微生物發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料對生長豬生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

程 偉 王國強(qiáng) 常 娟 黨曉偉 尹清強(qiáng)*

利用微生物固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，開發(fā)非常規(guī)飼料資源生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料，可以實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，緩解我國蛋白質(zhì)飼料資源的緊張局面。研究表明，使用發(fā)酵蛋白質(zhì)飼料替代豆粕可以明顯提高畜禽的生產(chǎn)性能，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)化率也得到改善，經(jīng)濟(jì)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(chǎn)性能和飼料報(bào)酬。祁瑞雪等［4］研究報(bào)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(xiàn)產(chǎn)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(zhì)原料在生長豬應(yīng)用的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)旨在研究微生物發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料對生長豬生長性能及飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響，為微生物發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料在生長豬飼糧中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 發(fā)酵蛋白質(zhì)原料的制備

固態(tài)發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)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(fù)合蛋白質(zhì)原料。

1.2 試驗(yàn)場地與材料

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

1.3 試驗(yàn)動物與分組

采用單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，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(jī)分為7組，即對照組、試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅱ組、試驗(yàn)Ⅲ組、試驗(yàn)Ⅳ組、試驗(yàn)Ⅴ組、試驗(yàn)Ⅵ組，每組10個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬。試驗(yàn)共分2個(gè)階段:第1階段22 d，第2階段31 d，共計(jì) 53 d。

1.4 試驗(yàn)飼糧

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

表1 各試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))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(yàn)豬飼養(yǎng)在封閉的豬舍內(nèi)，水泥地面，通風(fēng)良好。試驗(yàn)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(jìn)行消毒和免疫。每天觀察試驗(yàn)豬的精神狀況、食欲狀況、糞便狀況，發(fā)現(xiàn)病豬及時(shí)隔離治療，并做好記錄工作。預(yù)試期3 d，期間對試驗(yàn)豬進(jìn)行打耳號。

1.6 試驗(yàn)方法

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

在正試期結(jié)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(fēng)烘干后回潮24 h，粉碎后制成風(fēng)干樣品，用于營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的測定。同樣在正試期結(jié)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物檢測。

1.7 指標(biāo)測定方法

1.7.1 營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的測定［6］

采用酸不溶灰分(AIA)法測定對應(yīng)的粗蛋白質(zhì)、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(nèi)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(lán)色石蕊試紙)。然后將殘?jiān)B同濾紙一起移入已恒重的坩堝內(nèi)，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(nèi)冷卻，稱重。計(jì)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(zhì)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(luò)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(zhì)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(zhì)含量/飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)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(shù)量)和伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基(測定大腸桿菌的數(shù)量)的平皿上，各稀釋度設(shè)3個(gè)重復(fù)，37℃培養(yǎng)48 h后進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。用每克糞便所含的乳酸桿菌和大腸桿菌的數(shù)量(CFU/g)的對數(shù)值(lg)表示。

1.8 統(tǒng)計(jì)分析

利用SAS 6.12數(shù)據(jù)處理軟件對所有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著的用P＜0.05表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料替代豆粕對豬生長性能的影響

從表2可以看出，試驗(yàn)Ⅰ組的平均日增重與試驗(yàn)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(fù)合蛋白質(zhì)原料添加量與發(fā)酵豆粕使用效果相當(dāng)，且高于對照組(P＜0.05)。試驗(yàn)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(yàn)Ⅱ組的平均日增重顯著地高于試驗(yàn)Ⅳ組(P＜0.05)，說明發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料在促進(jìn)豬生長方面要優(yōu)于未發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料。當(dāng)發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料添加量高于12%～14%時(shí)，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(yàn)Ⅱ組對比，經(jīng)過能量平衡后的發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料(試驗(yàn)Ⅴ組)沒有發(fā)現(xiàn)其有顯著的增重優(yōu)勢(P＞0.05)。

表2 發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)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(jīng)濟(jì)效益比較

從表3可以看出，試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)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(yàn)組的毛利潤都低于對照組。結(jié)果表明，用復(fù)合發(fā)酵蛋白質(zhì)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(chǎn)效益，降低生產(chǎn)成本。

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

表4的數(shù)據(jù)表明，以發(fā)酵豆粕組(試驗(yàn)Ⅵ組)的粗蛋白質(zhì)、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(fù)合蛋白質(zhì)原料組(試驗(yàn)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(fù)合蛋白質(zhì)原料組(試驗(yàn)Ⅳ組)的各種營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率最低，均顯著地低于其他組(P＜0.05)。當(dāng)發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料的添加量超過6%～7%時(shí)，粗蛋白質(zhì)表觀消化率顯著下降(P＜0.05)，即便對能量進(jìn)行平衡也不能改變粗蛋白質(zhì)表觀消化率的顯著下降(P＜0.05)。

2.4 發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)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(yàn)Ⅵ組豬糞便中大腸桿菌的數(shù)量顯著地低于其他各組(P＜0.05)。試驗(yàn)Ⅲ組、試驗(yàn)Ⅳ組和對照組糞便中大腸桿菌的數(shù)量顯著地低于試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ組(P＜0.05)。豬糞便中乳酸桿菌的數(shù)量試驗(yàn)Ⅲ組、試驗(yàn)Ⅳ組和對照組之間及試驗(yàn)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(fù)合蛋白質(zhì)原料替代豆粕的經(jīng)濟(jì)效益分析Table 3 Economic benefit analysis of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs

表4 發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料替代豆粕對豬營養(yǎng)物質(zhì)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(fù)合蛋白質(zhì)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(fù)合蛋白質(zhì)原料替代豆粕對豬生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料替代豆粕對豬生產(chǎn)性能影響的研究表明，使用復(fù)合發(fā)酵蛋白質(zhì)原料替代豆粕，可以明顯提高豬的生長性能。這可能是因?yàn)?，發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料中的血粉、羽毛粉、棉粕等原料經(jīng)過微生物發(fā)酵營養(yǎng)更加全面，抗?fàn)I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(jié)果表明，使用發(fā)酵蛋白質(zhì)原料替代豆粕可以明顯提高畜禽的生產(chǎn)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(xiàn)，飼糧中添加6.5%～10.0%的發(fā)酵棉籽粕，雞的產(chǎn)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(chǎn)蛋性能有提高的趨勢。楊遠(yuǎn)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(yàn)結(jié)果表明，隨著發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)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?fàn)I養(yǎng)因子和大分子蛋白質(zhì)，影響了豬飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，從而影響豬的生長性能。

本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，復(fù)合蛋白質(zhì)原料組與對照組和發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料組相比，明顯降低了豬的生長性能。這可能與棉粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子、粗纖維和非淀粉多糖(NSP)含量高，營養(yǎng)物質(zhì)利用率低有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，豬長期飼喂未經(jīng)脫毒的棉籽粕，易導(dǎo)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(gè)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(zhì)的吸收［10］，從而引起淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)的消化率下降［11］，最終影響畜禽的生產(chǎn)性能。

本試驗(yàn)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(jīng)發(fā)酵后，微生物把豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子有效去除，并對蛋白質(zhì)進(jìn)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(zhì)蛋白質(zhì)原料，吸收速度快，利用率高，可加速蛋白質(zhì)的沉積，促進(jìn)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(zhì)和粗脂肪的消化率。柯祥軍等［6］在肉雞飼糧中添加10%的發(fā)酵豆粕發(fā)現(xiàn)，粗蛋白質(zhì)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(zhì)等的消化和吸收，達(dá)到促進(jìn)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(jié)果相一致。

在畜禽的飼糧中適量添加發(fā)酵蛋白質(zhì)原料可以明顯降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)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(chǎn)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(yàn)表明，在斷奶仔豬飼糧中添加8%發(fā)酵豆粕，在30 d的試驗(yàn)期間，每頭豬多增加收入2.02元。本試驗(yàn)適量利用發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料來替代豆粕可以取得比較滿意的經(jīng)濟(jì)效益，但大劑量地使用發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料將會提高生產(chǎn)成本。

3.2 發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料替代豆粕對豬糞便中微生物的影響

動物消化道內(nèi)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(guān)系，這表現(xiàn)消化道內(nèi)微生物參與機(jī)體營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和合成代謝，影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，同時(shí)飼糧成分和營養(yǎng)濃度的變化對腸道微生物菌群的數(shù)量又具有顯著的影響［19］。在一些特殊條件下，如應(yīng)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(dǎo)致機(jī)體發(fā)病。可見腸道微生態(tài)區(qū)系的穩(wěn)定對機(jī)體抵御致病微生物的侵襲、預(yù)防疾病有著重要的作用［20－21］。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在豬飼糧中添加7%的發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)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(shù)量;而復(fù)合蛋白質(zhì)原料組大腸桿菌的數(shù)量顯著高于添加發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料的試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ組，乳酸桿菌的數(shù)量顯著低于發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料組。分析其原因可能是由于米曲霉在發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料的過程中，分泌的酶和益生類物質(zhì)抑制了有害菌生長，利于機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。隨著發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料添加量的增加，大腸桿菌的數(shù)量有增加的趨勢，而乳酸桿菌的數(shù)量有減少的趨勢。這可能與棉酚、抗?fàn)I養(yǎng)因子和大分子蛋白質(zhì)的增加有關(guān)。

4 結(jié)論

在生長豬的飼糧中，適量利用發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)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(zhì)表觀消化率，并降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。但是，過量地使用發(fā)酵復(fù)合蛋白質(zhì)原料來替代豆粕將會在一定程度上影響動物生產(chǎn)性能的發(fā)揮。

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