楊志強,梁 萌,戰(zhàn)余銘,常維山,郭玉秋,宮玲玲,劉繼明
(1.山東省飼料獸藥質(zhì)量檢測中心/山東省畜產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測與風(fēng)險評估重點實驗室,濟南 250100;2.山東畜牧獸醫(yī)學(xué)會動物微生態(tài)學(xué)專業(yè)委員會,山東 泰安 271000)
自2020年7月1日我國全面“飼料禁抗”政策正式落實執(zhí)行以來,微生態(tài)制劑的替抗優(yōu)勢日趨明顯,得到了飼料生產(chǎn)企業(yè)和養(yǎng)殖企業(yè)的認(rèn)可。同時,當(dāng)前我國蛋白質(zhì)飼料原料緊缺,亟需開辟非常規(guī)飼料原料來源,非常規(guī)飼料原料需要微生物改變其營養(yǎng)成分變異大、養(yǎng)分消化率低、含有抗?fàn)I養(yǎng)因子等諸多局限性。在此背景下,發(fā)展微生物飼料,是生產(chǎn)健康綠色飼料的必由之路。
山東省作為畜禽養(yǎng)殖大省,微生態(tài)飼料生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展迅速,現(xiàn)就山東省微生物飼料生產(chǎn)企業(yè)概況、代表性生產(chǎn)企業(yè)、常用發(fā)酵菌株、產(chǎn)品功效以及未來展望進行綜述。
山東省是名副其實的養(yǎng)殖與飼料生產(chǎn)大省。據(jù)不完全統(tǒng)計,2020 年山東飼料產(chǎn)量達4 335.8 萬t,占全國飼料總產(chǎn)量的17.2%,穩(wěn)居全國第一。其中,配合飼料4 052.4 萬t,同比增長12.8%;濃縮料191.5萬t,同比增長80.8%;添加劑預(yù)混合飼料91.3 萬t,同比增長16%。2020 年山東省飼料總產(chǎn)值為1 560.5 億元,占全國飼料總產(chǎn)值的16.49%。其中飼料產(chǎn)品產(chǎn)值為1 369 億元,占山東省飼料總產(chǎn)值的87.73%;飼料添加劑產(chǎn)值為186.2億元,占山東省飼料總產(chǎn)值的11.93%。
近年來,山東省飼料行業(yè)的微生物飼料(包括微生物類飼料添加劑和發(fā)酵飼料)也得到快速發(fā)展。根據(jù)2021年第3季度的統(tǒng)計數(shù)據(jù),山東省內(nèi)已取得微生物類飼料生產(chǎn)許可的企業(yè)131家,其中取得微生物類飼料添加劑生產(chǎn)許可的企業(yè)32家,取得微生物類混合型飼料添加劑生產(chǎn)許可的企業(yè)83家(見圖1)。山東省的微生物生產(chǎn)企業(yè)大多集中在濰坊、青島、濟南、泰安等地。由于飼料禁抗政策推行,混合型飼料添加劑生產(chǎn)企業(yè)近年來發(fā)展迅速,在大型飼料微生物生產(chǎn)企業(yè)的帶動下,在菌酶協(xié)同理論的實踐中,山東省微生物飼料行業(yè)得到快速發(fā)展。
圖1 山東省動物微生物飼料生產(chǎn)企業(yè)區(qū)域分布情況
青島蔚藍生物股份有限公司為滬市主板上市公司(2019 年),公司主營業(yè)務(wù)為酶制劑、微生態(tài)制劑、動物保健品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,先后被評為高新技術(shù)企業(yè)、全國酶制劑行業(yè)十強企業(yè)、山東省引才工作重點支持企業(yè),擁有“國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心”“國家動物用保健品工程技術(shù)研究中心”“生物催化技術(shù)國際聯(lián)合研究中心”“國家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)”“生物催化技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室”“中國輕工業(yè)工業(yè)酶菌種選育重點實驗室”“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部動物保健品工程技術(shù)重點實驗室”及院士專家工作站和博士后科研工作站。2021年前3季度營業(yè)總收入8.33 億元,凈利潤1.06 億。該公司目前是山東省境內(nèi)原料級微生態(tài)飼料添加劑的代表性企業(yè)。
山東寶來利來生物工程股份有限公司為新三板上市公司(2017 年上市),專注于動物微生態(tài)制劑的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,擁有飼用微生態(tài)、家禽微生態(tài)、豬微生態(tài)、水產(chǎn)微生態(tài)、反芻微生態(tài)、特養(yǎng)微生態(tài)、寵物微生態(tài)、農(nóng)業(yè)微生態(tài)、環(huán)保微生態(tài)等多個事業(yè)部,是中國營養(yǎng)微生態(tài)、免疫微生態(tài)、抗感染微生態(tài)、環(huán)境微生態(tài)領(lǐng)域的著名企業(yè)。2021年前3季度營業(yè)總收入1.61億元,凈利潤0.205 6 億元。該公司目前是山東省混合型微生態(tài)飼料添加劑生產(chǎn)和銷售的代表性企業(yè)。
山東隆科特酶制劑有限公司是中國輕工業(yè)發(fā)酵行業(yè)十強企業(yè)、中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會副理事長單位、中國酶制劑分會副理事長單位、國家高新技術(shù)企業(yè),并設(shè)有北京研發(fā)中心、天津研發(fā)中心、濟南研發(fā)中心、湖南長沙研發(fā)中心。該公司年產(chǎn)酶制劑系列產(chǎn)品5萬t,先后參與制定4項酶制劑國家標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品主要有葡萄糖淀粉酶、中溫α-淀粉酶、耐高溫α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶、果膠酶、高活性纖維素酶、普魯蘭酶、真菌酸性蛋白酶、酸性木聚糖酶、中性木聚糖酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶等多個品種。該公司目前是山東省微生物酶制劑飼料添加劑的代表性企業(yè)。
山東省明發(fā)同茂飼料有限公司是一家致力于生態(tài)養(yǎng)殖模式和飼料新綠原料的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的綜合性飼料企業(yè),擁有先進的生產(chǎn)設(shè)備及化驗檢測手段,公司生產(chǎn)的“明發(fā)同茂系列”產(chǎn)品被評為“山東農(nóng)業(yè)技術(shù)協(xié)會重點推廣技術(shù)產(chǎn)品”,其中研制的“發(fā)酵飼料”系列產(chǎn)品已獲國家專利。該公司目前是山東省發(fā)酵配合飼料生產(chǎn)的代表性企業(yè)。
山東泰山生力源集團股份有限公司(原泰安生力源生物工程有限公司)是泰山酒業(yè)集團投資建立的股份制企業(yè)集團,控股和參股子公司6個,其中兩個公司為國家高新技術(shù)企業(yè),總公司位于泰安市高新區(qū)。公司主營業(yè)務(wù)是生物發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn),技術(shù)中心保藏益生菌400余株,建有國內(nèi)首套圓盤式固態(tài)好氧與厭氧發(fā)酵大型智能化生產(chǎn)裝置,以及配套的液體發(fā)酵、固態(tài)種曲和兩級干燥生產(chǎn)線,公司設(shè)備先進、自動化程度高。公司生產(chǎn)釀酒酵母培養(yǎng)物、深度酶解大豆肽、發(fā)酵植物蛋白飼料、益生菌添加劑等多個有影響力的產(chǎn)品,是國內(nèi)最大的生物飼料企業(yè)之一,年產(chǎn)能力達20萬t。該公司目前是山東省單一發(fā)酵飼料原料生產(chǎn)的代表企業(yè)。
枯草芽孢桿菌是山東省發(fā)酵型微生物飼料添加劑公司的主營產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝成熟,產(chǎn)品耐儲藏,幾乎所有具有發(fā)酵型微生物飼料添加劑生產(chǎn)資質(zhì)的公司都生產(chǎn)該菌,產(chǎn)品大多數(shù)供應(yīng)混合型微生物飼料添加劑公司作為生產(chǎn)原料或直接被配合型飼料公司作為原料使用。產(chǎn)品多數(shù)為固態(tài),有效活菌含量大多在200億~2 000億cfu·g-1。
地衣芽孢桿菌也是山東省大多數(shù)發(fā)酵型微生物飼料添加劑公司的主營產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝成熟,產(chǎn)品耐儲藏,產(chǎn)品大多數(shù)供應(yīng)混合型微生物飼料添加劑公司作為生產(chǎn)原料或直接被配合型飼料公司作為原料使用。產(chǎn)品多數(shù)為固態(tài),有效活菌含量在200億~2 000億cfu·g-1。
植物乳桿菌是山東省少數(shù)能夠生產(chǎn)乳酸桿菌的發(fā)酵型微生物飼料添加劑公司的主打產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝相對成熟,產(chǎn)品大多數(shù)供應(yīng)混合型微生物飼料添加劑公司作為生產(chǎn)原料或直接出售給養(yǎng)殖戶使用。產(chǎn)品可為固態(tài)或液態(tài),保質(zhì)期較短,有效活菌含量在50億~200億cfu·g-1。
糞腸球菌也是山東省少數(shù)能夠生產(chǎn)乳酸桿菌的發(fā)酵型微生物飼料添加劑公司的主打產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝相對成熟,產(chǎn)品大多數(shù)供應(yīng)混合型微生物飼料添加劑公司作為生產(chǎn)原料或直接出售使用。產(chǎn)品可為固態(tài)或液態(tài),保存時間相對較長,有效活菌含量在50億~200億cfu·g-1。
凝結(jié)芽孢桿菌與丁酸梭菌這兩種益生菌生產(chǎn)工藝尚不夠成熟,生產(chǎn)效率較低,只有少數(shù)發(fā)酵型微生物飼料添加劑公司生產(chǎn)。產(chǎn)品多為固態(tài),保存時間較長,有效活菌含量在10億~50億cfu·g-1。
復(fù)合型微生態(tài)制劑由多種益生菌復(fù)配而成,多數(shù)是利用芽孢桿菌、乳酸桿菌、酵母菌混合而成,各菌種比例隨不同公司生產(chǎn)的產(chǎn)品而異(見企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺https://www.qybz.org.cn/)。
目前山東省生產(chǎn)微生物酶制劑的企業(yè)較少,產(chǎn)品多利用芽孢桿菌和曲霉菌生產(chǎn)。盡管產(chǎn)品可以標(biāo)識蛋白酶或纖維素酶,但是許多產(chǎn)品具備多種酶活性,目前產(chǎn)銷量比較大的產(chǎn)品種類包括蛋白酶、纖維素酶及淀粉酶等,個別企業(yè)還生產(chǎn)葡萄糖氧化酶等。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn)使用的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌多數(shù)菌株能夠分泌胞外酶,可幫助消化,提高飼料利用率和畜禽生產(chǎn)性能[1],也可分泌一些細菌素,抑制病原菌生長,可用于預(yù)防腸道疾病[2],同時可除臭,增加土壤肥力,已被廣泛應(yīng)用到全價配合飼料的生產(chǎn)、養(yǎng)殖水域的凈化和有機肥生產(chǎn)。將其與疫苗配合使用,還有一定的免疫增強作用[3]。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn)使用的乳酸菌多數(shù)可分泌乳酸,飼用后可降低畜禽腸道pH 值,同時可分泌乳酸菌素,抑制病原菌的生長,因此乳酸菌已被廣泛用于防治畜禽腹瀉,近年來獲得生產(chǎn)許可的丁酸芽孢桿菌在防治畜禽腹瀉上具有更大的潛力[4]。同時在青貯過程中使用乳酸菌作為發(fā)酵菌劑可加快青貯物的腐熟[5]。
酵母菌除可提供菌體蛋白外,還可合成B族維生素,可彌補飼料中維生素的不足,目前已應(yīng)用于反芻動物。酵母細胞壁具有吸附霉菌毒素的功能,其中甘露聚糖已被廣泛用作水溶性脫霉劑。另外,在釀酒酵母的生產(chǎn)過程中還可釋放出酒香味,提高飼料適口性。
飼料工業(yè)用酶主要來自于微生物蛋白酶,根據(jù)其最適pH 值可分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶及堿性蛋白酶,不同蛋白酶可分別在動物的胃、嗉囊及小腸等部位發(fā)揮作用,能夠有效提高飼料蛋白消化吸收利用率,提升飼料營養(yǎng)功效。
小麥酶通常是利用纖維素酶、木聚糖酶和淀粉酶復(fù)配而成,用于降解小麥中富含的非淀粉多糖,提高飼料利用率。
豆粕經(jīng)微生物發(fā)酵及酶解后,其大分子蛋白及抗原蛋白等成分可水解為小分子多肽,并產(chǎn)生有機酸等有益代謝產(chǎn)物,有利于動物尤其是幼齡動物對營養(yǎng)成分的消化吸收。同時,小肽還有增強免疫力的作用。
以糧油及農(nóng)副產(chǎn)品為原料采用釀酒酵母或者以酵母為主的混合菌發(fā)酵方式生產(chǎn)的飼料原料,多數(shù)采用菌酶協(xié)同發(fā)酵方式生產(chǎn),可提高原料轉(zhuǎn)化效率并產(chǎn)生一定數(shù)量的有機酸、小分子多肽等有益代謝產(chǎn)物,是飼料資源開發(fā)的一種重要途徑。
目前大多數(shù)生物飼料產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這給政府監(jiān)管帶來一定難度,需加快出臺相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。山東省飼料行業(yè)協(xié)會已立項制定《發(fā)酵飼料原料》系列團體標(biāo)準(zhǔn),并已經(jīng)發(fā)布了多項由山東省畜產(chǎn)品質(zhì)量安全中心和泰山生力源等多家企業(yè)聯(lián)合制定的《好氧發(fā)酵技術(shù)規(guī)范》《厭氧發(fā)酵技術(shù)規(guī)范》等團體標(biāo)準(zhǔn),并作為山東省畜牧業(yè)主推技術(shù)進行推廣。
目前,專業(yè)研究生物飼料的部門和技術(shù)力量仍顯不足,固態(tài)發(fā)酵尤其是非常規(guī)原料的固態(tài)發(fā)酵工藝技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)仍然不夠完善,尤其是含水量比較高的發(fā)酵飼料如何方便快捷地應(yīng)用到生產(chǎn)一線的問題。發(fā)酵型生物飼料生產(chǎn)企業(yè)的建設(shè)目前受到環(huán)境保護部門的嚴(yán)格限制。事實上,很多以固態(tài)發(fā)酵工藝為主的企業(yè)完全可實現(xiàn)零排放,不應(yīng)將其列為化工產(chǎn)品進行監(jiān)管。相關(guān)企業(yè)應(yīng)與研究部門加強合作、聯(lián)合攻關(guān),生產(chǎn)出產(chǎn)銷更加對路的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部出臺“限抗減抗”政策后,微生物飼料作為抗生素替代產(chǎn)品得到快速發(fā)展,微生物飼料的推廣應(yīng)用也是貫徹執(zhí)行農(nóng)業(yè)農(nóng)村部豆粕、玉米減量替代使用和山東省畜牧獸醫(yī)局“兩低一高”畜牧業(yè)發(fā)展方針的有力保證。