很大份额,但畜产品的质量问题却日益突出。而饲料生物科学技术的进展,特别是微生物发酵工艺的进展,对成为评价我国饲料行业水平的指标,显得尤为重要。发酵蛋白质饲料原料有提高动物饲料消化吸收功能、促进动物繁殖能力、环保安全等的特性。由于发酵技术和生产工艺的不断完善,发酵蛋白质饲料已在畜牧业上越来越科学地广泛应用,并在饲料产业中占有重要位置。通过发酵技术开发生产新饲料,进一步改善动物饲料品质,从而提升饲料产业的生产技术是未来中国高新技术饲料产业的发展重点,并有着重要的社会效益和经济效益。

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