發(fā)酵飼料概述及其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

王勝，黃健，劉艷玲

（安徽寶杰生物科技有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

當(dāng)今社會(huì)隨著大眾飲食結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，水產(chǎn)動(dòng)物產(chǎn)品需求量日益增加，促使水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)逐漸走向規(guī)?；s化的發(fā)展道路，為了最大限度地追求生產(chǎn)效益，造成養(yǎng)殖密度和養(yǎng)殖頻率過高，各類化學(xué)性投入品及抗生素濫用，飼料中蛋白質(zhì)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過動(dòng)物自身的需求量，導(dǎo)致水體環(huán)境惡化，底質(zhì)變差，疾病頻發(fā)，大量的養(yǎng)殖水體排放致使水體負(fù)荷濃度升高[1]，引起養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)環(huán)境、水質(zhì)、土壤等自凈能力減弱，使水產(chǎn)養(yǎng)殖壓力越來越大，養(yǎng)殖成功率成了概率問題，給養(yǎng)殖者帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。隨著后抗生素時(shí)代的到來，生物發(fā)酵技術(shù)重新興起并得到廣泛關(guān)注，其中發(fā)酵飼料技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用標(biāo)志著飼料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入以“綠色、健康、高效、清潔”為主攻方向的4.0時(shí)代。與傳統(tǒng)飼料相比，發(fā)酵飼料具有其自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，不僅能調(diào)節(jié)水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)的微生態(tài)平衡，促進(jìn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)，提高生產(chǎn)性能，降本增效，還能調(diào)控和保護(hù)水體生態(tài)環(huán)境。我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖面積巨大，發(fā)酵飼料的應(yīng)用符合當(dāng)前健康環(huán)保型漁業(yè)發(fā)展要求，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

1 發(fā)酵飼料定義

根據(jù)蔡輝益等[2]北京生物飼料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟發(fā)布的T/CSWSL 001—2018團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《生物飼料 產(chǎn)品分類》中的定義為：使用《飼料原料目錄（2013）》和《飼料添加劑品種目錄（2013）》等國(guó)家相關(guān)法規(guī)允許使用的飼料原料和微生物，通過發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)、含有微生物或其代謝產(chǎn)物的單一飼料和混合飼料，稱之為發(fā)酵飼料。

2 發(fā)酵飼料分類

按飼料原料組成不同，發(fā)酵飼料分為發(fā)酵單一飼料和發(fā)酵混合飼料。

按菌種組成的不同，分為單菌種發(fā)酵飼料和多菌種發(fā)酵飼料。

按照原料干物質(zhì)的主要營(yíng)養(yǎng)特性不同，可分為發(fā)酵蛋白飼料、發(fā)酵能量飼料和發(fā)酵粗飼料。

發(fā)酵飼料根據(jù)生產(chǎn)工藝和飼料水分含量可分為固體發(fā)酵和液體發(fā)酵。固體發(fā)酵是指在幾乎沒有可以流動(dòng)的水的固體基質(zhì)表面上，微生物生長(zhǎng)并產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。液體發(fā)酵飼料是飼料與水以1∶1.5～1∶4比例混合，經(jīng)過充分發(fā)酵后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的飼料[3]。液體發(fā)酵飼料在國(guó)外應(yīng)用廣泛，在國(guó)內(nèi)因缺乏液體飼喂設(shè)備而限制了應(yīng)用。國(guó)內(nèi)目前以固體發(fā)酵為主。發(fā)酵工藝還可以根據(jù)不同耗氧需求，主要分為2種，一種是厭氧發(fā)酵，以接種菌種后密閉發(fā)酵的所有形式，如呼吸袋、發(fā)酵罐（桶）、地坑、噸袋式等。另一種是好氧、厭氧混合發(fā)酵，以接種菌種后，實(shí)現(xiàn)多輪次好氧、厭氧交替發(fā)酵過程的形式，如槽式、帶式等，這類發(fā)酵需要翻耙。

3 發(fā)酵飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的作用及效果

3.1 發(fā)酵飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用[4]

3.1.1 提高飼料利用率 發(fā)酵飼料中富含脂肪酶、蛋白酶等多種酶類、B族維生素、氨基酸、小肽等重要代謝產(chǎn)物，能降低腸道消化負(fù)擔(dān)，提高飼料消化吸收率，此外原料經(jīng)過生物發(fā)酵后產(chǎn)生多種不飽和脂肪酸和有機(jī)酸，具有獨(dú)特發(fā)酵酸香味，能刺激水產(chǎn)動(dòng)物食欲，適口性好，增加攝食量。

3.1.2 改善水產(chǎn)動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡 發(fā)酵飼料中有益菌在代謝過程中產(chǎn)生有機(jī)酸，降低腸道pH值，可抑制有害菌的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)生物飼料中可以產(chǎn)生如嗜酸菌素、溶菌酶、過氧化氫等抗菌物質(zhì)，能直接殺滅或抑制病原菌；此外有益菌可以在腸道定植生長(zhǎng)，形成優(yōu)勢(shì)菌群，遏制病原菌并奪取病原菌在腸壁上的定植部位和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)腸道微生態(tài)平衡。

3.1.3 改善水質(zhì)，凈化環(huán)境 發(fā)酵飼料能提高飼料消化率，有效減少水體中殘餌和動(dòng)物糞便對(duì)水體影響，發(fā)酵飼料投喂到養(yǎng)殖水體后，各類有益菌可以通過氧化、氨化、硝化、反硝化以及固氮作用，快速降解水體中積累的有機(jī)物，降解后產(chǎn)生無機(jī)鹽等小分子物質(zhì)被浮游藻類利用，水體藻類通過光合作用又為有機(jī)物的氧化分解、微生物及養(yǎng)殖動(dòng)物提供溶解氧，從而形成一個(gè)良性生態(tài)循環(huán)，使水體菌藻趨于平衡，營(yíng)造良好的水質(zhì)條件。此外，水環(huán)境中的細(xì)菌會(huì)影響水生動(dòng)物消化道微生物群的組成，病原微生物可通過動(dòng)物攝食或呼吸進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，尤其是濾食性動(dòng)物以很高的速率從水體中攝入細(xì)菌。因此，發(fā)酵飼料通過改善養(yǎng)殖水體中的微生物組成來增強(qiáng)動(dòng)物健康[5]。

3.1.4 提高水產(chǎn)動(dòng)物免疫力 發(fā)酵飼料中有益微生物能在腸道中形成致密性菌膜群，阻止飼料中有害物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，通過細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激并激活宿主免疫細(xì)胞，激發(fā)吞噬細(xì)胞活力或作為免疫佐劑發(fā)揮作用。發(fā)酵飼料中的核苷酸、小肽等可以促進(jìn)免疫器官發(fā)育，激發(fā)細(xì)胞和體液免疫，提高血淋巴中凝集素、抗菌肽等活性，增強(qiáng)機(jī)體免疫力[6]。

3.2 發(fā)酵飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用效果

鐘小群[7]等研究表明，采用發(fā)酵飼料等蛋白替代5%菜粕，鯉魚餌料系數(shù)較低，腸道消化酶活性較高，且非特異性免疫機(jī)能較強(qiáng)，表明發(fā)酵飼料不僅可以提高魚體對(duì)飼料的利用率，還可以在一定程度上改善魚體的消化機(jī)能和免疫力。在實(shí)際生產(chǎn)中，使用這組飼料來飼喂鯉魚，將會(huì)在一定程度上降低飼料消耗量并改善魚體抗病力，進(jìn)而降低養(yǎng)殖成本并改善養(yǎng)殖效益。許晨遠(yuǎn)等研究發(fā)現(xiàn)[8]，按日投喂量的5%-20%額外潑灑優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料，各組中華絨螯蟹幼蟹的增重率和特定生長(zhǎng)率均較對(duì)照組顯著升高（P＜0.05），血淋巴中過氧化氫酶含量隨著額外潑灑發(fā)酵飼料量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，其中5%、10%和15%組較對(duì)照組顯著升高（P＜0.05）。各處理組酸性磷酸酶活性高于對(duì)照組，但是差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。各組總蛋白和球蛋白含量隨著發(fā)酵飼料額外潑灑量提高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，但是各組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。此外，額外潑灑不同比例發(fā)酵飼料，均可以提升胰蛋白酶、胃蛋白酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性。表明額外潑灑發(fā)酵飼料可以促進(jìn)中華絨螯蟹幼蟹的生長(zhǎng)，還可以提高其抗氧化能力、免疫機(jī)能和蛋白代謝能力。蔣國(guó)民[9]報(bào)道用生物飼料作為添加劑用于鯉魚池塘養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)殖和甲魚的高密度室內(nèi)養(yǎng)殖試驗(yàn)，生長(zhǎng)速度提高近30%，餌料系數(shù)降低近15%。而魚的體色接近于野生的體色。崔敏等[10]用生物飼料酵母替代飼料中約17%的魚粉可以使大菱鲆的生長(zhǎng)、成活率、機(jī)體營(yíng)養(yǎng)成分和免疫機(jī)能優(yōu)于對(duì)照組。劉立鶴等[11]用酵母菌的生物飼料用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)、免疫、誘食、品質(zhì)，甚至對(duì)改善水產(chǎn)動(dòng)物生活環(huán)境都有明顯作用。王熙濤[12]報(bào)道，用微生物發(fā)酵的海帶飼料來飼喂刺參，可以顯著提高其生長(zhǎng)性能，可以促進(jìn)刺參體腔液中多種非特異免疫相關(guān)酶的活性，并提高刺參抵御燦爛弧菌感染能力，可以顯著增加刺參腸道中具有降解褐藻膠能力的細(xì)菌數(shù)量，并能顯著降低潛在條件致病弧菌數(shù)量。趙朝陽(yáng)等[13]報(bào)道生物飼料可促進(jìn)蝦蟹免疫器官的發(fā)育，使抗病力和養(yǎng)殖成活率得到顯著提高，并可減少化學(xué)藥物的使用，降低水體污染，改善養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境。同時(shí)具有加快蝦蟹生長(zhǎng)速度和改善品質(zhì)的作用，生物飼料投喂后水質(zhì)穩(wěn)定，商品蝦蟹的養(yǎng)成規(guī)格大，口味也更加鮮美。徐增洪等[14]報(bào)道，通過對(duì)生物飼料和普通配合飼料養(yǎng)殖克氏原螯蝦的對(duì)比試驗(yàn)，在主要生長(zhǎng)和繁殖季節(jié)（5—10月）經(jīng)5次抽樣測(cè)定，相對(duì)日均增重率生物飼料組均高于普通飼料組，體重增長(zhǎng)較體長(zhǎng)生長(zhǎng)差異更為顯著，在性腺發(fā)育相關(guān)指標(biāo)中，性腺成熟系數(shù)和相對(duì)懷卵量存在較為明顯的差異性。

近2年生物發(fā)酵飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用，在不同養(yǎng)殖品種上都取得了明顯的應(yīng)用效果，特別是優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料的使用，能明顯提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，緩解動(dòng)物亞健康，改善水體生態(tài)環(huán)境等作用顯著。如在螃蟹養(yǎng)殖中應(yīng)用優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料，能平衡水體菌相、藻相，對(duì)藍(lán)藻有較好的抑制作用，改善底泥，降低水體中的氨氮、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)含量，調(diào)控水體pH值，穩(wěn)定水質(zhì)，特別是在惡劣天氣如臺(tái)風(fēng)、高溫或溫差較大時(shí)，能減少動(dòng)物應(yīng)激反應(yīng)，顯著降低水投產(chǎn)品用量，平均單位面積產(chǎn)量提高15%～30%，提高養(yǎng)殖效益，同時(shí)有利于修復(fù)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)水體生物鏈的良性循環(huán)。龍蝦養(yǎng)殖中應(yīng)用優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料，前期蝦苗生長(zhǎng)速度快，肥水效果好；在養(yǎng)殖中后期，能有效調(diào)控水體生態(tài)環(huán)境，水質(zhì)穩(wěn)定，腸道粗壯，整齊度好，同期對(duì)比發(fā)病率降低15%～20%，產(chǎn)量提高30%左右，特別是有養(yǎng)殖戶在種蝦苗塘使用優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料后，蝦苗產(chǎn)量由150 kg/667 m2提高到300 kg/667 m2；全程按飼料投喂量的10%添加使用優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料，蝦的活力強(qiáng)、體表干凈、耐運(yùn)輸。在淡水魚養(yǎng)殖中應(yīng)用優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料，在高溫季節(jié)能明顯降低細(xì)菌性疾病發(fā)病率，同期相比，魚體增重提高20%左右，魚體色好。特別適合作為花白鰱的餌料，能在高密度養(yǎng)殖中實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效。南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖中應(yīng)用優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料，能保肝健腸，強(qiáng)化免疫，利于對(duì)蝦順利轉(zhuǎn)肝，苗種標(biāo)粗期，成活率高，活力強(qiáng)，能抑制弧菌，補(bǔ)充有機(jī)碳源及有益菌，穩(wěn)定水質(zhì)，后期上料快，腸道好，提高養(yǎng)殖成功率，平均增產(chǎn)25%以上，實(shí)踐證明有養(yǎng)殖戶在蝦苗感染孢子蟲的情況下，不但沒有排塘，還實(shí)現(xiàn)了250 kg以上/667 m2的產(chǎn)量，能顯著降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)。

4 發(fā)酵飼料存在問題[15-16]

4.1 缺少規(guī)范管理體系

國(guó)內(nèi)的發(fā)酵飼料生產(chǎn)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，目前還沒進(jìn)入政府管理范圍。沒有針對(duì)生物飼料的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，只能按配合飼料、單一飼料或飼料原料來制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而也難以突出生物飼料自身的產(chǎn)品特點(diǎn)。這樣就會(huì)導(dǎo)致魚龍混雜，不少企業(yè)缺乏發(fā)酵飼料核心技術(shù)，生產(chǎn)的發(fā)酵飼料品質(zhì)參差不齊，極易出現(xiàn)發(fā)霉、變質(zhì)等現(xiàn)象。

4.2 發(fā)酵飼料評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一致

發(fā)酵飼料因含有活菌，外觀顏色及營(yíng)養(yǎng)成分容易受到發(fā)酵時(shí)間、溫度和pH值的影響而發(fā)生變化。目前，現(xiàn)有的發(fā)酵飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要是通過飼料的標(biāo)準(zhǔn)如粗蛋白質(zhì)、粗灰分、鈣、磷等來測(cè)定評(píng)判，除明確的飼料營(yíng)養(yǎng)常規(guī)指標(biāo)外，酸溶蛋白、乳酸、益生菌活菌數(shù)等有益指標(biāo)和揮發(fā)性鹽基氮、霉菌和霉菌毒素等有害指標(biāo)均應(yīng)納入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 發(fā)酵菌種安全檢測(cè)

在發(fā)酵菌種生物安全方面，常見菌株來源不明、菌種退化，耐藥基因轉(zhuǎn)移、有害代謝產(chǎn)物、黏膜損傷、超敏反應(yīng)等來自菌種的威脅不斷增加，發(fā)酵飼料生產(chǎn)中添加的微生物制劑，是否存在雜菌污染，產(chǎn)生有毒代謝產(chǎn)物，是否會(huì)影響動(dòng)物的腸道菌群，影響動(dòng)物健康，要對(duì)其進(jìn)行安全性評(píng)估，建立可控的評(píng)價(jià)體系。

4.4 發(fā)酵飼料基礎(chǔ)理論研究滯后

在產(chǎn)品研究方面，發(fā)酵過程中小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，總能下降，發(fā)酵菌種、菌劑的協(xié)同或拮抗還有待研究，產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)存在爭(zhēng)議，產(chǎn)品質(zhì)量和應(yīng)用效果受菌種、工藝、養(yǎng)殖品種和飼喂模式的影響較大；在生產(chǎn)制備方面，存在菌種、原料的安全性、發(fā)酵工藝、發(fā)酵過程控制技術(shù)不成熟等問題；在應(yīng)用技術(shù)方面，對(duì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和微生物營(yíng)養(yǎng)的協(xié)同性和安全性認(rèn)識(shí)需要提高，營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)和適宜添加量尚需完善。

5 發(fā)酵飼料的開發(fā)前景

2016年8月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，在“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)”中明確指出要以生物肥料、生物飼料為重點(diǎn)，開展相關(guān)研究，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2017年2月國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》2016版，其中生物飼料作為生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的6大重點(diǎn)產(chǎn)品之一，也將成為飼料產(chǎn)業(yè)供給側(cè)改革的重要突破口。2017年4月，科技部發(fā)布《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)》，其中生物飼料添加劑新產(chǎn)品作為生物農(nóng)業(yè)方向下專欄的重點(diǎn)任務(wù)之一，必將推動(dòng)生物飼料產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。2018年7月農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展技術(shù)導(dǎo)則（2018—2030）》的主要任務(wù)中將“發(fā)酵飼料應(yīng)用技術(shù)等”作為重點(diǎn)研發(fā)任務(wù)，特別是2020年的禁用抗生素，未來十年將會(huì)是生物飼料發(fā)展的春天。2019年9月在廣州召開的第七屆中國(guó)生物飼料科技大會(huì)上，蔡輝益研究員認(rèn)為：生物飼料已基本被市場(chǎng)認(rèn)可，市場(chǎng)導(dǎo)入階段基本完成，30%以上的飼料企業(yè)開始生產(chǎn)發(fā)酵飼料，或使用或銷售相關(guān)產(chǎn)品。據(jù)估測(cè)2019年1—8月發(fā)酵飼料比去年同期增加65%，總量已經(jīng)超過2018年全年水平（不含添加劑和發(fā)酵單一原料）。其中豬用發(fā)酵飼料下降40%，禽用發(fā)酵飼料增加180%，反芻發(fā)酵飼料增加130%。集成化應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)品效果穩(wěn)定，技術(shù)迭代能力增強(qiáng)，生物飼料產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)逐步建立，生物發(fā)酵飼料增量顯著。亟需系統(tǒng)評(píng)價(jià)菌種或菌株特性，使生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化：①提高傳統(tǒng)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和微生物營(yíng)養(yǎng)的協(xié)同性認(rèn)識(shí)；②構(gòu)建國(guó)內(nèi)生物飼料學(xué)術(shù)體系保障；③建立發(fā)酵飼料基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)；④制定相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)；⑤研究生物飼料生物學(xué)效價(jià)評(píng)價(jià)指標(biāo)；⑥開展生物飼料質(zhì)量安全實(shí) 施動(dòng)態(tài)預(yù)警檢測(cè)，指導(dǎo)和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康和可持續(xù)發(fā)展。未來5年，發(fā)酵飼料和發(fā)酵原料有望占飼料總量25%以上，將在飼料禁抗、養(yǎng)殖減抗和動(dòng)物健康高效養(yǎng)殖等方面發(fā)揮重要作用。