發(fā)酵飼料對豬生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)消化及腸道菌群影響的研究進(jìn)展

■邱月琴 楊雪芬 王 麗 蔣宗勇

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動物科學(xué)研究所，畜禽育種國家重點(diǎn)實(shí)驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南動物營養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗室，廣東省動物育種與營養(yǎng)公共實(shí)驗室，廣東省畜禽育種與營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗室，廣東 廣州 510640）

在全面禁抗減鋅的大背景下，通過營養(yǎng)手段進(jìn)行 豬健康養(yǎng)殖成了關(guān)乎養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)。國內(nèi)學(xué)者近年來圍繞綠色飼料添加劑替代飼用抗生素開展了大量研究，其中益生菌所具有的改善腸道屏障和消化吸收功能、免疫功能，緩解斷奶腹瀉等功效而受到廣泛關(guān)注。大量研究表明，飼料經(jīng)過微生物發(fā)酵后能有效降解飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子、提高飼料營養(yǎng)價值及利用率、改善豬腸道健康、降低腹瀉率及促進(jìn)豬的生長，因此，微生物發(fā)酵飼料有望成為禁抗減鋅后改善豬生長性能和腸道健康的新型無抗飼料。文章就微生物發(fā)酵飼料調(diào)控各階段豬生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)消化及腸道菌群的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為其更廣泛、更好地應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 微生物發(fā)酵飼料的特點(diǎn)及質(zhì)量評價

1.1 微生物發(fā)酵飼料的特點(diǎn)

微生物發(fā)酵飼料是一種主要利用乳酸菌、芽孢桿菌及酵母菌等應(yīng)用較為成熟的益生菌在適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵條件下對單一、多種飼料原料或全價料進(jìn)行發(fā)酵而得到的飼料，理論上其具有以下優(yōu)點(diǎn)：①微生物發(fā)酵能有效降低飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子（例如植酸鹽、胰蛋白酶抑制劑、單寧等），提高飼料中粗蛋白和氨基酸的濃度，并促進(jìn)大分子蛋白質(zhì)水解成小肽，有利于動物對飼料的吸收，提高飼料的利用率；②微生物發(fā)酵飼料是由益生菌發(fā)酵而來的，因此發(fā)酵飼料中會含有大量的有益菌，并且部分益生菌能進(jìn)入胃腸道并定植于豬的胃腸道上皮黏膜中，從而抑制大腸桿菌等病原菌的繁殖，維持腸道微生態(tài)平衡，降低腹瀉率；③用于發(fā)酵的益生菌能夠產(chǎn)生大量的有機(jī)酸及細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物，這些發(fā)酵代謝產(chǎn)物尤其是乳酸、醋酸可降低飼料的pH，有助于消除飼料中的大腸桿菌和沙門氏菌等有害病原菌，減少大腸桿菌及沙門氏菌等病原菌進(jìn)入胃腸道，降低生豬（尤其是斷奶仔豬）腹瀉率；同時，豬胃腸道環(huán)境的酸性化有助于提高內(nèi)源性蛋白酶的活性，從而提高蛋白質(zhì)的消化率；④微生物發(fā)酵飼料在發(fā)酵過程中會提高飼料中粗蛋白、賴氨酸、蛋氨酸及抗菌肽等營養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料的營養(yǎng)價值；此外，飼料在微生物發(fā)酵過程中會產(chǎn)生一些具有生物活性的消化酶（如蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶、植酸酶等），這些消化酶促進(jìn)了對飼料中的蛋白質(zhì)、淀粉、纖維、脂肪的消化、吸收及利用；⑤微生物發(fā)酵飼料具有較好的適口性，提高動物的采食量。

1.2 微生物發(fā)酵飼料的質(zhì)量評價

在生產(chǎn)實(shí)踐中，微生物發(fā)酵飼料種類繁多，質(zhì)量參差不齊，此類飼料質(zhì)量的好壞受到諸多因素的影響，包括用于發(fā)酵的菌株、發(fā)酵工藝及環(huán)境因素。因此，評估發(fā)酵飼料營養(yǎng)價值、生物安全性及飼用價值等指標(biāo)對其生產(chǎn)應(yīng)用非常重要。粗蛋白是評估飼料營養(yǎng)價值的一個重要指標(biāo)，大量研究表明，飼料經(jīng)過微生物發(fā)酵后，粗蛋白的含量提高了，不僅提高了飼料的營養(yǎng)價值，而且?guī)盹暳铣杀拘б妗Ｐ‰募翱範(fàn)I養(yǎng)因子的含量同樣影響發(fā)酵飼料的營養(yǎng)物質(zhì)可消化性、毒性及適口性。優(yōu)質(zhì)的微生物發(fā)酵飼料應(yīng)該含有濃度較高的粗蛋白和小肽，而不含或只含極少量的抗?fàn)I養(yǎng)因子。此外，飼料中益生菌的數(shù)量及其代謝物是評估微生物發(fā)酵飼料質(zhì)量好壞的第二個重要指標(biāo)。通常來說，微生物發(fā)酵飼料含有益生菌的數(shù)量越多，則其營養(yǎng)價值越高。如高濃度的乳酸菌發(fā)酵能產(chǎn)生大量乳酸，從而抑制飼料中大腸桿菌等病原菌的繁殖。然而，發(fā)酵飼料中乳酸的濃度以多少為宜，目前還沒有定論。Van 等（2001）認(rèn)為乳酸的濃度應(yīng)該高于150 mmol/L才能抑制飼料中的病原菌。Beal等（2013）認(rèn)為降低飼料中大腸桿菌的數(shù)量，乳酸的濃度必須高于100 mmol/L。但過高濃度的乳酸會影響飼料的適口性，甚至導(dǎo)致動物酸中毒。pH 是評估微生物發(fā)酵飼料質(zhì)量的第三個重要指標(biāo)。優(yōu)質(zhì)的微生物發(fā)酵飼料通常pH在4.0～5.0，pH在這個范圍內(nèi)的飼料意味著含有較為豐富的有機(jī)酸及較低數(shù)量的病原菌，且飼料沒有過度發(fā)酵。因此，理想的微生物發(fā)酵飼料還應(yīng)富含活的益生菌及其代謝物，而不含或只含有極少數(shù)量的病原菌，并具有極好的風(fēng)味和適口性。

2 微生物發(fā)酵飼料對豬生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)消化及腸道菌群的影響

研究表明，微生物發(fā)酵飼料能夠改善仔豬的生長性能及腸道菌群構(gòu)成，其中的原因可能在于飼料通過微生物發(fā)酵后，增加了粗蛋白、氨基酸及可消化小肽的含量，從而提高了飼料的可利用率；其二，微生物發(fā)酵飼料含有大量的益生菌，提高胃腸道中益生菌的豐度，而抑制大腸桿菌等有害菌在腸道上皮中的定植，從而維護(hù)腸道微生態(tài)穩(wěn)定，改善豬只健康狀態(tài)。

2.1 微生物發(fā)酵飼料對豬生長性能及營養(yǎng)物質(zhì)消化的影響

母豬生理健康不僅會影響到其繁殖性能，還會影響到其后代豬的發(fā)育狀況。飼喂微生物發(fā)酵飼料提高了母豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化效率、母豬的繁殖性能及母乳的產(chǎn)量，改善其后代豬健康和生長性能。Wang等（2018）研究表明，與對照組相比，在母豬妊娠期和泌乳期添加15%的發(fā)酵玉米-豆粕飼料，能夠提高母豬平均采食量，增加哺乳期仔豬平均日增重及其斷奶時體重，降低仔豬腹瀉率并減少母豬背膘損失，其研究還表明添加15%發(fā)酵豆粕顯著提高母豬的產(chǎn)奶量及母豬腸道營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。Shen 等（2011）在妊娠母豬及泌乳母豬日糧中添加發(fā)酵玉米-豆粕飼料，提高了斷奶仔豬窩重、哺乳仔豬平均日增重及母豬初乳產(chǎn)量。Chen 等（2016）用發(fā)酵全價飼料飼喂經(jīng)產(chǎn)母豬，發(fā)現(xiàn)母豬的平均產(chǎn)仔數(shù)、仔豬窩重和仔豬存活率分別增加6.48%、7.64%和8.29%。Wang 等（2016）發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)前30 天至產(chǎn)后28 天給母豬飼喂10%及15%發(fā)酵豆粕飼料，顯著的增加了母豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化效率并提高其后代仔豬的成活率。Demeckova 等（2020）發(fā)現(xiàn)，給母豬飼喂乳酸桿菌發(fā)酵的液體飼料可以提高平均日采食量。

微生物發(fā)酵飼料同樣可以提高仔豬生長性能及營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力。Shi 等（2017）發(fā)現(xiàn)，添加枯草芽孢桿菌和屎腸球菌聯(lián)合發(fā)酵的豆粕到日糧中，能夠提高仔豬總氨基酸尤其是賴氨酸表觀回腸消化率及賴氨酸標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率。芽孢桿菌發(fā)酵飼料提高斷奶仔豬必需氨基酸的消化率。日糧中添加10%的芽孢桿菌、酵母及羅伊氏乳桿菌共同發(fā)酵的豆粕飼料增加斷奶28～38日齡仔豬的平均日增重，降低料重比；此發(fā)酵飼料還可以提高38～68日齡仔豬的營養(yǎng)物質(zhì)消化率。此外，Zhou 等（2015）發(fā)現(xiàn)，日糧中添加發(fā)酵銀杏葉渣可提高斷奶仔豬平均日增重及仔豬對干物質(zhì)和氮的消化率。

在生長育肥階段，微生物發(fā)酵飼料可提高生長育肥豬營養(yǎng)成分的消化率，促進(jìn)飼料營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，減少氮的排泄。Rojas 等（2012）的研究結(jié)果表明，與普通豆粕日糧相比，微生物發(fā)酵豆粕飼料可提高育肥豬對磷的消化率。飼喂副乳桿菌與植物乳桿菌混合發(fā)酵的小麥麩飼料可以提高育肥豬對干物質(zhì)、有機(jī)物、粗纖維、鈣和磷的表觀消化率。此外，中草藥為發(fā)酵基底的飼料也能顯著地提高育肥豬的平均日增重和平均日采食量，并改善對干物質(zhì)和氮的表觀消化率。

綜上所述，微生物發(fā)酵可提高飼料的營養(yǎng)價值，促進(jìn)生豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，從而改善生豬生長性能。

2.2 微生物發(fā)酵飼料對豬腸道菌群的影響

豬消化道內(nèi)存在多樣又復(fù)雜的微生物菌群。在正常情況下，豬作為宿主與腸道中微生物存在共生關(guān)系。腸道微生物參與宿主營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和合成代謝，影響營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，在維持腸道免疫動態(tài)平衡方面扮演重要的角色；與此同時，日糧的改變、益生菌及益生元等添加劑影響腸道微生物多樣性、結(jié)構(gòu)及代謝活動。在應(yīng)激和感染疾病等特殊情況下，這種動態(tài)平衡可能被打破，導(dǎo)致有害菌大量繁殖，提高腸道炎癥發(fā)病率。因此，維護(hù)腸道微生態(tài)穩(wěn)定對豬生長、抵御致病微生物的侵襲及預(yù)防疾病有著重要的作用。

研究表明，新生仔豬腸道菌群還沒有正式形成，其腸道菌群定植受母體及外界環(huán)境的影響。Kenny等（2011）報道，能否在仔豬出生后迅速建立有益菌群，對仔豬健康生長起著關(guān)鍵的作用；其研究還表明，哺乳母豬飼喂發(fā)酵日糧會影響其后代仔豬腸道菌群的組成；與對照組相比，母豬飼喂生物發(fā)酵飼料，其仔豬糞便中只含有少量大腸桿菌，而乳酸菌的數(shù)量顯著高于對照組的仔豬。這表明，用于發(fā)酵飼料的益生菌有助于仔豬建立有益腸道菌群并抵抗因斷奶引起的應(yīng)激反應(yīng)。大量試驗結(jié)果表明，生物發(fā)酵飼料能改善仔豬腸道菌群結(jié)構(gòu)及多樣性，改善仔豬腸道健康，降低腹瀉率及疾病感染率。Hui 等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，添加2.5%乳桿菌發(fā)酵油菜籽海草混合飼料提高了斷奶仔豬結(jié)腸微生態(tài)多樣性及糞普雷沃氏菌豐度。Kiarie等（2011）的研究表明，酵母發(fā)酵飼料降低了斷奶仔豬回腸中大腸桿菌的數(shù)量，提高菌群豐富性及多樣性。微生物發(fā)酵液態(tài)飼料提高斷奶仔豬回腸乳酸桿菌數(shù)量及改善仔豬健康狀態(tài)。Price 等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，在沙門氏菌感染期間，給哺乳仔豬添加酵母發(fā)酵飼料后提高仔豬腸道中芽孢桿菌和乳桿菌數(shù)量。同樣，Yang 等（2015）發(fā)現(xiàn)，斷奶仔飼喂羅伊氏乳桿菌發(fā)酵飼料，抑制了大腸桿菌定植。在肥育豬階段，微生物發(fā)酵飼料提高了肥育豬胃腸道中普氏菌屬、乳桿菌、索狀芽孢桿菌及芽孢桿菌等有益菌的數(shù)量。以上結(jié)果表明，微生物發(fā)酵飼料促進(jìn)有益菌而抑制大腸桿菌和沙門氏菌等有害菌在豬腸道中的定植，有效抵御病原菌侵襲，阻止疾病發(fā)生，從而促進(jìn)豬健康生長。

3 小結(jié)

微生物發(fā)酵飼料能降低豬胃腸道pH、抑制大腸桿菌、沙門氏菌等病原菌在腸道中的繁殖，同時提高有益菌及其代謝產(chǎn)物豐度，微生物發(fā)酵能夠提高飼料原料的營養(yǎng)價值和可消化性，從而改善豬腸道健康和生長性能。總之，微生物發(fā)酵飼料具有廣闊的市場應(yīng)用前景，在對發(fā)酵飼料生產(chǎn)裝備、工藝及質(zhì)量評估體系進(jìn)一步開發(fā)完善，并合理利用地方性飼料資源進(jìn)行微生物發(fā)酵的基礎(chǔ)上，微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用有利于緩解飼料資源緊缺、拓寬原料多樣化及降低飼料成本。