微生物發(fā)酵飼料在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

李靈平，趙逢冰，劉德海

（1.河南省獸藥飼料監(jiān)察所，河南 鄭州450002；2.河南省科學(xué)院生物研究所）

農(nóng)村農(nóng)業(yè)部第194號(hào)公告，自2020年起停止生產(chǎn)含有促生長類藥物飼料添加劑的商品飼料,飼料端“禁抗”、養(yǎng)殖端“減抗、限抗”已是大勢(shì)所趨，積極尋找健康多元化的飼料資源及安全高效的飼料生產(chǎn)模式，成為亟待解決的首要任務(wù)。近年來，微生物發(fā)酵飼料作為一種新型、綠色的環(huán)境友好型飼料，在養(yǎng)豬生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，隨著農(nóng)村農(nóng)業(yè)部194號(hào)實(shí)施，微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用將會(huì)越來越受到重視［1］。

1 微生物發(fā)酵飼料發(fā)展?fàn)顩r

微生物發(fā)酵飼料是利用微生物的新陳代謝和繁殖菌體來生產(chǎn)調(diào)制飼料，在人為控制條件下，以微生物為飼料發(fā)酵的菌劑，將發(fā)酵飼料原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)行分解或轉(zhuǎn)化，生成微生物菌體蛋白、生物活性小肽、多種有機(jī)酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，利用微生物的發(fā)酵作用改變飼料的理化性狀，在發(fā)酵過程中還可產(chǎn)生淡淡的香味，增加了動(dòng)物的適口性及營養(yǎng)價(jià)值，提高飼料利用率，進(jìn)而提高動(dòng)物的抵抗力，微生物發(fā)酵飼料有著安全高效、環(huán)境友好、無殘留的特點(diǎn)，是有效實(shí)現(xiàn)無抗養(yǎng)殖的手段。液態(tài)發(fā)酵飼料作為一種新型無抗飼料，具有抑制病原菌增值、提高畜禽生產(chǎn)性能、改善胃腸道健康、擴(kuò)大飼料來源、降低生產(chǎn)成本等優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖過程中少用甚至不使用抗生素的目標(biāo)［2］。

1.1 微生物發(fā)酵飼料的分類

微生物發(fā)酵飼料是指使用我國農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《飼料原料目錄》、《飼料添加劑品種目錄》中允許的飼料原料和微生物菌種進(jìn)行微生物發(fā)酵培養(yǎng)的微生物發(fā)酵飼料產(chǎn)品，微生物發(fā)酵飼料從形態(tài)上可分為固態(tài)發(fā)酵飼料和液態(tài)發(fā)酵飼料，固態(tài)發(fā)酵飼料指微生物在沒有或基本沒有游離水基質(zhì)飼料上的發(fā)酵方式，是一種使用固態(tài)基質(zhì)飼料來培養(yǎng)微生物發(fā)酵的生化反應(yīng)過程，營養(yǎng)物質(zhì)濃度存在一定梯度，水分活度低，微生物易生長。液態(tài)發(fā)酵飼料是指參與發(fā)酵的飼料原料呈液態(tài)，水是培養(yǎng)基中的主要成分，微生物從溶解水中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，發(fā)酵均勻，與固體發(fā)酵培養(yǎng)方式相比，液體發(fā)酵具有如下優(yōu)點(diǎn)：液體懸浮狀態(tài)是許多微生物的最適生長環(huán)境；在液態(tài)環(huán)境中，菌體、底物、產(chǎn)物（包括熱）易于擴(kuò)散，使發(fā)酵在均質(zhì)或擬均質(zhì)條件下進(jìn)行，便于檢測(cè)、控制，易擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模；液體輸送方便，易于機(jī)械化操作；產(chǎn)品易于提取精制；液態(tài)發(fā)酵能夠?qū)崿F(xiàn)微生物的純種培養(yǎng)，發(fā)酵易控制，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是投資大，發(fā)酵液提取后易產(chǎn)生大量廢液。固體發(fā)酵也具有很多液體發(fā)酵所不具備的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)為：培養(yǎng)基簡(jiǎn)單，多為便宜的天然基質(zhì)；發(fā)酵飼料原料基質(zhì)的低含水量可大大減少生化反應(yīng)器的體積，不需要廢水處理，較少環(huán)境污染，基本無廢水排放，可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)；發(fā)酵過程粗放，常不需要嚴(yán)格的無菌操作，后處理加工方便；不一定連續(xù)通風(fēng)，一般可由間歇通風(fēng)或氣體擴(kuò)散完成，產(chǎn)物的產(chǎn)量較高；設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，投資少，能耗低，易操作。缺點(diǎn)是發(fā)酵過程難以精確控制，容易感染雜菌，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

液態(tài)發(fā)酵飼料在歐洲國家應(yīng)用廣泛，特別是丹麥、荷蘭等農(nóng)業(yè)密集型國家應(yīng)用較多，盡管有很多優(yōu)勢(shì)，但由于投資大、設(shè)備要求高，在我國還不會(huì)快速推廣開來。固態(tài)發(fā)酵在我國有著悠久歷史，由于飼料工業(yè)附加值低，采用固態(tài)發(fā)酵更為合適。固態(tài)發(fā)酵飼料成功的關(guān)鍵：一是保證發(fā)酵飼料原料的新鮮；二是保證發(fā)酵過程的成功。微生物發(fā)酵飼料可以以發(fā)酵原料進(jìn)行分類，如以配合飼料為原料的全混合日糧發(fā)酵飼料，以濃縮飼料為原料的分離濃縮飼料，以酵母菌體為主的單細(xì)胞蛋白酵母飼料，以豆粕為原料的發(fā)酵豆粕飼料，以秸稈為主的青貯飼料等，但也包括利用微生物發(fā)酵的代謝產(chǎn)物，如氨基酸、維生素等。

1.2 微生物發(fā)酵飼料菌種種類

微生物的種類是影響發(fā)酵飼料品質(zhì)的關(guān)鍵因素，微生物菌種只有具備良好的性能，才能應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，取得良好的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

我國允許使用的飼料級(jí)微生物添加劑菌種種類逐步遞增，為加強(qiáng)飼料添加劑的管理，根據(jù)《飼料和飼料添加劑管理?xiàng)l例》的規(guī)定：1999年我國農(nóng)業(yè)部公告第105號(hào)，允許使用的飼料級(jí)微生物添加劑有12 種；2003 年農(nóng)業(yè)部公告第318 號(hào)，允許使用的飼料級(jí)微生物添加劑有15 種；到2013 年農(nóng)業(yè)部公告第2045 號(hào)，允許使用的飼料級(jí)微生物添加劑增加到34 種。目前常用的菌種有芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌、沼澤紅假單胞菌、曲霉菌等。

芽孢桿菌：芽孢桿菌能夠產(chǎn)生芽孢，為革蘭氏陽性菌，好氧或兼性厭氧，廣泛存在于土壤、水和空氣中，能夠產(chǎn)生提高動(dòng)物生產(chǎn)性能所需的淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、纖維素酶、葡聚糖酶等多種消化酶，幫助動(dòng)物消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)，消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，將難分解的大分子物質(zhì)分解成可利用的小分子物質(zhì)。

乳酸菌：乳酸菌是指能夠利用可發(fā)酵糖類、碳水化合物生成乳酸的一類無芽孢革蘭氏陽性菌，為原核生物，廣泛存在于動(dòng)物腸道中，嚴(yán)格厭氧菌，發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，能夠促進(jìn)動(dòng)物生長，調(diào)節(jié)胃腸道正常菌群，維持微生態(tài)平衡，改善免疫力，幫助消化吸收，可提高動(dòng)物存活率和日增重，提高飼料利用率，提高機(jī)體免疫力。

酵母菌：酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，具有典型真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有細(xì)胞核、細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、線粒體等，是典型的異養(yǎng)兼性厭氧微生物，厭氧條件下將糖類轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，有氧條件下將糖類分解成水和二氧化碳獲得能量進(jìn)行繁殖生長。菌體富含B族維生素、氨基酸、蛋白質(zhì)、多種消化酶和未知生長因子，用于補(bǔ)充飼料中的蛋白質(zhì)，能夠促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育，增強(qiáng)免疫力。飼料酵母就是直接利用酵母菌菌體作為飼料，是純的單細(xì)胞蛋白，一般采用液體發(fā)酵工藝生產(chǎn)，或者利用農(nóng)副產(chǎn)品下腳料為原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的一種蛋白質(zhì)飼料，一般采用固態(tài)發(fā)酵工藝生產(chǎn)。

沼澤紅假單胞菌：沼澤紅假單胞菌屬于光合細(xì)菌的一種，是地球上最古老的具有原始光能合成體系的原核生物，是廣泛存在于自然界的微生物，是一類以光為能源，利用自然界中的有機(jī)物、硫化物等為營養(yǎng)體，并能進(jìn)行光合作用的生物。在生物學(xué)分類中，屬于真細(xì)菌綱、紅螺菌目、紅螺菌科、紅假單胞菌屬，是目前光合細(xì)菌中應(yīng)用與研究較為廣泛的光合細(xì)菌之一，PSB 菌體營養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量高達(dá)65%，且富含多種生物活性物質(zhì)。沼澤紅假單胞菌的用途很多，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥等領(lǐng)域，被歐美等國家廣泛應(yīng)用在養(yǎng)殖業(yè)，是對(duì)畜、禽、魚有益的微生物。在畜禽養(yǎng)殖方面，光合細(xì)菌不僅可作為一種飼料蛋白補(bǔ)充，還可以起到益生素的作用；在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，具有有效改善水質(zhì)、預(yù)防魚病的作用，對(duì)產(chǎn)量和成活率均有明顯的提高。以沼澤紅假單胞菌為添加劑的飼料產(chǎn)品是現(xiàn)代生物技術(shù)與動(dòng)物微生物學(xué)、動(dòng)物生態(tài)學(xué)營養(yǎng)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，對(duì)于推動(dòng)我國養(yǎng)殖業(yè)向著高效、綠色、生態(tài)、健康的方向發(fā)展具有重要意義，其應(yīng)用前景也十分廣闊。

曲霉菌：主要指黑曲霉和米曲霉。黑曲霉、米曲霉因其特有的生理生化性質(zhì)以及安全無毒性，可以生產(chǎn)許多種酶，生產(chǎn)的酶制劑具有用量大、應(yīng)用范圍廣、安全性好等特點(diǎn)，已經(jīng)越來越受到人們的重視，被美國食品藥品管理局及世界衛(wèi)生組織列為食品級(jí)安全菌株，也是我國農(nóng)業(yè)部認(rèn)證的安全菌株，被廣泛用于食品工業(yè)、飼料加工業(yè)。

2 在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 微生物發(fā)酵飼料在斷奶仔豬階段的應(yīng)用

在斷奶仔豬階段，添加適宜比例的發(fā)酵飼料能夠減少或者完全替代抗生素的使用，緩解斷奶應(yīng)激，提高仔豬生產(chǎn)性能，李玉俠等［3］（2018）在日糧中使用發(fā)酵飼料代替20%的無抗基礎(chǔ)日糧，飼養(yǎng)45 d并觀察記錄各項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果表明，發(fā)酵飼料組豬的平均日增重和粗蛋白表觀消化率顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），料肉比和腹瀉率低于對(duì)照組，效果與抗生素相當(dāng)，表明發(fā)酵飼料可以提高斷奶仔豬的生長性能和消化能力,降低豬的腹瀉率和料肉比，增強(qiáng)豬健康狀況。王玉田等［4］（2018）在斷奶仔豬日糧中應(yīng)用發(fā)酵飼料，試驗(yàn)期為28 d，對(duì)照組飼料中添加60 mg/kg 的金霉素，試驗(yàn)Ⅰ組添加30 mg/kg 的金霉素+5%的發(fā)酵飼料，試驗(yàn)Ⅱ組只添加10%的發(fā)酵飼料。結(jié)果表明：用5%的發(fā)酵飼料替代30 mg/kg金霉素和用10%的發(fā)酵飼料替代60 mg/kg金霉素日增重顯著高于對(duì)照組，腹瀉率顯著低于對(duì)照組（P＜0.05），提高了日采食量和血清總蛋白,降低了料重比，但差異均不顯著（P＞0.05）。兩組試驗(yàn)組效果優(yōu)于金霉素組，而且用10%的發(fā)酵飼料替代全部金霉素組效果最佳。

液態(tài)發(fā)酵飼料因含有大量乳酸，有酸香味道，可用于緩解仔豬斷奶應(yīng)激、促進(jìn)采食。陳鮮鑫等［5］（2017）應(yīng)用液態(tài)發(fā)酵飼料飼喂斷奶仔豬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，飼喂液態(tài)發(fā)酵飼料的斷奶仔豬的粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷的消化率分別較固態(tài)飼料提高了3.66%、3.85%、15.53%，料重比較低了3.4%。

2.2 微生物發(fā)酵飼料在育肥豬階段的應(yīng)用

涂小麗等［6］（2015）采用100%發(fā)酵飼料代替基礎(chǔ)日糧試驗(yàn)，主要研究無抗微生物發(fā)酵飼料對(duì)生長豬生產(chǎn)性能和營養(yǎng)物質(zhì)利用率的影響。結(jié)果表明：飼喂微生物發(fā)酵料后，生長豬平均日增重提高4.89%，料重比降低5.97%，但均未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（P ＞0.05）；與對(duì)照組相比較，飼喂微生物發(fā)酵料極顯著提高了豬對(duì)粗脂肪消化率（P ＜0.01），且接近添加抗生素組的效果（P ＞0.05）?？梢钥闯?，飼喂微生物發(fā)酵飼料可提高動(dòng)物生產(chǎn)性能和營養(yǎng)成分消化率，且效果與抗生素相當(dāng)，能夠消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率；消除過量自由基，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力；消除腸道病原菌，維持腸道菌群平衡；提高免疫功能，保證機(jī)體健康。

與仔豬不同，生長育肥豬機(jī)體各方面發(fā)育完善，對(duì)液態(tài)發(fā)酵飼料的生長性能等反應(yīng)不如仔豬明顯。陳鮮鑫等［7］（2010）在液體發(fā)酵飼料應(yīng)用于生長育肥豬試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，生長育肥豬飼喂接種乳酸菌的液態(tài)發(fā)酵飼料較固態(tài)飼料平均日增重提高了34.3%，料重比下降了15.8%，但也有無顯著影響的報(bào)道，結(jié)果不一致，對(duì)生長育肥豬的影響呈現(xiàn)差異。

2.3 微生物發(fā)酵飼料在妊娠期和哺乳期的母豬日糧中的應(yīng)用

在母豬日糧中添加微生物發(fā)酵飼料可以改善母豬的繁殖性能，保證斷奶仔豬的健康生長。熊立寅等［8］（2015）試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠期和哺乳期的母豬日糧中，全程添加5%～10%的生物發(fā)酵飼料能夠增加母豬采食量、改善母豬機(jī)體的免疫功能和促進(jìn)生長激素的分泌，且初生窩活仔數(shù)提高8.2%～25.1%；斷奶仔豬數(shù)提高19.65%～21.03%；斷奶窩重提高34.86%～38.59%；斷奶存活率提高8.33%～10.62%。

液體發(fā)酵飼料可刺激母豬采食，提高母豬采食量，增強(qiáng)母豬體質(zhì)，使仔豬獲得更多營養(yǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，相比固態(tài)發(fā)酵飼料，飼喂液態(tài)發(fā)酵飼料的母豬平均日增重提高了5.2%，年產(chǎn)仔豬數(shù)提高了12.0%，仔豬死亡率降低了13.8%。

3 展望

總體來看，生物發(fā)酵飼料在飼料行業(yè)的應(yīng)用處于起步發(fā)展階段，但初步得到了市場(chǎng)的認(rèn)可，未來前景十分廣闊，是飼料行業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力所在，是推動(dòng)我國無抗養(yǎng)殖的有效手段之一。改善養(yǎng)殖環(huán)境，加強(qiáng)飼養(yǎng)管理，提高飼料原料本身的安全性和配合使用微生物飼料，是能夠達(dá)到“禁抗”、“減抗”的目標(biāo)的。但目前微生物發(fā)酵飼料存在缺乏國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的發(fā)酵工藝，發(fā)酵飼料達(dá)到的應(yīng)用效果良莠不齊，且其應(yīng)用機(jī)理尚在研究和探究中。