微生物發(fā)酵飼料研究進展探討

張亦婷，劉佳佳，彭 航

（內(nèi)蒙古大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010021）

1 引言

20世紀(jì)50年代之前，人們一直都被動物的生產(chǎn)問題所困擾，紛紛試著尋找其他途徑來解決這個難題。而在50年代時，人們發(fā)現(xiàn)如果動物食用加有抗生素的口糧，則可明顯提高其產(chǎn)量。此項發(fā)現(xiàn)對畜牧業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。然而，隨著時間的推移，添加抗生素這一舉措帶來的危害日益顯現(xiàn)且逐漸加重，受到社會各界的重視。2004年，三大組織包括 WTO、聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界動物衛(wèi)生組織聯(lián)合召開專題討論會，討論了非人用抗生素的使用和抗生素的耐藥性問題［1］。人們開始試著探索其他的方法或物質(zhì)來替代抗生素的使用，以保證不影響畜牧業(yè)生產(chǎn)的效率與效益。近年來，隨著生命科學(xué)的興起，利用生物技術(shù)，特別是微生物發(fā)酵技術(shù)來實現(xiàn)新型優(yōu)質(zhì)飼料資源和新型添加劑受到廣泛關(guān)注。

由于我國是人口大國，飼料和糧食的缺少便是最難通過的一關(guān)，而其生產(chǎn)也是我國國民經(jīng)濟的薄弱環(huán)節(jié)。整體來看，我國人均占有糧食為400kg以下，在這之中，總產(chǎn)量的40%左右都用于飼料生產(chǎn)。從長遠來看，牲畜與人爭糧問題仍然是我國不能掉以輕心的大事，這是由我國國情及糧情所決定的［2］。因此，迅速高效發(fā)展高效飼料工業(yè)，生產(chǎn)生態(tài)健康型飼料刻不容緩。

2 微生物發(fā)酵飼料的一般概念

2.1 微生物發(fā)酵飼料的定義

雖然發(fā)酵現(xiàn)象幾乎和地球同時誕生，但只是在近200年人們才對其本質(zhì)有了一定的了解。發(fā)酵在英語中為“fermentation”，由拉丁語“ferver”派生而來，原意是翻涌，就是看到了發(fā)酵現(xiàn)象。許多現(xiàn)代化發(fā)酵工業(yè)的建立是近10年的事情［3］。發(fā)酵飼料定義為：在人工控制條件下，微生物通過自身的代謝活動，將植物性、動物性和礦物性物質(zhì)中的抗?fàn)I養(yǎng)因子分解或轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生更能被畜禽采食、消化、吸收且無毒害作用的飼料原料［4］。實驗證明：飼料經(jīng)過發(fā)酵處理，可以提高其營養(yǎng)吸收水平，降解其原料中可能存在的毒素，且促進生長、維持動物體內(nèi)微生態(tài)平衡、增強機體免疫力、防病治病等這些作用也可以得到體現(xiàn)。

2.2 微生物發(fā)酵飼料的主要特征

天然微生物發(fā)酵飼料味道很香，具有不錯的誘食效果，能明顯提高動物的適口性。其次有益菌數(shù)量極多，而有害菌（例如大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌）數(shù)量極低，不超過10cfu／g，并且發(fā)酵成品的pH值在4.5左右，較低，含有較多的乳酸和乙酸。

3 微生物發(fā)酵飼料的種類

依據(jù)含水量的多少可將微生物發(fā)酵飼料分為液體發(fā)酵飼料和固體發(fā)酵飼料兩類。液體發(fā)酵飼料國外使用較多，普遍采用飼料中天然存在的乳酸菌、酵母菌發(fā)酵；而國內(nèi)普遍使用微生物發(fā)酵劑或菌種，使用固體發(fā)酵飼料技術(shù)［5］。

3.1 益生菌液體發(fā)酵飼料

在國外，液體發(fā)酵飼料在制作時，并不添加任何菌種，包括益生菌，通常都是經(jīng)過自然發(fā)酵而成。而在國內(nèi)，發(fā)酵飼料中通常會添加菌種來提升其功能，添加的菌種中乳酸菌占重要地位。自發(fā)酵飼料誕生以來，液體發(fā)酵飼料就被人們廣泛使用，而且效果一直不錯。但是究其研究程度來說還是國外略勝一籌。實驗表明：發(fā)酵飼料中使用的乳酸桿菌可以增強機體的免疫應(yīng)答能力，而且其影響程度隨菌體的不同而變化［6］。

3.2 微生物固體發(fā)酵飼料

現(xiàn)存的固體發(fā)酵飼料多種多樣，但是可以大致分為：全價發(fā)酵飼料、發(fā)酵濃縮料、發(fā)酵豆粕、酵母培養(yǎng)物和其他發(fā)酵產(chǎn)品。

3.2.1 全價發(fā)酵飼料

將微生物和水一起加到全面的且無抗生素的全價配合飼料中，然后在適當(dāng)溫度、兼性氧條件下發(fā)酵而成的飼料稱為全價發(fā)酵飼料。此飼料的優(yōu)點在于可以充分滿足動物的營養(yǎng)需求，并且有益于多種有機酸、維生素、含量的增加，而且益生菌的數(shù)量也非常可觀。這類飼料使用可以很好地節(jié)約成本，并且還有很多的生物學(xué)效應(yīng)，例如促生長、防疾病等，是一類理想的發(fā)酵飼料。3.2.2 發(fā)酵濃縮料

與全價發(fā)酵飼料類似，此類飼料只是將微生物和水加入到濃縮型飼料中而經(jīng)發(fā)酵制得，稱為非全價飼料。發(fā)酵濃縮料與全價發(fā)酵飼料的主要區(qū)別在于，后者在制作時沒有添加能量飼料，在其他功能方面二者大致相同。此外，發(fā)酵濃縮料的體積比較小運輸較方便。此飼料較其他的飼料市場前景較闊。

3.2.3 發(fā)酵豆粕

通常稱以豆粕為發(fā)酵原料的一種高檔飼料為發(fā)酵豆粕。它也是經(jīng)過微生物發(fā)酵技術(shù)而來，并且有著很好的功能及作用。在發(fā)酵豆粕飼料生產(chǎn)過程中應(yīng)該對微生物菌種的選育有一定的提高，這是因為其中小肽含量的高低有很大的變化。所以一般見到的發(fā)酵豆粕都會和許多益生菌一起使用，從而大大提高其性能，包括營養(yǎng)因子的吸收以及一系列營養(yǎng)物質(zhì)的分解利用。

3.2.4 酵母培養(yǎng)物

此類微生物發(fā)酵飼料也是國內(nèi)使用較廣的一類，其可主要分為兩類：一類是以酵母活細(xì)胞為主要功能部分；另一類是以含有的大量酵母代謝產(chǎn)物為主要功能部分。兩者的主要區(qū)別是酵母活細(xì)胞對于前者必不可少，而代謝產(chǎn)物對后者起重要作用。但究其功能卻無太大差別。

3.2.5 其他發(fā)酵產(chǎn)品

除上述的4種益生菌發(fā)酵飼料外，還有很多其他種類。但是生產(chǎn)的發(fā)酵飼料還是以前4種居多。以青貯飼料等為代表的發(fā)酵飼料也有著廣泛的用處，在現(xiàn)實生活品種，可以利用各種廢棄物例如果渣、期酒渣等為原料，來制造微生物發(fā)酵飼料，這樣便可以達到廢物重利用的目的，對經(jīng)濟發(fā)展也起著一定的促進作用。

4 微生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)菌種

近年來，在飼養(yǎng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用中，微生物制品有著相當(dāng)迅速的發(fā)展，而且應(yīng)用前景也十分廣闊。眾所周知的酵母菌、擔(dān)子菌等有益細(xì)菌備受青睞。我國農(nóng)業(yè)部于1999年公布允許使用飼料及微生物添加劑和酶制劑的微生物菌種如下所示：干酪乳桿菌Lactobacillus casei，植物乳桿菌Lactobacillusplantarum，嗜酸乳桿菌Lactobacillus acidophilus，糞鏈球菌Streptococcus faecalis，乳鏈球菌Streptococcus agalactiae等［7］。

選用生產(chǎn)菌種的基本原則包括：菌體本身不產(chǎn)生有害物質(zhì)、菌體的使用不會對生態(tài)平衡的穩(wěn)定造成破壞、菌種有著很強的生命力，可以十分有效地降解大分子物質(zhì)以利于應(yīng)用，此外，可以很容易地降解抗?fàn)I養(yǎng)子，可以使得動物及微生物區(qū)系的正平衡得到進一步的加強。依照此原則，許多新的生產(chǎn)菌種正在被開發(fā)中。

5 微生物發(fā)酵飼料的發(fā)展前景

微生物有著種類眾多、資源豐富、開發(fā)潛力巨大的特點，同時加上發(fā)酵原料有著廣泛的來源，尤其是可以利用如各種農(nóng)作物秸稈、糠、木屑等物質(zhì)，通過微生物發(fā)酵，能把大量無用的基質(zhì)轉(zhuǎn)化為可利用產(chǎn)品，減少環(huán)境污染的同時又可廢物利用，得到的產(chǎn)品價格低廉，易于生產(chǎn)推廣。但是，想要生產(chǎn)質(zhì)優(yōu)價廉的發(fā)酵飼料，首先還得研發(fā)一些規(guī)模較大、自動化程度較高的固體發(fā)酵設(shè)備，其次需要不斷發(fā)掘新的飼料菌種和改良現(xiàn)有的菌種。因纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶等酶類對發(fā)酵至關(guān)重要，因此篩選此類酶制劑的菌種是微生物發(fā)酵飼料今后發(fā)展的重點。

盡管目前微生物發(fā)酵飼料不可避免地存在一些問題，但是隨著人們對其進一步的研究，相信這些問題都會迎刃而解。微生物發(fā)酵飼料作為抗生素和蛋白的替代品，以及為社會效益與經(jīng)濟效益帶來的益處，在飼料工業(yè)中必將受到更大的重視。

［1］ 黃慶生，王加啟.微生物飼料添加劑安全性問題的探討［J］.中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2002（35）：62～65.

［2］ 程文超，呂永智.發(fā)酵工程在飼料工業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢［J］.湖北畜牧獸醫(yī)，2008（5）：34～35.

［3］ 鄒志恒，宋瓊莉，韋啟鵬，等.發(fā)酵飼料在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用與研究進展［J］.中國動物保健，2009（3）：66～68.

［4］ 林標(biāo)聲，羅 建，戴愛玲，等.微生物發(fā)酵飼料對斷奶仔豬生長性能的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（5）：2378～2380.

［5］ 王子強.微生物發(fā)酵飼料研究進展［J］.Animal Husbandry and Feed Science，2010，31（4）：34～36.

［6］ H Fang，T Elina，A Heikk.Modulation of hu－moral immune response through probiotic intake［J］.Immunology and Medical Microbiology，2000，29（1）：47～52.

［7］ 王金斌，馬海樂，段玉清，等.豆粕固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高蛋白飼料的菌種篩選試驗［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（19）：8112～8114.