母仔猪功能性复合益生菌发酵饲料的工艺优化和应用研究

吴兴群,徐 骏,胡 聪,陆黎明

(1.漳州大北农农牧科技有限公司,福建 漳州 363000;2.北京大北农科技集团股份有限公司,北京 100080;3.华侨大学华侨大学先进碳转化技术研究院,福建 厦门 361021)

目前世界范围内的饲料行业都在努力寻求新型、绿色、无公害的生物饲料生产方式,无抗微生物发酵饲料以其特有芳香味、提高动物适口性、降低抗营养因子、减少腹泻以及调节肠道微生态平衡保障肠道健康等优点已越来越广泛地应用在饲料行业上[1-3]。利用复合微生态制剂发酵饲料原料开发高效、安全、稳定的生物饲料对生猪养殖,尤其母仔猪饲养环节尤为重要。研究表明,发酵饲料中含有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等有益微生物,使饲料中抗营养因子水平显著下降[4]。发酵饲料特有的浓郁酸香味,具有一定的诱食效果,能够提高母仔猪采食量[5],调节肠道菌群平衡,维持肠道健康[6],能够增强母仔猪免疫功能[7],提高动物的抗病力和生产性能[8-9]。胡新旭等[10]研究表明无抗发酵饲料能提高仔猪的生长性能,改善肠道菌群平衡,增强免疫能力和消化能力。近年来,一种基于高效呼吸袋生物发酵技术受到人们的广泛重视,该技术的核心是利用一种呼吸膜发酵袋,使有益微生物在自然状态下保持高活性生长代谢,巧妙地解决了微生物固态发酵散热、厌氧控制,以及包装、储藏运输、稳定性等难题。而不同益生菌株之间的协同作用机制尚不清楚,如何利用多种益生菌复配发酵最大化提升饲料原料饲养价值有待考证。本试验基于前期筛选出的乳酸菌和芽孢杆菌复合菌株,通过对接种量、发酵水分、发酵温度、发酵时间等发酵工艺进行分析和优化,研制了一种复合菌发酵饲料。同时,添加发酵饲料到母猪和仔猪日粮中,进行动物饲养试验,研究该发酵饲料对母仔猪的生产性能影响,为母仔猪发酵饲料的开发和应用提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验菌株

芽孢枯草杆菌(BS-PCA)、植物乳杆菌KA、植物乳杆菌KC由漳州大北农农牧科技有限公司研发实验室前期分离自猪肠道。

1.2 发酵饲料生产

根据公司依托的国家饲用微生物国家重点实验室数据和发酵饲料研发生产经验,复合菌发酵液由芽孢枯草杆菌(BS-PCA)、植物乳杆菌KA、植物乳杆菌KC种子液按照3∶1∶1组成,活菌数≥2×109CFU/mL。发酵原料为玉米、小麦粉和豆粕按照20∶60∶20组成混合发酵原料。动物试验所用发酵饲料按照复合菌发酵液5.0%接种量、40%发酵水分、30～35℃发酵温度、发酵3 d制备。

1.3 复合菌株工艺优化评价

将复合菌发酵液按照不同浓度接种到发酵原料中,然后加入不同量的水调节发酵水分,在搅拌均匀后采样转入密封锡箔袋,放入培养箱发酵培养,按要求采样检测指标。

固体发酵工艺参数优化试验设计见表1。

粗蛋白质和酸溶蛋白的测定:按照国家标准GB/T 6432—2018和GB/T 22492—2008。

总菌数量的测定:按照国家标准GB/T 13093—2006测定。

乳酸菌的测定:采用计数法测定。

pH值的测定:将1 g样品溶于10 mL蒸馏水中,6 000 r/min离心5 min,测定上清液的pH值。

1.4 动物试验

试验选用健康、体况、胎次、预产期接近的妊娠母猪40头,随机分2个处理组,对照组饲喂基础日粮,试验组饲喂基础日粮+10%的发酵饲料。试验从母猪分娩当日开始,直至仔猪21日龄断奶时结束。分娩5 d后自由采食,充分饮水。母猪基础日粮组成及营养水平见表2。

表2 母猪基础日粮组成及营养水平(风干基础)

选择健康、日龄和体重接近的21日龄断奶仔猪100头,随机分为2个处理组,对照组饲喂基础日粮,试验组饲喂基础日粮+10%的发酵饲料。

试验从35日龄开始到57日龄结束,试验期22 d。自由采食,充分饮水。仔猪基础日粮组成及营养水平见表3。

表3 仔猪基础日粮组成及营养水平(风干基础)

1.5 测定指标及相关方法

1.5.1母猪生产性能

试验期每天记录母猪采食量,计算采食量,记录试验期始末背膘,计算母猪失重。母猪断奶时记录窝均断奶数、窝均断奶重及仔猪成活率。

3) 在特征上，主权和契约权源的纵向竞合包含两种不同属性的协调权，两者产生的法律和理论的依据都有差别，故而会存在明显的顺位。这表明在特定的情况下，契约权源下的协调权应该让位并遵从于主权权源下的协调权，只是在何种情形或程度下才能体现并运用这一顺位，需要进一步探讨与分析。

1.5.2仔猪生长性能

试验期间每天观察仔猪的精神状态,每天记录采食量,试验期始末称重,计算采食量、平均日增重和料重比;每天记录腹泻和死亡情况,计算腹泻率和死淘率。

1.6 数据统计与分析

试验数据经Microsoft Excel 2013作初步处理,用SPSS 22.0软件进行统计分析,试验结果以“平均值±标准差”表示,P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 不同发酵参数对发酵饲料品质的影响

发酵前饲料产品品质见表4。

表4 发酵前饲料产品分析

由表5可知,不同接种量发酵后,饲料粗蛋白质含量无显著差异;7.5%接种量时,饲料细菌总数和乳酸菌数显著高于其他两组;5.0%接种量时,细菌总数和乳酸菌数高于低接种量组,而低于高接种量组;7.5%和5%接种量的酸溶蛋白含量显著高于2.5%接种量。

表5 不同接种量对发酵饲料品质的影响

由表6可知,不同发酵水分,饲料粗蛋白质含量无显著差异;发酵水分为40%时,乳酸菌数显著高于其他两组;40%和50%发酵水分的pH值显著低于30%发酵水分的pH值;酸溶蛋白含量,40%和50%发酵水分显著高于30%发酵水分。

表6 不同发酵水分对发酵饲料品质的影响

由表7可知,发酵温度对粗蛋白质含量无明显影响。发酵温度为35℃时,乳酸菌数量显著高于其他两组,发酵温度35℃时,乳酸菌数量显著高于发酵温度25℃;发酵温度35℃和30℃,pH值显著降低;酸溶蛋白含量,发酵温度35℃显著高于其他两组。

表7 不同温度对发酵饲料品质的影响

由表8可知,随着发酵时间的增加,粗蛋白质含量有略微增加。发酵3 d以上的乳酸菌数量和酸溶蛋白含量显著高于发酵1 d,pH值显著低于发酵1 d。

表8 不同发酵时间对发酵饲料品质的影响

2.2 发酵饲料对母仔猪生产性能的影响

由表9可知,发酵饲料可显著提高断奶窝重和断奶均重,提高仔猪增重和断奶成活率;此外,发酵饲料还显著提高母猪平均日采食量,降低母猪泌乳期掉膘情况。表明发酵饲料可以提高母猪泌乳量,提高母猪采食量,降低料重比。

表9 发酵饲料对母猪生产性能的影响

由表10可知,试验组仔猪的日采食量较对照组略有提高,但差异不显著(P>0.05),与对照组相比,发酵饲料组可显著提高日增重,降低饲料料重比(P<0.05)。同时,发酵饲料还能提高仔猪成活率,显著降低仔猪腹泻率(P<0.05)。

表10 发酵饲料对仔猪生长性能的影响

3 讨论

3.1 不同工艺条件对复合菌株发酵的影响

本试验通过优化接种量、发酵水分、发酵温度和发酵时间等对发酵工艺进行了优化和分析,建立了一套优化发酵工艺,发酵饲料中乳酸菌数量>109CFU/g。本研究将这3株益生菌用于高效呼吸袋发酵,通过优化发酵参数,研制了一种母仔猪功能性发酵饲料。本试验中,饲料经芽孢枯草杆菌(BS-PCA)、植物乳杆菌KA和植物乳杆菌KC组成的复合菌发酵后,粗蛋白质含量略有提高。任莉等[11]、马文强等[12]研究表明,豆粕经过发酵后粗蛋白质和粗脂肪含量都有上升的趋势,刘剑飞[13]报道,豆粕经复合菌发酵后,粗蛋白质含量达到53.5%。可能是因为微生物能将饲料原料中的非蛋白氮、培养基中的无机氮及抗营养因子等各种物质分解利用合成自身高质量的菌体蛋白[14];也可能是因为在发酵过程中微生物生长代谢消耗了部分有机物使粗蛋白质相对含量增加[15]。低温发酵(25℃)明显影响了微生物的繁殖,致使乳酸菌减少、pH较高和酸溶蛋白较低。30℃与35℃发酵相比较,乳酸菌都已达到较高的水平,但酸溶蛋白含量35℃发酵比30℃发酵更高。发酵时间对产品品质有显著的影响,在细菌总数、乳酸菌数、酸溶蛋白含量比较明显。综上所述,本试验以5.0%接种量、40%发酵水分、30～35℃发酵温度、发酵3 d较为合适。

3.2 发酵饲料对母仔猪生产性能的影响

研究表明,由乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌组成的发酵饲料中含有大量的乳酸菌,还有代谢产生的蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶,可以增加饲料的适口性,提高动物消化能力,有利于提高动物的生长性能[16-17]。多菌种复合发酵饲料,不仅能快速增菌和产酸,加快发酵进程,而且可以丰富饲料中的代谢产物,提高发酵品质,有望成为未来发酵饲料的发展趋势[18-19]。研究表明,生物发酵饲料能提高仔猪的采食量、生长性能和饲料利用率,降低腹泻率。胡新旭等[10]利用枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌和酿酒酵母发酵生产的生物饲料饲喂9.5 kg左右的仔猪,结果表明,与对照组相比,20%发酵饲料组仔猪日增重提高6.37%,料重比降低5.54%,腹泻率显著降低63.63%。蒋载阳、董佳琦、隋洁等[20-22]研究表明母猪饲料中添加发酵饲料可以显著提高仔猪断奶重和仔猪平均日增重。朱原、陈婷等[23-24]研究表明,复合益生菌发酵饲料能使肠道有益菌群数量增加、有害菌群数量下降,提高了肠道健康水平。本研究中,饲喂生物发酵饲料母猪采食量显著上升,仔猪断奶窝重和断奶均重显著提高;仔猪饲喂生物发酵饲料使仔猪的采食量有所上升,日增重显著提高,料重比与腹泻率显著降低,与上述研究结果一致。表明芽孢枯草杆菌(BS-PCA)、植物乳杆菌KA和植物乳杆菌KC组成的复合发酵饲料可以显著提高母猪和仔猪的生产性能。究其原因,饲料经生物发酵后理化性质发生了改变,小肽含量明显上升,可显著改善母仔猪对养分的消化率和饲料利用率,从而提高了其各项生长性能指标。

4 结论

利用芽孢枯草杆菌(BS-PCA)、植物乳杆菌KA和植物乳杆菌KC组成复合菌发酵生产生物饲料,乳酸菌数量显著上升,pH值显著下降,粗蛋白质含量略有提高,其营养价值明显提升。母仔猪饲料中添加10%的该发酵饲料可以显著提高母猪和仔猪的生产性能。