生物饲料

第二章生物饲料第一节绪论一、概念生物，指有生命的物质，包括动物、植物和微生物。如按此理解，生物饲料，应包括动物、植物、微生物。玉米、豆粕，鱼粉、肉骨粉、草粉、均可称之。然而，并非如此，生物饲料是指微生物及通过微生物加工调制的产品。生物饲料：就是利用微生物的新陈代谢和繁殖，生产和调制饲料，包括单细胞蛋白饲料、菌体饲科、发酵饲料、微生物秸秆发酵饲料，以及微生物添加剂(抗生素类添加剂、真菌添加剂、酶制剂)等。1、利用微生物处理难利用的大宗饲料原料.发酵原料的理化性状，增加适口性，提高消化率及营养价值；或解毒、脱毒，积累有益物质等。包括乳酸发酵（青贮饲料），粗饲料发酵，担子菌发酵，粪便发酵，屠宰残渣发酵，有毒饲料解毒，饼粕脱毒等。二、生物饲料的分类2、利用广泛存在的废弃物，矿物、纤维素，糖类资源生产菌体蛋白。如：饲料酵母、石油酵母，固态法菌体蛋白，食用菌，白地霉，光合细菌和微型藻等。3、利用微生物及其有益产物作饲料添加剂。抗生素，维生素，氨基酸，酶，微生物促长剂和各种微生态制剂。而药物，维生素，氨基酸和纯酶类一般不称为微生物饲料。上述三种形式很难截然分开，多半是互相结合在一起的，各有侧重而已。三、诱人的前景当前世界有三大难题：食物、环境和能源。这三个问题的解决，都与微生物有关，都与微生物饲料有关。如何解决蛋白饲料匮乏和有效利用组纤维是解决人类食物，改善环境，节约能源的重要环节，微生物饲料则是重要途径。微生物饲料是白色农业的主要构成要素：“白色农业”是指微生物发酵工程在农业上的应用。传统农业历来由植物和动物构成，在生物圈中，这是不平衡的消耗性结构。21世纪的农业应当从植物、动物的“二维”向植物、动物、微生物的“三维”转变，微生物对资源循环的稳定起到重要的作用。大力发展“白色农业”，实现农业微生物产业化也就成了“三色农业”中当前首要发展的目标。微生物资源开发已在六大领域悄然兴起：A、微生物食品利用微生物发酵生产的“真菌肉”、食用油等在英国、法国、日本已规模化生产，由小球藻制成的食品面包也已在日本实现规模化生产，螺旋藻被联合国粮农组织称为“人类未来的粮食”，食用菌也是一种优秀的微生物食品，素有“植物肉”之称。B、微生物饲料发展微生物饲料生产，实现“人畜分粮”是当前“白色农业”的主体产业。美国世界观察研究所统计资料表明，如果全世界畜牧业饲料用粮减少10％，就够全球人口生活26个月。C、微生物肥料微生物肥料的使用可改善植物根际的微生态环境，调节土壤酶活力，帮助植株吸收养分，促进植株生长，提高植株自身的免疫力，增强抗病能力。D、微生物农药目前应用的种类很多，有细菌、真菌、昆虫病毒、抗生素等构成的杀虫剂、杀菌剂、除草剂、动植物生长调节剂等。E、微生物能源主要是利用以微生物素发酵产生的酒精代替汽油作燃料。由于微生物酒精既不散发有害气体污染环境又能解决石油紧缺问题，被誉为“21世纪的绿色能源”。F、微生物生态环境保护剂近20年来国外在开发微生物制剂，消除空气、水、土壤中的有毒气体和有害物质方面成效卓著，许多“除臭剂”已规模生产并大面积推广。21世纪生物饲料的发展前景：A、发展生物饲料符合环境保护的需要饲料被动物摄入后,各种营养成分不可能完全被动物吸收利用,没有被动物吸收的成分将随粪便排出。动物对各成分的利用率越高,则排泄物中的含量就越低,对环境的污染就越少。B、生物饲料符合人类对保健食品的需求２１世纪人类的保健食品将是安全、无污染、无残留、丰富多样，并具备低脂肪、低蛋白质、低热量、多纤维和有预防疾病的成分等优点。动物性食品的安全,首先是饲料的安全,因此饲料本身的安全是生产绿色肉食品的基础。生物饲料由于自身的安全性,使人类食品的安全得到了保证。C、生物技术的高速发展,促进了生物饲料的发展近２０年来,生物技术得到了突飞猛进的发展,对微生物的分离、纯化、诱导技术越来越完善,具有安全性好的已知微生物种类越来越多,用于饲料的效果越来越好,保证了生物饲料品种系列化。D、生产生物饲料,是饲料企业提高竞争力的需要高科技技术的及时应用,将是今后饲料企业争夺市场的主要手段之一。生物饲料能有效地提高畜禽对饲料原料营养物质的消化吸收与利用,不但扩大了饲料原料应用的范围,缓解了饲料原料紧张的问题,而且更有助于降低饲料成本,增强企业的竞争力。E、配套生产设备的研制成功,保证了生物饲料的工业化生产。由于活菌不耐高温,超过６０℃时就有大部分菌被杀灭,成为生物饲料工业化生产的限制因素。江苏正昌集团研制生产出生物饲料的配套设备,解决了这个难题。生物饲料目前仍有一些技术需作进一步研究,如（１）活菌有胃肠道壁的定植效果;（２）与抗生素的拮抗问题等。F、巨大的市场潜力全世界缺蛋白饲料原料5亿吨以上，用耕地很难解决。若生产单细胞蛋白，如酵母，霉菌，担子菌、光合细菌，氢细菌，微型藻类，可在发酵罐中生产。用35个250m3的发酵罐，一年可生产45000－60000t优质蛋白饲料原料，相当于280－400万立方米土地栽培大豆的生产能力。前苏联1982年生产单细胞蛋白110万吨。我国仅食品、轻工废水年排放2千万吨以上，利用之生产单细胞蛋白至少在10万吨以上，而实际生产不到1万吨，可见潜力之大。我国每年有5亿吨以上的秸杆产量，如用微生物处理3亿吨，很好地利用，相当于增加8100万吨麦，等于现在全国全部饲料。四、生产与应用1、可作饲用微生物种类：细菌：乳酸菌、粪链球菌、双岐杆菌、光合细菌、氢细菌、芽胞杆菌、纤维素分解菌等。酵母：啤酒酵母，产朊假丝酵母，热带假丝酵母，解脂假丝酵母等及白地霉。霉菌：根霉、曲霉、青霉和木霉等。担子菌：小齿薄耙齿菌及柳叶皮伞，还有大量食用真菌如香茹、木耳等。微型藻：螺旋蓝藻和小球藻等。美国食品与药物管理局和美国饲料公定协会发表的可直接饲喂的微生物：（1）黑曲霉；（2）米曲霉；（3）凝固芽胞杆菌；（4）粘连芽胞杆菌；（5）地衣形芽胞杆菌；（6）短小芽胞杆菌；（7）枯草杆菌（仅限于生产抗生素的区系）；（8）压氧性拟杆菌；（9）发酵乳杆菌；（10）纤维二糖乳杆菌；（11）乳酸杆菌；（12）胚芽乳杆菌；（13）罗特氏乳杆菌；（14）肠系膜明半球菌；（15）乳酸片球菌；（16）毛状拟杆菌；（17）瘤胃拟杆菌；（18）猪拟杆菌；（19）青春双岐杆菌；（20）动物双岐杆菌；（21）婴儿双岐杆菌；（22）长双岐杆菌；（23）嗜热性双岐杆菌；（24）嗜酸乳酸杆菌；（25）短乳杆菌；（26）保家利亚乳杆菌；（27）干酷乳杆菌；（28）啤酒片球菌；（29）戌糖片球菌；（30）费氏丙酸菌；（31）谢曼氏丙酸杆菌；（32）酿酒酵母；（33）乳酸链球菌；（34）二乙酰乳酸连球菌；（35）粪链球菌；（36）中（间）链球菌；（37）乳链球菌；（38）嗜热链球菌。2、培养底物的选择。培养底物和培养基是类似又有区别的二个概念。相同点：提供必需的能量，蛋白质、矿物质营养成分。不同点：底物量大，主要是被处理，调制的对象，如植物秸杆，农付产品，工业下脚，矿物和废物等。微生物与底物必须相适应，有时多种微生物接续应用。如生产石油酵母，选热带假丝酵母和解脂酵母。为了降解木质素，选小齿薄耙齿菌等担子菌。为了降解粗纤维，选能分泌纤维素分解酶的木霉等。3、生产工艺设备和环境控制从底物形态分：液态和固态，深层和浅层，熟料和生料发酵。从利用角度看：有的利用纯微生物或其代谢产物；有的主要利用经微生物处理后的底物，当然微生物也一起被利用。产品有的是经干燥、粉碎后应用，有的为液态，有的为半干产品。有的是供氧，有的厌氧。4、不同动物，需要不同微生物饲料动物有单胃、复胃；草食、杂食、肉食；陆生、水生之分。它们对饲料的消化利用不同，对营养需要不同。不同动物体内的微生态，存在着差别。微生物饲料的生产和选用都应有较强的针对性。高粗纤维的秸杆、农付产品，经过微生物处理，喂牛羊鹿驼马甚至兔和鹅都可能很，喂猪鸡是不行的。光合细菌，微型藻可能更适合于水生动物。5、产品方向不同，对产品要求不同，适用对象不同。有的微生物饲料，专以调制底物为主，最成功的是青贮饲料。有的微生物饲料是以生产菌体蛋白或单细胞蛋白为主，有的是微生物促长剂。有的是以生产微生态制剂为主。6、研究创新与生产应用的关系。由微生物饲料的特点，优势所决定，它是一类极有前途的饲料。微生物饲料而言，研究与生产，创新与实用脱节严重。科普宣传，推广应用，售后服务做得都不够。对微生物饲料的无知加上大量夸大甚至欺骗性宣传，导致真假难辩，现今微生物饲料的声誉并不好。这一点应引起研究者，生产者，经营者，使用者，行业管理者的共同深思。第二节青贮饲料一、概念青贮饲料是将青玉米、青大麦、白薯秧、青玉米秸、青高梁秸等青绿饲料作为原料,切碎至1-3厘米，放于窖内，压实密封,造成厌氧环境，经过4-6周的乳酸发酵而制成的发酵饲料。具有柔软、多汁、芳香、酸甜、含有较多有机酸、适口性好的特点。二、青贮的意义（1）保存营养。青贮饲料，营养损失率8％－10％，而干草保损失率达20％－30％。（2）改善饲料品质。青贮饲料，纤维素含量下降3－6%，粗蛋白质提高0.8－2%。（3）来源广，成本低。玉米产区、麦类产区、杂粮混种地区，均有大量的可用来制作青贮饲料的原料，牧区利用野草青贮，前途十分广阔。（4）用途广泛。可广泛用于养牛、养羊、养猪，尤其是肉牛不可缺少的饲料。（5）保存期长。青贮饲料，可长期保存，保存期12年左右。（6）适口性好。气味酸甜、香、适口性好，增加采食量。（7）受气候的影响小。青贮饲料，不受季节、气候影响，一年四季均能使用。（8）防火。（9）占地面积小。青贮时，每立方米可堆放450－700千克（干物质150千克左右）。每立方米只能堆放干草70千克（干物质60千克）。（10）灭菌、杀虫、消灭杂草种子。除厌氧菌外，各种菌都不能在青贮饲料中存活。各种植物的寄生虫及杂草的种子也都在青贮过程中被杀死。（11）易消化。青贮饲料的消化率可达60％以上，而干草的消化率不到50％。（12）不足之处：不能当作唯一的粗料，更不能把它当作唯一的日粮来源。其次制作或保存不当，也会发生霉烂、酸败、变质。三、青贮目的1、有效保存青绿饲料的营养成份：青绿饲料晒干后，营养价值降低30-50%，但青贮后仅损失3-10%，而且能有效的保存维生素、蛋白质等成份。同时，青贮还产生了有机酸、菌体蛋白等，提高了营养价值。2、提高饲料的适口性：青贮可以很好的保存鲜嫩汁液，还产生了明显的酸香、醇香、果香味，提高适口性，加快采食速度。3、扩大饲料资源、提高粗饲料的使用量和利用率许多秸秆、饲草、藤蔓青绿时有异味，而干时质地又变得粗硬，适口性差，因此利用率很低；调制成青贮饲料，不仅可改变口味，而且可软化秸秆，增加可食部分，最大限度使用量和利用率。4、为动物常年提供青绿多汁饲料。5、是保存饲料的最经济安全和有效的方法：只要方法正确，青贮饲料可以长期保存不会变质，一般保存一两年不会有问题。四、青贮饲料的分类（1）高水分青贮：水分含量为65％－70％。主要是乳酸菌发酵造成厌氧环境和酸性环境，因此，原料含糖量十分重要。（2）低水分青贮：水分含量为40％－50％。主要是低水分造成微生物生理干燥，高度厌氧十分必要，而含糖量多少和乳酸积累无关重要。适用于含糖量不足的豆科植物秸杆。（3）特种青贮：即添加剂青贮。采用添加剂青贮，可促进乳酸菌更好发酵，控制对青贮作用有害的乙酸发酵，提高青贮饲料的营养价值。常用的添加剂：甲醛：浓度40％，用量每100千克青贮原料用1.7升。甲酸：浓度为100%，用量为青贮原料重量的0.3％－0.5％。尿素：含氮量为40％，用量为青贮原料重量的0.4％－0.5％。食盐：用量为青贮原料重量的0.2%－0.5%。糖蜜：用量为青贮原料重量的1％－3％。添加剂使用方法：向青贮料中添加上述添加剂，均在制作青贮过程中将添加剂喷洒，散撒于青贮原料上，分层添加也可以。五、青贮的生物学原理与条件青贮是乳酸菌在厌气条件下发酵、产生乳酸，当乳酸积累到一定量时，就能抑制各种微生物活动，而达到长期保存的目的。原理：其过程可分为三个阶段：（1）有氧呼吸阶段：约3天，原料本身呼吸作用，好