豬生產(chǎn)中的微生物發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展

昌莉麗 袁珍虎 黃曉晨 孫 朋

（1徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇徐州 221006；2江蘇世昌農(nóng)牧集團(tuán)股份有限公司，江蘇淮安 223005）

“豬糧安天下”，生豬產(chǎn)業(yè)關(guān)系國(guó)計(jì)民生。近年來(lái)，在國(guó)家相關(guān)政策支持和指導(dǎo)下，我國(guó)生豬產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展逐漸走向規(guī)模化、集約化，同時(shí)也面臨著飼料資源短缺、疾病防控難度增大、藥物殘留、養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物污染嚴(yán)重等一系列問(wèn)題。微生物發(fā)酵技術(shù)是指利用一些特定微生物，在適宜的條件下，將原料經(jīng)過(guò)特定的代謝途徑轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。該技術(shù)應(yīng)用于豬生產(chǎn)過(guò)程，可變廢為寶、有效循環(huán)利用資源、節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境、生產(chǎn)高品質(zhì)綠色環(huán)保豬肉，可以使養(yǎng)殖企業(yè)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益、綠色效益和環(huán)保效益。近年來(lái)，隨著對(duì)微生物發(fā)酵技術(shù)的認(rèn)識(shí)和深入研究，將該技術(shù)應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖成為大家關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。本文就微生物發(fā)酵技術(shù)在當(dāng)前養(yǎng)豬生產(chǎn)過(guò)程中的發(fā)展和應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹。

1 發(fā)酵床養(yǎng)豬

規(guī)模化、集約化養(yǎng)豬給豬場(chǎng)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益，然而，其所產(chǎn)生的糞尿污水也對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)周邊環(huán)境造成不小的壓力。生產(chǎn)中一些養(yǎng)殖場(chǎng)采用堆肥發(fā)酵、建沼氣池和蒸發(fā)塘等方法進(jìn)行糞污處理，但是需要占用一定土地，且技術(shù)成本較高，實(shí)際利用有一定局限性。微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)，是基于控制畜禽糞便污染環(huán)境的一種養(yǎng)殖方式，是以發(fā)酵床為載體，利用全新的自然農(nóng)業(yè)理念和微生物發(fā)酵技術(shù)，對(duì)有益菌落進(jìn)行篩選、培養(yǎng)和擴(kuò)繁，形成有活力的微生物原種，再按一定比例將微生物原種與鋸屑、秸稈、稻殼、谷殼、花生殼等農(nóng)副產(chǎn)品及一定量的泥土、天然鹽等混合作為豬舍的墊料，符合動(dòng)物福利的要求，是一種無(wú)污染、低排放的新型環(huán)保養(yǎng)豬方式[1]。作為一種新型生態(tài)養(yǎng)豬模式，該技術(shù)在全國(guó)各地得到了廣泛推廣和應(yīng)用，在生豬養(yǎng)殖污染治理模式中起到重要作用。

與傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式相比，采用發(fā)酵床養(yǎng)豬，墊料中的有益微生物通過(guò)發(fā)酵能將糞尿進(jìn)行降解，消除惡臭并轉(zhuǎn)化為菌體蛋白和營(yíng)養(yǎng)無(wú)機(jī)物，同時(shí)抑制墊料內(nèi)有害微生物的繁殖，從而形成一個(gè)良性循環(huán)的微生態(tài)平衡環(huán)境。在飼養(yǎng)過(guò)程中，豬通過(guò)拱食墊料而接觸到有益菌和菌體蛋白，既節(jié)約了飼料成本，也改善了豬的腸道環(huán)境，促進(jìn)機(jī)體免疫力的提高。褚曉紅等[2]比較了發(fā)酵床和傳統(tǒng)水泥地面2種養(yǎng)豬方式對(duì)保育豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用發(fā)酵床養(yǎng)豬，保育豬生長(zhǎng)速度快、飼料轉(zhuǎn)化率高，冬季呼吸系統(tǒng)疾病和腹瀉發(fā)病率、死亡率均下降并且用水減少，能耗下降。由此可見(jiàn)，發(fā)酵床養(yǎng)豬可實(shí)現(xiàn)糞便的無(wú)害化處理并可變廢為寶，循環(huán)利用，符合建立“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的大方向。目前，該技術(shù)作為生態(tài)養(yǎng)豬的主推技術(shù)被各地引入并結(jié)合本地自然資源不斷加以改進(jìn)和完善，形成具有地方特色的發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)，促進(jìn)了生態(tài)養(yǎng)豬的發(fā)展。

2 發(fā)酵飼料

發(fā)酵飼料是指在一定條件下，通過(guò)微生物（有益菌）自身繁殖和代謝，將礦物質(zhì)、動(dòng)物性和植物性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中的多糖、蛋白質(zhì)及脂肪，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸、酶、多肽等小分子物質(zhì)，生產(chǎn)出功能性代謝產(chǎn)物的飼料，使得飼料更容易被畜禽消化吸收利用[3]。豬生產(chǎn)中利用發(fā)酵飼料，一方面可以解決當(dāng)下制約我國(guó)生豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中的飼料資源短缺問(wèn)題，豐富飼料來(lái)源、降低飼養(yǎng)成本；另一方面能帶來(lái)大量益生菌進(jìn)入豬的胃腸道，抑制腸道病原菌，維持腸道菌群平衡，提高機(jī)體抵抗力，減少疾病的發(fā)生。

微生物發(fā)酵處理可以降低飼料原料中的粗纖維含量、脫毒、增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高飼料的轉(zhuǎn)化率，還有一些工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)品如玉米秸稈、棉籽餅、酒糟、啤酒渣等發(fā)酵后營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提高，可替代補(bǔ)充部分飼料原料并且益生菌發(fā)酵產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可提高飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、改善飼料風(fēng)味，促進(jìn)采食，提高飼料利用率。宋博等[4]以10%構(gòu)樹(shù)全株發(fā)酵飼料添加到低蛋白質(zhì)飼料中，發(fā)現(xiàn)對(duì)育肥豬的生長(zhǎng)性能無(wú)任何負(fù)面影響，并且改善了肉的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且飼喂效果優(yōu)于構(gòu)樹(shù)全株干粉。此外，也有相關(guān)研究報(bào)道利用地方資源大蒜秧、巨菌草、金銀花渣等[5-7]經(jīng)發(fā)酵處理后飼喂育肥豬可替代基礎(chǔ)日糧，并顯著提高育肥豬的生產(chǎn)性能和肉品質(zhì)。張錚等[8]用復(fù)合菌發(fā)酵飼料飼喂生長(zhǎng)育肥豬，并檢測(cè)了豬結(jié)腸內(nèi)菌群組成和菌群代謝產(chǎn)物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)腸內(nèi)丁酸含量顯著升高，且還發(fā)現(xiàn)參與日糧多糖和蛋白質(zhì)代謝的厚壁菌門和擬桿菌門2個(gè)細(xì)菌門類的豐度較高，未檢測(cè)到有害致病菌。充分說(shuō)明了經(jīng)發(fā)酵后腸道內(nèi)有益菌數(shù)量增加產(chǎn)生的丁酸等代謝產(chǎn)物有利于腸道健康。魏小兵等[9]發(fā)現(xiàn)發(fā)酵飼糧能改善小腸黏膜形態(tài)，增大吸收面積，從而促進(jìn)小腸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

隨著養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的養(yǎng)殖企業(yè)展開(kāi)對(duì)發(fā)酵飼料的研究和應(yīng)用。目前，發(fā)酵飼料有固態(tài)發(fā)酵飼料和液態(tài)發(fā)酵飼料2種，因固態(tài)發(fā)酵處理簡(jiǎn)單，所需設(shè)備成本相對(duì)較低，在大部分中小型養(yǎng)豬場(chǎng)應(yīng)用較多；液態(tài)發(fā)酵較固態(tài)發(fā)酵雖然工藝復(fù)雜，但過(guò)程可控、品質(zhì)穩(wěn)定、豬更易吸收，因此近年來(lái)液態(tài)發(fā)酵飼料在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨增多，但因投入設(shè)備成本較高，僅限于大規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)使用[10]。實(shí)際生產(chǎn)中，由于我國(guó)發(fā)酵飼料的研究和應(yīng)用起步較晚，目前多在豬生產(chǎn)的特殊階段比如仔豬斷奶前后和母豬妊娠階段應(yīng)用全價(jià)發(fā)酵飼料。為了節(jié)省養(yǎng)殖成本，減少疾病發(fā)生，生產(chǎn)更多高品質(zhì)豬肉，發(fā)酵飼料在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用將日趨增多。

3 發(fā)酵中草藥

我國(guó)中草藥資源豐富，利用中草藥進(jìn)行畜禽疾病防治歷史悠久。在養(yǎng)豬生產(chǎn)中，雖然中草藥對(duì)保障畜禽健康發(fā)揮了重要作用，但畜禽疾病防控更多的還是依賴抗生素。近年來(lái)，隨著抗生素使用帶來(lái)的耐藥和藥殘問(wèn)題日益突出，以及飼料“禁抗令”的全面實(shí)施，中草藥和益生菌因其功效明確，安全、綠色、無(wú)殘留而再次受到關(guān)注，發(fā)酵中草藥正是將中草藥和益生菌二者有機(jī)結(jié)合，在畜禽疾病防控方面發(fā)揮重要作用，成為當(dāng)前替抗研究的熱點(diǎn)。益生菌發(fā)酵中草藥自古有之，屬于中草藥炮制技術(shù)的一種，如“六神曲”就是傳統(tǒng)的發(fā)酵中草藥，但傳統(tǒng)中草藥發(fā)酵往往因?yàn)榫N不純、過(guò)程難控、發(fā)酵效率低等原因?qū)е掳l(fā)酵中草藥質(zhì)量不穩(wěn)定。現(xiàn)代中草藥發(fā)酵是在傳統(tǒng)中藥炮制發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代生物工程技術(shù)、微生物發(fā)酵理論、現(xiàn)代制藥工程等理論形成的新型中藥制藥新技術(shù)[11]。

中草藥經(jīng)過(guò)益生菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化后可促進(jìn)有效成分析出，增強(qiáng)藥效；產(chǎn)生新的活性物質(zhì)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍；降低毒副作用，改善口感；節(jié)約藥源，保護(hù)環(huán)境。目前養(yǎng)豬生產(chǎn)中的發(fā)酵中草藥，多采用固體發(fā)酵的方式，將中草藥包括中藥藥渣發(fā)酵后作為替抗的新型綠色飼料添加劑使用，可用于提高豬的生產(chǎn)性能，改善腸道健康，增強(qiáng)機(jī)體免疫力；也有采用液體發(fā)酵方式處理的中草藥，進(jìn)一步深加工做成各種中草藥制劑用于臨床豬病的防控。王林 垚[12]在PED流行的豬場(chǎng)，用發(fā)酵止痢口服液（黃連、金銀花、當(dāng)歸、黃芪等）對(duì)腹瀉仔豬進(jìn)行口服治療，仔豬腹瀉率明顯下降，斷奶活仔數(shù)增多，斷奶重增加，顯著提高了仔豬的生產(chǎn)性能，達(dá)到了對(duì)仔豬PED防控的目的。此外，相關(guān)研究報(bào)道[13-16]發(fā)酵中草藥液體制劑在提高疫苗保護(hù)率、降低感染性疾病和死亡率、抗應(yīng)激、保肝護(hù)腎以及母豬產(chǎn)后疾病等方面都有不錯(cuò)的效果，但因?yàn)檠芯窟^(guò)程和加工工藝復(fù)雜，成本較高，當(dāng)前真正上市成熟產(chǎn)品還不是很多。雖然發(fā)酵中藥的相關(guān)研究還處于起步階段，但臨床應(yīng)用效果已被證實(shí)。隨著國(guó)家和人民對(duì)食品安全的重視，養(yǎng)殖業(yè)限抗和全面禁抗已實(shí)施，作為抗生素替抗產(chǎn)品，發(fā)酵中草藥更具開(kāi)發(fā)潛力和價(jià)值，未來(lái)必將成為預(yù)防類獸藥發(fā)展的主要方向。

4 畜禽尸體的無(wú)害化處理

當(dāng)前，規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)無(wú)法避免的一個(gè)重要問(wèn)題就是病死豬尸體的無(wú)害化處理，處理不好不僅會(huì)造成環(huán)保問(wèn)題甚至危及生物安全。利用微生物發(fā)酵技術(shù)來(lái)解決病死豬尸體處理是將動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品與稻糠、木屑等輔料按要求擺放，利用動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品產(chǎn)生的生物熱或加入特定生物制劑，發(fā)酵或分解動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品的方法[17]。該技術(shù)不但能解決環(huán)境污染問(wèn)題，還能產(chǎn)生生物有機(jī)肥，做到廢棄物資源化利用。生產(chǎn)中常用的發(fā)酵法主要有堆肥法、沼氣法和化尸窖法。堆肥法臭味小、不污染水源、能滅活病原菌并產(chǎn)生肥料，技術(shù)簡(jiǎn)單，投入少，是目前大部分養(yǎng)殖場(chǎng)處理尸體的主要方法；沼氣法多應(yīng)用于糞便處理，產(chǎn)生沼氣和肥料，近年來(lái)也逐漸用于病死豬無(wú)害化處理；化尸窖建造簡(jiǎn)單、投入低，適用于批量畜禽尸體的無(wú)害化處理，雖然目前仍有使用，但是因?yàn)椴荒苤貜?fù)利用和存在生物安全隱患，正逐漸被其他2種方法取代?？傊?，隨著國(guó)家對(duì)生物安全和廢棄物資源化利用的重視，利用微生物發(fā)酵技術(shù)對(duì)病死豬進(jìn)行無(wú)害化處理將會(huì)逐漸普及。

5 小結(jié)

伴隨著生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，傳統(tǒng)的粗放散養(yǎng)的養(yǎng)豬模式逐漸向集約化、精細(xì)化、智能化、節(jié)約環(huán)保的規(guī)模養(yǎng)豬方式轉(zhuǎn)變。微生物發(fā)酵技術(shù)作為一種新興生物技術(shù)在生豬養(yǎng)殖方法、飼料、疾病防治以及病死豬無(wú)害化處理等各方面發(fā)揮重要作用，符合當(dāng)下國(guó)家發(fā)展資源節(jié)約和環(huán)境友好型生態(tài)農(nóng)業(yè)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方針政策。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在2018—2030年《農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展技術(shù)導(dǎo)則》中，明確強(qiáng)調(diào)了微生物發(fā)酵技術(shù)在養(yǎng)殖業(yè)的重點(diǎn)研發(fā)和推廣應(yīng)用，如發(fā)酵飼料應(yīng)用技術(shù)、替抗技術(shù)、廢棄物資源化利用等。因此，在生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，養(yǎng)殖、飼料、獸藥等相關(guān)企業(yè)應(yīng)抓住生態(tài)養(yǎng)豬的大方向，積極引入微生物發(fā)酵技術(shù)，及早進(jìn)行相關(guān)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的研究和應(yīng)用，發(fā)展節(jié)約型、無(wú)污染的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式之路。只有這樣才能提高養(yǎng)豬技術(shù)，提高豬肉產(chǎn)品質(zhì)量的安全性，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益，促進(jìn)養(yǎng)豬業(yè)健康發(fā)展。