微生物固液发酵基础知识/微生物发酵糟渣原理
微生物是指那些单个个体非常微小,肉眼看不到的(微生物生长堆积成的菌落则可以看到,如霉菌菌丝),需要借助于显微镜才能看到的微小生物体。 这里我们介绍饲料发酵中所用到的微生物 菌种,和发酵的相关基础知识。 发酵饲料中常用的微生物主要有:细菌(如乳酸菌、芽孢杆菌等)、酵母菌、丝状真菌、放线菌等。 杆状细菌电镜示意图 绝大多数细菌的直径大小在0.5~5微米之间。可根据形状分为三类,即:球菌、杆菌和螺旋菌(包括弧形菌),它们需要在光学显微镜下用油镜放大至少5000倍才能看得清楚。所以,一般的普通光学显微镜是看不到的,需要使用电子显微镜,或借助于染色技术(如结晶紫染色切片),或使用油镜。 乳链球菌球细菌示意图 发酵饲料中使用比较多的菌种是乳酸菌、干酪乳杆菌;植物乳杆菌;粪链球菌;屎链球菌;乳酸片球菌;枯草芽孢杆菌;纳豆芽孢杆菌;嗜酸乳杆菌;乳链球菌;戊糖片球菌、两歧双歧杆菌、地衣芽孢杆菌;沼泽红假单胞菌(光合细菌)。这些有益细菌在发酵饲料中所起的作用主要是动物肠道有益菌的作用,及发酵糟渣中抑制有害细菌等作用,改善饲料和糟渣的消化吸收率和适口性,并可长期保存糟渣等。 酵母菌的大小则在1~5微米宽,5~30微米长。一般呈卵圆形、球形、圆柱形,有些酵母菌的亲代与子代细胞互相连接,形似菌丝,称为假菌丝(如产朊假丝酵母菌,扣囊拟内孢霉酵母菌等都有假菌丝)。 可见,酵母菌的大小是细菌的5~10倍以上,只需要在500倍左右的普通光学显微镜下就可以看到,很多使用活力99生酵剂的养殖户也拿我们的产品或保健液找到相关部门进行镜检,但看到的全部都是酵母菌,这是因为是用的普通光学显微镜的原因,在这种情况下是不可能看到细菌的,能看到的就只有酵母菌或丝状真菌,如果想看到细菌,则必须使用高倍显微镜如1600倍以上的显微镜视野,同时再使用油镜为宜。 酵母菌电镜示意图 常用发酵饲料中的酵母菌有产朊假丝酵母、啤酒酵母等。酵母菌在动物肠道中的作用(指微生态平衡和抑制有害细菌等方面)不如细菌,酵母菌起的主要作用还是营养上的作用,酵母菌含有丰富的B族维生素,几乎可以产生所有的B族维生素,并且酵母中的B族维生素一般都以磷酸酯类形式存在,故很易被动物吸收利用,是B族维生素的绝对载体,尤其是B12 和B6,这两种B族维生素是普通植物饲料中极为少见的维生素品种,所以很重要,在无鱼粉配方中,使用少量的酵母菌,可以明显提高饲料的转化率和饲料报酬。 维生素B12(也叫钴胺素 氰钴胺),主要功能防治恶性贫血,促进幼小动物的生长发育和食欲,促进机体的新陈代谢作用。 维生素B6(也叫:吡哆素),几乎在任何可知的动植物中存在极少,只有酵母菌中含量非常丰富。B6为动物体内辅酶的组成成分,参与多种代谢反应,尤其是和氨基酸代谢有密切关系。维生素B6长期缺乏会导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害。动物缺乏维生素B6的症状为皮炎、痉挛、贫血和饲料利用率低下等。 酵母菌中含有的其他B族维生素中的生物素(维生素B7,也叫维生素H),也比较重要,虽然生物素广泛存在于各种蛋白质饲料和青绿植物中,但近年来还是在养鸡业中不断得到重视,因为生物素较容易在集约化养鸡场中缺乏,一旦鸡缺乏生物素,则雏鸡生长缓慢、羽毛干燥、变脆、易患皮炎或骨短粗症、喙及趾部皮炎。种禽的蛋孵化率降低,胚胎发育过程中出现骨畸形。毛皮动物可能患湿疹、角化过度症(脱毛症)以及搔痒病,影响毛皮质量。对雄性动物可能出现被称为“湿腹”的症状。同时,在毛皮动物饲养中,生物素对毛皮的质量起到至关重要的作用。这也是为什么喂了发酵饲料的动物,皮毛非常好的原因之一。 至于酵母菌中含有的其他B族维生素如硫胺素(B1),核黄素(B2),尼克酸或叫烟酰胺(B3),氨基嘌呤(B4),叶酸等,则一般饲料中含量都比较丰富,但仍然以酵母菌中的含量最为丰富。 酵母中还含有谷类食品中缺乏的麦甾醇120mg/kg左右,它是维生素D的前体,促进动物骨骼发育。 酵母菌比较容易与金属离子结合,促进它们的利用效率,这一点在发酵糟渣中可以缓解特殊糟渣中的有害金属离子的毒性,另一方面,酵母菌是微量元素的有效载体和有机结合体,酵母菌结合的元素(如富锌酵母、富硒酵母、富铬酵母、富铁酵母)都具体副作用小,效率高的特点。 酵母菌本身也是一种促进消化的物质如酵母片等,也是促进羽毛皮肤生长的好东西。 放线菌和丝状真菌在饲料发酵中使用较少,因为它们都是好氧菌,在好氧的条件下才能有生长优势,而饲料发酵常用的发酵方式都是厌氧发酵方式,所以,这两类菌使用较少。 我们使用的活力99生酵剂和粗饲料降解剂中都含有发酵力极强的细菌和酵母菌,用它们所发酵的糟渣中也含有丰富的细菌和酵母菌,举例说明:使用活力99生酵剂制作的保健液中,就含有有益细菌3~6亿/亳升,含有酵母菌4~7亿个/毫升。 有益细菌和酵母对猪等动物的作用机理有如下几点: ① 迅速造成肠道内的厌氧环境,从而抑制有害细菌繁殖生长,并促进消化吸收。 ② 迅速酸化肠道,从本质上抑杀有害细菌,同时维护肠道内的微生态平衡,增加饲料的消化吸收率,增强抵抗疾病的能力。 ③ 竞争性地与有害细菌争夺小肠绒毛上的附着点,从而抑制了有害细菌和病原菌的附着点,使小肠微生态中保持有益菌的绝对优势。 ④ 增强猪只的免疫力,由于有益细菌在诱发动物产生抗体上有着相似的地方,但有益细菌不会使动物发病,又能常激发动物产生抗体,所以,也就锻炼和提高了动物的免疫抗病能力。 ⑤ 有益细菌本身在动物肠道中进行新陈代谢时,会产生较多的维生素(A、D、E、K、C、B1、B2、B6、泛酸、烟酸、生物素、肌醇和叶酸等)、氨基酸、有机酸、消化酶等,并合成菌体蛋白,这些东西本身是营养物质,能增中动物的生长速度,提高营养供给。 ⑥ 防止有害物质的产生 由于上述说的微生物制剂可以提高饲料的消化吸收率,所以也就减少了消化道中氨味的产生,和防止的其他腐败物质的产生,研究表明:喂了微生物制剂后可以减少肠道内容物、粪便、门静脉中的氨含量及肠内容中的对甲酚、吲哚、3-甲基吲哚等腐败物质的含量,同时缓解粪便臭味、净化畜禽舍环境,另外,直接喂微生物有益菌,可以在肠道内生长形成致密的膜菌群,形成生物菌屏障,阻止有害物质和废物的吸收。上述的有益细菌和酵母菌在发酵各种糟渣的时候,也会产生在动物肠道中类似的作用,抑制或杀死糟渣中的有害细菌,创造出一个有利于有益细菌的健康环境,同时也就改善了糟渣的营养状况和卫生状况。 微生物发酵糟渣饲料的机制过程 这里只是简单通俗地进行介绍,以便大家都可以粗略地了解微生物相关的发酵原理。 所以,大多数糟渣和饼粕中的有毒物质,也就是在这个阶段开始分解和脱毒的,自然界就是这样物物相克的,既然产生了某种物质,就必然有化解这种物质的方法方式,而且很显然在大多数情况下,套用一句俗话说:解铃还需系铃人,化解的方法就在产生这种物质的身上;上世纪九十年代,市场上出现了很多的菜粕棉粕脱毒菌种,说用他的菌种可以发酵脱毒菜粕棉粕,在这里,让我来告诉您,您只需要相信他一部分,他的菌种也许是从菜籽和棉花地里分离筛选培育而得到的,但是绝对没有很明显的脱毒功能,可能只有30%的脱毒功能,在发酵中真正起作用的还是原料中的自我分解的酶和其他助剂(如脱除棉酚中使用的硫酸亚铁)在起作用。这也就能解释,为什么菜粕在没有添加任何菌种的情况下,加水湿润后,埋起来发酵两个月,脱毒率会在95%以上的原因。 棉粕也是一样,只要发酵的时间足够长,您可以不添加任何菌种,也能达到脱毒的目的。不过,话也说回来,加入专业的发酵剂,可以让您大大缩短发酵脱毒的时间,使用活力99生酵剂后,进行菜粕的脱毒发酵,如果发酵15天以上,脱毒率可以达到85%,发酵到一个月,脱毒率可以达到95%以上,(注意喂养前要耙开来晾一晾,让毒气挥发掉);这是因为发酵剂可以尽快地营造一个良好的发酵脱毒环境,其代谢物质如有机酸等可以促进分解酶的作用,分解毒性物质产生的小分子物质也可能被微生物及时吸收利用,从而解除分解酶的产物抑制作用,使用脱毒分解顺利进行下去,当然发酵剂本身也有少量的脱毒功能(活力99生酵剂菌种组合中加入了有脱毒菜粕毒素的功能菌,这也是作者在1992-1998年间的研究成果:江西省八·五重点工业性试验项目之一)。
微生物发酵饲料作用机理 微生物发酵饲料的作用主要体现在两个面,一是利用廉价的农业和轻工副产物生产高质量的饲料蛋白原料旧,二是获得高活性的有益微生物.这些微生物制品的应用,一方面可以提高饲料的转化率,促进畜禽生长;另一方面可以调节动物的微生态平衡,提高动物的健康水平.还有一些活菌剂可以用于治疗动物疾病,例如治疗由于大肠杆菌引起的腹泻,可以用对大肠杆菌有抑制作用的芽孢杆菌活菌制剂进行治疗.在畜禽养殖中推广应用微生物发酵饲料,可以减少抗菌素的使用,有利于生产安全食品,提高产品出口的竞争力。 补充有益茵,调节动物的微生态平衡健康畜禽肠道内生长着各种各样的微生物群落,各种微生物群落之间相互依存、相互制约,构成畜禽肠道内微生态系统的平衡,建立一个正常且平衡良好的肠道微生物区系对抵御病原性微生物感染具有十分重要的意义.由于微生物之间存在着相互作用,某一生态系统中现存的微生物会阻止新的有机体在这一部位的入侵,有益菌通过竞争性抑制作用阻止有害微生物在肠粘膜附着与繁殖.因此对那些菌群形成迟缓或有障碍的幼小动物服用微生物饲料有着十分重要的意义.乳酸杆菌等可抑制埃希氏大肠杆菌和沙门氏寒菌等其它致病菌附着到肠细胞上,与病原菌发生竞争性拮抗作用,将其驱出定植地点。 产生有益代谢物,抑制和杀死有害茵许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素,如乳酸链球菌素等,这些多肽类物质能抑制对革兰氏阳性细菌有抑制作用 .有些乳酸菌如嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌,可以产生少量的过氧化氢,过氧化氢可以抑制许多细菌的生长,尤其是革兰氏阴性病原菌.另外有些有益微生物可以产生酶类,如双歧杆菌和乳酸杆菌产生的胞外糖苷酶可以阻止细菌毒素在上皮细胞的黏附和侵入。 具有营养作用,促进动物生长直接饲用微生物饲料中的有益菌在肠道内代谢可产生多种有助于动物营养消化的有益因子,从而促进畜禽的生长发育和增重.如芽孢杆菌能分泌多种消化酶(蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等)促进营养物质的消化与吸收;酵母菌所产生的氨基酸、维生素(K、C、B1、B2、泛酸、烟酸、生物素、肌醇和叶酸等),酵母菌还可以促进植酸酶的产生,提高单胃动物对磷的利用率。 提高机体免疫功能 微生物发酵饲料中的有益微生物可以作为一种非特异免疫调节因子,通过细菌本身或细胞壁成分刺激并激活宿主免疫细胞,促进吞噬细胞活力或作为佐剂发挥作用.有益微生物还可以发挥特异性免疫功能,增强动物体内B细胞产生抗体的能力.直接饲用微生物通过促使机体发生体液免疫和细胞免疫,提高畜禽抗体水平,增强免疫功能,及时杀灭侵入机体内的致病菌,从而防止疾病的发生.实验发现乳酸杆菌能够增强机体的免疫能力,一些益生菌能够影响人体免疫系统的应答能力,其影响能力随茵体的不同而变化。 微生物发酵饲料存在问题 微生物发酵饲料虽然取得了很大进步,但也存在一些问题: 1茵种保存问题 微生物在制作中的培养、干燥、分装、保存过程和加工中的高温、机械、制粒等过程都有可能减少微生物的活性.因此,选择一种经济又有效的微生物发酵饲料的生产、运输、储存方法对于推广发酵饲料使用有着重要意义。 2产品标准问题 由于微生物发酵产生众多的代谢物质,对于其中有效成分研究缺乏,对微生物发酵饲料的品质难以鉴定,阻碍了其进一步发展.因此,建立完善的行业检测标准和检测方法十分必要。 3微生物发酵饲料使用的安全性问题 正常微生物区系平衡打破后,有益菌微生物在特定情况下有可能变为病原微生物 ,如乳酸杆菌¨引起的临床感染.耐药性微生物携带并转移抗生素抗性基因,产生耐药因子的可能性,如Morel l i Ⅲo等在不同类的乳酸杆菌中发现了肠球菌的pAMbl 质粒.微生物转基因过程中的某些不确定因素导致目的基因不能实现定向转移,从而带来宿主范围改变、非病原性转变成病原性菌株、毒性改变等负面影响.因此,微生物发酵饲料使用应充分考虑到动物安全,使用者安全,消费者安全和环境安全这几方面因素,严格的科学试验证明无害后才能广泛的推广应用。 微生物发酵饲料的展望 微生物种类众多,资源丰富,开发潜力巨大,同时发酵原料来源广泛,特别是可以利用农产品废弃物,如各种农作物秸秆、糠、木屑、蔗渣、薯渣、甜菜渣豆渣及药渣等,通过微生物发酵,内能把大量的基质转化为有用产品,可以减少环境污染,同时又变废为宝,得到产品价格低廉,易于生产推广.为了生产质优价廉的发酵饲料,还需要研发一些规模较大,自动化程度较高的固体发酵设备,不断发掘新的微生物饲料菌种和改良现有的菌种,特别是纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等酶类对发酵饲料很重要,因此筛选此类重要酶制剂的菌种是微生物发酵 饲料的重点.尽管目前微生物发酵饲料存在一些问题,但是随着人们对其研究的进一步深入,这些问题都会得到很好的解决,其作为抗生素和蛋白的替代品,以及带来的社会效益与经济效益,在饲料工业中必将受到更大重视。 |
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