微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用現(xiàn)狀及其對(duì)豬腸道健康的影響

王海東，蔡慶雙

（1.賓縣居仁鎮(zhèn)鄉(xiāng)村振興發(fā)展服務(wù)中心，黑龍江 賓縣 150432；2.賓縣畜牧獸醫(yī)局，黑龍江 賓縣 150400）

近年，受到新冠疫情等因素的影響，飼料原料價(jià)格持續(xù)上漲，導(dǎo)致養(yǎng)殖業(yè)的飼料成本增加70%～80%[1]，因此尋找優(yōu)質(zhì)且具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的飼料原料成為當(dāng)前養(yǎng)豬業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。微生物發(fā)酵飼料因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均勻豐富、飼養(yǎng)價(jià)值高、綠色健康等優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。在生豬養(yǎng)殖過(guò)程中飼喂微生物發(fā)酵飼料可顯著改善動(dòng)物腸道功能，提高動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率，進(jìn)而達(dá)到降低飼料成本和提高經(jīng)濟(jì)效益的目的[2-3]。周映華等[4]研究發(fā)現(xiàn)，以18 kg 左右斷奶仔豬為試驗(yàn)動(dòng)物，飼喂無(wú)抗發(fā)酵飼料可以顯著提高生長(zhǎng)育肥豬的生產(chǎn)性能，改善腸道微生態(tài)平衡，達(dá)到增強(qiáng)機(jī)體消化能力的目的。涂小麗等[5]研究給出了相同的結(jié)論，飼喂發(fā)酵飼料組可以顯著提高生豬生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)成分消化率。發(fā)酵飼料除能提高動(dòng)物生產(chǎn)性能外，還可起到促進(jìn)腸道微生態(tài)平衡、維持腸道pH和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的作用[6-8]。本文綜述了微生物發(fā)酵飼料在國(guó)內(nèi)外研究中的應(yīng)用及其對(duì)生豬腸道健康的影響，旨在為微生物發(fā)酵飼料進(jìn)一步在生豬生產(chǎn)中應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外微生物發(fā)酵飼料的研究進(jìn)展

1.1 改善飼料品質(zhì)

飼料的微生物發(fā)酵可以有效減少抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)、膳食纖維和其他復(fù)雜成分含量，向豬釋放更多可用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。例如，玉米和大豆發(fā)酵后，可以分解其中的非淀粉多糖和纖維素，減少飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)含量，提高飼料的消化率和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，從而改善豬的腸道健康和生長(zhǎng)性能。眾多研究表明，使用微生物發(fā)酵飼料可提高飼料轉(zhuǎn)化率、生長(zhǎng)速度和性能，減少疾病的發(fā)生，改善生豬腸道健康。

1.2 增加有益微生物數(shù)量

微生物發(fā)酵飼料中含有的有益菌群，可以促進(jìn)動(dòng)物腸道內(nèi)有益細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，抑制有害細(xì)菌的生長(zhǎng)，從而維持腸道內(nèi)菌群平衡。特別是乳酸菌和雙歧桿菌等有益細(xì)菌可以產(chǎn)生有益的代謝物，如乳酸和醋酸，從而降低腸道的pH 并抑制有害細(xì)菌生長(zhǎng)。此外，有益細(xì)菌可以消化一些難以消化的物質(zhì)，增加食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并產(chǎn)生類(lèi)似抗生素的物質(zhì)，對(duì)腸道有害細(xì)菌起到抑制作用。

1.3 提高免疫力

微生物發(fā)酵飼料可以通過(guò)產(chǎn)生短鏈脂肪酸和細(xì)胞因子等物質(zhì)，促進(jìn)腸道黏膜細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，增加黏膜屏障的完整性；競(jìng)爭(zhēng)性排斥和抗菌作用也可以減少有害菌群對(duì)黏膜屏障的損傷；某些有益微生物還可以激活免疫系統(tǒng)，促進(jìn)腸道黏膜屏障上皮細(xì)胞的免疫反應(yīng)，增強(qiáng)免疫功能。綜合利用這些機(jī)制，微生物發(fā)酵飼料可以增強(qiáng)豬腸道黏膜屏障的完整性和免疫功能，提高豬的免疫力。

1.4 減少抗生素使用

據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所調(diào)查，2018年我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)共消耗抗生素的量為33 000 t，其中約有50%用于預(yù)防和治療疾病，另外50%用于促生長(zhǎng)和預(yù)防疾病[3]?？股氐臑E用導(dǎo)致了豬肉中抗生素殘留的問(wèn)題。而微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用可以通過(guò)促進(jìn)腸道健康、減少病原菌的生長(zhǎng)，從而減少對(duì)抗生素的使用，降低豬肉中抗生素殘留量，同時(shí)也有助于預(yù)防和控制抗生素抗性菌株的產(chǎn)生。部分研究發(fā)現(xiàn)，使用微生物發(fā)酵飼料，可減少豬的抗生素使用量。

1.5 改善腸道健康

微生物發(fā)酵飼料中的有益微生物和代謝產(chǎn)物，可以刺激腸道上皮細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化，從而增加腸道黏膜絨毛的高度和數(shù)量。這樣可以提高腸道對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用能力，進(jìn)一步改善豬的生長(zhǎng)性能和肌肉品質(zhì)。目前，國(guó)內(nèi)外已有一些研究關(guān)于微生物發(fā)酵飼料對(duì)豬腸道健康的作用，主要集中在飼料添加劑對(duì)腸道微生態(tài)、腸道屏障功能和腸道形態(tài)的影響等方面。此外，還有研究調(diào)查了微生物發(fā)酵飼料對(duì)豬生長(zhǎng)性能、肉質(zhì)和免疫功能的影響，為在養(yǎng)豬生產(chǎn)中使用微生物消化飼料提供了理論依據(jù)。

2 微生物發(fā)酵飼料的種類(lèi)和制備方法

2.1 微生物發(fā)酵飼料的種類(lèi)及其特點(diǎn)

2.1.1 乳酸菌發(fā)酵飼料

乳酸菌是一種常見(jiàn)的有益菌，飼料通過(guò)發(fā)酵可降低飼料的pH 且能抑制有害菌的發(fā)育，增加有益菌的數(shù)量和種類(lèi)，提高豬的腸道健康狀況。此外，乳酸菌還能夠分解飼料中的一些難以消化的物質(zhì)，提高飼料的可利用性。

2.1.2 酵母發(fā)酵飼料

酵母是一種含有豐富營(yíng)養(yǎng)成分的微生物，可分解碳水化合物中抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。同時(shí)，酵母還能夠產(chǎn)生多種有益代謝產(chǎn)物，如乙醇、有機(jī)酸等，能夠促進(jìn)豬的消化吸收和生長(zhǎng)發(fā)育。

2.1.3 混合微生物發(fā)酵飼料

混合微生物發(fā)酵飼料通常是將不同種類(lèi)的微生物進(jìn)行混合發(fā)酵，通過(guò)協(xié)同作用，達(dá)到提高飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的目的。這種類(lèi)型的飼料通常包括乳酸菌、酵母、青貯菌等不同種類(lèi)的微生物。綜上所述，飼料通過(guò)微生物發(fā)酵后，其中有益菌群能促進(jìn)豬腸道健康，提高豬免疫力和生長(zhǎng)性能。

2.2 微生物發(fā)酵飼料的制備方法

國(guó)外發(fā)酵飼料的工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)間比較早，技術(shù)成熟，主要以液態(tài)發(fā)酵或酶解技術(shù)為主。而我國(guó)的微生物發(fā)酵飼料工業(yè)化生產(chǎn)起步較晚，主要以固態(tài)發(fā)酵工藝為主，生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 微生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)工藝流程

2.2.1 原料預(yù)處理

制備高質(zhì)量微生物發(fā)酵飼料需要選擇適合發(fā)酵的原料，并對(duì)其進(jìn)行處理。處理后的原料需要滿足微生物發(fā)酵的要求：選擇營(yíng)養(yǎng)成分豐富、易于發(fā)酵、無(wú)抗生素殘留、易于處理和儲(chǔ)存的原料。同時(shí)，應(yīng)避免選擇可能被污染的原料，如含有霉菌的谷物。

2.2.2 添加菌種

在飼料中加入適當(dāng)?shù)挠幸婢N。有益菌一般包括乳酸菌、酵母菌和雙歧桿菌等。這些菌種可在發(fā)酵過(guò)程中促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)和繁殖。

2.2.3 發(fā)酵條件控制

將原料和菌種混合后，在一定溫度、濕度、通風(fēng)等條件下進(jìn)行發(fā)酵。發(fā)酵過(guò)程中，菌群將原料中的可溶性糖類(lèi)、蛋白質(zhì)等物質(zhì)分解為有益代謝產(chǎn)物，如乳酸和醋酸等，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一些有益酶和維生素等物質(zhì)，根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。合理控制發(fā)酵時(shí)間，通常需要在適當(dāng)溫度和濕度下進(jìn)行數(shù)天到數(shù)周的發(fā)酵。

2.2.4 干燥和包裝

微生物發(fā)酵飼料制備完成后需要進(jìn)行干燥，以提高飼料的穩(wěn)定性和保質(zhì)期。干燥方法包括自然晾曬和機(jī)械干燥，后者包括氣流干燥、真空干燥和微波干燥等。干燥完成后，發(fā)酵飼料需要進(jìn)行密封包裝和儲(chǔ)存，常用包裝材料包括聚乙烯袋、鋁箔袋和塑料桶等。儲(chǔ)存條件需要保持飼料的干燥、通風(fēng)和防潮，避免陽(yáng)光直射和潮濕環(huán)境，防止霉菌和其他微生物的污染。一般來(lái)說(shuō)，微生物發(fā)酵飼料的儲(chǔ)存期限為6個(gè)月至1年左右。

3 微生物發(fā)酵飼料對(duì)生豬腸道健康的影響

3.1 對(duì)豬腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)的影響

豬腸道健康對(duì)于豬的生長(zhǎng)發(fā)育和健康有著重要影響。微生物發(fā)酵飼料是一種易于消化吸收且能增加腸道有益菌數(shù)量的飼料。通過(guò)乳酸菌和酵母等微生物發(fā)酵的飼料，可顯著減少腸道中大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的數(shù)量，同時(shí)增加腸道中雙歧桿菌和乳酸菌的數(shù)量，從而改善腸道微生物群落結(jié)構(gòu)，促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)和繁殖，提高豬體重增長(zhǎng)率和飼料轉(zhuǎn)化率，增加飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并產(chǎn)生抗生素樣物質(zhì)，對(duì)腸道有害菌具有抑制作用。因此，微生物發(fā)酵飼料對(duì)于改善豬腸道健康、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育和提高飼料利用率具有重要意義。

3.2 對(duì)生豬腸道微生物代謝功能的影響

微生物發(fā)酵飼料中的乳酸和醋酸等代謝產(chǎn)物可以降低腸道pH，防止有害細(xì)菌生長(zhǎng)，促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)和繁殖。含有乳酸菌和酵母等微生物的日糧，可以增加豬腸道中乳酸菌和雙歧桿菌的數(shù)量，減少腸道中厭氧菌的數(shù)量，增加腸道內(nèi)有益代謝產(chǎn)物的含量，并降低有害代謝產(chǎn)物的含量。代謝組學(xué)分析表明，微生物發(fā)酵飼料組的豬腸道內(nèi)有益代謝產(chǎn)物含量明顯增加，有害代謝產(chǎn)物含量明顯降低，與常規(guī)飼料組成明顯不同[9]。

3.3 對(duì)豬腸道屏障功能的影響

生豬采食微生物發(fā)酵飼料，可以顯著提高豬的腸道屏障功能，降低腸道炎癥水平，減輕腸道損傷，并增加豬的生長(zhǎng)性能和肌肉品質(zhì)。具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：增加腸道黏膜細(xì)胞的緊密連接度，增強(qiáng)黏膜屏障的完整性，從而減少有害物質(zhì)的滲透，保護(hù)腸道免受損傷；調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞的活性和分泌免疫因子的水平，增強(qiáng)腸道免疫功能，對(duì)抗病原微生物和其他有害物質(zhì)含量；通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和分泌，減輕腸道炎癥的程度，從而減少對(duì)腸道屏障的損害；促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的再生和修復(fù)，從而加強(qiáng)腸道的屏障功能。

3.4 對(duì)豬腸道免疫功能的影響

微生物發(fā)酵飼料中的有益菌群可以增強(qiáng)豬的免疫力和降低發(fā)病率。乳酸菌和雙歧桿菌等有益菌可以產(chǎn)生生物活性物質(zhì)，刺激免疫系統(tǒng)反應(yīng)，提高機(jī)體免疫力[10-11]。這些有益菌還可以促進(jìn)腸道內(nèi)免疫細(xì)胞的發(fā)育和增殖，增強(qiáng)腸道免疫功能。添加乳酸菌和酵母等微生物進(jìn)行發(fā)酵的飼料可以顯著提高豬的免疫指標(biāo)，包括血清免疫球蛋白、腸道免疫球蛋白A（IgA）含量，對(duì)豬的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響，提高豬的免疫力和抵抗力[12]。微生物發(fā)酵飼料還可以顯著提高豬腸道中抗氧化酶的活性和免疫球蛋白水平，降低生豬的發(fā)病率。胡虹等[13]選用體重20 kg左右的三元雜交仔豬150頭，進(jìn)行了基礎(chǔ)日糧、含抗生素的基礎(chǔ)飼料、乳酸菌液體發(fā)酵飼料的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，飼喂乳酸菌發(fā)酵液體飼料的仔豬血液中總蛋白、白蛋白、免疫球蛋白G、葡萄糖的含量顯著提高。明雷等[14]研究也表明，玉米皮發(fā)酵飼料不但質(zhì)地柔軟、帶有醇香酸香味、適口性好、增加采食量，還可以提高豬體免疫能力，促進(jìn)豬體生長(zhǎng)，提高豬胴體性能，改善豬肉品質(zhì)，提高飼料利用率，降低飼養(yǎng)成本，減少或替代抗生素的用量，有效提高生豬養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。

4 微生物發(fā)酵飼料當(dāng)前的挑戰(zhàn)

盡管微生物發(fā)酵飼料有諸多好處，但也面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。第一，微生物發(fā)酵飼料的制備需要高水平的技術(shù)和設(shè)備支持，對(duì)生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平有很高的要求。第二，微生物發(fā)酵飼料的制備成本相對(duì)較高，需要對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行充分評(píng)估。第三，目前缺乏統(tǒng)一的微生物發(fā)酵飼料標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和效果存在差異，需要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化管理和監(jiān)管。第四，隨著微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)日益激烈，需要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平，以滿足市場(chǎng)需求。第五，微生物發(fā)酵飼料的制備需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，可能會(huì)對(duì)生豬飼養(yǎng)和消費(fèi)者健康造成嚴(yán)重影響，需要加強(qiáng)質(zhì)量管理和風(fēng)險(xiǎn)控制。

5 結(jié) 語(yǔ)

微生物發(fā)酵飼料是一種有著廣闊應(yīng)用前景的新型飼料，已經(jīng)在生豬生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能的同時(shí)改善了肉品品質(zhì)，減少抗生素的使用。微生物發(fā)酵飼料不僅可以改善豬的生長(zhǎng)性能，還可以調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境平衡，增加機(jī)體對(duì)于疾病的抵抗能力，從而減少疾病的發(fā)生和降低病死率。盡管微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用前景廣闊，但是也面臨一些挑戰(zhàn)。其中，最大的挑戰(zhàn)是微生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)技術(shù)不成熟，還需進(jìn)一步研究和探索。