微生物發(fā)酵濕料在畜禽料中的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀

聶 勇，勵 飛，劉 維，朱夢琪

（湖南九鼎動物營養(yǎng)研究院有限公司，長沙 410007）

微生物發(fā)酵濕料是通過設(shè)備將農(nóng)業(yè)與食品加工副產(chǎn)物粉料與水按一定比例混合均勻，加入益生菌（乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌）進行發(fā)酵，形成的一種含水量適中的發(fā)酵飼料[1]。與干料相比，微生物發(fā)酵濕料飼喂肥育豬特別是仔豬有更明顯特征，主要表現(xiàn)在：增加適口性，降低飼料成本，擴大飼料原料范圍，改善環(huán)境，提高生產(chǎn)性能等[2]。

近年來，我國關(guān)于畜禽養(yǎng)殖和生產(chǎn)的研究主要是飼料添加劑、飼料營養(yǎng)和飼養(yǎng)管理等方面，對飼料飼喂形態(tài)方面的研究相對較少。微生物發(fā)酵濕料技術(shù)是一種新型飼料生產(chǎn)技術(shù)，將濕料飼喂方式與微生物發(fā)酵飼料相結(jié)合，在生產(chǎn)上能節(jié)約生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)操作步驟；在畜禽養(yǎng)殖過程中，益生菌通過發(fā)酵飼料進入畜禽體內(nèi)，在畜禽腸道環(huán)境中起到屏障作用，并與原環(huán)境中的病原菌產(chǎn)生競爭性抑制作用[3]。飼料原料經(jīng)益生菌發(fā)酵后含有更多有益物質(zhì)（活性益生菌菌體、各種酶、各種代謝產(chǎn)物、多種維生素、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物如活性小肽氨基酸、抑菌物質(zhì)、免疫增強因子等），這些有益物質(zhì)能促進動物個體生長，維持動物腸道菌群平衡。

1 微生物發(fā)酵濕料主要的發(fā)酵菌種

1.1 主要的發(fā)酵菌種

微生物發(fā)酵濕料的菌種選擇與微生物發(fā)酵飼料的菌種選擇是一致的，菌種必須符合安全原則，不能危害環(huán)境固有的生態(tài)平衡。用于飼料微生物添加劑生產(chǎn)在美國已批準(zhǔn)的擁有40 多種，我國農(nóng)業(yè)部在1999 年也公布了允許使用的微生物菌種名單，主要用于飼料中的微生物添加劑和酶制劑[4]。目前，市場上用于飼料發(fā)酵的主要益生菌種類包括乳酸菌、芽孢桿菌、酵母和霉菌。

1.2 乳酸菌

乳酸菌是應(yīng)用最廣泛、最早的益生菌，其代謝產(chǎn)物為乳酸的一類無芽孢、革蘭氏染色陽性細(xì)菌，包含許多種屬。乳酸菌通過利用碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸，其他代謝產(chǎn)物如一些特殊酶系、酸菌素等物質(zhì)在動物體內(nèi)均具有特殊生理功能[5]。乳酸菌在動物機體內(nèi)能促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，提高機體免疫、改善食品風(fēng)味等。利用益生乳酸菌發(fā)酵而成的飼料對促進動物的健康生長具有重要的實踐意義[6]。乳酸菌廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和畜牧業(yè)中，通過發(fā)酵后產(chǎn)生的初級或者次級代謝產(chǎn)物，能酶解豆粕、棉籽粕和菜籽粕中的粗蛋白質(zhì)，從而提高蛋白質(zhì)含量，降低pH 及降解其中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，能有效改善飼料品質(zhì)[7]。國內(nèi)外大量的飼養(yǎng)和臨床試驗資料都表明，乳酸菌對人類和動物體保健和治療都有較好的療效。楊璐等研究發(fā)現(xiàn)，微生物在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用，能提高其生產(chǎn)性能，主要原因是發(fā)酵液體飼料降低仔豬胃內(nèi)的酸度，增加了仔豬的采食量[8]。同時，通過微生物競爭關(guān)系抑制有害細(xì)菌的生長和繁殖，控制仔豬的腹瀉，減少抗生素的使用。乳酸菌在提高飼料的品質(zhì)，提升家禽對飼料的利用率等方面，與傳統(tǒng)的抗生素和化學(xué)添加劑相比，更具優(yōu)勢。

1.3 酵母菌

酵母是一種單細(xì)胞真菌，能發(fā)酵糖類，可用于釀造生產(chǎn)，也可為致病菌。酵母菌體中粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)50%，含有非常豐富的維生素、脂肪、糖、酶等多種營養(yǎng)成分；同時其中的多種動物所需的消化酶（α-淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶等）能酶解動物腸道中的營養(yǎng)物質(zhì)，在動物營養(yǎng)消化利用方面起著重要作用[9-11]。胡德全等利用酒糟用作飼料來飼喂肉牛，研究表明，由于酒糟具有對牛適口性好，價格低廉，在瘤胃中酒糟蛋白降解率較高等特點，不僅可以滿足肉牛育肥快速生長對蛋白質(zhì)的需求，還可以作為蛋白質(zhì)補充料在肉牛育肥階段進行應(yīng)用[12]。酵母菌含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，主要為蛋白質(zhì)和其他代謝產(chǎn)物，其不僅能促進動物生長，還有助于提高動物機體免疫及繁殖能力。由于價格低廉、經(jīng)濟價值高、市場需求旺盛、應(yīng)用前景好等特點，可開發(fā)作為天然綠色生物飼料添加劑[13-14]。Belibasakis 等使用濕啤酒糟替代青貯玉米和大豆粉來改變35%～39%的瘤胃不可降解蛋白飼喂奶牛，試驗結(jié)果表明，可以顯著提高實際乳產(chǎn)量、乳脂產(chǎn)量、乳總固形物含量和乳脂含量[15]。在提高飼料的利用率等方面，Wlliams 等發(fā)現(xiàn)酵母培養(yǎng)物在雜交肉牛飼養(yǎng)中有顯著效果。添加酵母菌培養(yǎng)物在泌乳牛、生長牛、水牛、綿羊、山羊日糧中后，提高了反芻動物的產(chǎn)奶量（6.8%～17.4%），平均提高7.8%[16]。

1.4 芽孢桿菌

芽胞桿菌具有繁殖速度快、生命力強、體積大等特點，其在生長繁殖過程中可產(chǎn)生維生素B、維生素C、蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等多種代謝產(chǎn)物，進入腸道后代謝合成多種有機酸、酶、生理活性等物質(zhì)消耗大量氧氣，可抑制有害菌、病原菌等有害微生物的的生長繁殖，同時還具有降解飼料中復(fù)雜碳水化合物的酶，消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，這些特性對動物腸道菌群平衡、動物飼料轉(zhuǎn)化率、營養(yǎng)消化吸收及促進生長具有重要意義。陳潔梅等研究表明，豆粕采用芽胞桿菌進行固態(tài)發(fā)酵后，樣品中各營養(yǎng)指標(biāo)均有所提高，其中粗蛋白質(zhì)含量由50.6%升至54.1%，大豆肽含量由1.8%升至29.5%，TCA-N 含量由2.4%升至38.8%，乳酸含量由0.7%升至4.7%，游離氨基酸含量由5.57 mg·g-1升至92.65 mg·g-1，發(fā)酵后大豆抗原通過SDS-PAGE 電泳技術(shù)檢測分析，結(jié)果表明，抗原已經(jīng)被完全分解，90%主要抗?fàn)I養(yǎng)因子被降解，大部分大分子蛋白質(zhì)被分解成小分子肽，結(jié)果表明，芽胞桿菌在動物體內(nèi)能促進飼料的降解消化吸收，提高動物的營養(yǎng)代謝速率。林顯華在1日齡健康愛拔益加肉雛雞200只的日糧中添加枯草芽孢桿菌B7，結(jié)果表明，肉雞的日增重顯著提高，料重比顯著降低，說明添加一定量枯草芽孢桿菌B7有助于提高其生長性能及增強免疫功能[17]。因此，添加發(fā)酵菌種對微生物發(fā)酵飼料具有重要作用。

2 微生物發(fā)酵濕料的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

微生物發(fā)酵濕料既具備微生物蛋白飼料的特征，又具備優(yōu)質(zhì)蛋白飼料的特性。微生物發(fā)酵濕料在生產(chǎn)工藝上采用更簡單、更便捷的操作。通過嚴(yán)格控制發(fā)酵過程中的工藝條件，不僅可以在有益活菌數(shù)量達(dá)到更多保留，而且在消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，降解大分子蛋白和植酸磷等方面達(dá)到更好的效果；微生物發(fā)酵濕料的生產(chǎn)成本較低，飼喂方式更有效。因此，微生物發(fā)酵濕料在畜禽料的研究及應(yīng)用具有很好的研究意義和發(fā)展前景。

2.1 微生物發(fā)酵濕料在豬料中的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

微生物發(fā)酵濕料在豬料中應(yīng)用比較廣泛。我國即將進入無抗時代，微生物發(fā)酵飼料將逐步替代原有的抗生素對動物的功效，而微生物發(fā)酵濕料成本低及飼喂方式便捷等優(yōu)點，未來將被更多應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖中。微生物發(fā)酵后由益生菌產(chǎn)生的各種酶、維生素、蛋白質(zhì)及其他代謝產(chǎn)物等，在動物體內(nèi)可以促進生長、維持動物腸道健康，調(diào)節(jié)體內(nèi)pH，降解原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子；由于微生物發(fā)酵濕料含有更多活性益生菌菌體，對動物腸道菌群平衡具有不可忽視的作用。布登付等研究益生菌發(fā)酵濕料對育肥豬生長性能及腹瀉率的影響，通過隨機飼喂益生菌發(fā)酵濕料、顆粒料和粉料，結(jié)果表明，益生菌發(fā)酵濕料組日增重分別比顆粒料組和粉料組高9.47%（P＞0.05）和15.56%（P＜0.05）；在料重比方面，益生菌發(fā)酵濕料組分別比低7.12%和12.42%。而飼喂微生物發(fā)酵濕料的腹瀉率降低至0.35%，比顆粒料組和粉料組的效果更佳，通過成本核算，微生物發(fā)酵濕料組每千克增重飼料成本為6.26 元，分別比顆粒料組和粉料組少0.77、0.89 元[18]。王漢夫等研究干料與濕料兩種不同飼喂方法對肉豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，發(fā)酵濕料飼喂組試豬在整個試驗階段的頭均增重、頭均日增重、飼料報酬、單位增重的飼料成本、腹瀉率等方面均比干料飼喂組試豬好，說明發(fā)酵濕料飼喂組試豬的生產(chǎn)性能要優(yōu)于干料飼喂組試豬[19]。慕會杰等研究濕態(tài)發(fā)酵豆粕與基礎(chǔ)日糧（小麥+豆粕）飼喂母豬，通過對母豬繁殖性能、血清生化指標(biāo)及糞中微生物菌群的各項指標(biāo)進行檢測，結(jié)果表明，日糧中添加濕態(tài)發(fā)酵豆粕在母豬妊娠后期、泌乳期能夠顯著改善母豬健康，母豬繁殖性能得到提高，仔豬14 日齡平均個體體重增加，仔豬腹瀉率降低，經(jīng)濟效益得到提高[20]。陳如水等在育肥豬中采用以無抗發(fā)酵飼料配方產(chǎn)品（發(fā)酵豆粕和發(fā)酵棉粕為主要蛋白原料）與常規(guī)飼料飼喂對比發(fā)現(xiàn)，無抗發(fā)酵飼料配方產(chǎn)品對育肥豬末重及平均日增重有顯著提高，經(jīng)濟效益得到增長，每頭豬養(yǎng)殖收入增加78.72 元，毛利提高33.98%；在肉品質(zhì)及豬肉營養(yǎng)方面，飼喂無抗發(fā)酵飼料配方產(chǎn)品能顯著降低豬肉剪切力和滴水損失，提高豬肉氨基酸水平[21]。

2.2 微生物發(fā)酵濕料在家禽中的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

家禽基礎(chǔ)代謝率是牛、豬的3倍，機體新陳代謝旺盛，但幼禽體溫調(diào)控機能差，且消化系統(tǒng)機能不健全。因此，只有給予家禽充分的飼料和平衡的營養(yǎng)，才能保證家禽的正常生產(chǎn)機能。在家禽日糧中添加適量的微生物發(fā)酵濕料，其中的微生物益生菌能改善腸道微生態(tài)動態(tài)平衡，抑制有害微生物菌群的危害；家禽無膀胱，直腸較短，不能高效利用營養(yǎng)物質(zhì)，而微生物發(fā)酵濕料可以提高家禽的生產(chǎn)性能和飼料利用率，在改善家禽對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收、禽產(chǎn)品品質(zhì)、防治環(huán)境污染等方面有重要作用。Akinola 等研究干、濕和微生物發(fā)酵濕料對肉雞生長性能、表觀消化率、腸道形態(tài)和胴體性狀的影響，結(jié)果表明，飼喂發(fā)酵濕料和濕料肉雞最終活體重和增重顯著提高（P＜0.05）；與飼喂干料相比，飼喂發(fā)酵濕料和濕料肉雞采食量和飼料轉(zhuǎn)化率未受影響（P＞0.05）；與干、濕料相比，飼喂發(fā)酵濕料肉雞表觀有機物消化率顯著提高（P＜0.05），死亡率、小腸絨毛形態(tài)和胴體性狀未受日糧處理的影響（P＞0.05）；與發(fā)酵濕飼料相比，飼喂?jié)耧暳巷@著降低了肌胃重（P＜0.05）；飼喂發(fā)酵濕料較干料腹部脂肪顯著降低（P＜0.05），結(jié)果表明，飼喂發(fā)酵濕料明顯提高肉雞有機物消化率，改善生長性能[22]。曲浩杰等對肉雞和肉鴨采用微生物發(fā)酵飼料與基礎(chǔ)飼糧進行飼喂，研究肉雞和肉鴨對發(fā)酵飼料的養(yǎng)分利用率的影響，結(jié)果表明，肉雞、肉鴨飼喂發(fā)酵濕料粗蛋白、干物質(zhì)、能量真實利用率以及真實代謝能水平相對于基礎(chǔ)飼糧均有所增加[23]。

2.3 微生物發(fā)酵濕料在反芻動物中的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

采食量、采食速率和日增重直接影響飼料的利用率和養(yǎng)殖效益，是動物養(yǎng)殖中十分重要的指標(biāo)。而對于在反芻動物中添加微生物發(fā)酵飼料研究結(jié)果存在不同的觀點。張永輝等研究微生物發(fā)酵濕料對奶牛產(chǎn)奶量和飼料消化率的影響，結(jié)果表明，微生物發(fā)酵濕料對泌乳期荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量有明顯影響，高產(chǎn)試驗組奶牛采食量高于高產(chǎn)空白組，糞篩數(shù)據(jù)顯示，試驗組與空白組相比，糞篩第一層比例普遍低2.80%～4.89%，飼喂泌乳期荷斯坦奶牛發(fā)酵濕料可顯著提高奶牛產(chǎn)奶量，對飼料的消化率也有所增強[24]。曲強等研究表明，利用平菇菌糠發(fā)酵飼料飼喂肉羊能夠顯著提高肉羊的食欲，對促進育成羊的增重有顯著效果[25]。這可能與微生物發(fā)酵飼料可以提高飼料的消化率，進而提高動物的日增重有關(guān)[26]。吳小燕等對泌乳奶牛添加微生物發(fā)酵飼料，研究奶牛產(chǎn)奶量、乳品質(zhì)及飼糧消化率的變化，結(jié)果表明，奶牛產(chǎn)奶量、乳品質(zhì)及飼糧消化率在添加適當(dāng)微生物發(fā)酵飼料后，均有所提高[27]。因此，微生物發(fā)酵濕料在反芻動物中不僅能提高采食量、采食速率和日增重，而且對其產(chǎn)奶量和飼料消化率有所增加。

3 展 望

眾多研究表明，藥物飼料添加劑將在2020 年全部退出，飼料端“禁抗”，養(yǎng)殖端“減抗、限抗”大勢已定，將會給飼料行業(yè)和養(yǎng)殖行業(yè)帶來翻天覆地的變化。在現(xiàn)階段養(yǎng)殖業(yè)中，微生物發(fā)酵飼料必將登上歷史舞臺，尤其是微生物發(fā)酵濕料，其作為一種新興產(chǎn)業(yè)，會帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟效益，在飼料工業(yè)中必將具有廣闊的發(fā)展前景。

微生物發(fā)酵濕料雖然已經(jīng)取得很大的成效，但是在其添加與應(yīng)用中仍存在很多問題；由于微生物發(fā)酵濕料是以濕料方式進行發(fā)酵、運輸與應(yīng)用，而濕料在發(fā)酵過程中有益菌群協(xié)同作用機制或頡頏作用機理不明確，發(fā)酵產(chǎn)物生成有許多不確定性，對微生物發(fā)酵濕料的品質(zhì)難以保持持續(xù)穩(wěn)定及有效性；發(fā)酵后濕料的即時應(yīng)用及運輸困難，都會造成微生物發(fā)酵濕料的品質(zhì)難以保證，制約著微生物發(fā)酵濕料的進一步發(fā)展。

近年來，微生物發(fā)酵濕料飼料在水產(chǎn)動物、家禽、反芻動物等畜禽養(yǎng)殖中大范圍應(yīng)用，一些生產(chǎn)設(shè)備和專業(yè)人員都致力于微生物和發(fā)酵工藝進行研究。劉艷新等就目前微生物發(fā)酵飼料的發(fā)展背景、生產(chǎn)工藝優(yōu)化以及應(yīng)用進行闡述，旨在說明微生物發(fā)酵飼料在目前形勢下生物發(fā)酵飼料的進步及應(yīng)用研究[28-29]。

微生物發(fā)酵濕料作為抗生素和蛋白的替代品，不僅可以生產(chǎn)出無抗優(yōu)質(zhì)的畜禽產(chǎn)品，而且在發(fā)酵原料利用方面有更多的選擇性，可以利用各種農(nóng)作物秸稈、粕類原料作為發(fā)酵底物，開發(fā)潛力巨大，這樣發(fā)酵出來的產(chǎn)品既可以滿足動物所需基本營養(yǎng)物質(zhì)，又可以使產(chǎn)品的成本低廉、易于生產(chǎn)推廣。合理開發(fā)和利用微生物發(fā)酵濕料將會有更廣闊的前景。