固態(tài)發(fā)酵飼料在畜禽生產(chǎn)中的研究進(jìn)展

張正敏，曹洪戰(zhàn)，蘆春蓮，李 尚，施文穎

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，河北 保定 071001）

改革開放以來，人民生活水平日益提高，對畜產(chǎn)品的需求量增大，推進(jìn)我國畜牧業(yè)發(fā)展。我國飼料配方主要以玉米-豆粕日糧為主，但我國大豆、玉米產(chǎn)量不能滿足我國的畜牧業(yè)發(fā)展，多數(shù)大豆、玉米是靠美國進(jìn)口，而我國飼料原料沒有得到很好的應(yīng)用。因此，解決飼料需求量的不足，開發(fā)新的飼料資源成為畜牧業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的首要前提。固態(tài)發(fā)酵飼料技術(shù)具有提高飼料利用率、改善腸道健康等特點，是開發(fā)飼料資源的一種方法，有較好的應(yīng)用前景。

1 固態(tài)發(fā)酵的定義和作用機理

發(fā)酵有兩種形式：固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵。液態(tài)發(fā)酵是用自然發(fā)酵基料或特定益生菌接種發(fā)酵基料與水1.0∶1.5～1∶4均勻混合發(fā)酵[1]。固態(tài)發(fā)酵是指用不溶性原料作為碳源及能源，或作為發(fā)酵的固體支持物，發(fā)酵物呈固體，含水量雖然多，但是沒有流動的液體物混合發(fā)酵[2]。

兩種發(fā)酵方法都是通過發(fā)酵使原料產(chǎn)生一些消化酶（如植酸酶、果膠酶、和纖維素酶等），使多糖類、脂肪和蛋白質(zhì)類等大分子物質(zhì)經(jīng)過微生物發(fā)酵代謝為小分子物質(zhì)，或飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過發(fā)酵分解轉(zhuǎn)化使動物機體更容易消化吸收[3-4]。另外，固態(tài)發(fā)酵工藝指標(biāo)需要選擇適宜的發(fā)酵菌種、發(fā)酵原料、含水量、濕度、氧氣、溫度和發(fā)酵時間[5]。固態(tài)發(fā)酵與液態(tài)發(fā)酵相比優(yōu)點是發(fā)酵原料要求不高，來源廣，一般為農(nóng)副產(chǎn)品或工農(nóng)業(yè)殘渣，價格低廉。發(fā)酵含水量低，可降低有害菌的生長。對發(fā)酵的無菌環(huán)境要求相對不高，對環(huán)境污染小，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣廢水少，投資低，產(chǎn)量高[6-8]。

2 固態(tài)發(fā)酵飼料在畜禽上的應(yīng)用

非發(fā)酵飼料在動物采食后，飼料在腸道中發(fā)酵，促使大腸再次消化吸收，而有些不能經(jīng)機體自身腸道菌群消化的大分子物質(zhì)就會排出體外，造成飼料浪費。固態(tài)發(fā)酵飼料可以優(yōu)先分解飼料中大分子物質(zhì)，采食后可以更好的被機體吸收，提高飼料利用率，還可以改善動物腸道菌群，增加有益菌，降低腹瀉率。近幾年，固態(tài)發(fā)酵飼料應(yīng)用在畜禽上的研究增多，有不同菌群的發(fā)酵飼料和不同原料的發(fā)酵飼料，試驗研究也發(fā)現(xiàn)發(fā)酵飼料比飼料發(fā)酵前更優(yōu)質(zhì)，這也是飼料行業(yè)發(fā)展發(fā)酵飼料的前進(jìn)動力。

2.1 固態(tài)發(fā)酵飼料對豬的影響

固態(tài)發(fā)酵可以提高生長豬的生長性能、提高養(yǎng)分消化率、降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量、刺激后腸發(fā)酵、改善腸道發(fā)育和肉品質(zhì)。劉世操等研究發(fā)現(xiàn)，用杏鮑菇菌糠替代麩皮，10%的替代提高了日采食量和日增重且差異顯著，與對照組相比耗料增重比差異不顯著[8]。馬廣等研究在基礎(chǔ)日糧和糖蜜基礎(chǔ)上額外添加復(fù)合菌液，45～65 kg、65～100 kg階段和總階段8～100 kg平均日采食量、平均日增重和料重比差異顯著[9]。鄧卉等研究發(fā)現(xiàn)，固態(tài)發(fā)酵菜籽粕對生長豬的生長性能上增加平均日增重和平均日采食量，料肉比無顯著差異；血清超氧化物歧化酶（SOD）活性和總抗氧化能力（T-AOC）含量顯著高于對照組（P＜0.05），丙二醛（MDA）含量顯著低于對照組，抗氧化能力增強[10]。發(fā)酵菜籽餅與未發(fā)酵菜籽餅相比，其抗?fàn)I養(yǎng)因子含量較低，蛋白質(zhì)、小肽和游離氧基酸含量較高。Wang等用發(fā)酵后的豆粕替代豆粕，發(fā)現(xiàn)可以提高平均日增重和日采食量，飼糧仔豬營養(yǎng)物質(zhì)消化率和血漿尿素氮濃度無明顯差異[11]。楊文凱用混菌固態(tài)發(fā)酵糠麩類飼料替代20%的基礎(chǔ)日糧，與未發(fā)酵的糠麩類飼料在生長豬上的應(yīng)用相比，分別提高粗脂肪（EE）、粗纖維（CF）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）及能量的表觀消化率且差異顯著（P＜0.05）。Nguyen等用3種纖維來源木薯葉粉（CL），木薯根殘渣（CR）和豆腐副產(chǎn)物（TF）與對照處理相比，TF組使糞便VFA增加33%（P=0.07），表明刺激后腸發(fā)酵，CR和CL處理未能增強體內(nèi)后腸發(fā)酵，但氨氣排放沒有減輕[12]。Ahmed等研究發(fā)現(xiàn)，飼喂固態(tài)飼料后提高了肌內(nèi)脂肪含量，而肌內(nèi)脂肪是鑒定豬肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，還可提高n-3不飽和脂肪酸含量，抗氧化性增強，這些都影響豬肉品質(zhì)，改善豬肉風(fēng)味[13]。飼喂豬固態(tài)發(fā)酵飼料比不發(fā)酵飼料的表觀消化率高，氨基酸吸收加強，促進(jìn)后腸發(fā)酵，提高蛋白質(zhì)吸收，增加肌內(nèi)脂肪含量，改善肉品質(zhì)。

2.2 固態(tài)發(fā)酵飼料對家禽的影響

大量研究發(fā)現(xiàn)，用固態(tài)發(fā)酵飼料飼喂家禽可以提高日飼料轉(zhuǎn)化率和日增重，降低雞肉中丙二醛和膽固醇含量，提高抗氧化性能，增加不飽和脂肪酸（PUFA），而這些結(jié)果可能對禽肉消費者具有吸引力，因為高PUFA和低SFA對人類健康有積極的益處，主要是預(yù)防心血管疾病。Ashayerizadeh等研究飼喂發(fā)酵菜籽粕（FRSM）日糧的肉雞血清甘油三酯和極低密度脂蛋白膽固醇濃度（P＜0.05）和回腸中大腸菌群（P＜0.05）均低于其他[14]。飼喂FRSM的日糧的肉雞比菜籽粕（RSM）的日糧具有更高的增重（WG）和更好的飼料轉(zhuǎn)化率（FCR），飼喂含有FRSM的日糧的肉雞在大腿肌肉中的膽固醇和丙二醛濃度較低，但與其他試驗組相比，乳腺和大腿肌肉的總超氧化物歧化酶活性和總抗氧化能力更高。在大腿肌肉中，F(xiàn)RSM飲食降低了總飽和脂肪酸含量并增加了總多不飽和脂肪酸含量。丙二醛代表脂肪氧合酶催化不飽和脂肪過氧化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的活性醛類，丙二醛降低，抗氧化能力增強。肌肉中過氧化物清除酶活性能夠降低總PUFA氧化。總之，用FRSM代替豆粕（SBM）改善了肉雞的生長性能以及抗氧化能力和肉質(zhì)，并且可以用作肉雞日糧中SBM的合適替代蛋白質(zhì)來源。Alshelmani等用飼喂肉雞棕櫚仁餅發(fā)酵（FPKC）與對照組相比，喂食FPKC 15%的一組雞腸道微生物區(qū)系得到改善[15]。這些結(jié)果與Zulkifli等報道的用25%PKC喂養(yǎng)的肉雞回腸和盲腸的實驗室計數(shù)顯著增加不一致，可能是可溶性膳食纖維可增加回腸和回腸后微生物發(fā)酵[16]。孫喆等研究用發(fā)酵24、36 h的釀酒酵母培養(yǎng)物飼喂肉雞，顯著提高平均日增重，顯著降低料重比[17]。飼喂家禽固態(tài)發(fā)酵飼料降低料重比，改善大腸菌群，提高不飽和脂肪酸，改善雞肉品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 固態(tài)發(fā)酵飼料對反芻動物的影響

牧草作為反芻動物飼料的基礎(chǔ)，營養(yǎng)價值相對較低，食用量大，水分含量高，一般認(rèn)為經(jīng)濟(jì)上不值得長途循環(huán)，青貯飼料便于存放，可提高適口性。青貯飼料是固態(tài)發(fā)酵的前身，而反芻動物上應(yīng)用青貯飼料較早，青貯飼料主要是能夠刺激反芻動物的咀嚼和反芻，改善瘤胃環(huán)境和瘤胃微生物發(fā)酵，提高免疫機能。研究表明，膨化秸稈生物發(fā)酵飼料對遼育白牛的血液生化指標(biāo)無顯著影響，有提高血液中免疫球蛋白IgG、IgM、IgA含量的作用，HL處理的產(chǎn)奶量降低（分別為-3.0和-2.9 kg·d-1），試驗組中分解纖維素的厚壁菌門、纖維桿菌門、瘤胃菌科、顫桿菌克、產(chǎn)琥珀酸菌屬、纖維桿菌屬相對豐度較對照組提高，但差異不顯著，而這些菌都是優(yōu)勢菌，這表明飼喂膨化秸稈生物飼料可以較好地提高胃腸道菌群的豐富性，會增加一系列功能菌的數(shù)量，有利于消化能力的提高[18]。Thomson等用日糧的飼料部分由玉米和苜蓿青貯飼料組成，比例（DM基礎(chǔ)）為25∶75[高苜蓿（HL）]或75∶25[低苜蓿（LL）]，HL飲食具有降低DM和有機物質(zhì)（OM）的消化率（分別為-3%和-4%），并且還可降低攝入N轉(zhuǎn)化為乳N（-4%）的效率[19]。Basso等用飼喂低玉米青貯-精飼料（LC）與高玉米-精飼料（HC）飼喂羔羊，與LC飲食相比，HC飲食具有較低（P≤0.016）的DM，有機物和CP的表觀消化率[20]。此外，還有大量研究表明，固態(tài)發(fā)酵可提高反芻動物肉質(zhì)，改善肉的風(fēng)味和嫩度，提高乳品質(zhì)，降低飼料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3 小 結(jié)

有些飼料原料因其適口性差、抗?fàn)I養(yǎng)因子含量高、其消化率低等缺點，而不被應(yīng)用到生產(chǎn)中。而固態(tài)發(fā)酵后的飼料一般比飼料原料營養(yǎng)成分含量高，也可提高動物機體消化率。近年來，關(guān)于固態(tài)發(fā)酵研究主要是動物的生長性狀、血液生化指標(biāo)、腸道菌群、肉質(zhì)性狀及免疫方面，而對機體的mRNA表達(dá)有待進(jìn)一步研究。