发酵饲料在水产养殖中的应用
发酵饲料在水产养殖中的
应用
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发酵饲料在水产养殖中的应用
前言
近年来随着微生物发酵工艺的发展，发酵饲料引起业界广泛的兴趣，微生物发酵饲料与传统饲料相比具有其自身独特的优越性，符合当前健康环保型渔业发展的要求。自上世纪40年代抗生素被发现以来，其在畜禽、水产饲料中被广泛应用，然而随着抗生素的频繁使用，其产生的副作用也日益凸显出来，如不加以限制将会给人类健康带来巨大的灾难。新型无抗发酵饲料很好地解决了促进动物生长和无残留、无污染之间的矛盾。国外20世纪60年代就开始研究微生物发酵饲料，并逐渐形成产业化生产，我国于上世纪90年代开始微生物发酵饲料的研究（主要是酵母蛋白饲料的生产），由于各方面条件的限制，在近几年对微生物发酵饲料才有了真正深入的研究和发展。微生物发酵饲料的作用主要体现在两个方面，一是利用廉价的农业和轻工副产物生产高质量的饲料蛋白原料，二是获得高活性的有益微生物。
近年来，由于鱼粉资源的紧缺和价格的上涨，给水产饲料工业带来了严峻挑战。寻求可替代鱼粉的廉价而稳定的蛋白源，可缓解鱼粉供应不足，也是降低饲料成本的重要措施。利用植物蛋白源或其它廉价动物蛋白源替代鱼粉是当前及今后水产动物营养与饲料研究的重要热点。与鱼粉相比，各种替代鱼粉的蛋白原料均在不同程度上存在抗营养因子、适口性、氨基酸不平衡等问题，因此，必须采用物理、化学、生物等方法对这些蛋白源进行处理，提高其营养价值。其中，对蛋白原料进行发酵处理，是一条经济有效的途径。生物发酵处理，相对于物理、化学、作物育种等方法具有成本低，无化学残留，易被动物吸收，应用较安全等特点，现已开始受到重视。
定义
微生物发酵饲料是指在人工控制条件下，通过微生物的代谢活动，将饲料中的大分子物质和抗营养因子分解或转化，产生更有利于动物采食和利用的富含高活性益生菌及其代
谢产物的饲料或原料。微生物发酵饲料具有天然的发酵香味，含有大量的有益菌，有害菌（以大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌为典型代表）数量极低，不超过10cfu／g；发酵成品的pH值较低，在左右，含有较多的乳酸和乙酸。这种同时具有酸化剂、微生态制剂特性以及类似抗生素生长因子功能的发酵料，具有无毒、无残留、无污染的优势。机理
1．生物屏障作用。
在肠道内的有益菌通过与有害菌竞争定植点位和夺取营养物质抑制和阻止有害菌在肠黏膜的附着和繁殖。由于微生物之间存在相互作用，某一生态系统中现存的微生物会阻止新的有机体在这一部位入侵，从而减少大肠杆菌和肠道上皮结合。因此，对于那些菌群形成迟缓的有些动物服用微生物饲料是至关重要的。而对于成年动物由于许多微生物只能在肠道内存活相当一段时间，必须连续服用活菌制剂才能保持某一微生物在肠道内的定植。2．化学屏障作用。
通过有益微生物如乳酸菌类产生的有机酸（乳酸、丙酸、乙酸）使消化道内pH值降低，抑制其他病原微生物生长，环境pH值为4时大肠杆菌和沙门氏菌不能增殖，起到了维持肠道菌群平衡促生长的作用，同时消化道内的酸性环境促进了矿物质元素钙、磷、铁以及维生素D的吸收和利用。
3．有益微生物可产生肽细菌素、酶类及少量无机物，可以抑制有害菌的生长或阻止有害菌毒素在上皮细胞的粘附和侵入。
乳酸菌和链球菌产生的乳酸链球菌肽能抑制沙门氏菌、志贺氏菌、绿脓杆菌和大肠杆菌的生长；嗜乳酸杆菌和保加利亚乳杆菌可以产生少量过氧化氢抑制革兰氏阴性病原菌的生长；乳酸杆菌和双歧杆菌产生的胞外糖苷酶可以阻止细菌毒素的入侵。
4．提高营养价值
以28℃发酵温度，100：6（豆粕／麸皮）发酵料坯组成，1：3（米曲霉／酵母）接种配比，按6％接种量发酵豆粕72 h，发酵后粗蛋白含量可达％，较原料增加％。发酵蛋白还可使可利用性氨基酸含量增加。
5．营养作用。
微生物发酵饲料中的有益菌本身即为一种高蛋白物质，同时在动物肠道内代谢，可产生多种有助于动物营养消化的有益因子，促进所养鱼虾的发育和增重，如芽孢杆菌能分泌多种消化蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，促进营养物质的消化和吸收；酵母菌可以产生氨基酸、多种维生素供动物体利用，酵母菌还可以促进植酸酶的产生，提高动物对磷的利用率。
6．防止有害物质的产生。
微生物发酵饲料促进营养物质的消化吸收，减少了氨和其他腐败物质的产生。研究表明：饲喂微生物发酵饲料可减少内容物、粪便、门静脉中氨的含量以及肠道中甲酚、吲哚、3一甲基吲哚等腐败物质的含量，减少粪便的臭味，净化环境。
7．提高机体的免疫力。
微生物发酵饲料中的有益菌可以作为一种非特异免疫调节因子，通过细菌本身或细胞壁成分刺激并激活宿主免疫细胞，促进吞噬细胞活力或作为佐剂发挥作用。有益微生物还可以发挥特异免疫功能，增强动物体内B细胞产生抗体的能力，从而防止疾病的发生。8. 改善饲料物理性能
以乳酸菌发酵肉骨粉和水解羽毛粉，发酵产物添加于饲料中可提高水产饲料在水中稳定性，与鱼粉对照组相比，该饲料的水中稳定性提高％，pH由降到，硬度由／cm2降为 kg ／cm。
作用：
发酵蛋白在水产上得到了较好的应用，主要有以下几个方面的作用：
1．促进了所养鱼虾对饲料的消化、吸收，发酵饲料是在各种分解酶、多种微生物活菌的作用下把动物不能吸收的高分子碳水化合物转化成可吸收的低分子碳水化合物即能量饲料。
2．发酵饲料的多种微生物活菌能大量吸收动物难以利用的有机氮、无机氮，使之转化成为多种菌体蛋白质即蛋白饲料，显着增加了饲料营养成分，降低了饲料成本。
3．多种微生物活菌在发酵中能产生大量蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素分解酶、B族维生素和维生素A、D，多种微生物活菌在动物体内建立起微生态平衡，增强了免疫力。4．改善了饲料的适口性，使得所养鱼虾采食量和采食速度全面提高。
5．由于水产养殖的特殊性，多种有益菌在投放到水体中改善了水体环境，加快了水中有毒有害物的转化，促进了鱼虾的生长。
水产养殖动物长期生活在水中，受环境因素的影响较大，接触到有害菌的机会也多。在鱼虾肠道内建立一个良性循环的微生物系统，是抵御病原性感染的最有效方式之一。
发酵工艺
除了生产菌种以外，生产工艺也是决定发酵技术成败的要素。
根据发酵时接种状态可将发酵分为液态发酵、固态发酵和固液混合发酵三种方式。液态发酵彻底，产物稳定性好，具有改善饲料消化特性，提高畜禽生产性能，预防仔猪腹泻等优点，在某些方面已具备与抗生素相似的功能，但成本较高；固态发酵是以气相为连续相的生物反应过程，具有节水、节能的特点；固液混合发酵能降低成本，但其稳定性受菌种、固液比、工艺流程、设备和过程影响。
国内一般采用固态厌氧发酵生产微生物发酵饲料。目前比较典型的固态厌氧发酵生物饲料的成功例子主要有2种：一种是适合养殖户自产自用的袋装发酵饲料；另一种属于规模化流水线生产的袋装发酵饲料。它们接种的微生物基本一致，主要有酵母菌、乳酸菌和芽孢杆菌。固态厌氧发酵袋发酵方式具有简便、廉价、实用等优点。原料不必经过消毒即可直接用于发酵生产，生产过程中不需要人工翻动物料，发酵成品无需烘干。发酵饲料的生产只需接种、混合、包装三个过程即可完成。因此该技术可节省劳动力并降低劳动强度，能批量连续生产，适合在我国推广使用。
目前用于发酵的菌种主要有霉菌、酵母菌、细菌三大类，常用菌种有曲霉、酵母菌、乳酸菌和芽孢菌等。曲霉可将粗饲料中不易被消化吸收的成分转化成可利用的成分，如将粗纤维、果胶等物质转化为可消化糖类；酵母和乳酸菌可将饲料中的某些成分进一步合成营养价值高或适口性较好的物质(蛋白质、氨基酸、维生素等)。在发酵豆粕、水产加工副产品时主要采用乳酸菌、酵母菌；发酵棉粕则一般采用霉菌；芽孢杆菌在发酵中应用也较为广泛。
温度对发酵的影响主要体现在影响微生物细胞生长和影响发酵代谢产物两方面，依原料性质和菌种特点可采用常温和高温发酵两种方式。常温发酵成本低，易控制，微生物菌种易筛选，如采用乳酸菌发酵豆粕、水产副产物，控温为27～30℃，发酵时间为一周；高温发酵可缩短发酵时间，减少污染杂菌的机会，但在菌种选择上较为严格，在水产饲料
中目前仅见于以芽孢杆菌37℃发酵豌豆粉和浮萍，发酵时间比30℃减少24h。具体发酵温度应根据原料性质、菌种特点和加工工艺而确定。
浓度等均可影响发酵过程和产物质量。pH值可影响酶的此外，酸碱度、溶解氧、CO
2
活性、培养基中某些中间代谢产物的离解与物理状态等，进而影响微生物的生长繁殖及代谢产物的形成和积累。根据菌种及加工工艺的不同，pH一般范围内。溶解氧也是影响发酵过程及产物的一个重要因子，过低的溶解氧影响微生物呼吸，造成代谢异常；但过高的
是微生物的溶解氧也未必有利，因其同时为代谢供氧，影响培养基的氧化还原电位。CO
2
浓代谢产物，也是合成反应所需的基质，其对微生物的生长和发酵具有刺激作用。当CO
2
度达到一定临界值时，可使细胞膜的流动性和表面电荷发生变化，导致基质膜运输受阻，影响细胞膜的运输效率，抑制细胞生长。
优势：
现在的水产养殖池塘普遍采用鱼虾混养的模式，此模式符合当前生态、环保型渔业的要求，生产性能比较稳定，风险不大。虾苗投放一个月之后开喂虾料，但根据经验，养殖户普遍反映投喂虾料一星期左右虾即开始生病，虽死亡率不高，但影响了虾的生长，造成部分养殖户对喂虾产生恐惧心理，因而拖延了喂虾的时间，造成对虾产量较低。
根据多年观察、研究认为，此情况系对虾生长过程中由于饵料由天然转变为人工配合饵料造成的不适应、引起的虾肠道内菌群的改变，而产生了应激反应，严重的即造成病害。据此拟用微生物发酵蛋白饵料代替50％对虾的开口饵料，减少由天然动物性饵料向人工配合饵料过渡时虾体产生的不适反应，促进对虾对饵料的消化吸收能力，提高虾的免疫力。在养殖过程中微生物发酵饲料的量可减少到40％或30％，以保证肠道有益菌的优势。
发展前景
目前国内的研发与实际使用在畜禽方面已经很成熟，特别是发酵饲料在畜禽的使用，对肠道的健康和发育有很大的帮助，而在水产料上的研发和使用只是处于起步阶段，在水产料上的使用效果没有一个好的评估办法，同时受制于发酵饲料的价格较高，较普通饲料相比其性价比较低，影响了实际生产的使用积极性。
另一方面，国内发酵饲料参差不齐，发酵饲料的质量不稳定，同时发酵饲料没有统一规范标准去评判。但发酵饲料作为一种高蛋白、消化吸收率高、抗营养因子低的原料，可以一定比例的替代原料，同时又可以提高养殖动物的消化系统健康，势必会成为水产饲料配方中的一大趋势。