發酵飼料的研究及應用現狀

摘 要：近年來，隨著養殖業和飼料行業的發展，飼料原料用糧和耕地面積減少的矛盾日益突出，尋找新的安全健康飼料原料成為當前飼料行業可持續發展的重要途徑之一。本文在前人研究的基礎上，就益生菌發酵飼料在動物生產上應用研究進行了綜述。

關鍵詞：飼料；益生菌；發酵

畜牧業有一個很重要的任務，就是將質量差的、不能被人類直接食用的糧食作物轉化為優質的肉、蛋、奶等高質量的人類的營養物質。21世紀，我國將從小康走向富裕。據預測，屆時我國常規飼料中的粗蛋白質資源僅能滿足需要量的一半。隨著我國畜牧業的快速發展，面對飼料資源嚴重短缺的局面，開辟飼料蛋白源，勢在必行。抗生素在飼料中的應用，促進了動物生產，對集約化養殖業的發展做出了重大貢獻；但隨著時間的推移，抗生素的危害也日益顯現，并受到社會的廣泛關注。益生菌發酵飼料是指在人工控制條件下，微生物通過自身的代謝活動，將植物性、動物性和礦物質中的抗營養因子分解或轉化為養分含量更高、無毒無害且更容易被畜禽采食消化吸收的飼料原料。

1 發酵中常用的益生菌

目前，用于發酵飼料的益生菌種類繁多，美國食品與藥物管理局（FDA）和美國飼料協會（AAFCO）公布了40余種。2003年12月我國農業部發布的第318號公告“飼料添加劑品種目錄”中有15種：地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、兩岐雙歧桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、乳酸腸球菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、乳酸乳桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、產朊假絲酵母、釀酒酵母、沼澤紅假單胞菌。目前市場上用于飼料發酵的益生菌種類主要是乳酸菌、芽孢桿菌、酵母和霉菌。

1.1 乳酸菌

乳酸菌（Lactic Acid Bacteria，LAB）指發酵糖類主要產物為乳酸的一類無芽孢、革蘭氏染色陽性細菌的總稱，乳酸菌能利用可發酵碳水化合物產生大量乳酸。乳酸菌是一群相當龐雜的細菌，目前至少可分為18個屬，共分200多種。除極少數外，其中絕大部分都是人及畜禽體內必不可少的且具有重要生理功能的菌群，其廣泛存在于人及畜禽的腸道中。大量研究表明，乳酸菌能夠調節動物機體胃腸道正常菌群，保持微生態平衡，提高食物消化率和生物價。目前國內外生物學家已證實，腸內乳酸菌與健康長壽有著非常密切的關系。乳酸菌的特殊生理活性和營養功能，正日益引起人們的重視。目前，乳酸菌以被廣泛應用于食品、藥品、飼料等工業生產中[1-7]。

1.2 芽孢桿菌

芽孢桿菌屬（Bacillus genus）細菌為革蘭氏陽性菌，需氧或兼氧性厭氧，可產生芽孢，大多數無莢膜，以周生鞭毛運動。細胞呈直桿狀，常以成對或鏈狀排列，具圓端或方端。由于芽孢桿菌屬的微生物能夠形成芽孢的特性使得它們能夠抵御各種極端惡劣環境（如高溫、極酸、極鹽），而且對各種殺菌劑具有抵抗力，因此，它們在各種自然環境中都能被分離到[8]。由于其具有嗜熱、兼性厭氧、可降解烴和產生表面活性劑的特性，在微生物采油、環境治理等領域具有一定的應用價值[9]。目前，有關芽孢桿菌的研究及應用的相關報道也主要集中在對芽孢桿菌特征的研究及工業生產應用[10]。

1.3 酵母

酵母（Yeast）是一種肉眼看不見的微小單細胞微生物，能將糖發酵成酒精和二氧化碳，是一種天然發酵劑。酵母具有專性或兼性好氧的特性。酵母是一大類單細胞核真核微生物的總稱，由于其具有生長快、代謝率高、能產生特殊代謝產物等特點，在食品[11]、醫藥、酒精等行業被廣泛應用。

1.4 霉菌

霉菌（molds）是一類能形成分支菌絲的真菌統稱。霉菌繁殖迅速，常造成食品、飼料原料等大量霉腐變質，但許多有益菌種已被廣泛應用于各個領域。霉菌的應用歷史非常悠久，早在古代，人們就利用霉菌進行釀酒、制醬。隨著社會的進步和微生物學的發展，霉菌的優良特性，已得到廣泛關注，霉菌也被廣泛應用于工農業生產中[12，13]。其中，有益菌能夠產纖維素酶、半纖維素酶、木質素霉等，這些霉在適宜條件下，能夠分解纖維素，產生低聚糖，產生芳香酯，改善飼料的適口性，提高纖維素的利用率[14]。這是其被用中生物飼料生產的主要原因。

2 益生菌在飼料發酵中的應用現狀

發酵飼料作為新型無抗飼料，在飼料行業內引起廣泛關注。相比傳統飼料，發酵飼料具有發酵原料豐富多樣、無抗生素殘留、低碳環保等優點，在畜禽飼料中應用研究廣泛。目前，在發酵飼料中多采用多菌種協同發酵，以優化發酵效果。

2.1 益生菌在原料發酵中的應用

隨著養殖業的快速發展，我國蛋白質飼料短缺、人畜爭糧的矛盾日益突出，同時，人們也越來越多的開發新的飼料原料，發酵飼料的應用也越來越豐富[15]。生物飼料，是在微生態理論指導下采用已知有益的微生物與飼料混合，經發酵、干燥等工藝制成的含活性益生菌的安全、無污染、無殘留的優質飼料。與發酵前相比，營養價值提高了，抗營養因子減少了，對動物有一定的促生長作用。利用微生物發酵生產蛋白質飼料，不但解決了蛋白質資源緊缺的問題，還解決了一些環境問題。以玉米秸稈、麩皮、酒糟等為代表的農業固體廢棄物和農產品加工副產物，資源豐富，價格低廉，是傳統的飼料原料。但是，這類飼料原料粗纖維含量較高，營養價值偏低，不適于現代高效畜牧業的發展。利用固體發酵過程中的微生物代謝作用，可以有效降低飼料原料中的粗纖維，提高蛋白質等營養成分的含量；另一方面，由于微生物生長過程中產生大量的維生素、氨基酸等生物活性物質，因此發酵飼料的營養價值顯著提高。利用微生物發酵農業生產下腳料來提高其作為飼料原料營養價值的報道也很多。利用酵母發酵麩皮原料，可提高飼喂育肥豬的采食量，降低料肉比，提高日增重[16]。飼料原料固態發酵工藝也已見諸于報道[17]。

2.2 微生物發酵飼料在畜禽生產上的應用

微生態發酵飼料在畜禽上應用的研究屢見報道。在仔豬飼料中添加復合微生態菌劑能提高畜產動物的生長性能，提高養殖生產的經濟效益[18，19]。鄭學斌等[18]利用乳酸菌和酶制劑復合發酵液來發酵乳豬飼料，通過養殖實驗，發現飼喂發酵飼料可增強乳豬機體的免疫機能，提高飼料利用率和乳豬生產能力。謝開春等[19]利用酵母菌、乳酸菌和芽孢桿菌復合菌劑發酵仔豬飼料，試驗結果顯示，在日糧中添加微生物發酵飼料能提高仔豬生長性能。嚴念東等研究發現，益生菌發酵飼料能顯著提高生長育肥豬平均日增重，降低料肉比，提高育肥豬血清中堿性磷酸酶的活性[20]。

2.3 益生菌作為飼料添加劑的應用

近年來，抗生素、激素、防腐劑等藥物在飼料中的使用，嚴重影響了畜產品和水產品的質量與安全。開發和推廣一種既能有效替代抗生素、激素、防腐劑，又具有保健促生長作用的新型綠色飼料添加劑已成為當務之急。益生菌飼料添加劑可促進胃腸道免疫功能，增強動物免疫力；增強營養代謝，提高消化酶的活性，增強動物消化吸收能力；強化有益菌群的競爭優勢。在飼料中添加益生菌的相關研究報道很多。劉曉東等[21]經過篩選，選出了安全性好、抗病性強、產酶量大的芽孢桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌、酵母菌等有益菌群，并將它們添加到仔豬日糧中，結果顯示，試驗組豬平均日增重、料肉比等都有了顯著的提高。大量研究表明，益生菌作為飼料添加劑不僅能夠提高飼料利用率，而且對增強畜產動物的免疫力、降低養殖動物發病率也起到了一定的作用[22]。飼用益生菌是一種活菌制劑，需符合以下條件：必須能夠達到小腸且能夠在小腸內繁殖；益生菌數量必須足夠多以便在腸道內建立并維持菌群平衡；能夠被迅速激活，且有很高的生長率；在儲存和加工條件下有很好的耐受能力。

3 發展發酵飼料的重要意義

3.1 解決飼料用糧食資源緊張的迫切需求

在我國畜牧業生產中飼料成本占總成本的70 %以上，糧食飼料占常規畜禽飼料的90 %以上，在生產畜產品的過程中占有相當重要的地位。但是，隨著人民生活水平的不斷提高，人們對畜產品的需求日益增大，糧食飼料作為常規飼料的供需缺口越來越大，過度地依賴糧食類飼料已不能滿足畜牧業發展的需要。充分利用農業生產的下腳料，如各種糠麩餅粕，作為飼料原料也是解決常規飼料原料供應緊張的有效途徑之一。非常規飼料存在消化利用率低、營養不全面等不利因素。因此，采用益生菌發酵的方法來消除非常規飼料原料中的不利因子、提高其利用率、提高營養價值是非常有必要的。

3.2 食品安全的必然要求

抗生素在養殖業中全面推廣使用，給養殖業帶來了巨大的變化，養殖規模也越來越大，養殖效益也得到了極大提高，由此造成養殖者習慣性地在飼料中添加抗生素，以追求所需要的高效益。但是，長期在飼料中添加抗生素會造成動物肝臟和腎臟受損，動物機體免疫力下降，引發各種疾病的發生；長期使用抗生素，還會引發細菌對抗生素產生耐藥性。大量研究表明，在抗生素應用頻繁的養殖場，志賀氏菌幾乎100 %具有抗藥性，對四環素的抗藥性明顯，大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌病，這些過去很少發生的細菌病，現在卻是養殖場的常發病。

學者們研究發現，利用微生態制劑發酵飼料能夠有效提高飼料的營養價值，同時能夠有效提高飼喂動物的免疫力。

3.3 提高經濟效益的重要途徑

從市場來看，有機畜禽水產品雖然價格比一般畜禽水產品高出很多，但是消費者能夠接受。通過有機模式生產出來的畜禽水產品也具有更大的利潤空間。隨著人們消費觀念的更新，有機生產模式也越來成為研究熱點。

畜禽養殖環節中，飼料的成本占到整個飼養成本的70 %。如果能夠把飼料成本有效地降低下來，那么整個養殖過程的利潤空間就會大幅度提高。隨著養殖規模的擴大和耕地面積的減少，糧食成本越來越高，傳統飼料行業對糧食的高依賴度造成了飼料價格的持續走高，傳統飼料行業的利潤點越來越低，對行業的可持續發展造成了極大的障礙。

現在，越來越多的學者研究利用益生菌發酵非常規飼料以部分替代常規飼料，也取得了很多成果。

4 小結

益生菌發酵飼料具有諸多優點，也得到了業界的廣泛關注和認可。但是，益生菌發酵飼料大規模地應用于實際生產還有許多的技術障礙需要攻克：如發酵工藝標準、發酵生產的標準化等。發酵飼料規模化生產具有廣闊的應用前景，需要學者們做的工作還有很多。