發(fā)酵液體飼料的生產(chǎn)及其在斷奶仔豬上的應(yīng)用

黃春喜 劉曉慧 張立彬 陸黎明

（1.漳州大北農(nóng)農(nóng)牧科技有限公司，福建漳州 363000；2.保定出入境檢驗(yàn)檢疫局，河北保定 071051）

人類很早就學(xué)會(huì)了利用微生物發(fā)酵技術(shù)來保存食物或改善其組成和風(fēng)味。在飼料的調(diào)制過程中，微生物發(fā)酵技術(shù)也得到了大力發(fā)展和應(yīng)用，例如青貯飼料早已成為反芻動(dòng)物日糧的重要組成部分。它不僅能改善了飼料的營養(yǎng)價(jià)值和適口性，還可減少有害微生物的繁殖，從而延長(zhǎng)飼料保存時(shí)間并提高資源的利用率。相對(duì)傳統(tǒng)的干料而言，發(fā)酵液體飼料（Fermented Liquid Feed，F(xiàn)LF）既具有液體飼料適口性好、粉塵少的特點(diǎn)，又含有大量的有機(jī)酸和益生菌，能維護(hù)腸道菌群平衡，降低胃液pH值并減少胃腸道病菌的繁殖，從而降低飼料成本。FLF還能有效降解原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，并提高胃腸道內(nèi)乳酸和揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的含量，從而改善豬的健康狀況（Canibe等，2003）。因此，F(xiàn)LF將作為一種潛在的抗生素替代產(chǎn)品，具有良好的應(yīng)用前景。

1 發(fā)酵液體飼料的生產(chǎn)

1.1 發(fā)酵液體飼料的概念

液體飼料廣義上可包括任何形式的液態(tài)飼料原料和產(chǎn)品，例如廢糖蜜（molasses）、液態(tài)油脂、液體蛋氨酸類似物（liquid methionine analog）以及用于養(yǎng)豬的全價(jià)液體飼料，它包括的范圍很廣，基本可涵蓋全價(jià)液體飼料和單一液體原料（熊易強(qiáng)，2011）。非發(fā)酵的液體飼料（Nonfermented Liquid Feed，NFLF）一般是在飼喂前將原料和水以一定比例直接在料筒或飼料槽中攪拌而成。但是，當(dāng)采用自由采食制度或管道飼喂系統(tǒng)時(shí)，殘留在液體飼料中的腐敗微生物容易大量繁殖。因此，生產(chǎn)中常使用直接加酸或微生物發(fā)酵的方法，使得其pH值維持在3.5～4.5之間。但是，直接加酸法有很多缺點(diǎn)：需要連續(xù)地添加和混合，成本較高，一些酵母菌仍可適應(yīng)這種酸性環(huán)境而增殖（Plumed-Ferrer等，2009）。

發(fā)酵液體飼料（FLF）克服了上述缺點(diǎn)，它是指將水與飼料以1∶1.5～1∶4的比例混合，再經(jīng)過一定時(shí)間的自然發(fā)酵或者是接種乳酸菌在適宜溫度條件下的誘導(dǎo)發(fā)酵之后，產(chǎn)生的一種低pH值的、狀態(tài)穩(wěn)定的、更能被畜禽采食、消化和吸收的飼料形式。發(fā)酵與非發(fā)酵液體飼料的區(qū)別就在于混合后至飼喂前這段時(shí)間內(nèi)，此時(shí)發(fā)酵飼料的微生物發(fā)酵活動(dòng)已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)態(tài)（Canibe等，2003）。

在歐美國家，由人類食品工業(yè)每年所產(chǎn)生的成千上萬噸的液體副產(chǎn)品，尤其是富含糖類和淀粉類的“廢棄物”，已經(jīng)作為一種重要的飼料原料。人們將這些液體原料與大麥、小麥、玉米、油脂、豆粕、礦物元素和維生素等經(jīng)過混合之后被制成了液體全價(jià)飼料，廣泛應(yīng)用到養(yǎng)豬生產(chǎn)中。這種液體飼料如果再經(jīng)過微生物的進(jìn)一步發(fā)酵，則形成發(fā)酵液體全價(jià)飼料。生產(chǎn)中，可采用分批發(fā)酵或連續(xù)發(fā)酵兩種方式：分批次發(fā)酵具有發(fā)酵過程可控，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；而連續(xù)發(fā)酵是采用保留50%發(fā)酵物，再加入50%新鮮原料發(fā)酵3～4 d的方式，保證了發(fā)酵的持續(xù)性并方便使用。

1.2 發(fā)酵過程中的微生物活動(dòng)規(guī)律

液體飼料自混合后，就有微生物開始進(jìn)行發(fā)酵活動(dòng)了。發(fā)酵初期的特點(diǎn)是乳酸菌、酵母菌和乳酸含量低、pH值偏高，而腸桿菌則大量增殖。第二階段則達(dá)到發(fā)酵穩(wěn)態(tài)，特點(diǎn)是隨著乳酸菌、酵母菌的不斷增殖，乳酸濃度提高、pH值降低，腸桿菌生長(zhǎng)受到抑制而大量減少（Canibe等，2003）。Brooks等（2008）則將其劃分為三個(gè)階段，第一階段是高pH值環(huán)境，此時(shí)大腸菌大量增殖；第二階段是乳酸菌發(fā)酵，產(chǎn)生了大量的有機(jī)酸（尤其是乳酸）、過氧化氫、細(xì)菌素，并降低了pH值和溶氧量，從而有效抑制了病原菌和腐敗微生物的生長(zhǎng)；第三階段是乳酸菌和pH值穩(wěn)定階段，如果該階段過度延長(zhǎng)的話，酵母菌數(shù)量將持續(xù)增加，見圖1。

1.3 產(chǎn)品特征及影響因素

Van Winsen等（2001）總結(jié)了FLF的最理想特征是：①pH值低于4.5；②乳酸菌（LAB）菌落數(shù)大于9 logCFU/ml；③乳酸濃度大于150 mmol/l；④乙酸和乙醇濃度分別低于40和0.8 mmol/l。也有人認(rèn)為如果乳酸濃度大于75 mmol/l或100 mmol/l，即可利于提高采食量、日增重和料肉比（Missotten等，2010）。

微生物發(fā)酵受到諸多因素的影響，包括發(fā)酵菌種、溫度、時(shí)間、pH值和原料組成（水料比）等，它們共同影響著發(fā)酵產(chǎn)物組成。由于FLF抑制病原微生物生長(zhǎng)的能力強(qiáng)弱主要取決于乳酸菌的濃度和種類，所以接種的乳酸菌菌種必須具有高的產(chǎn)乳酸活性并能抑制腸道病原菌的增殖。目前常用于液體飼料的誘導(dǎo)發(fā)酵的LAB菌種包括植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）和乳酸片球菌（Pediococcus spp.）等。Jensen和Mikkelsen（1998）研究了不同溫度條件下的發(fā)酵特性，發(fā)現(xiàn)只要發(fā)酵溫度高于20℃，其微生物組成、有機(jī)酸含量差異不大，pH值也低于4.5，從而有效抑制了大腸桿菌增殖，因此發(fā)酵溫度應(yīng)該不低于20℃。但是如果提高至30℃，乳酸產(chǎn)生速率將大大加快，有害菌產(chǎn)生的幾率將降低，效果更佳。因此，夏季或熱帶地區(qū)使用發(fā)酵飼料能夠節(jié)約成本，并提高使用效果。此外，發(fā)酵過程中還應(yīng)避免加入冷水而導(dǎo)致微生物組成改變（Missotten等，2010）。

水料比是另一個(gè)極其重要的因素，一般在1∶1.5～1∶4之間。有研究發(fā)現(xiàn)，水料比為1∶2～1∶4之間時(shí)，干物質(zhì)和能量的消化率隨水料比增加而提高（Barber等，1991）。仔豬能夠很快適應(yīng)不同水料比的飼料，有研究發(fā)現(xiàn)FLF和干飼料這兩種飼喂方式下的干物質(zhì)采食量并無差異。

2 發(fā)酵液體飼料在斷奶仔豬上的應(yīng)用

眾所周知，仔豬在斷奶前后，其采食行為、內(nèi)分泌、消化生理以及腸道組織形態(tài)、微生物和免疫功能都發(fā)生了巨大的變化，養(yǎng)分消化率降低，消化道菌群失調(diào)，容易造成斷奶腹瀉。近年來，對(duì)于如何在仔豬斷奶階段使用發(fā)酵液體飼料，從而改善斷奶應(yīng)激并減少抗生素的使用，已經(jīng)有了很多相關(guān)的研究。

2.1 發(fā)酵液體飼料對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)的影響

飼料經(jīng)過發(fā)酵后，微生物合成了豐富的維生素B12、泛酸、葉酸等B族維生素，及短鏈脂肪酸、促生長(zhǎng)因子，這些都是動(dòng)物體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，可改善飼料的消化性和營養(yǎng)價(jià)值，影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。盡管如此，發(fā)酵液體飼料的可消化能和可消化氨基酸等營養(yǎng)成分變異較大，對(duì)豬的生產(chǎn)性能的影響也并不穩(wěn)定。魏金濤等（2009）給28日齡斷奶仔豬飼喂FLF發(fā)現(xiàn)，仔豬腹瀉指數(shù)和料肉比均顯著降低，日采食量有所降低。李永明等（2010）給14日齡的超早期斷奶仔豬飼喂液體發(fā)酵飼料，發(fā)現(xiàn)與同配方粉料組相比，平均日采食量提高22.63%，平均日增重提高13.50%，料重比提高7.65%。Lawlor等（2002）給斷奶仔豬飼喂不同的日糧：干的顆粒料、新鮮的液體飼料、酸化的液體飼料以及發(fā)酵的液體飼料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)從26日齡斷奶到出欄，豬的生產(chǎn)性能沒有顯著差異。Canibe等（2007）給28 d斷奶仔豬飼喂FLF，發(fā)現(xiàn)日增重和日采食量有所降低。不同的文獻(xiàn)報(bào)道之間存在一定的差異，Jensen和Mikkelsen（1998）比較了多篇報(bào)道后發(fā)現(xiàn)FLF飼喂仔豬，與干飼料（DF）組相比仔豬日增重平均提高了22%，但飼料轉(zhuǎn)化效率卻降低了10.9%；與NFLF組相比日增重提高13.4%，飼料轉(zhuǎn)化效率卻降低了1.4%。Missotten等（2010）綜述了大量試驗(yàn)也得出類似結(jié)論，并認(rèn)為飼料利用率的差異可能只是由于不同飼料類型在浪費(fèi)和損耗上存在差異，只要控制其中的固形沉淀物，F(xiàn)LF組飼料利用率也可得到提高。

2.2 發(fā)酵液體飼料對(duì)腸道酸度的影響

發(fā)酵液體飼料中含有由乳酸桿菌、雙歧桿菌等產(chǎn)生的乳酸、乙酸和短鏈脂肪酸等有機(jī)酸，pH值較低（4.5以下）。與飼喂DF和NFLF相比（DF組pH值為4.4，NFLF組pH值為4.6），F(xiàn)LF可顯著降低豬的胃酸酸度，胃液pH值降至4.0（Canibe等，2003）。FLF使得斷奶仔豬的胃腸道處于一個(gè)低酸性的環(huán)境，可有效殺滅病菌。Scholten等（2002）發(fā)現(xiàn)小麥發(fā)酵液體飼料可降低斷奶仔豬斷奶4 d胃液pH值，提高乳酸濃度和小腸絨毛長(zhǎng)度，并很好地保護(hù)了斷奶仔豬小腸絨毛結(jié)構(gòu)的完整。但Canibe等（2007）卻發(fā)現(xiàn)胃腸道pH值并沒有差異。

2.3 發(fā)酵液體飼料對(duì)腸道菌群的調(diào)控

相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道表明，發(fā)酵飼料含高濃度的有機(jī)酸、乳酸菌，能調(diào)控消化道微生態(tài)區(qū)系，降低大腸桿菌數(shù)量，促進(jìn)乳酸菌定植和增殖。李永明等（2010）使用DGGE電泳圖譜分析微生物菌群多樣性特征，研究表明飼喂FLF后仔豬腸道微生物菌群Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)均得到提高。Canibe等（2003）發(fā)現(xiàn)FLF組的乳酸菌和酵母菌的數(shù)量大于DF組，同時(shí)大腸桿菌數(shù)量減少。也有報(bào)道稱FLF可把后段腸道大腸桿菌的濃度降低至 2 log cfu/g（Geary等，1999）。Canibe等（2007）發(fā)現(xiàn)飼喂FLF可提高小腸內(nèi)乳酸菌數(shù)量，但是大腸桿菌數(shù)量無變化。陳鮮鑫等（2010）報(bào)道乳酸菌發(fā)酵液體飼料與飼喂干料或濕拌料組相比，顯著提高糞中乳酸菌含量，顯著降低大腸桿菌、沙門氏菌數(shù)量。益生菌的大量繁殖，不僅可提供維生素、VFA等養(yǎng)分，還可分泌某些酶類（如半乳糖苷酶等），改善動(dòng)物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。此外，利用其競(jìng)爭(zhēng)性優(yōu)勢(shì)，可消耗潛在致病菌繁殖所需的營養(yǎng)素，使得致病菌增殖受阻、動(dòng)物患病風(fēng)險(xiǎn)將大大降低。

2.4 影響飼喂效果的因素

發(fā)酵過程會(huì)損失掉部分游離氨基酸，F(xiàn)LF與NFLF相比，其營養(yǎng)物質(zhì)組成有了較大的改變：賴氨酸從5.8%降至4.8%，低分子糖類由3%降至0.1%，乙酸由2.3 mmol/kg升至25.8 mmol/kg，短鏈脂肪酸濃度由2.6 mmol/kg升至38.4 mmol/kg，乳酸濃度1.2 mmol/kg升至168.6 mmol/kg，能量、粗灰分、粗蛋白、脂肪、淀粉、總非淀粉多糖、其他氨基酸含量變化不大（Canibe等，2003）。賴氨酸一般在發(fā)酵過程中會(huì)出現(xiàn)部分降解，而粉狀飼料經(jīng)過發(fā)酵之后的賴氨酸降解率比顆粒料還高（Canibe等，2010）。為避免其中的賴氨酸被微生物脫羧降解和由此帶來的適口性變化，有研究者推薦先將飼料配方中的谷物部分進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵，再將這種發(fā)酵谷物飼料與其它原料及水混合均勻再行飼喂。Canibe等（2007）比較了這兩種方式的使用效果，一種是大麥小麥組成的谷物與水1∶2.5混合發(fā)酵形成的發(fā)酵谷物飼料，飼喂前與其他成分混勻，第二種是全價(jià)飼料與水1∶2.5混合之后發(fā)酵形成的發(fā)酵液體全價(jià)飼料，結(jié)果表明前者賴氨酸含量更高，胃腸道食糜中酵母數(shù)量增加，14日齡到42日齡的仔豬日增重也有所提高。

此外可能還會(huì)產(chǎn)生一些影響動(dòng)物采食的異味物質(zhì)，如乙酸和胺類等。當(dāng)酵母發(fā)酵占據(jù)主導(dǎo)作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些影響風(fēng)味的物質(zhì)如乙醇和乙酸，而乙酸的濃度超過30 mmol/l就會(huì)影響FLF的適口性，降低干物質(zhì)和能量的攝入量（Brooks等，2008）。但是高濃度的酵母菌對(duì)FLF是有益的，因?yàn)榻湍副旧砭哂薪Y(jié)合腸桿菌的能力，并降低腸道病原菌在腸道上的吸附，從而改善腸道健康。因此，酵母菌群的多樣性對(duì)FLF品質(zhì)的影響仍有待進(jìn)一步研究。

3 結(jié)語

總體而言，發(fā)酵液體飼料作為一種新型飼料，具有改善斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能和腸道健康狀況，緩解斷奶應(yīng)激，減少斷奶腹瀉等優(yōu)點(diǎn)。但是也存在質(zhì)量不穩(wěn)定，設(shè)備和技術(shù)投入較大等問題，到目前為止并沒有給養(yǎng)殖戶帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我國是飼料資源豐富的國家，具有FLF所需要的很多廉價(jià)的飼料原料，如制糖工業(yè)產(chǎn)生大量的廢糖蜜，油脂和肉類工業(yè)下腳料等。如何充分利用這些原料，并通過改良菌種、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、開發(fā)配套飼喂設(shè)備和確立飼喂制度等集成一整套的生產(chǎn)技術(shù)，降低使用成本，生產(chǎn)出安全、衛(wèi)生、適口性好和質(zhì)量穩(wěn)定的發(fā)酵液體飼料，是我們今后面臨的巨大挑戰(zhàn)。

（參考文獻(xiàn)15篇，刊略，需者可函索）