王建林 廖漢江 胡駿鵬 李 彪 戴晉軍 陳中平
(安琪酵母股份有限公司動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)事業(yè)部,湖北宜昌443003)
酵母源生物飼料在畜禽養(yǎng)殖污染上的應(yīng)用
王建林廖漢江胡駿鵬李彪戴晉軍陳中平
(安琪酵母股份有限公司動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)事業(yè)部,湖北宜昌443003)
摘要:近年來,畜禽養(yǎng)殖污染破壞環(huán)境的問題越來越受關(guān)注,2014年,國(guó)家正式頒布實(shí)施《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》來解決畜禽養(yǎng)殖污染問題。與此同時(shí),酵母源生物飼料隨著行業(yè)的發(fā)展,被越來越廣泛地使用。本文綜述了酵母源生物飼料在畜禽養(yǎng)殖污染的應(yīng)用,為酵母源生物飼料控制畜禽養(yǎng)殖污染提供理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:畜禽養(yǎng)殖污染;微生物;酵母源生物飼料;污染解決途徑
2007年,畜禽養(yǎng)殖糞便產(chǎn)生量就已達(dá)到2.43億噸,尿液產(chǎn)生量達(dá)到1.63億噸[第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)(2010)],造成了巨大的環(huán)境壓力。畜禽養(yǎng)殖污染是導(dǎo)致水體氮、磷富營(yíng)養(yǎng)化的主因之一,其貢獻(xiàn)率大大超過城市生活污水[1]。同時(shí),由于現(xiàn)在集約化養(yǎng)殖的快速發(fā)展,在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中,廣泛使用獸用抗生素及重金屬元素來預(yù)防和治療疾病,及改善畜禽的生長(zhǎng)性能和繁殖性能[2],獸用抗生素及重金屬被過度濫用,又不能在動(dòng)物體內(nèi)被完全吸收代謝,使抗生素及重金屬隨著糞便、尿液排放到環(huán)境中,數(shù)據(jù)顯示全球70%抗生素使用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)[4],抗生素、重金屬的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。如何有效控制畜禽糞便中的復(fù)合污染,成為現(xiàn)今畜牧業(yè)迫切需要解決的重要問題。本文綜述酵母源生物飼料在畜禽養(yǎng)殖污染防治上的應(yīng)用如下。
畜禽在養(yǎng)殖過程中排出大量糞便,據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)萬頭規(guī)模的養(yǎng)豬場(chǎng)日排污水約26噸[4],糞便中含有大量的病原微生物,若不處理或處理不當(dāng)就排放到環(huán)境中,不僅會(huì)污染養(yǎng)殖環(huán)境,還會(huì)造成疾病的傳播。
活性干酵母是益生菌的一種,指經(jīng)壓榨干燥脫水后仍保持發(fā)酵能力、含酵母活菌數(shù)大于1.5×109CFU/g的酵母產(chǎn)品(AAFCO,Association of American Feed Control Officials,美國(guó)飼料控制委員會(huì),2002年)。作為一種天然添加劑,畜禽不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生耐受性。飼喂活性干酵母能降低糞便中的病原微生物數(shù)量,減少糞便中病原微生物對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境的污染[5],胡友軍等[6]也發(fā)現(xiàn),添加耐高溫活性酵母能顯著降低(<0.05)仔豬盲腸食糜中大腸埃希氏菌的數(shù)量?;钚越湍改苡绊懞竽c的微生物發(fā)酵,為動(dòng)物增加養(yǎng)分的供應(yīng)[7]。同時(shí)益生菌可以起到維持腸道微生態(tài)平衡、減少大腸桿菌數(shù)、促進(jìn)動(dòng)物健康的作用[8-9]?;钚愿山湍冈谛笄莸南纼?nèi)能促使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,從而可減少氨和胺的產(chǎn)生,并可以減少腸道內(nèi)容物、糞便的氨含量,降低糞便臭味,凈化畜禽舍環(huán)境。
酵母有效提高了有機(jī)物質(zhì)的消化吸收率,添加活性酵母可使蛋白質(zhì)的表觀消化率有所提高但差異不顯著,但有機(jī)物質(zhì)的表觀消化率極顯著地高于對(duì)照組(<0.01),這是由于大腸中食糜中主要成分是碳水化合物,碳水化合物經(jīng)酵母菌發(fā)酵能合成一部分氨基酸和維生素,供動(dòng)物吸收利用,因而有機(jī)物質(zhì)的表觀消化率顯著提高,酵母通過減少糞便中有機(jī)物質(zhì)的排放,達(dá)到減少畜禽養(yǎng)殖有機(jī)物質(zhì)排放的目的(表1)。這與王學(xué)東等[10]活性干酵母有效提升仔豬腸道消化率的結(jié)論一致。
抗生素在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中廣泛使用,用于提升動(dòng)物生長(zhǎng)性能,預(yù)防疾病,但濫用抗生素造成細(xì)菌耐藥性的問題也日益嚴(yán)峻,如何減少抗生素對(duì)畜禽養(yǎng)殖的污染,成為現(xiàn)今畜禽養(yǎng)殖業(yè)迫切需要解決的問題。
酵母細(xì)胞壁由純培養(yǎng)的酵母菌經(jīng)自溶和外源酶催化水解、分離、噴霧干燥而成。其主要功效成分為甘露聚糖和β-葡聚糖,甘露聚糖能黏附一型菌毛的革蘭氏陰性細(xì)菌,干擾其與上皮細(xì)胞表面的結(jié)合,阻止細(xì)菌在消化道表面的定植,維護(hù)消化道微生物區(qū)系的穩(wěn)定[11];甘露寡糖通過引發(fā)直接的抗體反應(yīng)來增強(qiáng)免疫力[12]。β-葡聚糖能激發(fā)非特異性和特異性的免疫反應(yīng),能激活T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞[13]。
王學(xué)東等[10]研究表明,仔豬飼喂酵母細(xì)胞壁后檢測(cè)免疫指標(biāo)如堿性磷酸酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶時(shí),仔豬的非特異性免疫水平提升;同時(shí)檢測(cè)豬藍(lán)耳病、偽狂犬病、豬瘟疫苗的抗體效價(jià),結(jié)果表明仔豬飼喂酵母細(xì)胞壁在一定程度上提升了抗體效價(jià)。黃鑫等[14]研究表明日糧中添加細(xì)胞壁飼喂肉雞,42日齡檢測(cè)發(fā)現(xiàn),酵母細(xì)胞壁能有效改善肉雞死淘率,酵母細(xì)胞壁組死淘率最低,尤其是后期的死淘率比對(duì)照組降低3個(gè)百分點(diǎn)。酵母細(xì)胞壁由于其高效、無耐藥性而用于減少抗生素使用量的研究,并隨著無抗的趨勢(shì),其應(yīng)用會(huì)越來越多。
畜禽養(yǎng)殖中利用硒元素改善繁殖性能、免疫調(diào)節(jié)、緩解動(dòng)物應(yīng)激[15]。硒對(duì)畜禽免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)的正常運(yùn)行發(fā)揮重要作用[16],當(dāng)機(jī)體缺硒時(shí),T細(xì)胞和B細(xì)胞的增殖、分化都會(huì)受到影響,相關(guān)抗體如IgM、IgG和IgA等的水平也會(huì)下降[17];同時(shí)硒還是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶的必需成分,在動(dòng)物體中可以清除機(jī)體的自由基,防止過量自由基對(duì)機(jī)體造成損傷[18]。
現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖中添加無機(jī)硒——亞硒酸鈉來達(dá)到上述目的,但硒元素與銅、鋅元素一樣在動(dòng)物體內(nèi)利用效率較低,添加量中真正參與機(jī)體代謝的較少,剩余部分以原形式及代謝產(chǎn)物的形式排出,導(dǎo)致了畜禽養(yǎng)殖的微量元素硒污染[19]。
酵母硒是一種高有機(jī)硒含量的產(chǎn)品,利用酵母對(duì)微量元素硒的富集作用,采用經(jīng)專門篩選的釀酒酵母菌株,經(jīng)液態(tài)發(fā)酵而獲得[20]。在滿足動(dòng)物對(duì)硒的生理需求后,還可以在動(dòng)物體內(nèi)儲(chǔ)存,減少硒元素向環(huán)境中的排放,從而達(dá)到保護(hù)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境的目的。Vinson的研究[21]表明,酵母硒其主要形式是蛋氨酸硒和胱氨酸硒,酵母硒不僅克服了亞硒酸鈉的弊端,具有較好的安全性,同時(shí)硒的生物利用率較高,在機(jī)體內(nèi)儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)。占秀安等[22]研究表明硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉均可使血清和組織中的硒含量增加(<0.01),但硒代蛋氨酸的這一作用較亞硒酸鈉明顯,酵母硒以硒代蛋氨酸為主要形式存在。這與Kuricova[23]研究結(jié)果一致,和無機(jī)硒相比,酵母硒能能使畜禽更有效地利用硒元素。
表2 攝入、排出(糞、尿)的硒總量及硒的表觀消化率、表觀代謝率
從表2[24]可以看出,同等程度下,在動(dòng)物生產(chǎn)中以富硒酵母代替亞硒酸鈉作為飼料中硒的來源,能夠降低硒的排泄量,提高硒的利用率,減少了硒對(duì)環(huán)境的污染。
當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖污染對(duì)環(huán)境的破壞能力尤為強(qiáng)大,如何有效減少養(yǎng)殖過程中糞便、重金屬、抗生素等的污染,是現(xiàn)今畜禽養(yǎng)殖業(yè)面臨的難題。酵母源生物飼料利用其微生物的相關(guān)特性,可有效治理相關(guān)污染,隨著畜禽養(yǎng)殖污染越來越被關(guān)注,酵母源生物飼料也會(huì)越來越受重視,其應(yīng)用前景也會(huì)更加廣闊。
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中圖分類號(hào):S816.6,S816.73
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1673-4645(2016)05-0076-03
收稿日期:2015-11-02