程 偉 王國強 常 娟 黨曉偉 尹清強*

利用微生物固態(tài)發(fā)酵技術，開發(fā)非常規(guī)飼料資源生產蛋白質飼料，可以實現資源的充分利用，緩解我國蛋白質飼料資源的緊張局面。研究表明，使用發(fā)酵蛋白質飼料替代豆粕可以明顯提高畜禽的生產性能，降低生產成本，提高經濟效益。劉春雪等［1］研究表明，隨著發(fā)酵豆粕在斷奶仔豬飼糧中用量的增加，斷奶仔豬的平均日增重提高，飼料轉化率也得到改善，經濟效益提高。Gebru等［2］用發(fā)酵豆粕飼喂仔豬能顯著提高仔豬的平均日增重和采食量。丁超等［3］采用發(fā)酵棉籽粕替代豆粕，可顯著提高生長豬的生產性能和飼料報酬。祁瑞雪等［4］研究報道，肉雞配合飼料中用6%發(fā)酵豆粕替代普通豆粕最為適宜，可顯著提高肉雞生長性能，極顯著降低料重比。吳俊鋒等［5］在海蘭褐蛋雞飼糧中添加發(fā)酵豆粕，發(fā)現產蛋率提高了4.73%，平均蛋重增加了0.68%。而微生物發(fā)酵蛋白質原料在生長豬應用的研究報道較少。本試驗旨在研究微生物發(fā)酵復合蛋白質原料對生長豬生長性能及飼糧中營養(yǎng)物質表觀消化率的影響，為微生物發(fā)酵復合蛋白質原料在生長豬飼糧中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 發(fā)酵蛋白質原料的制備

固態(tài)發(fā)酵復合蛋白質原料的主要成分為:棉粕 60%、血粉 12.5%、羽毛粉 12.5%、麩皮 10%、玉米5%，水40%(占總物料的量)，自然pH。121℃下高壓滅菌15 min，冷卻后按4%接入米曲霉(孢子濃度為1×109CFU/mL)，30℃靜止培養(yǎng)48 h，最后低溫烘干、粉碎。固態(tài)發(fā)酵豆粕的主要成分為:豆粕95%、麩皮3%、玉米2%，其余操作流程同發(fā)酵復合蛋白質原料。

1.2 試驗場地與材料

本試驗于2009年4—5月在河南省周口市沈丘縣富盈養(yǎng)豬場進行。試驗用發(fā)酵復合蛋白質原料和發(fā)酵豆粕由鄭州市佳禾生物技術有限公司提供。

1.3 試驗動物與分組

采用單因子試驗設計，選用健康、體重相近的三元雜交(杜×長×大)生長豬70頭，公母各占1/2，按性別和體重一致的原則隨機分為7組，即對照組、試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組、試驗Ⅲ組、試驗Ⅳ組、試驗Ⅴ組、試驗Ⅵ組，每組10個重復，每個重復1頭豬。試驗共分2個階段:第1階段22 d，第2階段31 d，共計 53 d。

1.4 試驗飼糧

對照組為玉米－豆粕型飼糧，試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組為發(fā)酵復合蛋白質原料，試驗Ⅳ組為復合蛋白質原料，試驗Ⅴ組為發(fā)酵復合蛋白質原料且能量與對照組平衡;試驗Ⅵ組為發(fā)酵豆粕。各試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 各試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

續(xù)表1

1.5 飼養(yǎng)管理

試驗豬飼養(yǎng)在封閉的豬舍內，水泥地面，通風良好。試驗期間每天上午和下午各加料1次，自由采食和飲水，按豬場常規(guī)程序進行消毒和免疫。每天觀察試驗豬的精神狀況、食欲狀況、糞便狀況，發(fā)現病豬及時隔離治療，并做好記錄工作。預試期3 d，期間對試驗豬進行打耳號。

1.6 試驗方法

分別于試驗開始、第1階段和第2階段結束時，早晨空腹稱每組每頭豬的體重，以組為單位記錄耗料量，計算平均日增重、平均日采食量、料重比，并進行經濟效益分析。各組盈利為收益與總支出之差，計算公式為:盈利=［(每頭總增重(kg)× 毛 豬 單 價 (元/kg)］/［每 頭 日 耗 料量(kg)×飼料單價(元/kg)］。

在正試期結束前，每組選5頭豬并收集沒有被尿污染的糞便，剔除毛屑雜物，于65～70℃鼓風烘干后回潮24 h，粉碎后制成風干樣品，用于營養(yǎng)物質表觀消化率的測定。同樣在正試期結束前，采集3頭豬剛排出的新鮮無污染的糞便，裝入50 mL的滅菌離心管中，立即送實驗室進行微生物檢測。

1.7 指標測定方法

1.7.1 營養(yǎng)物質表觀消化率的測定［6］

采用酸不溶灰分(AIA)法測定對應的粗蛋白質、粗脂肪、鈣和磷的表觀消化率:在500 mL三角瓶中稱取10 g干燥、磨碎的樣本。加入50 mL 4 mol/L HCl，在排煙柜內的電熱板上徐徐加熱30 min。用快速定量濾紙過濾，然后用熱蒸餾水(85～100℃)洗滌至無酸性(用藍色石蕊試紙)。然后將殘渣連同濾紙一起移入已恒重的坩堝內，烘干后于電爐上小心炭化至無煙，然后于馬福爐中(550℃)灼燒6 h，呈灰白色，灰化后，坩堝移入干燥器內冷卻，稱重。計算公式為:4 mol/L鹽酸不溶灰分(%)=［(坩堝重+灰分重－坩堝重)/樣本重］×100。采用GB/T 6432—1994法測定粗蛋白質的含量;采用GB/T 6433—2006法測定粗脂肪的含量;采用乙二胺四乙酸二鈉絡合滴定法測定鈣的含量;采用GB/T 6437—2002法測定磷的含量。飼糧營養(yǎng)物質表觀消化率(%)=100－［(飼糧中指示劑含量/糞中指示劑含量)×(糞中營養(yǎng)物質含量/飼糧中營養(yǎng)物質含量)×100］。

1.7.2 糞便微生物的測定

分別取0.1 mL糞樣稀釋液接種于厭氧滾管中乳酸桿菌瓊脂培養(yǎng)基(MRS，測定乳酸桿菌數量)和伊紅美藍培養(yǎng)基(測定大腸桿菌的數量)的平皿上，各稀釋度設3個重復，37℃培養(yǎng)48 h后進行菌落計數。用每克糞便所含的乳酸桿菌和大腸桿菌的數量(CFU/g)的對數值(lg)表示。

1.8 統計分析

利用SAS 6.12數據處理軟件對所有的試驗數據進行統計分析，差異顯著的用P＜0.05表示。

2 結果與分析

2.1 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬生長性能的影響

從表2可以看出，試驗Ⅰ組的平均日增重與試驗Ⅵ組差異不顯著(P＞0.05)，但顯著地高于其他各組(P＜0.05)，說明6%～7%的發(fā)酵復合蛋白質原料添加量與發(fā)酵豆粕使用效果相當，且高于對照組(P＜0.05)。試驗Ⅵ組的平均日增重與對照組差異不顯著(P＞0.05)，但顯著地高于其他各組(P＜0.05)。另外，試驗Ⅱ組的平均日增重顯著地高于試驗Ⅳ組(P＜0.05)，說明發(fā)酵復合蛋白質原料在促進豬生長方面要優(yōu)于未發(fā)酵復合蛋白質原料。當發(fā)酵復合蛋白質原料添加量高于12%～14%時，隨著添加量的增高，豬的平均日增重有下降趨勢(P＞0.05)。與試驗Ⅱ組對比，經過能量平衡后的發(fā)酵復合蛋白質原料(試驗Ⅴ組)沒有發(fā)現其有顯著的增重優(yōu)勢(P＞0.05)。

表2 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬生長性能的影響Table 2 Effects of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs on growth performance of pigs

2.2 各組之間的經濟效益比較

從表3可以看出，試驗Ⅰ組和試驗Ⅵ組每頭豬所獲得的毛利潤均比對照組高，分別提高了24.25%和38.19%。其他試驗組的毛利潤都低于對照組。結果表明，用復合發(fā)酵蛋白質原料和發(fā)酵豆粕分別替代豆粕的6%～7%和12%～14%均可以提高養(yǎng)殖場的生產效益，降低生產成本。

2.3 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬飼糧中營養(yǎng)物質表觀消化率的影響

表4的數據表明，以發(fā)酵豆粕組(試驗Ⅵ組)的粗蛋白質、粗脂肪和鈣的表觀消化率最高，除鈣的表觀消化率與發(fā)酵復合蛋白質原料組(試驗Ⅱ組)差異不顯著(P＞0.05)外，均顯著地高于其他組(P＜0.05)，而復合蛋白質原料組(試驗Ⅳ組)的各種營養(yǎng)物質表觀消化率最低，均顯著地低于其他組(P＜0.05)。當發(fā)酵復合蛋白質原料的添加量超過6%～7%時，粗蛋白質表觀消化率顯著下降(P＜0.05)，即便對能量進行平衡也不能改變粗蛋白質表觀消化率的顯著下降(P＜0.05)。

2.4 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬糞便中微生物的影響

從表5可以看出，試驗Ⅵ組豬糞便中大腸桿菌的數量顯著地低于其他各組(P＜0.05)。試驗Ⅲ組、試驗Ⅳ組和對照組糞便中大腸桿菌的數量顯著地低于試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ組(P＜0.05)。豬糞便中乳酸桿菌的數量試驗Ⅲ組、試驗Ⅳ組和對照組之間及試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ組之間均差異不顯著(P＞0.05)，但前 3 組顯著低于后 4 組(P＜0.05)。

表3 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕的經濟效益分析Table 3 Economic benefit analysis of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs

表4 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬營養(yǎng)物質表觀消化率的影響Table 4 Effects of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs on apparent digestibility of nutrients in pigs %

表5 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬糞便中微生物的影響Table 5 Effects of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs onfecal bacterial of pigs lg(CFU/g)

3 討論

3.1 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬生長性能和營養(yǎng)物質表觀消化率的影響

發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬生產性能影響的研究表明，使用復合發(fā)酵蛋白質原料替代豆粕，可以明顯提高豬的生長性能。這可能是因為，發(fā)酵復合蛋白質原料中的血粉、羽毛粉、棉粕等原料經過微生物發(fā)酵營養(yǎng)更加全面，抗營養(yǎng)因子明顯降低，大大提高了適口性和消化率。大量的研究結果表明，使用發(fā)酵蛋白質原料替代豆粕可以明顯提高畜禽的生產性能。張維德等［7］用S9606菌發(fā)酵的棉籽粕代替部分豆餅飼喂蛋雞發(fā)現，飼糧中添加6.5%～10.0%的發(fā)酵棉籽粕，雞的產蛋率提高了 0.03% ～4.03%，蛋的破損率從0.61%降至0.16%，蛋雞的產蛋性能有提高的趨勢。楊遠新等［8］的研究表明，使用發(fā)酵血粉替代部分豆粕可以顯著提高豬的生長性能。本試驗結果表明，隨著發(fā)酵復合蛋白質原料添加量的增加，豬生長性能逐漸降低，可能是由于利用米曲霉固態(tài)發(fā)酵棉粕、血粉、羽毛粉并不能完全降解原料中的抗營養(yǎng)因子和大分子蛋白質，影響了豬飼糧中營養(yǎng)物質的消化和吸收，從而影響豬的生長性能。

本試驗還發(fā)現，復合蛋白質原料組與對照組和發(fā)酵復合蛋白質原料組相比，明顯降低了豬的生長性能。這可能與棉粕中抗營養(yǎng)因子、粗纖維和非淀粉多糖(NSP)含量高，營養(yǎng)物質利用率低有關。研究發(fā)現，豬長期飼喂未經脫毒的棉籽粕，易導致棉酚慢性蓄積性中毒，生長性能下降。鄒余德等［9］給中豬和育肥豬分別飼喂18%的棉籽餅和22%的棉籽粕(棉酚含量分別為0.306 7%和0.424 3%)1個月，豬生長緩慢，陸續(xù)死亡。另外，棉籽粕中的纖維素、果膠和阿拉伯木聚糖等可影響豬對飼料的消化和營養(yǎng)物質的吸收［10］，從而引起淀粉、蛋白質、脂肪等營養(yǎng)物質的消化率下降［11］，最終影響畜禽的生產性能。

本試驗表明，用發(fā)酵豆粕替代豆粕可以顯著提高豬的生長性能。這主要是由于豆粕經發(fā)酵后，微生物把豆粕中的抗營養(yǎng)因子有效去除，并對蛋白質進行一定程度的降解，形成一種含有降解多肽、小肽、氨基酸等的優(yōu)質蛋白質原料，吸收速度快，利用率高，可加速蛋白質的沉積，促進動物生長。章世元等［12］的研究表明，在仔豬飼糧中添加35%的發(fā)酵豆粕可以顯著提高粗蛋白質和粗脂肪的消化率?？孪檐姷龋?］在肉雞飼糧中添加10%的發(fā)酵豆粕發(fā)現，粗蛋白質和鈣的消化率分別提高了12.20%和10.12%。另外，發(fā)酵豆粕中還存在大量的淀粉酶和蛋白酶等，有利于淀粉、蛋白質等的消化和吸收，達到促進動物生長目的，這與王恬等［13］、潘木水等［14］、章世元等［15］的研究結果相一致。

在畜禽的飼糧中適量添加發(fā)酵蛋白質原料可以明顯降低生產成本，提高經濟效益。何濤［16］在肉雞的飼糧中添加20%的發(fā)酵棉粕后，與對照組相比，每kg增重成本降低0.3元。張維德等［7］的研究表明，在蛋雞的飼糧中添加7.66%的發(fā)酵脫毒棉粕，使每kg蛋的生產成本降低0.173 2元。李紹章等［17］用8%的發(fā)酵豆粕替代部分魚粉和乳清粉后，每頭豬收入可平均增加3.39元。鄭云峰等［18］飼養(yǎng)試驗表明，在斷奶仔豬飼糧中添加8%發(fā)酵豆粕，在30 d的試驗期間，每頭豬多增加收入2.02元。本試驗適量利用發(fā)酵復合蛋白質原料來替代豆粕可以取得比較滿意的經濟效益，但大劑量地使用發(fā)酵復合蛋白質原料將會提高生產成本。

3.2 發(fā)酵復合蛋白質原料替代豆粕對豬糞便中微生物的影響

動物消化道內存在大量有益和有害微生物，并且在正常情況下，有益菌和有害菌之間相互作用，與動物存在著共生關系，這表現消化道內微生物參與機體營養(yǎng)物質轉化和合成代謝，影響營養(yǎng)物質的消化吸收，同時飼糧成分和營養(yǎng)濃度的變化對腸道微生物菌群的數量又具有顯著的影響［19］。在一些特殊條件下，如應激、疾病、感染等，這種動態(tài)平衡可能被打破，使有害菌大量繁殖，導致機體發(fā)病。可見腸道微生態(tài)區(qū)系的穩(wěn)定對機體抵御致病微生物的侵襲、預防疾病有著重要的作用［20－21］。

本試驗結果表明，在豬飼糧中添加7%的發(fā)酵復合蛋白質原料和14%的發(fā)酵豆粕均可以顯著抑制大腸桿菌并提高乳酸桿菌的數量;而復合蛋白質原料組大腸桿菌的數量顯著高于添加發(fā)酵復合蛋白質原料的試驗Ⅰ、Ⅱ組，乳酸桿菌的數量顯著低于發(fā)酵復合蛋白質原料組。分析其原因可能是由于米曲霉在發(fā)酵復合蛋白質原料的過程中，分泌的酶和益生類物質抑制了有害菌生長，利于機體對營養(yǎng)物質的吸收利用。隨著發(fā)酵復合蛋白質原料添加量的增加，大腸桿菌的數量有增加的趨勢，而乳酸桿菌的數量有減少的趨勢。這可能與棉酚、抗營養(yǎng)因子和大分子蛋白質的增加有關。

4 結論

在生長豬的飼糧中，適量利用發(fā)酵復合蛋白質原料和發(fā)酵豆粕來替代豆粕可以顯著提高豬的生長性能和營養(yǎng)物質表觀消化率，并降低生產成本，提高經濟效益。但是，過量地使用發(fā)酵復合蛋白質原料來替代豆粕將會在一定程度上影響動物生產性能的發(fā)揮。

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