微生物技術讓食用菌菌糠變成廉價但非常優質的畜禽飼料
在現代農業的發展進程中,資源的循環利用與環境保護愈發受到關注。食用菌產業作為其中的重要一環,在蓬勃發展的同時,也產生了大量的菌糠廢棄物。而微生物技術的應用,為這些菌糠的資源化利用開辟了新途徑,使其從廢棄物轉變為廉價且優質的畜禽飼料,在緩解飼料資源匱乏問題的同時,也為環境保護做出了貢獻。
食用菌菌糠的特性與現狀
菌糠的來源與組成
食用菌栽培過程中,培養基通常由木屑、水稻秸稈、玉米秸稈、玉米芯、棉籽殼等高纖維農副產物,以及醋糟、酒糟、造紙廠廢液等工業下腳料組成。采摘食用菌后,培養基中剩余的廢棄物即為食用菌菌糠或菌渣,其包括培養基原料殘渣和菌體遺留物。
由于國內各地區栽培的食用菌菌種不同,培養基原料的選用也存在差異。東北地區多以木屑、農作物副產品(如秸稈等)作為培養基原料;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食用菌;長江三角洲地區則以稻草、牛糞為主料培養食用菌。
菌糠飼料的營養價值提升
菌糠原料多為秸稈、木屑、麩皮等高纖維農作物副產物,原本具有營養價值低、適口性差、消化吸收率低等缺點,飼用價值不高。然而,在食用菌生長過程中,其能夠將原料中的纖維素、半纖維素和木質素進行生物降解,生成菌類多糖、有機酸和菌體蛋白等營養物質。同時,菌糠原料本身含有豐富的鈣、磷、灰分以及一些微量元素,經過微生物發酵后,其營養價值得到顯著改善,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
隨著食用菌產業的快速發展,產生的食用菌菌糠數量龐大。中國食用菌產量從 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國,占世界食用菌總產量的 75% 以上。由于食用菌生產過程中,培養基的生物學效率只有 10%~40%,每栽培 1kg 食用菌會產生 2.4~9kg 菌糠,僅 2016 年就至少產生 8690 萬 t 食用菌菌糠。
大量未被轉化利用的食用菌菌糠不僅造成了資源的嚴重浪費,還會對生態環境產生嚴重污染。與此同時,我國一直面臨著飼料資源匱乏、農作物價格持續上漲等問題,這對畜牧行業的發展前景構成了威脅。因此,充分開發菌糠類生物資源,利用微生物發酵技術將其轉化為動物可消化利用的飼料,具有重要的現實意義。
菌糠發酵飼料的微生物技術應用
發酵菌糠的制作工藝流程
一般來說,菌糠發酵飼料的制作需要經過以下幾個步驟:
1.挑選干凈、菌絲潔白的菌糠,將其進行粉碎、攪拌,然后進行高溫滅菌、過篩,最后冷卻。
2.在適宜的條件下將菌株活化,使活化后的菌株數量控制在 1×10?CFU/g 以上,再將其接種到發酵培養基中進行發酵。
3.將發酵菌株和發酵緩沖劑接種到已滅菌的菌糠中,進行密封發酵。
4.發酵完成后,將菌糠攤開晾曬、干燥,最終得到菌糠發酵飼料。
在這個過程中,雖然試驗步驟和操作大致相同,但由于不同菌糠的營養成分存在差異,發酵目的也各不相同,因此發酵菌種類、溫度、pH 等因素都會有所不同。此外,當采用多菌種共同發酵時,接種次序、時間、比例等因素也會對發酵效果產生影響。
菌糠及菌糠發酵飼料在家禽生產中的應用效果
菌糠主要由玉米芯、麩皮、木屑等高木質纖維素原料組成,具有膳食纖維和非淀粉多糖豐富、價格低廉等特點。但由于肉雞沒有足夠的內源木質纖維素降解酶,因此利用微生物固態發酵的方式對菌糠中木質纖維素進行降解、破壞,可提高肉雞腸道對纖維多糖原料的利用率。
韓鵬偉等研究發現,用 6% 發酵杏鮑菇菌糠代替肉雞飼糧中玉米,飼養前期的經濟效益高于飼養后期,能顯著增加整個飼養階段肉雞的平均日增重、降低肉料比。Feng 等通過利用產生木聚糖酶的蠟狀芽孢桿菌固態發酵麩皮,替代飼糧中 5% 玉米飼喂肉雞,發現其對肉雞生長性能未產生不利影響,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,結果顯示日增重分別顯著提高 37.84% 和 27.50%,混合比例 3:2 時經濟效益最好。也有研究表明,杏鮑菇菌糠添加比例越高其經濟效益越好。
基礎飼糧中添加 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日糧中玉米和豆粕,結果顯示肌肉紅度顯著降低,雞肉必需氨基酸和風味氨基酸的含量極顯著提高。
鄒知明等試驗發現,在肉鴨飼養前期飼糧中添加 20% 平菇發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化率,這可能是因為肉鴨在不同生長時期對粗纖維的消化能力不同,以及植物精油的協同改善作用,導致生長性能和日采食量在前期、后期出現差異。
發酵菌糠做飼料實戰操作技術
發酵劑的選擇與使用
以 99 多功能飼料發酵劑為例,其主要組成菌種包括產朊假絲酵母、枯草芽孢桿菌、乳酸片球菌等輔料,適用于畜禽、水產動物。該發酵劑具有二十余年酶菌結合發酵經驗積累,是以高濃度乳酸菌為主的酶菌結合生物飼料發酵劑,在 2022 年 8 月再次升級添加了增香增甜菌種,功能更強效果更好,且運用成本更低。
根據不同物料,1 包 500g 的發酵劑可以發酵 1噸飼料。如果是第一次制作發酵飼料、需要發酵的原料霉變或變質較重、發酵環境溫度較低(低于 15°C)、粗纖維較高、需要加快發酵速度或者需要制作出更加香醇高品質的生物發酵飼料等情況,可按照產品說明書使用量增加 2-3 倍的使用量。
具體發酵操作步驟
以發酵菌糠為例,每2噸菌糠添加99多功能飼料發酵劑 500-1000克、玉米粉400公斤,將各物料均勻攪拌在一起,將含水量調節至60% 左右,然后將攪拌均勻的物料放至密封的容器中壓實密封發酵3-5天,當發酵料有甜酒香味時即可使用。
配料說明和注意事項
1.在發酵菌糠時,一定要將物料壓實密封。在密封好不開封的情況下,發酵料可以保存半年以上不變質。若密封效果不好,會導致發酵料表面霉變,飼喂時要鏟除表面霉變的發酵料。
2.如果發酵料酸度過大,導致動物適口性差,可以在發酵后添加1-2%小蘇打中和發酵料的酸度,以改善動物適口性。
3.發酵料開封進行飼喂后,建議7天內使用完,每次取料后要注意繼續進行密封保存。
4.由于發酵料營養比較單一,建議在飼喂前添加適當的能量飼料和蛋白飼料、預混料來調節營養配比,使動物達到更佳的飼喂效果和生長速度。
5.動物第一次飼喂發酵料時,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%,在實際飼養中可根據情況適當調整。
6.第一次使用發酵飼料時,動物可能會出現零星或者短時間的腹瀉,這些都屬于正常現象。可以通過減少發酵料的飼喂量和添加藥物進行調整。連續使用發酵料一周后,會發現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.飼喂發酵飼料不影響正常的動物免疫,當動物發生疾病使用大劑量抗生素藥物時,繼續使用發酵飼料無副作用。
8.對于一些發酵原料有一定霉變、雜菌多、發酵緩慢、環境溫度低、需要發酵的飼料更快更香醇質量更高等情況,只需將發酵劑提高 2-4 倍的使用量即可。
總結與展望
當前,畜牧業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利用以及傳統型飼料向發酵飼料的轉變勢在必行。眾多試驗已經證明,菌糠可以替代部分玉米、麩皮等能量型飼料,因此菌糠發酵飼料的發展前景十分廣闊。
然而,菌糠也存在易發霉變質、粗纖維含量高、可利用代謝能偏低等不足,而生物發酵手段能夠有效降低這些作為家禽飼料的限制,微生物技術可以充分發掘菌糠飼料的潛在價值。目前,菌糠開發作家禽飼料的主要限制在于地源性菌糠原料差異較大,難以建立系統的微生物發酵系統,并且由于菌糠中多為木質纖維素,單一菌種很難達到較好的發酵效果。因此,多菌混菌和菌酶協同發酵菌糠是未來值得深入研究的方向。相信隨著微生物技術的不斷發展和完善,菌糠發酵飼料將在畜牧業中發揮更加重要的作用,為畜牧業的可持續發展提供有力支持。
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