王正欣
(撫順市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及扶貧開發(fā)促進(jìn)中心遼寧撫順 113000)
飼料的質(zhì)量是決定著我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要因素之一,優(yōu)質(zhì)的飼料營(yíng)養(yǎng)和豐富的飼料資源可以大大提高畜牧業(yè)的發(fā)展速度。改革開放至今我國畜牧業(yè)飼料產(chǎn)量雖一直在提升,但是大多優(yōu)質(zhì)飼料依然采用糧食作為主要加工材料,加劇了糧食存量的緊張性。面對(duì)日益膨脹的糧食需求,在上世紀(jì)末已經(jīng)有人涉及到混合菌發(fā)酵秸稈而生產(chǎn)高蛋白的動(dòng)物飼料的研究,但由于技術(shù)不夠過硬,導(dǎo)致生產(chǎn)成本大、周期長(zhǎng)等無法大批量發(fā)酵的狀況。我國糧食作物秸稈利用率一直不夠理想,每年的浪費(fèi)量是巨大的,單說玉米秸稈,玉米秸稈中所含的大量纖維素是無法直接作為飼料被有機(jī)體食入的,因?yàn)槌煞种邪目墒秤脿I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)幾乎為0。它主要的利用方向在燃燒、造紙、農(nóng)具生產(chǎn)等方面。像玉米秸稈這樣的農(nóng)作物當(dāng)其燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的可吸入顆粒物,給現(xiàn)今本來就嚴(yán)峻的霧霾天氣雪上加霜,因此合理地利用好資源,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
在現(xiàn)實(shí)中農(nóng)業(yè)廢棄產(chǎn)物的利用率卻并不高,可以被利用的途徑也很受限制。但是真菌的有效發(fā)酵卻可以使這一切發(fā)生改變,它們可以將曾經(jīng)難以直接飼喂的農(nóng)作物經(jīng)過發(fā)酵變?yōu)橛懈叩鞍赘郀I(yíng)養(yǎng)的動(dòng)物飼料。黑曲霉和白地霉作為霉菌中常見的發(fā)酵菌種自身有著高蛋白的同時(shí),還可以有效地將飼料中的木質(zhì)素、纖維素轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育中所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),它們還可以參與到維生素和糖分的生成,可以在一起很好地將農(nóng)業(yè)殘?jiān)咝У霓D(zhuǎn)化為可以被家畜采食的、適口性好、高營(yíng)養(yǎng)的飼料。
人們對(duì)于霉菌發(fā)酵農(nóng)業(yè)廢棄產(chǎn)物為家畜飼料的研究開始的很早。在研究過程中,大家在不斷地篩選菌種,從霉菌、酵母菌品種的選擇到其接種量和接種方式的搭配和研究,其目的在于優(yōu)化發(fā)酵的條件,充分利用秸稈養(yǎng)畜,減少了人與家畜共食糧食的現(xiàn)象,最大化利用有限資源。當(dāng)今畜牧業(yè)發(fā)展的矛盾是日益膨脹的飼料需求和資源存量不足的矛盾。秸稈作為我國重要的農(nóng)業(yè)資源,每年產(chǎn)量巨大,占世界秸稈總產(chǎn)量的25%。焚燒秸稈是當(dāng)今農(nóng)村的主要利用渠道,但帶來的環(huán)境破壞是嚴(yán)重的,混菌發(fā)酵可以更好的利用秸稈,實(shí)現(xiàn)過腹還田的農(nóng)業(yè)發(fā)展愿景。
纖維素是玉米秸稈中的主要成分,也是一種可再生資源,據(jù)報(bào)道,世界上每年產(chǎn)生的纖維素多達(dá)1,000 多億t,纖維素的主要用途在造紙業(yè)和紡織業(yè),但它們僅占產(chǎn)生總量的73%,建國以來,纖維素的利用越來越寬泛,它們不僅作用在造紙和紡織業(yè)上,更通過生化的變身出現(xiàn)在藥品,工業(yè)制品的舞臺(tái)上。今天,隨著社會(huì)環(huán)境的不斷變化,資源的緊張,原來對(duì)于纖維素的利用是不夠的,作為可被大量利用的可再生資源,如何更好廣泛的利用是當(dāng)下的研究之重。
因?yàn)楣虘B(tài)發(fā)酵高蛋白飼料,所以有益菌會(huì)在體內(nèi)占很大比重,機(jī)體的免疫力就會(huì)隨之增加,另外高蛋白對(duì)于動(dòng)物來說本來就是一種很好的營(yíng)養(yǎng)劑,長(zhǎng)期食用會(huì)促進(jìn)骨骼的成長(zhǎng)和對(duì)鈣質(zhì)的吸收和利用,另一方面,有益菌促進(jìn)腸胃的蠕動(dòng),長(zhǎng)期食用必然增進(jìn)了胃腸道的消化,減少了胃脹氣、胃積食等胃腸道問題的出現(xiàn),同時(shí)胃腸道的健康蠕動(dòng)增進(jìn)了家畜的食欲,家畜吃得多了自然長(zhǎng)得更為健康,其相關(guān)畜牧產(chǎn)品也會(huì)更健康多產(chǎn)。
在有益菌發(fā)酵糧食產(chǎn)物之前,很多農(nóng)作物也會(huì)代替糧食被作為飼料,然而它們飼喂出的效果并不理想,因?yàn)樗鼈兒恐袪I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)很低,動(dòng)物適口性很差,采食自然就很少。然而經(jīng)過有益菌發(fā)酵后的產(chǎn)物不論是飼料中的含氮量,還是其他營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì),包括二氧化碳、維生素、糖類等,都會(huì)通過發(fā)酵產(chǎn)生,使家畜吃到的是更加營(yíng)養(yǎng)的動(dòng)物飼料,提高了它們的采食量。
有益菌發(fā)酵糧食產(chǎn)物不但會(huì)改變其蛋白質(zhì)的含量,在微生物發(fā)酵過程中伴隨著微生物的代謝反應(yīng),同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量其他物質(zhì),例如:維生素、糖分等,產(chǎn)生的這些營(yíng)養(yǎng)和能量一來改善了家畜食之的口感,使食物更酸軟方便進(jìn)食,二來產(chǎn)生的大量酸平衡了體內(nèi)的酸堿環(huán)境,提高了腸道蠕動(dòng)的活性。
作為并不能直接被飼喂的潛在的農(nóng)作物動(dòng)物飼料,如何將其變成受廣大家畜畜主歡迎的且對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)有益的高品質(zhì)飼料是我們需要研究的問題,黑曲霉和白地霉作為發(fā)酵過程中常見的霉菌,有著高菌體蛋白,強(qiáng)分解纖維素和木質(zhì)素的能力,且兩者取用簡(jiǎn)單,是常見的霉菌發(fā)酵菌種,是便捷研究黑曲霉和白地霉發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)之一。
黑曲霉是一種常見的發(fā)酵霉菌,被家畜采食后,會(huì)在胃腸道分泌多種消化酶,這些消化酶可以催化胃腸道內(nèi)的消化反應(yīng),消耗氧氣生產(chǎn)二氧化碳,改善胃腸道內(nèi)酸堿平衡,有效的防止家畜發(fā)生胃腸道脹氣,或者蠕動(dòng)不良,更促進(jìn)了機(jī)體對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用,國外權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)定,黑曲霉可作為一種食品添加劑助力畜體的消化與吸收。而白地霉是能高效分解纖維素和富含蛋白質(zhì)的霉菌。秸稈的主要成分中纖維素和木質(zhì)素總共占75%左右,通過黑曲霉和白地霉的發(fā)酵優(yōu)化,可以卓有成效的提高粗蛋白和維生素的含量,使動(dòng)物適口性有所提高,攝取的營(yíng)養(yǎng)更為全面和豐富,充分的利用了秸稈資源變廢為寶。
發(fā)酵培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境包括原材料是影響發(fā)酵過程的主要因素。同時(shí)發(fā)酵菌種的選擇,混菌的接種方式和搭配的時(shí)間,原料的不同狀態(tài)等都會(huì)影響黑曲霉和白地霉發(fā)酵條件的優(yōu)化,在同一環(huán)境下收獲的同一品種的玉米秸稈,如何對(duì)黑曲霉和白地霉的接種方式和接種量的多少進(jìn)行搭配,是秸稈生物轉(zhuǎn)化效率最重要的因素之一,黑曲霉和白地霉都是微生物發(fā)酵界的翹楚,黑曲霉和白地霉都是能夠高效分解纖維素而且富含蛋白質(zhì)的霉菌。發(fā)酵的過程伴隨著許多物質(zhì)的代謝,其中影響有很多,代謝過程釋放出的熱量、二氧化碳等時(shí)間稍長(zhǎng)都會(huì)改變整個(gè)發(fā)酵的效果。溫度、接種量、pH 和接種時(shí)間、接種物狀態(tài)、物料比等都有影響。當(dāng)然影響混菌發(fā)酵條件優(yōu)化的因素不止這些,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加,無機(jī)鹽的比例輕重等都有所影響。
人們對(duì)于混菌發(fā)酵優(yōu)化條件的研究是比較投入,也是比較重視的,整個(gè)發(fā)酵過程的成本還是比較大的,生產(chǎn)周期也很長(zhǎng),但是,不管怎樣,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢渣的可持續(xù)發(fā)展是勢(shì)在必行的。為了能更多更好地提高秸稈利用轉(zhuǎn)化率,優(yōu)化發(fā)酵條件在不斷地完善,做到更好的優(yōu)化處理。