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薯渣发酵综合应用技术

薯渣发酵综合应用技术

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  一、关于薯渣资源

  我国是世界上薯类作物生产第一大国,包括甘薯,马铃薯,木薯,产量大,分布广,三大薯类年产量达到近2亿吨,每年应用这些薯类块根生产各种发酵工业和食品淀粉工业产品,所产副产物即薯渣资源达到1亿吨左右,特别是广西,广东,海南等地的木薯资源中,由于加工木薯产业比较集中,所产木薯淀粉渣数量巨大,每年有数百万吨木薯渣资源可供养殖业应用,以前这些木薯渣资源都是淀粉厂出钱请人拖走,倾倒到河流和水渠及田地中,污染环境,可利用的极少。

  应用活力99生酵剂和粗饲料降解剂,或99复合通用饲料发酵剂来发酵木薯渣是一种非常好的利用途径之一,从我们2006年开始在广西试点推广木薯渣发酵喂猪和喂鸡鸭技术之后,木薯渣资源得到了充分的利用,甚至淀粉厂开始收钱出售木薯渣了,其社会效益可见一斑。

  下面以木薯渣的发酵利用技术为例,来说明薯渣资源的发酵和喂养操作技术,其他如马铃薯渣,和甘薯渣也可以参考这种处理方法。

  二、薯渣的营养特点和抗营养因子

  木薯渣的营养缺陷是非常明显的,即粗蛋白含量极少,湿基木薯渣的粗蛋白仅有0.6~1.0%左右,折干的木薯渣粗蛋白也只有不到4%,所以,直接用木薯渣喂猪营养价值极低,猪生长缓慢,必须搭配蛋白原料喂猪。

  木薯渣出来后,露天存放极容易发黑发霉变质,不易保存,直接喂动物会造成猪的霉菌毒素中毒,同时,木薯渣中可能含有有毒物质,主要是指生氰糖苷;木薯植株的各个部位都含有这种生氰糖苷,包括亚麻苦苷和百脉根苷;其中以亚麻苦苷占总毒素量的90~95%。

  甘薯渣的特点与木薯渣相似,也是粗蛋白含量低,同时,保存不善的甘薯渣可能含有甘薯黑斑病菌(Ceratostomelia fimbriata),以及甘薯软腐病,即甘薯贮藏期损伤部位感染软腐菌所致,霉烂的甘薯能产生甘薯毒素,其毒素包括甘薯酮、甘薯醇、甘薯宁、1—薯醇和4—薯醇等。

  马铃薯渣相对粗蛋白比较高一些,可以直接喂养动物,但仍然含有一定的毒素,马铃薯的有毒物质为龙葵素(Solanen),也叫马铃薯素,是一种有毒的糖苷生物碱。这种生物碱不是单一成分,主要是以茄啶(Solanidine)为糖苷配基构成的茄碱(Sola—nine)和卡茄碱(Chaconine)两种共计6种不同的糖苷生物碱。马铃薯渣还含有相对较多的果胶质,是一种抗营养因子的非淀粉多糖类。

  薯类毒素的共同特点是在用微生物发酵过程中,在产酸的情况下,可以消除毒素的副作用和影响,以及被发酵的微生物菌体细胞壁所吸附,从而降低和消除毒素影响。

  薯渣类的优势在于无碳浸出物含量高,即碳水化合物含量高,虽然淀粉类等被食品加工厂提取出去了,但这些碳水化合物,可以通过添加活力99的粗饲料降解剂来发酵,提高其营养价值,显著的特点使这些无碳浸出物的动物可消化能量得到显著提高,而如果不发酵处理,则这些无碳浸出物的能量利用率极为低下。

  三、使用粗饲料降解剂发酵薯渣的好处

  3.1 使用粗饲料降解剂发酵薯渣的好处主要有:

  考虑到薯渣类含有的无碳浸出物多为非淀粉多糖粉,以及纤维素等为主,所以,使用粗饲料降解剂来发酵是最为恰当的,可充分降解这些非淀粉多糖,释放出动物可以利用的低糖和单糖类,提高其能量价值。

  ① 可彻底消除三大薯渣的各种毒素和抗营养因子,提升薯渣品质;我们的实践证明,使用粗饲料降解剂充分发酵后,即使是发霉变黑的木薯渣,发酵后,将彻底改善外观呈金黄色,色泽亮丽,气味芳香,若使用99复合通用饲料发酵剂来发酵,则适口性更佳;

  ② 可以显著降解薯渣中无碳浸出物的非淀粉多糖类,显著增强动物可消化能量值,增加值是成倍增加,并代替大部分的玉米能量;

  ③ 发酵后的薯渣,只要密封好,几乎可以永久保存,不会变质。

  3.2 发酵薯渣后产生了大量高附加值产物

  与发酵其他糟渣类似,会产生大量的高附加值的产物,其给养殖户带来的效益甚至远远超乎我们的想象,合理添加发酵薯渣的猪只,极少得病,抗病力特别强,特别是针对口蹄疫、蓝耳病、病毒性腹泻、产肠毒素性大肠埃希氏菌(ETEC)等,具有较强的抗性;其次,在合理使用发酵薯渣的情况下,特别是平衡能量蛋白比例(增加蛋白原料一起发酵,以增加薯渣的蛋白含量),平衡微量元素和维生素、氨基酸等的前提下(即添加预混料等),猪的生长速度大大提高,甚至超过全价饲料生长速度,产蛋家禽可显著延长产蛋周期,减少淘汰率,提高产蛋率;动物的肉质好,风味绝佳,胴体外观好,卖相好;圈舍粪臭味大为降低,养殖环境大大好转;最终反映到养殖效益上,效益大为增加。

  发酵所产生的这些高附值产物,对于其他的糟渣发酵中也会产生,例如发酵啤酒糟、木薯渣、米饭面食为主的潲水等,也一样都会产生这些高附加值产物,这经高附加值产物分述如下:

  ① 发酵产生了大量的活性乳酸菌和酵母菌等,如果一直在湿润状态下保存,并直接与其他饲料原料配合饲喂动物,则保留了几乎100%的高活性有益微生物细胞营养体,经检测,刚发酵生产完毕的豆渣,含有乳酸链球菌、植物乳杆菌、酵母菌、芽孢杆菌总数达10亿/克,保存1个月以后的产品,有益微生物细胞总数仍然有2亿/克;一个月后的产品虽然细胞数减少了,但由于在动物日粮中使用量为10~50%,所以,益生菌使用效果仍然远远优于市售专业益生素产品(市场上的干粉均为休眠状态),同时,那些衰老死亡的有益菌细胞由于自溶,从而释放出大量细胞内容物,如核酸、氨基酸、活性肽、免疫多糖、嘌呤嘧啶、乳酸链球菌素、核苷酸、未知生长因子等,反而更富于营养,和有利于动物健康。

  这些有益乳酸菌和酵母菌,以及其代谢产物,对动物的免疫器官的发育起到重要的刺激和促进作用,并直接平衡和抑制肠道有害细菌,调节和改善微生态平衡;并可在肠黏膜定植,形成定植抗力,如连成一片形成乳酸菌屏障,抵御外来抗原的影响;这些乳酸菌特别是粪肠球菌类,可帮助动物消化分解进入肠黏膜的食物蛋白,生产小肽,并产生代谢产物,为动物部分提高特殊维生素营养,和小分子免疫物质;

  ② 发酵产生了大量的有机酸化剂,如乳酸,乳酸是一种优质的饲料酸化剂产物,不仅可有效酸化肠道,从而抑制大肠杆菌和沙门氏菌等有害病菌,而且乳酸还具有直接杀灭这些有害细菌的机制,另外,在酸化肠道的同时,有效地激活了胃蛋白酶,胰蛋白酶,肠蛋白酶和其他各种淀粉消化酶的活性,特别对于幼龄动物来说,是非常有利于幼龄动物的消化系统发育和免疫系统的完善的。

  ③ 发酵产生了大量小分子活性营养成分,特别有利于幼龄动物的抗应激,例如前述发酵所产生的乳酸(特别是粪肠球菌所产生的L-型乳酸)、小肽、氨基酸、特殊维生素营养、单糖、免疫物质等,可以快速解除动物应激,最大限度地减少应激状态:病少,或易治疗。

  动物在应激时,往往需要快速补充大量小分子营养物质,如氨基酸、有机酸(能量供应)、核酸核苷酸、小肽(特别是小肽可以直接通过小肠壁进入血液循环,及维生素和有机微量元素。

  而发酵薯渣含有丰富的极易消化的小肽和氨基酸、能量也是以极易消化的有机酸、单糖、低糖状态存在,不必经过繁琐的“碳水化合物能量 → 葡萄糖 → 葡萄糖氧化磷酸化或酵解代谢途径 → 有机酸(乳酸等)丙酮酸 → 乙酰辅酶A → 三羧酸循环彻底氧化磷酸化来得到38个ATP动物机体能利用的能量”,而是更为直接地进入三羧酸循环来获得能量,所以,具有能量速补的作用,产品中的氨基酸和小肽等,也能在应激状态下,迅速补充动物机体代谢的需要代谢氮源;而应激恰恰是目前猪场主要的疾病爆发点。

  所以, 发酵薯渣的适当喂养,具有相应的抗应激功能,特别在动物普遍亚健康状态下使用更为有效,可增强整体猪场的抗病能力和免疫力,得病少,即使一旦得病,也容易治疗。

  ④ 猪场臭味明显减少:确实感觉得到,效果直接;这一是因为发酵薯渣酸化肠道的作用,降低了粪便PH值,抑制了氨气的产生,二是因为随着粪便一起排泄出来的,还有大量的乳酸细菌,它们在排泄后,仍然在发挥着发酵粪便的作用,有力地缓解了臭气的产生。

  ⑤ 养殖场适当使用发酵薯渣,可完全不用抗生素,生产无抗生素的猪肉,肉质风味好,绿色环保。

  发酵薯渣可以完全替代抗生素的使用,其综合原理就是发酵薯渣中的乳酸菌、酵母菌、乳酸等有机酸酸化剂、乳酸链球菌素、小肽、以及各种抗应激小分子营养物质包括特殊维生素营养物质综合作用的结果。

  不用抗生素的好处很明显,猪场可以慢慢杜绝耐药病菌,将来即使有发病猪,也非常好治疗,猪肉品质风味都更好,肉质更紧凑(看起来小一些,但重量较大)

  ⑥ 降低饲料成本,提高经济效益。

  使用发酵薯渣,由于得病率大为降低,不仅减少医药开支,而且可提高配合使用的饲料的消化吸收率,降低料肉比,提高饲料报酬,加上豆渣本身的价格相对低廉,所以,也有助于养殖户降低养殖成本。

  四、发酵饲料应用前景展望

  其实发酵饲料或发酵糟渣的应用前景非常广阔,除了以上所说的各种好处之外,其实其最大的利好之处在于:替代抗生素的使用。

  可以毫不夸张地说:在替代抗生素方面,发酵饲料或发酵糟渣是排头兵,是第一梯队的,是效果最理想,最确切。发酵豆粕的风起云涌就是一个明证了,但真正能起到最好的替代抗生素的作用的,还是由我们可爱的养殖户们,自己亲自发酵糟渣或发酵饲料,不用烘干,以湿润状态来喂动物,这是最好的替代抗生素的效果,而至于烘干的发酵豆粕,效果只能排到湿润发酵饲料或发酵糟渣的后面。

  替代抗生素方面其次才轮到固体粉状的益生菌产品(饲用微生物添加剂产品)和中草药制剂,以及酶制剂产品;当然,这是从饲料添加剂层面上来讲这个问题,其他方面还有生物制药药物替代抗生素的,如干扰素、免疫肽、白细胞介素,或其他抗体衍生物质或前体物质。

  畜产品安全已成为畜牧业发展的主要问题。发酵饲料作为绿色、环保型饲料,已经成为当今动物营养研究的热点。

  抗生素在人畜保健、疾病防治、促进人类社会进步和发展诸方面都发挥了极其重要的作用。但随着抗生素作为饲料添加剂、兽药在畜牧生产和兽医临床上的广泛应用和滥用之后,其弊端逐渐暴露,表现在它不仅杀死了消化道固有的有益菌,使病原菌产生了抗药性,破坏了肠道微生态平衡,而且畜产品中药物残留对人类健康的影响越来越受到人们的高度关注。世界发达国家政府相继下达了对抗生素使用的限令和禁令。欧洲国家近十年来全面禁止在饲料中添加抗生素,我国在饲料中批准使用的抗生素种类也在逐渐减少。于是国内外学者在关注并寻找能够替代或减少抗生素使用的替代品。

  因此,世界各国近年来对猪发酵饲料特别重视。目前欧洲国家丹麦、荷兰、英国等已有很多猪场在使用发酵饲料,据统计,丹麦至今已有60%的猪场在应用发酵饲料,而使用的农场还在不断的增加。美国及加拿大对使用发酵饲料也在大力的推广中。

  近年来,发酵饲料在我国也得到了较好的发展。我国是一个农业大国,畜牧养殖业占农业生产比重较大,畜产品安全日趋突出。发酵饲料能有效的抑制消化道中的大肠杆菌,沙门氏菌及一些致病性细菌与病原体的繁殖与生长,同时又能提高猪只的免疫力及抗病能力,目前国家提倡绿色食品,放心肉,发酵饲料在不使用抗生素的情况下,可为达到这一目的提供了一条有效的途径。

  广东、广西的养猪等养殖业非常发达,最近几年经过大力推广发酵技术养猪,取得了非常令人兴奋的成绩,使用发酵技术的用户从无到有,目前已经超过5000个养殖场在使用,且正以月增加300个养殖场的速度进行增长。发酵技术不仅得到了养殖场的欢迎,也获得了各地养猪协会的肯定。特别是在近年猪高热病爆发期间,使用发酵技术加注射一针肥养殖场几乎没有发生高热病。

  五、以喂猪为例——发酵饲料对猪的作用机理

  ① 发酵能改善饲料的适口性,刺激猪的采食量

  发酵饲料是经过微生物(乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌)混合厌氧发酵制成的,其中的酵母菌和芽孢杆菌等好氧菌的存在为乳酸菌的生长繁殖创造了厌氧环境,而乳酸菌大量繁殖产生了乳酸,降低了pH值,这就使得发酵饲料产品具有了酸香味,从而改善了饲料适口性,刺激了猪的采食量。

  ② 发酵可提高饲料中营养物质的消化率及利用率

  饲料经过发酵之后,进行着一系列的生物化学反应,饲料中的纤维素、淀粉、蛋白质等复杂的大分子有机物在一定程度上降解为动物容易消化吸收的单糖、双糖、低聚糖和氨基酸等小分子物质,从而提高饲料的消化吸收率,起到了饲料机械起不到的深度生产加工作用,同时在饲料发酵的过程中还会产生并积累大量的营养丰富的微生物菌种细胞及有用的代谢产物,如:氨基酸、有机酸、醇、醛、酯、维生素、抗生素(例如乳酸链球菌素、嗜酸菌素、过氧化酶、制霉菌素、杆菌肽类等)、激素、活化的微量元素(如有机酸螯合微量元素、乳酸钙等以提高钙的消化吸收率)、特殊糖类物质,并使饲料变软变香,营养增加,从而改变饲料的物理化学性质,提高其适口性、消化率、吸收率和营养价值。

  ③ 发酵有益于猪只肠道的健康和增强免疫力

  发酵饲料中存在大量的有益活菌(主要为乳酸菌)及其代谢产物,对猪只的肠道健康有益(抑制病原菌生长、促进肠道微生物平衡、促进肠道免疫应答、改善消化吸收功能、促进健康和生长)。

  同时,饲喂发酵饲料还能增强猪的免疫力,试验表明,饲喂发酵饲料的母猪,母猪及初生仔猪的免疫力及抗病能力都获得提高。文献中早已证明口服乳酸菌可提高人体及动物身体的免疫能力,母猪血液中淋巴细胞的数量显著增高,通过此等母猪初乳饲喂的初生仔猪,他们的发病率也明显降低。

  ④ 发酵可以降解饲料中的有毒物质

  近年来的研究表明,某些乳酸杆菌可抑制霉菌的生长和产毒(张柏林等,2005)。Gourama和Buller-Inan(1995)发现,嗜酸乳酸杆菌、保加利亚乳酸杆菌和植物乳酸杆菌可抑制寄生曲霉的孢子萌发。

  另外,多数情况下微生物的代谢产物也可以降低饲料中毒素含量。例如甘露聚糖可以有效地降解黄曲霉等(应该是吸附作用)。

  ⑤ 发酵能产生促生长因子

  不同的菌种发酵饲料后所产生的促生长因子含量不同,这些促生长因子主要有有机酸、B族维生素和未知生长因子等等,能够促进猪只的生长。

  ⑥ 发酵饲料还可以完全不用抗生素,从而进入无抗饲料时代

  完全不用抗生素的好处是显而易见的,例如可以营造一个没有耐药菌的养殖场环境,将来您的猪只即使一旦得了病,也是非常好治疗的。

  六、木薯渣的三种发酵方法,及其喂养动物的方法

  (1)第一种发酵方法(纯木薯渣发酵,缺点是发酵料蛋白含量太低,将来在喂动物时需要调整日粮配方)。

  即直接发酵木薯渣的方法,不添加补充蛋白原料,但这种发酵方法存在缺点,即发酵后的料蛋白太低,而能量相对较高,能量蛋白不平衡,适合于作为能量饲料来使用,与其他蛋白饲料搭配来喂养动物。

  第一种发酵豆渣的喂养方案相对比较麻烦一些,因为需要每天配入蛋白饲料来喂动物,后面介绍的第二种发酵方法则配合蛋白饲料一起发酵的方法,发酵成类似全价饲料的原料,则每天只需要与自配饲料或外购全价饲料简单搭配就可直接喂动物,即直接代替部分全价饲料的喂法,则相对比较简单一些,具体见后述。

  建议如果养殖户有豆渣资源,啤酒糟资源,花生饼,豆粕,芝麻饼,血粉,亚麻饼等蛋白资源的养殖户,可以用薯渣与这些资源配合起来发酵,这样配合发酵后的发酵料,能量蛋白就比较平衡了,再添加预混料一起发酵的话,则发酵料就是一种类似于全价饲料的发酵料,具体见第三种发酵方法。

  第一种发酵方法操作如下:

  ① 配料:

  粗饲料降解剂一包,先与5~20公斤玉米粉(或麦粉,次粉,薯干粉,木薯粉,高粱粉也可以,目的是便于将来与大料混合)混合均匀备用;

  有条件的加入碳酸钙3公斤,目的是为了适当地中和发酵产酸,因为薯渣发酵非常容易酸度过高;

  食盐1公斤;

  控制含水量调控在50~70%以内(手抓一把饲料,轻轻一握,手指间有水印出即可,这就是最好的含水量,最多就是滴出水来,但不宜成线地流出水来)

  ② 发酵:

  然后装入池或缸内压实,用塑料薄膜盖好缸口,上面再加一层纺织袋保护塑料薄膜,用绳子扎紧,一般需要发酵3~7天,有甜酒醇香气味,即可用来喂猪。注意不可放于太阳直晒的地方,不然紫外线可杀菌,以及造成局部高温,最终造成发酵失败,室外发酵时,一定要采取遮阳处理。

  这第一种发酵方法发酵出来的料,蛋白质含量过低,只有4%左右,用来喂畜禽,可以在自配饲料中代替部分玉米粉来用,但不可用来直接代替部分全价饲料来喂畜禽。所以,必须每天配料使用,与蛋白料 + 添加剂或预混料配合来喂动物。比较麻烦一些。

  (2)第二种发酵方法(添加蛋白原料一起发酵,提高发酵料蛋白含量,平衡能量蛋白比例):

  建议配料模式:在第一种发酵方法的基础上 + 50公斤的蛋白原料 + 8公斤的目标饲养动物的4%型预混料

  基本上与上述的发酵方法相同,只是另外再加入50公斤的豆粕(菜籽粕、棉菜粕、花生麸均可,原则上可以多加一点,棉菜粕等有毒蛋白原料加得多的,则要多发酵几天),利用豆粕等蛋白饲料中的蛋白质含量高的特点,来弥补木薯渣蛋白质含量低的缺陷,同时,“粗饲料降解剂”又可兼脱去棉菜粕中的毒素,一举两得。

  强烈建议再添加目标动物的相应的4%型的预混料大约8公斤左右,一起加进去发酵,则这样发酵出来的发酵料,就是类似于全价饲料的发酵料了,当然,添加了预混料一起发酵的,必须尽量压实压紧密封好进行发酵,这样不仅不会破坏预混料中的营养,还会提高预混料中的微量元素等的利用率,形成螯合有机微量元素,同时,预混料中的钙形成乳酸钙,利用率大为提高。

  用第二种发酵方法发酵后的木薯渣中,折干物质的粗蛋白大约在14-16%之间,消化能大约在2.9-3.15兆卡/千克,应该说能量蛋白是比较平衡的,营养价值是比较高的,如果再如上添加预混料一起发酵,则就是一种类似于全价饲料的发酵料,可以在喂养动物的过程中,直接代替部分市场上购买的全价饲料来喂动物,这样就比较方便使用了,每天只需要称取发酵料和全价饲料,搭配混合来喂动物即可。具体见后述。