微生物技術(shù)讓食用菌菌糠變成廉價(jià)但非常優(yōu)質(zhì)的畜禽飼料
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中,資源的循環(huán)利用與環(huán)境保護(hù)愈發(fā)受到關(guān)注。食用菌產(chǎn)業(yè)作為其中的重要一環(huán),在蓬勃發(fā)展的同時(shí),也產(chǎn)生了大量的菌糠廢棄物。而微生物技術(shù)的應(yīng)用,為這些菌糠的資源化利用開辟了新途徑,使其從廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)榱畠r(jià)且優(yōu)質(zhì)的畜禽飼料,在緩解飼料資源匱乏問題的同時(shí),也為環(huán)境保護(hù)做出了貢獻(xiàn)。
食用菌菌糠的特性與現(xiàn)狀
菌糠的來源與組成
食用菌栽培過程中,培養(yǎng)基通常由木屑、水稻秸稈、玉米秸稈、玉米芯、棉籽殼等高纖維農(nóng)副產(chǎn)物,以及醋糟、酒糟、造紙廠廢液等工業(yè)下腳料組成。采摘食用菌后,培養(yǎng)基中剩余的廢棄物即為食用菌菌糠或菌渣,其包括培養(yǎng)基原料殘?jiān)途w遺留物。
由于國內(nèi)各地區(qū)栽培的食用菌菌種不同,培養(yǎng)基原料的選用也存在差異。東北地區(qū)多以木屑、農(nóng)作物副產(chǎn)品(如秸稈等)作為培養(yǎng)基原料;河北、山東等地主要采用玉米芯、棉籽殼、木屑,再搭配少量麥麩來培養(yǎng)食用菌;長江三角洲地區(qū)則以稻草、牛糞為主料培養(yǎng)食用菌。
菌糠飼料的營養(yǎng)價(jià)值提升
菌糠原料多為秸稈、木屑、麩皮等高纖維農(nóng)作物副產(chǎn)物,原本具有營養(yǎng)價(jià)值低、適口性差、消化吸收率低等缺點(diǎn),飼用價(jià)值不高。然而,在食用菌生長過程中,其能夠?qū)⒃现械睦w維素、半纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行生物降解,生成菌類多糖、有機(jī)酸和菌體蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí),菌糠原料本身含有豐富的鈣、磷、灰分以及一些微量元素,經(jīng)過微生物發(fā)酵后,其營養(yǎng)價(jià)值得到顯著改善,適口性與飼用性能也大幅提升。
不同種類菌糠原料栽培前后養(yǎng)分變化程度不同。例如,以醋糟、棉籽殼為原料的菌糠,粗纖維含量分別下降 7.3% 和 8.5%;玉米芯菌糠中的粗蛋白質(zhì)含量比玉米芯原料提高 3.54%,粗纖維含量下降 16.55%;水稻秸稈菌糠的粗蛋白質(zhì)含量提升 4.11%,粗纖維含量下降 51.33%,粗灰分含量升高 26.05%。
菌糠處理的必要性與緊迫性
隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,產(chǎn)生的食用菌菌糠數(shù)量龐大。中國食用菌產(chǎn)量從 2000 年的 664 萬噸升至 2016 年的 3596 萬噸,成為世界第一大食用菌生產(chǎn)國,占世界食用菌總產(chǎn)量的 75% 以上。由于食用菌生產(chǎn)過程中,培養(yǎng)基的生物學(xué)效率只有 10%~40%,每栽培 1kg 食用菌會產(chǎn)生 2.4~9kg 菌糠,僅 2016 年就至少產(chǎn)生 8690 萬 t 食用菌菌糠。
大量未被轉(zhuǎn)化利用的食用菌菌糠不僅造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi),還會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。與此同時(shí),我國一直面臨著飼料資源匱乏、農(nóng)作物價(jià)格持續(xù)上漲等問題,這對畜牧行業(yè)的發(fā)展前景構(gòu)成了威脅。因此,充分開發(fā)菌糠類生物資源,利用微生物發(fā)酵技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為動物可消化利用的飼料,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
菌糠發(fā)酵飼料的微生物技術(shù)應(yīng)用
發(fā)酵菌糠的制作工藝流程
一般來說,菌糠發(fā)酵飼料的制作需要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟:
1.挑選干凈、菌絲潔白的菌糠,將其進(jìn)行粉碎、攪拌,然后進(jìn)行高溫滅菌、過篩,最后冷卻。
2.在適宜的條件下將菌株活化,使活化后的菌株數(shù)量控制在 1×10?CFU/g 以上,再將其接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵。
3.將發(fā)酵菌株和發(fā)酵緩沖劑接種到已滅菌的菌糠中,進(jìn)行密封發(fā)酵。
4.發(fā)酵完成后,將菌糠攤開晾曬、干燥,最終得到菌糠發(fā)酵飼料。
在這個(gè)過程中,雖然試驗(yàn)步驟和操作大致相同,但由于不同菌糠的營養(yǎng)成分存在差異,發(fā)酵目的也各不相同,因此發(fā)酵菌種類、溫度、pH 等因素都會有所不同。此外,當(dāng)采用多菌種共同發(fā)酵時(shí),接種次序、時(shí)間、比例等因素也會對發(fā)酵效果產(chǎn)生影響。
菌糠及菌糠發(fā)酵飼料在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用效果
菌糠主要由玉米芯、麩皮、木屑等高木質(zhì)纖維素原料組成,具有膳食纖維和非淀粉多糖豐富、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。但由于肉雞沒有足夠的內(nèi)源木質(zhì)纖維素降解酶,因此利用微生物固態(tài)發(fā)酵的方式對菌糠中木質(zhì)纖維素進(jìn)行降解、破壞,可提高肉雞腸道對纖維多糖原料的利用率。
韓鵬偉等研究發(fā)現(xiàn),用 6% 發(fā)酵杏鮑菇菌糠代替肉雞飼糧中玉米,飼養(yǎng)前期的經(jīng)濟(jì)效益高于飼養(yǎng)后期,能顯著增加整個(gè)飼養(yǎng)階段肉雞的平均日增重、降低肉料比。Feng 等通過利用產(chǎn)生木聚糖酶的蠟狀芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵麩皮,替代飼糧中 5% 玉米飼喂肉雞,發(fā)現(xiàn)其對肉雞生長性能未產(chǎn)生不利影響,但增加了肉雞空腸淀粉酶活性和腸道菌群豐富度。
張書良等以 4:1 和 3:2 的比例將玉米粉和杏鮑菇菌糠混合飼喂肉鵝,結(jié)果顯示日增重分別顯著提高 37.84% 和 27.50%,混合比例 3:2 時(shí)經(jīng)濟(jì)效益最好。也有研究表明,杏鮑菇菌糠添加比例越高其經(jīng)濟(jì)效益越好。
基礎(chǔ)飼糧中添加 5g/kg 茶樹菇菌糠多糖提取物能夠顯著提高肉雞免疫能力,其中溶菌酶 C 濃度和總抗氧化能力分別顯著提高 22.4% 和 49.2%。閆昭明等在雞飼糧中用金針菇菌糠替換基礎(chǔ)日糧中玉米和豆粕,結(jié)果顯示肌肉紅度顯著降低,雞肉必需氨基酸和風(fēng)味氨基酸的含量極顯著提高。
鄒知明等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在肉鴨飼養(yǎng)前期飼糧中添加 20% 平菇發(fā)酵菌糠可極顯著降低雛鴨的生長性能、日采食量;在肉鴨生長后期,添加 20% 發(fā)酵菌糠再配以 2% 的植物精油能顯著提高肉鴨的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率,這可能是因?yàn)槿怿喸诓煌L時(shí)期對粗纖維的消化能力不同,以及植物精油的協(xié)同改善作用,導(dǎo)致生長性能和日采食量在前期、后期出現(xiàn)差異。
發(fā)酵菌糠做飼料實(shí)戰(zhàn)操作技術(shù)
發(fā)酵劑的選擇與使用
以 99 多功能飼料發(fā)酵劑為例,其主要組成菌種包括產(chǎn)朊假絲酵母、枯草芽孢桿菌、乳酸片球菌等輔料,適用于畜禽、水產(chǎn)動物。該發(fā)酵劑具有二十余年酶菌結(jié)合發(fā)酵經(jīng)驗(yàn)積累,是以高濃度乳酸菌為主的酶菌結(jié)合生物飼料發(fā)酵劑,在 2022 年 8 月再次升級添加了增香增甜菌種,功能更強(qiáng)效果更好,且運(yùn)用成本更低。
根據(jù)不同物料,1 包 500g 的發(fā)酵劑可以發(fā)酵 1噸飼料。如果是第一次制作發(fā)酵飼料、需要發(fā)酵的原料霉變或變質(zhì)較重、發(fā)酵環(huán)境溫度較低(低于 15°C)、粗纖維較高、需要加快發(fā)酵速度或者需要制作出更加香醇高品質(zhì)的生物發(fā)酵飼料等情況,可按照產(chǎn)品說明書使用量增加 2-3 倍的使用量。
具體發(fā)酵操作步驟
以發(fā)酵菌糠為例,每2噸菌糠添加99多功能飼料發(fā)酵劑 500-1000克、玉米粉400公斤,將各物料均勻攪拌在一起,將含水量調(diào)節(jié)至60% 左右,然后將攪拌均勻的物料放至密封的容器中壓實(shí)密封發(fā)酵3-5天,當(dāng)發(fā)酵料有甜酒香味時(shí)即可使用。
配料說明和注意事項(xiàng)
1.在發(fā)酵菌糠時(shí),一定要將物料壓實(shí)密封。在密封好不開封的情況下,發(fā)酵料可以保存半年以上不變質(zhì)。若密封效果不好,會導(dǎo)致發(fā)酵料表面霉變,飼喂時(shí)要鏟除表面霉變的發(fā)酵料。
2.如果發(fā)酵料酸度過大,導(dǎo)致動物適口性差,可以在發(fā)酵后添加1-2%小蘇打中和發(fā)酵料的酸度,以改善動物適口性。
3.發(fā)酵料開封進(jìn)行飼喂后,建議7天內(nèi)使用完,每次取料后要注意繼續(xù)進(jìn)行密封保存。
4.由于發(fā)酵料營養(yǎng)比較單一,建議在飼喂前添加適當(dāng)?shù)哪芰匡暳虾偷鞍罪暳稀㈩A(yù)混料來調(diào)節(jié)營養(yǎng)配比,使動物達(dá)到更佳的飼喂效果和生長速度。
5.動物第一次飼喂發(fā)酵料時(shí),必須遵循先少量飼喂然后逐步加量的原則。一般來說,小動物最大添加量為10%-20%,中等動物為20%-30%,大動物為30%-40%,在實(shí)際飼養(yǎng)中可根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)整。
6.第一次使用發(fā)酵飼料時(shí),動物可能會出現(xiàn)零星或者短時(shí)間的腹瀉,這些都屬于正常現(xiàn)象??梢酝ㄟ^減少發(fā)酵料的飼喂量和添加藥物進(jìn)行調(diào)整。連續(xù)使用發(fā)酵料一周后,會發(fā)現(xiàn)動物的消化率大大提高,糞便變松軟且量變少,欄舍的氨臭味也會大大減低。
7.飼喂發(fā)酵飼料不影響正常的動物免疫,當(dāng)動物發(fā)生疾病使用大劑量抗生素藥物時(shí),繼續(xù)使用發(fā)酵飼料無副作用。
8.對于一些發(fā)酵原料有一定霉變、雜菌多、發(fā)酵緩慢、環(huán)境溫度低、需要發(fā)酵的飼料更快更香醇質(zhì)量更高等情況,只需將發(fā)酵劑提高 2-4 倍的使用量即可。
總結(jié)與展望
當(dāng)前,畜牧業(yè)面臨著飼料資源短缺、對玉米 - 豆粕型飼料高依賴以及全面禁抗等問題與變革,加快飼料資源的開發(fā)利用以及傳統(tǒng)型飼料向發(fā)酵飼料的轉(zhuǎn)變勢在必行。眾多試驗(yàn)已經(jīng)證明,菌糠可以替代部分玉米、麩皮等能量型飼料,因此菌糠發(fā)酵飼料的發(fā)展前景十分廣闊。
然而,菌糠也存在易發(fā)霉變質(zhì)、粗纖維含量高、可利用代謝能偏低等不足,而生物發(fā)酵手段能夠有效降低這些作為家禽飼料的限制,微生物技術(shù)可以充分發(fā)掘菌糠飼料的潛在價(jià)值。目前,菌糠開發(fā)作家禽飼料的主要限制在于地源性菌糠原料差異較大,難以建立系統(tǒng)的微生物發(fā)酵系統(tǒng),并且由于菌糠中多為木質(zhì)纖維素,單一菌種很難達(dá)到較好的發(fā)酵效果。因此,多菌混菌和菌酶協(xié)同發(fā)酵菌糠是未來值得深入研究的方向。相信隨著微生物技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,菌糠發(fā)酵飼料將在畜牧業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用,為畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。
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