微生物是指那些单个个体非常微小,肉眼看不到的(微生物生长堆积成的菌落则可以看到,如霉菌菌丝),需要借助于显微镜才能看到的微小生物体。
这里我们介绍饲料发酵中所用到的微生物菌种,和发酵的相关基础知识。
发酵饲料中常用的微生物主要有:细菌(如乳酸菌、芽孢杆菌等)、酵母菌、丝状真菌、放线菌等。
杆状细菌电镜示意图
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绝大多数细菌的直径大小在0.5~5微米之间。可根据形状分为三类,即:球菌、杆菌和螺旋菌(包括弧形菌),它们需要在光学显微镜下用油镜放大至少5000倍才能看得清楚。所以,一般的普通光学显微镜是看不到的,需要使用电子显微镜,或借助于染色技术(如结晶紫染色切片),或使用油镜。
乳链球菌球细菌示意图
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发酵饲料中使用比较多的菌种是乳酸菌、干酪乳杆菌;植物乳杆菌;粪链球菌;屎链球菌;乳酸片球菌;枯草芽孢杆菌;纳豆芽孢杆菌;嗜酸乳杆菌;乳链球菌;戊糖片球菌、两歧双歧杆菌、地衣芽孢杆菌;沼泽红假单胞菌(光合细菌)。这些有益细菌在发酵饲料中所起的作用主要是动物肠道有益菌的作用,及发酵糟渣中抑制有害细菌等作用,改善饲料和糟渣的消化吸收率和适口性,并可长期保存糟渣等。
酵母菌的大小则在1~5微米宽,5~30微米长。一般呈卵圆形、球形、圆柱形,有些酵母菌的亲代与子代细胞互相连接,形似菌丝,称为假菌丝(如产朊假丝酵母菌,扣囊拟内孢霉酵母菌等都有假菌丝)。
可见,酵母菌的大小是细菌的5~10倍以上,只需要在500倍左右的普通光学显微镜下就可以看到,很多使用活力99生酵剂的养殖户也拿我们的产品或保健液找到相关部门进行镜检,但看到的全部都是酵母菌,这是因为是用的普通光学显微镜的原因,在这种情况下是不可能看到细菌的,能看到的就只有酵母菌或丝状真菌,如果想看到细菌,则必须使用高倍显微镜如1600倍以上的显微镜视野,同时再使用油镜为宜。
酵母菌电镜示意图
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常用发酵饲料中的酵母菌有产朊假丝酵母、啤酒酵母等。酵母菌在动物肠道中的作用(指微生态平衡和抑制有害细菌等方面)不如细菌,酵母菌起的主要作用还是营养上的作用,酵母菌含有丰富的B族维生素,几乎可以产生所有的B族维生素,并且酵母中的B族维生素一般都以磷酸酯类形式存在,故很易被动物吸收利用,是B族维生素的绝对载体,尤其是B12 和B6,这两种B族维生素是普通植物饲料中极为少见的维生素品种,所以很重要,在无鱼粉配方中,使用少量的酵母菌,可以明显提高饲料的转化率和饲料报酬。
维生素B12(也叫钴胺素 氰钴胺),主要功能防治恶性贫血,促进幼小动物的生长发育和食欲,促进机体的新陈代谢作用。
维生素B6(也叫:吡哆素),几乎在任何可知的动植物中存在极少,只有酵母菌中含量非常丰富。B6为动物体内辅酶的组成成分,参与多种代谢反应,尤其是和氨基酸代谢有密切关系。维生素B6长期缺乏会导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害。动物缺乏维生素B6的症状为皮炎、痉挛、贫血和饲料利用率低下等。
酵母菌中含有的其他B族维生素中的生物素(维生素B7,也叫维生素H),也比较重要,虽然生物素广泛存在于各种蛋白质饲料和青绿植物中,但近年来还是在养鸡业中不断得到重视,因为生物素较容易在集约化养鸡场中缺乏,一旦鸡缺乏生物素,则雏鸡生长缓慢、羽毛干燥、变脆、易患皮炎或骨短粗症、喙及趾部皮炎。种禽的蛋孵化率降低,胚胎发育过程中出现骨畸形。毛皮动物可能患湿疹、角化过度症(脱毛症)以及搔痒病,影响毛皮质量。对雄性动物可能出现被称为“湿腹”的症状。同时,在毛皮动物饲养中,生物素对毛皮的质量起到至关重要的作用。这也是为什么喂了发酵饲料的动物,皮毛非常好的原因之一。
至于酵母菌中含有的其他B族维生素如硫胺素(B1),核黄素(B2),尼克酸或叫烟酰胺(B3),氨基嘌呤(B4),叶酸等,则一般饲料中含量都比较丰富,但仍然以酵母菌中的含量最为丰富。
酵母中还含有谷类食品中缺乏的麦甾醇120mg/kg左右,它是维生素D的前体,促进动物骨骼发育。
酵母菌比较容易与金属离子结合,促进它们的利用效率,这一点在发酵糟渣中可以缓解特殊糟渣中的有害金属离子的毒性,另一方面,酵母菌是微量元素的有效载体和有机结合体,酵母菌结合的元素(如富锌酵母、富硒酵母、富铬酵母、富铁酵母)都具体副作用小,效率高的特点。
酵母菌本身也是一种促进消化的物质如酵母片等,也是促进羽毛皮肤生长的好东西。
放线菌和丝状真菌在饲料发酵中使用较少,因为它们都是好氧菌,在好氧的条件下才能有生长优势,而饲料发酵常用的发酵方式都是厌氧发酵方式,所以,这两类菌使用较少。
我们使用的活力99生酵剂和粗饲料降解剂中都含有发酵力极强的细菌和酵母菌,用它们所发酵的糟渣中也含有丰富的细菌和酵母菌,举例说明:使用活力99生酵剂制作的保健液中,就含有有益细菌3~6亿/亳升,含有酵母菌4~7亿个/毫升。
有益细菌和酵母对猪等动物的作用机理有如下几点:
① 迅速造成肠道内的厌氧环境,从而抑制有害细菌繁殖生长,并促进消化吸收。
② 迅速酸化肠道,从本质上抑杀有害细菌,同时维护肠道内的微生态平衡,增加饲料的消化吸收率,增强抵抗疾病的能力。
③ 竞争性地与有害细菌争夺小肠绒毛上的附着点,从而抑制了有害细菌和病原菌的附着点,使小肠微生态中保持有益菌的绝对优势。
④ 增强猪只的免疫力,由于有益细菌在诱发动物产生抗体上有着相似的地方,但有益细菌不会使动物发病,又能常激发动物产生抗体,所以,也就锻炼和提高了动物的免疫抗病能力。
⑤ 有益细菌本身在动物肠道中进行新陈代谢时,会产生较多的维生素(A、D、E、K、C、B1、B2、B6、泛酸、烟酸、生物素、肌醇和叶酸等)、氨基酸、有机酸、消化酶等,并合成菌体蛋白,这些东西本身是营养物质,能增中动物的生长速度,提高营养供给。
⑥ 防止有害物质的产生
由于上述说的微生物制剂可以提高饲料的消化吸收率,所以也就减少了消化道中氨味的产生,和防止的其他腐败物质的产生,研究表明:喂了微生物制剂后可以减少肠道内容物、粪便、门静脉中的氨含量及肠内容中的对甲酚、吲哚、3-甲基吲哚等腐败物质的含量,同时缓解粪便臭味、净化畜禽舍环境,另外,直接喂微生物有益菌,可以在肠道内生长形成致密的膜菌群,形成生物菌屏障,阻止有害物质和废物的吸收。
上述的有益细菌和酵母菌在发酵各种糟渣的时候,也会产生在动物肠道中类似的作用,抑制或杀死糟渣中的有害细菌,创造出一个有利于有益细菌的健康环境,同时也就改善了糟渣的营养状况和卫生状况。
微生物发酵糟渣饲料的机制过程
这里只是简单通俗地进行介绍,以便大家都可以粗略地了解微生物相关的发酵原理。
1、微生物发酵各种糟渣的过程:
微生物在糟渣饲料中发酵的过程,也可分为启动期、延滞期、对数生长期、平稳期,衰老期到保存阶段等过程。如下图示意图
固体发酵和液体发酵中微生物细胞的生长曲线图
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① 启动期
活力99生酵剂等发酵剂产品加到糟渣饲料中后,首先就是要吸水膨胀和进行活化,从休眠状态转变成为营养体状态,这时,它们会尽量利用周围环境中的低分子有机营养物质如葡萄糖、蔗糖、低肽或氨基酸、无机氮等能量和蛋白低分子营养物质,进行最初的活化过程,这个过程也就是启动期。
这好象是一台汽车,很久没有使用,所以在发动前,需要加注润滑油、燃油、活动一下连接件等,一旦发动,则会自动给蓄电池充电,蓄电池充了电反过了发动机工作更平稳,微生物也一样,从粉剂产品的休眠状态加入到含水量达65%的糟渣中后,吸水膨胀(润滑),吸收周边环境中的小分子营养物质(只能利用小分子单糖等物质,因为微生物尚未分泌胞外酶,所以不具备对周围环境中的大分子如淀粉进行分解而得到葡萄糖等单糖的能力),所以, 需要周围环境中的小分子营养物质来启动它,一旦启动,贮备了足够的能量,则自己可以分泌胞外酶,而把周围环境中的大分子物质如淀粉、蛋白质、纤维素等分解成小分子,而达到自力更生的平稳生长繁殖阶段。
这一过程在发酵某些比较脏臭的物料、或所发酵的物料中糖份或低分子有机营养物质含量极少(如秸秆类)时,显得比较重要,如发酵鸡粪时,需要一个很好而迅速的启动期,以让有益细菌在后继的发酵中占据优势地位。
这一过程在天气比较冷的冬天也比较缓慢,需要进行额外的活化操作,如将活力99生酵剂一包,加入到3公斤清水中、加入100克红糖或200克白糖,溶解后,水温保持在25℃以上,放置一小时,这样,活力99生酵剂中的菌种可以迅速活化,转化成营养体,进入发酵状态。
一个发酵剂产品的效果好坏,在启动阶段就可以明显区别开来,活力99生酵剂的启动期很短,启动的速度非常快,是一般发酵剂无法比拟的,即使是在小分子营养物质含量极少的物料发酵中,如发酵鸡粪,发酵秸秆,发酵统糠中,启动也是比较快的,只要充分吸水膨胀,就可以迅速启动。具体原理,后面将讲述。
启动期的细菌数量是缓慢上升的,实际上数量增加极少,是以细胞活化为主的一个过程。