微生物發(fā)酵飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

胡鵬程

（1.鼎正新興生物技術(shù)(天津)有限公司，天津 300383；2.天津市生物飼料添加劑企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384）

在水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，養(yǎng)殖生物的健康情況與日常飼料供給、飼養(yǎng)密切相關(guān)，而現(xiàn)階段要想提升養(yǎng)殖效率就需要消耗大量的飼料。常見(jiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料有植物蛋白和動(dòng)物蛋白兩種，目前大規(guī)模使用的還是以飼料中摻入魚(yú)粉為主。但這種精飼料因?yàn)橘Y源稀缺或其他的一系列原因?qū)е鲁杀旧蠞q，沒(méi)辦法滿足水產(chǎn)生產(chǎn)和養(yǎng)殖的需求。尋求成本低，而且蛋白質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的一種替代飼料，已成為當(dāng)前水產(chǎn)養(yǎng)殖的迫切問(wèn)題。而微生物發(fā)酵飼料以其成本低廉得到了廣泛的關(guān)注和運(yùn)用，并取得了更好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也為水產(chǎn)的養(yǎng)殖安全提供了支持。

1 微生物發(fā)酵飼料的特征

微生物發(fā)酵飼料泛指利用各種有益于動(dòng)物機(jī)體的微生物將飼料作為底物發(fā)酵產(chǎn)生的功能性一級(jí)、二級(jí)代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物是更容易被動(dòng)物吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是更有價(jià)值的生物產(chǎn)品，可作為飼料滿足實(shí)際生產(chǎn)、養(yǎng)殖與喂養(yǎng)等方面的需求。目前微生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)主要選定的益生菌包括：乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）、酵母菌（saccharomyces）和芽孢桿菌（Bacillus）等一系列的微生物，這些微生物對(duì)飼育動(dòng)物是一種有益的菌種。在適宜這些微生物的發(fā)酵條件下將微生物與一種或多種飼料原材料混合發(fā)酵形成發(fā)酵飼料。目前這類(lèi)飼料已經(jīng)逐漸成為養(yǎng)殖生產(chǎn)的新寵。此類(lèi)飼料原材料分布比較廣泛，成本投入較低，能為水產(chǎn)行業(yè)提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益提供支持，也可壓低養(yǎng)殖過(guò)程中的成本消耗。新型微生物發(fā)酵飼料的利用率得到了明顯提升，能夠盡地降低資源浪費(fèi)和解決資源消耗的問(wèn)題。微生物發(fā)酵飼料經(jīng)過(guò)了發(fā)酵和脫毒等一系列處理，對(duì)水產(chǎn)生物的代謝壓力明顯降低，因?yàn)槲⑸锇l(fā)酵飼料更容易被水產(chǎn)生物吸收；同時(shí)顯著提高了使用和喂養(yǎng)的安全性；適口性也得到優(yōu)化，可以明顯改善養(yǎng)殖水體環(huán)境，降低環(huán)境污染的發(fā)生率，最終促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖、生產(chǎn)環(huán)境的整體改善。

新型微生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)制備，需要合理篩選不同菌種為主的一系列物質(zhì)，然后根據(jù)原材料特點(diǎn)和養(yǎng)殖的具體情況進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)酵飼料生產(chǎn)。只有完成微生物對(duì)底物材料的發(fā)酵才可以投入到實(shí)際使用之中，因此微生物發(fā)酵飼料對(duì)技術(shù)能力的要求要比傳統(tǒng)飼料更高一些。

2 微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)與應(yīng)用環(huán)節(jié)

2.1 菌種篩選在新型微生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中，最核心就是用于發(fā)酵過(guò)程的微生物選擇。功能優(yōu)秀的微生物是保證飼料能夠發(fā)酵成功和后續(xù)有效喂養(yǎng)的基礎(chǔ)。目前已知的可用于發(fā)酵飼料的微生物種類(lèi)大概有34種，其中使用最廣泛的是乳酸菌、芽孢桿菌和酵母菌。

（1）乳酸菌屬于革蘭氏陽(yáng)性菌，發(fā)酵過(guò)程的底物主要是碳水化合物，發(fā)酵過(guò)程會(huì)生成大量的乳酸，是目前在養(yǎng)殖與食品領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一種益生菌添加劑。因?yàn)槿樗峋鸁o(wú)論是對(duì)人類(lèi)的消化系統(tǒng)還是對(duì)動(dòng)物腸胃系統(tǒng)都有著積極價(jià)值。乳酸菌通常可以調(diào)節(jié)腸道內(nèi)的菌群平衡，幫助消化功能的恢復(fù)，進(jìn)而改善腸道的健康狀況，促進(jìn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)吸收和健康生長(zhǎng)。而且乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的非特異性免疫酶，這些酶可以增強(qiáng)其動(dòng)物機(jī)體的免疫能力，降低各類(lèi)傳染病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，特別是對(duì)各類(lèi)消化系統(tǒng)疾病具有積極的預(yù)防作用。因?yàn)槿樗峋拇x產(chǎn)物主要為乳酸，而乳酸可以下調(diào)腸道系統(tǒng)的pH值環(huán)境，這種酸性環(huán)境又恰好是消化酶發(fā)揮作用的最佳環(huán)境條件，由此飼料的利用率和吸收率都會(huì)得到提升。

（2）芽孢桿菌也屬于革蘭氏陽(yáng)性菌，是一類(lèi)能夠生成芽孢的桿菌，也是水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中諸多水生動(dòng)物不可或缺的一類(lèi)益生菌，屬于目前研究最多的一類(lèi)菌株。芽孢桿菌的各個(gè)種屬比如枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等均得到了較為細(xì)致的研究。而其中枯草芽孢桿菌的應(yīng)用相對(duì)廣泛，并且取得了很好的成果。枯草芽孢桿菌的主要生物特性體現(xiàn)在具備較強(qiáng)的耐氧化和耐高溫的特性，對(duì)酸堿度不敏感，對(duì)外界的不良環(huán)境有較強(qiáng)的抵抗能力，在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶等一系列的消化酶。水產(chǎn)動(dòng)物在攝取枯草芽孢桿菌之后可以進(jìn)行飼料的發(fā)酵、消化和利用。而且在發(fā)酵和代謝的過(guò)程中，芽孢桿菌還可以生成各類(lèi)氨基酸和維生素，提升飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

（3）酵母菌是被人類(lèi)最早應(yīng)用的一類(lèi)微生物，屬于一種天然發(fā)酵劑。作為一種單細(xì)胞真菌，酵母菌具有生長(zhǎng)繁殖速度極快，發(fā)酵周期較短的明顯優(yōu)勢(shì)。目前已經(jīng)被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)和使用的酵母有1000多種，其中很大一部分可以用于微生物發(fā)酵飼料，從而提高發(fā)酵飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.2 蛋白源選擇微生物發(fā)酵的關(guān)鍵因素有：碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽以及生長(zhǎng)因子。在微生物發(fā)酵飼料工業(yè)上碳源是我們所使用的飼料底物，水、無(wú)機(jī)鹽在水產(chǎn)領(lǐng)域?qū)ξ⑸锇l(fā)酵制約性不強(qiáng)，生長(zhǎng)因子雖然關(guān)鍵但也不會(huì)因?yàn)轱暳习l(fā)酵條件的變化受到顯著影響。唯一可以調(diào)控的關(guān)鍵因子就是氮源，也即蛋白源。不同微生物對(duì)氮源的需求程度不同，因此在選定微生物后，挑選適合其高效表達(dá)代謝產(chǎn)物的氮源就顯得尤為重要。常見(jiàn)的蛋白源有豆粕、棉籽粕等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中的副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品中氨基酸含量較高，而且蛋白質(zhì)的占比較大，并且因其為農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的特性使用成本極低，可作為飼料中蛋白質(zhì)的主要來(lái)源。這些副產(chǎn)品通過(guò)微生物發(fā)酵之后，可提高飼料中短支鏈肽含量的占比以及動(dòng)物腸道系統(tǒng)中胰蛋白酶的消化率。另外，利用菜籽粕作為微生物發(fā)酵飼料的底物可以降低抗藥因子以及植物酸的水平，提升蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的含量。

這些微生物發(fā)酵飼料可以代替現(xiàn)階段水產(chǎn)領(lǐng)域各種日糧中的魚(yú)粉，不僅可以提升經(jīng)濟(jì)效益，而且還有極高的生物安全性。不同的蛋白源配合不同的微生物發(fā)酵后的產(chǎn)物存在一定的差異，可以不同比例的替代傳統(tǒng)魚(yú)粉的應(yīng)用。

3 微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用前景

3.1 應(yīng)用情況微生物發(fā)酵飼料可以促進(jìn)水產(chǎn)飼養(yǎng)動(dòng)物的消化和吸收，從而起到促生長(zhǎng)的作用。生產(chǎn)上以降低魚(yú)粉為主的一系列動(dòng)物蛋白應(yīng)用之后，不僅飼養(yǎng)效果很好，而且具有優(yōu)化水產(chǎn)動(dòng)物自身消化能力和吸收能力的附加特性。這種新型替代飼料具有以下優(yōu)勢(shì)。（1）微生物發(fā)酵選取的都是益生菌，可以提升食用動(dòng)物自身的消化、吸收能力，保證動(dòng)物消化系統(tǒng)的菌落平衡和機(jī)體健康。比如，長(zhǎng)期食用微生物發(fā)酵飼料的羅非魚(yú)，其成活率明顯提高。同時(shí)，微生物發(fā)酵飼料添加的比例需要一定的調(diào)整，這樣既能優(yōu)化養(yǎng)殖，又適當(dāng)減少了魚(yú)粉類(lèi)餌料的添加。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)羅非魚(yú)飼養(yǎng)時(shí)添加15%的微生物發(fā)酵飼料，效果較好。此外，對(duì)絨鰲蟹，加入微生物發(fā)酵的魚(yú)粉、蝦殼粉、豆粕后，其腺體與體重比值明顯增加，成活率得到了顯著提高。

（2）微生物發(fā)酵飼料還有提升免疫能力的作用。水產(chǎn)動(dòng)物食用后可以促進(jìn)機(jī)體免疫細(xì)胞代謝，提升自身抗體水平，強(qiáng)化自身的免疫能力。通過(guò)補(bǔ)充相應(yīng)的益生菌之后，腸道系統(tǒng)內(nèi)微生物菌落之間產(chǎn)生了密切的關(guān)聯(lián)性，可以進(jìn)一步促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物消化系統(tǒng)生態(tài)平衡的建立和保持，有助于抵抗各類(lèi)病原微生物。普通飼料在使用時(shí)往往容易導(dǎo)致渾水等現(xiàn)象，殘余飼料相對(duì)較多。而微生物發(fā)酵飼料在水中的溶解速度相對(duì)較慢，這就使得飼料本身不容易出現(xiàn)流失，飼料的利用率得到了提高。而且在具體使用時(shí)，微生物還會(huì)產(chǎn)生大量的中間物質(zhì)，可分解水中的有害物質(zhì)，為水質(zhì)的平衡和穩(wěn)定帶來(lái)積極作用。

3.2 前景展望雖然目前水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)正在向可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展的方向前進(jìn)，但是不可否認(rèn)的是微生物發(fā)酵技術(shù)及相關(guān)飼料的運(yùn)用仍然面臨著一定的困境，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的生產(chǎn)制度。飼料產(chǎn)品的質(zhì)量也面臨著較多的影響因素，因此在未來(lái)的發(fā)展中還需要加大研究力度。只有完成更加深入和徹底的研究，成立相應(yīng)的原則和標(biāo)準(zhǔn)，才可能促進(jìn)微生物發(fā)酵飼料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，避免出現(xiàn)活菌質(zhì)量等問(wèn)題。作為未來(lái)發(fā)展中必不可少的一個(gè)綠色發(fā)展方向，除了需要對(duì)其進(jìn)行深入性的研究和細(xì)致性的分析外還要不斷對(duì)其多樣化的使用有更直觀的認(rèn)知。

4 結(jié)論

現(xiàn)階段水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中對(duì)微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用與微生物自身的代謝機(jī)制呈現(xiàn)著極高的關(guān)聯(lián)性，不同的代謝機(jī)制決定了不同的發(fā)酵飼料的應(yīng)用領(lǐng)域。那么在將來(lái)針對(duì)微生物發(fā)酵飼料的研發(fā)一定要在對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)況充分認(rèn)知的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)。