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【技术】发酵液态饲料的生产和功效

来源 : 英惠尔

2016-08-30 09:41:27

 
 
 
1814年,Henderson首次倡导使用液态饲料,但是直到1976年,Smith第一次指出在饲喂之前,把饲料浸泡在水中一定的时间,谷物中自然带有的乳酸菌和酵母菌繁殖并生成乳酸,乙酸和乙醇,然后可减低饲料的pH值。通常,乳酸菌在液态发酵过程中占主导。然而,在低温和尤其在使用酿酒和酒精的副产物时,酵母菌主导发酵。

 

 

 
 
若干个因素可以影响发酵。图中给出了几个起到关键作用的因素。不同饲料原料中自然存在的乳酸菌或者是加入到饲料中的乳酸菌和其它发酵指标一起决定了产酸量(主要是乳酸)。发酵过程越快,pH下降速度越快,病原菌例如沙门氏菌或大肠杆菌被消除的越快。来源于空气中的细菌也会影响发酵产物。即使在酸性环境中,饲料中或者空气中的酵母菌和霉菌也可能生长。这就会让饲料产生异味或腐败,使饲料适口性差。其他的因素,例如环境温度或者发酵温度,引子发酵的间隔和程度(在持续发酵过程中用LF部分代替FLF),FLF实际的饲料和水的比例,都会对FLF实际的发酵特性有影响。

自然和接种发酵

FLF的发酵过程可以自然发生也可以诱导。诱导发酵可以通过引子发酵或者通过在饲料中接种酵母菌。Beal et al. (2005)认为自然发酵法不是获得安全和适口性好的终产品的可靠系统。研究者通过发酵56个小麦和44个大麦,其中只有少数自然发酵后达到了能够消除沙门氏菌的最小乳酸浓度100mmol/l。其它试验也表明不可控或者自然发酵可导致高浓度乙酸和生物胺,会对液态饲料的适口性和采食量有负面作用。

要得到FLF的的正向作用效果,应该通过可控发酵获得,自然发酵变异性太大。通过向液态饲料中接种乳酸菌,快速产生高浓度的乳酸。文献中已有很多菌种的乳酸菌可以用来生产FLF,比如Lactobacillus plantarumPediococcusspp.,还有两种菌一起接种。FLF中的菌落组成差异很大。在自然发酵初期,Pediococcuspentosaceus是优势菌群,但是连续发酵3天后,Lactobacillus plantarum变成优势菌群。在接种发酵中也发现了此现象,用来诱导的乳酸菌没有在FLF中成为优势菌群。

全饲料发酵或部分谷物发酵

全饲料发酵是生产FLF最简单的方式,但是会带来一些问题,比如微生物会利用一些必须营养素。因此通常建议只发酵部分谷物来消除这个问题。部分谷物发酵可以用来制成一系列的日粮,因此可以通过使用同样的发酵谷物进行阶段饲喂程序。和含有多种营养素的全价日粮相比,单一谷物发酵,产物更稳定。自然发酵单一谷物通常不足以生产出具有想要特性的FLF。所以,接种乳酸菌是必要的。尤其是考虑到发酵要产生更多的乳酸去弥补其它饲料原料的稀释和缓冲作用。

持续发酵

对于FLF,持续发酵这个词实际上并不准确,因为发酵不是持续地用新的饲料更新,而是在固定的时间阶段。被称作“引子发酵”(backslopping)。

在实践中,引子发酵把之前发酵的产品一部分留在发酵罐里,然后用新鲜的底物混合或者是添加发酵成品到一个新的发酵罐中充当接种物。通过这种方式,部分之前成功发酵的产品作为下一个批次发酵的接种物。这样可以逐渐选择乳酸菌和加速发酵过程,尽管这种方式也会导致酵母菌成为优势菌群,破坏了饲料和适口性和营养价值。然而,上文也说过高浓度的酵母菌也是有益处的。

研究表明,对猪场来说,发酵时间为8小时最实用,因为每天饲喂3次。研究者还研究了8小时是否足够用最低浓度的之前发酵的剩余物发酵新的混合物。认为要保证充足的发酵,在两批次发酵之间,之前发酵饲料的一半要保留在发酵罐中,尽管要花费3-5天达到稳定状态。

保留25%发酵产物在发酵罐中接种新添加到发酵罐中的饲料(每天两次),足够进行一个充分的发酵。还有研究表明没有必要保留20%以上的发酵小麦。所以尽管50%的保留率是多数用到的,最低比例20%也可以排除肠杆菌。

当使用管道系统时,液态饲料的自然发酵会在管道中发生,饲料在管道中的残留物可以看成是一种特殊的引子发酵。对管道消毒是不利的,消毒会去除乳酸菌,增加饲料的pH1.52个单位。这会使肠杆菌增值,导致腹泻发生。直到35天后,乳酸菌重新建立区系,再次降低pH值。当新鲜饲料加入到发酵器后开始引子发酵时,肠杆菌也会再次出现,因为由于稀释效果,pH会高于生长抑制的4.5水平。

批次发酵

这种发酵类型,饲料和水混合在容器里发酵,没有部分替代FLF。有研究表明,批次发酵比引子发酵技术更能保留菌的益生作用。

发酵温度

当发酵温度高于20℃时,发酵不会增加FLF的优势。在20℃,肠杆菌数量高于检测限3log10 CFU/g FLF。如果要保持饲喂时的pH低于4.5,温度至少要20℃。外源病原体,大肠杆菌和沙门氏菌不能在pH低于4.5的环境中生存。

发酵对排除沙门氏菌的影响。30℃的发酵温度比20℃能更快的排除沙门氏菌。因此尽管获得最佳FLF的最低温度是20℃,30℃也是可取的,因为可以快速生成乳酸,开始排除肠杆菌。

饲料和水比例

根据定义,LF或者是FLF的饲料和水的比例在11.514之间。Barber etal. (1991)认为干物质和能量消化率随着饲料和水比例从1:2变化到1:4呈线性增加,而Gill (1989)认为,饲料和水的比例在从12变到13.5,料肉比会有改善。Hurst (2002) Hurst et al. (2008)也观察到饲料和水的比例在从11.5变到13,料肉比会有改善。

尽管刚断奶仔猪干物质采食量通常较低,Russell et al. (1996)研究表明FLF可以提高刚断奶仔猪干物质采食量。当饲喂仔猪不同干物质浓度的FLF(14.5-25.5%),最小干物质含量组的仔猪通过总的采食量提高也能维持干物质的需要量。所有研究结果都一直表明,仔猪会减少非来自于LF或者FLF的水分摄取,比如饮水器,来最大化饲料采食量。因此,总的摄取量是相当的,无论饲料是以液体还是固体形式饲喂。


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