我国因滥用抗生素、激素和违禁药品饲喂畜禽,食品安全事件频发,引起了政府和广大消费者的高度关注。新型、绿色、无公害生物饲料可以有效解决饲料安全带来的肉食品安全问题,已经成为行业专家的研究热点。
生物饲料的一个重要研究方向是微生物固态发酵饲料。当前各种发酵型杂粕等蛋白饲料原料在生猪养殖上的应用试验研究较多,而微生物发酵全价饲料,特别是微生物发酵无抗生素的全价饲料在生猪生长全阶段(20~120kg)饲喂使用的报道则较少见,因此,本试验在4个不同处理的复合益生菌发酵不含抗生素全价饲料对仔猪进行饲养试验基础上,挑选对照组和最佳剂量发酵饲料添加组(20%),进一步研究复合益生菌发酵无抗饲料与含抗生素日粮对比对生长肥育猪(20~110kg)全阶段生产性能、血液生化指标、免疫性能以及肉品质的影响,旨在为研发绿色安全环保型无抗发酵饲料并规模化应用提供理论和技术支持。
1、材料与方法
1.1复合益生菌制剂和无抗发酵全价配合饲料
本试验中的复合微生态益生菌制剂由湖南省微生物研究院动物微生物研究室提供,活菌数为≥2×109cfu/mL。复合益生菌制剂主要成分为枯草芽胞杆菌、乳酸杆菌和酿酒酵母菌等。发酵的底物为生长育肥猪全价配合粉料,发酵时发酵液接种比例5%,添加水分质量比35%,饲料和液体质量比为6∶4。发酵饲料发酵3d以上可以使用,保质期在密封条件下为1个月左右。发酵时间少于3d饲料发酵程度不够,发酵时间过长容易造成饲料中营养物质的消耗,一般在保质期1个月内使用完毕效果最佳。
1.2试验动物和分组
将60头18kg左右的杜洛克×长白×大白杂交保育仔猪按照体质量大小和公母大致各半的原则完全随机分作2个处理,每处理设3个重复,每重复的单栏内放入10头仔猪。以猪场使用的常规含抗生素日粮为基础对照日粮,作为对照组A;以质量百分比80%不含抗生素的基础对照日粮和20%的无抗发酵全价饲料组成试验组日粮,设定为试验组B。
2个处理组分别饲喂相对应日粮。试验于2013年在湖南永州某公司猪场进行。
1.3试验基础日粮
为了试验操作简便,兼顾生长猪和育肥猪两阶段的营养需要,整个试验期使用相同日粮配方,其配方组成及营养指标见表1。
其中对照组预混料为每千克全价料提供Cu40mg;Fe100mg;Zn80mg;Mn40mg;I1mg;Se0.3mg;VA9000IU;VD31200IU;VE80IU;VK4mg;VBl6mg;VB220mg;烟酸20mg;泛酸15mg;生物素0.3mg;胆碱300mg;含抗生素黄霉素10mg。试验组预混料在对照组预混料基础上去除抗生素,其余完全一致。
无抗饲料发酵前和发酵7d后成分检测结果:发酵前饲料营养成分检测值为粗蛋白16.6%,钙0.58%,总磷0.49%,无机磷0.30%;发酵7d后饲料营养成分检测值为粗蛋白16.7%,钙0.58%,总磷0.50%,无机磷0.36%,乳酸菌3.0×109cfu/g,枯草芽孢杆菌4.8×106cfu/g,酵母菌5.0×107cfu/g。发酵前饲料中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸检测值分别为0.811%、0.264%、0.632%、0.198%;发酵7d后饲料中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸检测值分别为0.836%、0.271%、0.629%、0.195%。
1.4饲养管理
按猪场常规饲养管理程序进行。预试期3d,正试期后各组分别使用相应日粮饲喂。自由饮水采食,免疫按猪场正常程序。试验期154d。
1.5测定指标。
1)生产性能指标测定
平均日增重:对各栏试验猪于试验开始当天和试验结束最后一天早上08:00空腹称质量,根据初质量和末质量以及试验天数计算平均日增重。
平均采食量:记录各组每周的采食量(试验组按照饲喂基础量的0.92倍系数换算成与对照组同样的风干型日粮质量),试验结束后结算各组消耗饲料,计算出平均日采食量。
料重比:根据日增重和采食量计算。
2)血液生化和免疫指标测定。试验结束当天早晨从各组随机抽出3头接近中等体质量空腹肉猪,经耳静脉采血各5mL,全血置于采血管中15~30°角度斜面静置自然析出血清,3000r/min离心15min,用无菌注射器取上部透明血清于离心管中,记号笔标写清楚。将各血清样品分成3~4份到1mL塑料离心管并放入移动式低温保藏箱,迅速送到市人民医院检测,采用日立7020全自动生化分析仪测定以下指标:血清碱性磷酸酶、血清谷草转氨酶、血清尿素氮、血清葡萄糖、血清总蛋白,血清白蛋白、血清球蛋白。血清免疫球蛋白(IgA、IgG和IgM)采用免疫透射比浊法测定。
3)肉质指标测定。每个处理组选取3头接近平均体质量的猪屠宰,宰后0.5~2.0h内,取胸腰椎结合处至第2腰椎处背最长肌进行pH、肉色的测定;取第2~5腰椎处背最长肌(冰箱中保存)用于滴水损失、嫩度和肌内脂肪测定。
分别在屠宰后的45min和2h测定肌肉pH,将肉食品专用pH计(德国德图仪器公司Testo-205)探针插入取样猪肉表面向内约2.5cm深处,读取数据。
肉色测定采用CIELAB系统,用SC-8C型全自动色差计(北京康光仪器有限公司,北京),屠宰后立即测定采样猪肉的L*值、a*值和b*值。L*、a*和b*分别表示亮度、红度和黄度,值越大表示对应的颜色越深。
肌肉嫩度测定:将屠宰后取样猪肉用塑料袋密封,肉样中间插入温度计,在80℃水中煮约10min,等温度计显示温度达到75℃,取出样品,查明肌纤维走向,沿肌纤维走向修剪成截面1.27cm×1.27cm左右的肉条。上机测定时,肌纤维走向与刀口垂直。采用C-LM3型数字嫩度计测定肌肉嫩度(东北农业大学,哈尔滨),测试刀头行走速度200mm/min,记录单位为牛,N。
背最长肌的肌内脂肪测定采用有机溶剂正己烷进行索氏脂肪抽提,以脂肪含量占肌肉组织鲜质量的百分比表示测定结果。
1.6数据处理数据采用SAS软件进行t检验统计分析,以P<0.05作为数据结果差异是否显著的判断标准,结果用平均值±标准差表示。
2、结果与分析
2.1无抗发酵饲料对生长育肥猪生产性能的影响
在试验期内,对照饲喂含有抗生素的基础日粮,试验组饲喂含20%无抗发酵饲料的日粮,2个处理组对生长育肥猪生产性能的影响见表2。
从表2可知:20%无抗发酵饲料添加试验处理组的结束平均头质量、平均日增重和平均日采食量都显著高于对照组,而试验组的耗料增重比则显著低于对照组。与对照组比较,试验组平均日增重提高10.89%,平均日采食量提高5.86%,耗料增重比降低4.38%。
2.2无抗发酵饲料对生长肥育猪血液生化指标和免疫指标的影响
无抗发酵饲料对生长肥育猪血液生化指标和免疫指标的影响见表3。
由表3可见:试验组(无抗饲料添加组)的血清谷草转氨酶、尿素、白蛋白和白球比例都显著低于对照组;而试验组的血清碱性磷酸酶、葡萄糖、球蛋白和IgG则显著高于对照组。2个处理组间血清总蛋白、IgM和IgA检测数值差异不显著。
2.3无抗发酵饲料对生长肥育猪肉品质的影响
无抗发酵饲料对生长肥育猪肉品质的影响见表4。由表4可见,2个处理组之间屠宰猪肉的亮度值(L*)和黄度值(b*)差异不显著。试验处理组屠宰猪肉的45minpH、2hpH、红度值(a*)和肌内脂肪显著高于对照组,与对照组比较分别提高3.09%、2.11%、8.06%和28.06%;试验处理组屠宰猪肉的滴水损失和剪切力显著低于对照组,与对照组比较分别降低36.24%和29.41%。
3、讨论
3.1无抗发酵饲料对生长育肥猪生产性能的影响
本试验中发酵无抗饲料采用的复合微生态制剂是由乳酸菌、枯草芽胞杆菌和酿酒酵母菌按照1∶1∶1比例组成的。生产的发酵饲料中除了含有活的益生菌,还有其代谢过程产生的淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶等消化酶。饲料的发酵过程可以将饲料蛋白部分分解为小肽和游离氨基酸,可以赋予发酵饲料酸香味,改善适口性,促进采食,提高饲料的消化率和增加动物对饲料的消化能力,提高动物的生长性能。在本试验中,试验组添加20%无抗发酵饲料明显比对照组的平均日增重、平均日采食量、耗料增重比都要好。这个结果与前人的研究报道基本一致。比如刘瑞丽等研究发现饲料经复合益生菌(主要成分为:芽胞杆菌、乳酸杆菌、酵母菌等)发酵后,品质得到改善,其最佳发酵时间为6d,具有改善肥育猪生产性能的效果,与本试验研究结果一致。众多研究者发现发酵饲料在生长肥育猪上使用都可以取得较好的经济效益。张云影等通过在育肥猪日粮中添加20%袋装厌氧固态发酵饲料,发现对降低药费开支、提高猪群采食量、提高育肥猪日增重均有良好效果,试验组平均盈余比对照组多出31.39元/头。发酵饲料在肥育猪饲粮中等量代替5%的豆粕,能显著提高肥育猪增重,降低料重比,饲料成本下降,经济效益提高。黄印尧等应用酒糟益生菌发酵饲料喂猪,结果表明每头出栏肥猪可以降低饲料成本达62元。曹启民等在基础饲料中添加20%的自制灵芝菌糠发酵饲料对猪的生长性能未产生显著影响,但是可降低每千克增重饲料成本约5.19%。肖轲等饲喂低剂量发酵饲料组(添加量为7.5%,菌种组合为乳酸菌、酿酒酵母和芽孢菌)平均日增重高于对照组和高剂量发酵饲料添加组(添加量为15%),而高剂量发酵饲料添加组优于对照组。在发酵饲料的添加剂量上大家的研究结果不尽相同,可能和各个试验具体使用的益生菌菌群组合、发酵饲料中是否添加抗生素、全价料的配方组成以及试验猪只品种等因素的差异性有关。
3.2无抗发酵饲料对生猪育肥猪血液生化指标和免疫功能指标的影响
机体新陈代谢产生的变化可以通过血液生化指标的变化表现出来。血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶是肝脏和心脏器官功能反映的重要指标,如果其指标水平过高,说明相应的器官可能受到一定损伤。
血清碱性磷酸酶活性和机体生长紧密相关,碱性磷酸酶水平的升高就表示成骨细胞活性提高,骨质生成旺盛,骨中钙、磷的沉积增加。唐晓玲等认为血清中碱性磷酸酶检测水平的高低与动物的生长速度密切相关。本试验中20%无抗发酵饲料添加组肉猪的碱性磷酸酶活性显著高于含抗生素日粮的对照组,进一步确证了益生菌发酵饲料能够提高肉猪生长性能。
动物体内的蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状况可以通过血清尿素氮含量准确反映出来,氨基酸平衡较好时则血清尿素氮含量下降。血清尿素氮含量容易受到饲料中蛋白质、氨基酸含量与质量等因素的影响,其浓度与体内氮沉积率、蛋白质或氨基酸利用率呈显著负相关关系。
本试验数据结果表明,无抗发酵饲料组的血清尿素氮含量明显低于对照组,表明益生菌发酵饲料可提高动物机体氮沉积,增加蛋白质合成,提高生长速度。
2种饲料血清尿素氮差异可能与饲料中氨基酸组成和平衡有关。本试验中通过益生菌发酵后饲料中赖氨酸含量有明显增加,其他氨基酸检测数值变化不大。本试验无抗发酵饲料对生长育肥猪血液各项指标结果与以前研究结果基本一致。
血清中总蛋白浓度反映了机体对蛋白的吸收情况和体液免疫的关系。白蛋白对肝脏在蛋白代谢中起着重要作用。血清球蛋白是机体免疫器官制造的,对机体免疫力具有重要作用,免疫水平的高低间接反映了机体对疾病的抵抗能力。本试验结果显示无抗发酵饲料与有抗生素的对照组比较,对育肥猪的血清中总蛋白、IgM和IgA无差异显著性影响,但是显著提高血清中球蛋白和IgG水平;表明生长育肥猪日粮中添加微生物发酵饲料有助于提高其机体的免疫能力,与众多研究结果基本一致。但是肖轲等饲喂肥猪低剂量发酵饲料组(添加量为7.5%,菌种组合为乳酸菌、酿酒酵母和芽胞菌)血清中白蛋白含量、尿素氮含量均高于对照组和高剂量发酵饲料添加组(添加量为15%),部分血液生化指标变化规律与本试验不一致。
益生菌发酵饲料能够提高动物的免疫力,其作用机理可能有以下五方面原因:(1)肠道中的优势益生菌群可以促进机体免疫器官发育和成熟,提高T、B淋巴细胞的数量,启动免疫应答;(2)有益菌在肠道粘膜定植能激活肠道粘膜的免疫功能,诱导淋巴组织浆细胞生成分泌型免疫球蛋白(sIgA),提高免疫功能;(3)益生菌可以激活肠黏膜上的巨噬细胞、T淋巴细胞和自然杀伤(NK)细胞,调节细胞因子(白细胞介素、干扰素(IFN)-γ等)产生量来调控T、B淋巴细胞分化方向;(4)益生菌(地衣和枯草芽胞杆菌等)经由直接或间接途径发挥其免疫佐剂样作用,增强接种疫苗抗体水平;(5)益生菌能代谢合成细菌素类物质,激活机体免疫系统。
3.3无抗发酵饲料对生长肥育猪肉品质的影响
本试验中,无抗发酵饲料添加可以有效改善育肥猪的肉品质,提高了屠宰后pH值、肉色红度值、肌肉嫩度、肌内脂肪含量,降低了滴水损失,试验结果和前人研究基本一致。肌内脂肪是肉质的一项重要评定指标,随着肌内脂肪含量的增高,肌束易于分离和咀嚼,肉的嫩度和风味得以改善。发酵饲料能够减少肌肉剪切力,提高肉质嫩度,可能和发酵饲料可以增加肌内脂肪有关。沈彦锋等试验主要研究生物发酵饲料对鲁莱黑猪肥育猪生长及肉质特性的影响发现试验组猪肉保水能力、瘦肉率、pH显著高于对照组,但是试验组肌内脂肪数值上低于对照组,与本试验不一致。发酵饲料能够改善肉品质可能与发酵改变了饲料中的呈味氨基酸和小肽组成密切相关。张云影等通过在育肥猪日粮中添加20%袋装厌氧固态发酵饲料,发现可以降低药费开支,尤其是发酵饲料添加试验组育肥猪不使用任何药物,彻底解决了药物残留问题。
综合本试验结果可见,在生长育肥全阶段合理添加使用益生菌发酵无抗饲料能提高其生产性能,增强免疫能力,提高屠宰猪肉肉品质。可以实现无抗健康生猪养殖,生产安全优质无抗猪肉,可以满足市场对猪肉安全和优质的双重需求,产生巨大的社会效益和经济效益。
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