养猪就是养肠道,养肠就用发酵饲料!
尹佳2019-07-14

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大家下午好,我是来自湖南师范大学生命科学院的尹佳,我所在的团队是印遇龙院士的生猪健康养殖团队。

在这里。我要特别感谢热心肠先生的热情邀请,让我有机会站在这里和大家面对面的交流,来分享发酵饲料方面的一些见解。

今天我要演讲的题目是“发酵饲料”,大家可能会在想,发酵、饲料和肠道,这三者之间有什么关系呢?

那么在接下来的20分钟里,我和大家一起来探讨这个话题。

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过去畜牧业的产值逐年增长,它在我国国民经济体系中扮演着非常重要的角色。

怎么样进行健康养殖是一个非常重要的课题,在我们养猪业中,有句俗语叫“养猪就是养肠道”,只有在饲料方面把控好,让猪有一个健康的肠道,猪才能够健康生长。

所以,饲料在畜牧业养殖中扮演着非常重要的角色。

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同时饲料占畜牧生产成本的70%以上,它的一举一动影响着畜禽产品的价格,影响着亿万百姓的餐桌。

目前,随着科技的发展,各行各业都面临巨大的挑战,饲料业也不例外。它将面临哪些主要的挑战呢?那么我首先来介绍一下目前饲料业所面临的两个主要的发展瓶颈。

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第一个发展瓶颈是“人畜争粮何时休”!

目前老百姓的餐桌是越来越丰盛,大部分国人的餐饮结构已从温饱型跃入了小康型——主食消费逐年下降,肉、蛋、奶、酒等副食消费逐年上升,不知不觉中粮食消费猛增。

在2003年,国产粮食4.3亿吨,进出口基本持平,人均消费334公斤,已经超过了国际平均水平。

2018年,国产粮食6.5亿吨,人均消费476公斤,这已经远远超过了世界粮农组织认为的“人均消费400公斤即可满足营养均衡”的总目标了。

但是我国的粮食远远不够,还需要从欧美等发达国家进口粮食1.1亿吨。

我们不禁要问,我们的粮食哪里去了?有专家估计,40%的粮食进入了动物的肠胃,也就是说有超过3亿吨粮食被动物吃了。

这种人畜争粮的局面什么时候可以结束?我们能否找到饲料原料的替代物?

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第二个问题是禁用抗生素迫在眉睫。我国是畜禽养殖大国,也是抗生素生产和使用大国。

一方面,抗生素在防治动物疾病、提高养殖效益方面发挥了重要的作用。

另一方面,抗生素滥用导致的药物残留、细菌耐药性严重威胁着我们的健康,严重威胁着畜禽产品的质量,威胁着公共卫生安全,给动物和人类的安全带来隐患。

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在上面这张图中,红色区域代表的是抗生素严重污染的地区。

我国年消耗抗生素总量为16.2万吨,其中兽用抗生素是8.4万吨。这个数字就算是平均到人均消耗量,那也远远超过英美等发达国家。

抗生素是一把双刃剑,一方面它促进了行业的规模化和繁荣,另一方面抗生素滥用导致的药物残留、水体污染、超级细菌的产生,严重威胁着人类的健康。

所以,抗生素禁用迫在眉睫。

欧盟在2006年就明确提出要禁止兽用抗生素的使用,我国是发展中国家,步伐虽然慢一点,但也在去年明确提出,2020年兽用抗生素要禁止使用。

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前面提到了,饲料来源紧张,畜禽健康养殖所需的抗生素又被禁用,我们的畜禽健康养殖路何去何从?

基于目前饲料行业发展的两个瓶颈,我们可以借鉴国外的经验,不能坐以待毙!现在,美国、德国、澳大利亚、日本、荷兰已全面使用发酵饲料

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发酵饲料有什么优点呢?首要一方面,它可以扩大饲料来源。

例如,将我们农村随处可见的构树通过微生物发酵生产成猪、牛、羊的饲料,除了扩大饲料来源,它还可以有增强免疫力、促进肠道健康、无抗药性、除臭、促生长等诸多优点。

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发酵饲料一般是指以饲料和饲料添加剂为对象,以基因工程对微生物进行改良,以蛋白质工程对目的蛋白进行活性提高,以发酵工程对生产工艺进行优化,利用微生物工程发酵开发的新型饲料资源和饲料添加剂。

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前面我只是笼统地介绍了发酵饲料的优点,接下来我们用数据进行展示。

在实验中,将120头断奶仔猪平均分为3组,对照组为基础日粮加抗生素,两个实验组是基础日粮加发酵剂。

发酵完成后发现,跟对照组相比,两个实验组的饲料pH值明显降低。发酵饲料pH值降低,是由乳酸菌产生的乳酸引起的。

乳酸还可以在发酵的时候抑制杂菌的生长,包括致病菌的生长,所以生产的畜禽饲料更有益于畜禽的健康养殖。

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使用发酵饲料有没有用呢?如果发酵饲料对生产性能没有影响,那么发酵饲料就毫无优势可言。

数据表明,使用发酵饲料后,实验组均表现出相同的趋势,即断奶仔猪腹泻率降低、采食量增加。

在开始演讲的时候,我就首先介绍了目前饲料业面临的两个主要问题,第一个问题就是人畜争粮的问题。

怎么解决这个问题?那就是加大非常规饲料原料的开发和应用。目前我国已经产业化的两种非粮植物主要是构树和秸秆。

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我首先来介绍一下构树发酵饲料,构树在我国农村广泛种植,它具有耐贫瘠、适应性强、生长迅速等优点。

构树的粗蛋白质、粗纤维和糖类含量很高,它还富含黄酮、生物碱等多种功能性活性物质。所以,构树是一种开发利用价值极高的非粮植物。

但是构树高含量粗纤维,而粗蛋白质结构复杂,畜禽的消化吸收率很低,大量营养成分随粪便排出,这极大地限制了构树作为畜禽饲料的使用。

我们只有利用微生物对其进行深加工,才能够开发成全价畜禽饲料。

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数据表明,将构树发酵饲料以适宜比例添加到基础日粮中,可以增加育肥猪的日采食量和生长性能,对它的屠宰性能和肌肉品质也有所改善。

所以,将构树发酵饲料以适宜比例加入基础日粮中,可以替代部分常规饲用原料,提高动物的饲料消化率,降低饲料成本。

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介绍完构树发酵饲料,接下来我介绍秸秆发酵饲料。

在农村,农作物收获后,在农田里面会留下大量的秸秆,怎么处理?在过去是焚烧,现在焚烧秸秆会污染环境,已被各地方政府明令禁止。

如果把秸秆留在地里进行腐烂,那么又是对资源的一种浪费。我们能否将秸秆通过发酵,开发成畜禽的饲料呢?当然是可以的。

它富含纤维素、半纤维素、木质素等非淀粉类的大分子物质,所以它的营养价值很低,必须对其进行深加工处理,才能够进行秸秆高效资源化利用。

怎么加工呢?就是利用微生物产生的特殊酶类、代谢物,将纤维素、半纤维素、木质素等大分子物质降解为低分子的单糖和低聚糖,才能提高其营养价值。

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将秸秆发酵饲料饲喂羊后,发现羊的平均日增重增加,料重比下降。换句话说,就是农民饲喂的饲料更少了,但农民得到的羊肉更多更快了。

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刚刚介绍了,将秸秆发酵饲料饲喂羊后,羊的生长性能得到明显改善,为什么会有这种显著效果呢?

对秸秆发酵饲料各营养物质的表观消化率进行测定后发现,秸秆经发酵后,跟对照组相比,各营养物质的表观消化率明显提升。营养物质的表观消化率提升,那么就有更多的营养物质进入到动物的体内。

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更进一步的,血液生化指标显示,饲喂秸秆发酵饲料后,血液里面的总蛋白和白蛋白明显增加,尿素氮和碱性磷酸酶含量保持正常。

这里需要特别说明一下,尿素氮含量偏高或偏低,都说明动物的肾功能异常。只有尿素氮维持正常水平,说明动物正在健康地生长。

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刚刚介绍了两种非常规饲料原料,接下来我来介绍一种非常规的饲料添加剂——中药。

中药经熬制之后会产生大量的残渣,据统计我国的中药残渣年产量约为3000多万吨。这么大数量的中药残渣直接扔掉,是对资源的一种浪费。

我们能否把它开发成畜禽饲料的添加剂呢?当然是可以的。

中药残渣经过微生物发酵后,含有大量的菌体和代谢产物,这些残留的菌体和代谢产物可以提高动物的机体免疫力,改善动物的肠道健康。

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我们课题组的数据表明,将发酵中药渣饲喂生猪后,生猪的空肠绒毛长度和隐窝深度变小,生猪的绒毛宽度变大。

所以中药渣是一种极具开发利用价值的饲料添加剂。

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作为发酵饲料,它的一个核心是饲料原料,另外一个核心就是菌株的选育。接下来,我以赖氨酸高产芽孢杆菌菌株的选育为例来进行说明。

目前市面上经常可以看到含赖氨酸的饲料添加剂和孕妇、儿童食用的钙片。赖氨酸具有促进生长发育、提高免疫力、提高抗病能力等诸多优点。

目前,赖氨酸的生产主要是通过微生物发酵获得,所以能否获得一株高产赖氨酸的芽孢杆菌至关重要。

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我们课题组从动物肠道里面分离了9株产赖氨酸的芽孢杆菌,对其赖氨酸含量进行测定后发现,PA105菌株的赖氨酸产量最高。

获得这株高产赖氨酸菌株之后,我们能否有其他的办法对这株细菌进行改良,以获得更大的赖氨酸产量呢?当然是有很多办法。

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目前使用的比较广的就是紫外诱变育种和基因工程改良。首先我来介绍一下紫外诱变育种,它是通过紫外线对菌株进行突变。

将菌株突变后,对9株产赖氨酸的突变菌株进行赖氨酸含量测定,发现PL83的赖氨酸含量是最高的。

这里需要特别说明一下,紫外诱变育种在畜禽生产中是直接可以应用的,但是基因工程菌株因为涉及到转基因,所以不能直接应用。

但是如果对其进行灭活,出售微生物蛋白或者代谢产物,是允许的。所以我们可以通过基因工程的手段,对产赖氨酸的芽孢杆菌进行遗传修饰。

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首先我来介绍一下赖氨酸的生物合成途径。

它是从天冬氨酸出发,当合成到中间产物Ⅱ的时候,就出现了一条分叉。如果能将这条旁路进行失活,那么就会有更多的资源进行赖氨酸的生物合成。

基于这个原理,我们将高丝氨酸脱氢酶进行失活,最终获得了一株赖氨酸高产的芽孢杆菌。

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将高产赖氨酸的芽孢杆菌饲喂临武鸭后,发现临武鸭的血清赖氨酸含量明显上升。

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不过血清赖氨酸的含量上升不足以说明问题,因为我们关心的是生长方面的数据。如果在生长方面没有重要的作用,那么这株细菌就毫无意义。

这株细菌饲喂临武鸭后,发现鸭的平均日增重增加,料重比和死亡率明显降低。

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最后我要介绍一下发酵饲料的未来发展趋势。

目前,发酵饲料在我国还处于一种无序和混乱的状态。所以对饲料产品标准的制定、发布和应用是首先需要解决的问题。

在科研方面,要加大非常规饲用饲料资源的开发,还有标准化、规模化可控发酵工艺的建立,还有低成本快速检测技术的开发。

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我国地大物博,非常规饲料原料资源显现出明显的区域化特征。远距离长途运输会加大饲料的成本,受损的还是广大农民。

所以怎么样进行地源性饲料的高效资源化利用呢?

种养结合是将种植业和养殖业有机结合在一起,做到“一水两用,一田双收”,实现地源性饲料的高效资源化利用,实现生态循环养殖。

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谢谢大家。